7. Đúng gúp mới của luận văn
3.4.2. Tiến hành thực nghiệm
Trong quỏ trỡnh tiến hành thực nghiệm sư phạm giỏo ỏn thực nghiệm 1, 2 cho lớp thực nghiệm 12A1
Giỏo ỏn thực nghiệm số 1: Bài tập về dao động điều hũa. Giỏo ỏn thực nghiệm số 2: Giao thoa súng.
Ở lớp đối chứng, chỳng tụi tiến hành giỏo ỏn với cỏc BT luyện tập cú nội dung tương tự như BT trong giỏo ỏn thực nghiệm 1 và 2.
- Tiến hành quan sỏt, ghi chộp, thăm dũ ý kiến HS sau mỗi giờ thực nghiệm. - Tiến hành kiểm tra sau mỗi giờ dạy tương ứng với giỏo ỏn 1 và 2. Cỏc đề kiểm tra của lớp đối chứng trựng với cỏc lớp thực nghiệm.
Sau đõy là cỏc giỏo ỏn thực nghiệm:
Giỏo ỏn thực nghiệm số 1: BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA
I. Vị trớ bài học
Tiết học BT cho chương Dao động cơ.
II. Mục tiờu dạy học
Củng cố kiến thức về dao động điều hũa
Rốn luyện thờm cho HS kĩ năng giải BT về động học của dao động điều hũa, về con lắc lũ xo, con lắc đơn, về năng lượng của dao động.
III. Chuẩn bị
GV: nắm được tỡnh hỡnh tiếp thu kiến thức và giải BT của HS trong cỏc Bài 6, 7, 8 để biết được những điểm cũn yếu của HS.
HS: ễn tập cỏc Bài 6, 7, 8. Dự kiến ghi bảng
BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA
Dữ kiện sau dựng chung cho BT 1, BT 2, BT 3.
Một vật dao động theo phương trỡnh:
x = 2cos(4πt-π/3) (cm,s).
Bài tập 4: Cho cỏc thiết bị sau: 1 sợi dõy
nhẹ đủ dài, khụng gión, 1 thanh nhụm dài 40cm, 1 hũn đỏ và 1 chiếc đồng hồ. Hóy tỡm gia tốc trọng trường nơi làm thớ nghiệm.
Bài tập 1:
Tớnh quóng đường vật đi được trong 0,25s đầu tiờn.
Bài tập 2:
Tớnh quóng đường vật đi được trong 0,125s đầu tiờn.
Cỏch 1: Tại t = 0, x = 1cm và v > 0.
Tại t = 0,125 s, x = 3cm và v < 0.
Cú thể mụ tả đường đi của vật theo hỡnh 3.1
Vật xuất phỏt ở M →N→H→ N. Quóng đường vật đi được trong 0,125s đầu tiờn là:
HN MH
S= + = (2-1) + (2- 3) = (3- 3) cm (Hỡnh 3.1).
Cỏch 2: Sử dụng mối liờn hệ giữa hỡnh chiếu của dao động điều hũa và chuyển động trũn đều.
Giải: Với cỏc thiết bị đó cho chỳng ta cú thể chế tạo một con lắc đơn. Cho con lắc dao động, đếm số dao động n1 trong thời gian 10 phỳt, tớnh chu kỡ dao động T1.
g l T1 =2π = 1 60 . 10 n 2 1 2 2 600 4 n g l = ⇒ π (1)
Dựng thanh nhụm để cắt ngắn sợi dõy bớt đi 40 cm, rồi cho con lắc dao động, đếm số dao động n2 trong 10 phỳt, tớnh chu kỡ dao động T2. g l T2 =2π −0,4 = 2 60 . 10 n 2 2 2 2 0,4 600 4 n g l = − ⇒ π (2)
Giải hệ phương trỡnh (1), (2) với n1, n2 đó biết ta sẽ tỡm được g và l. 0 1 2 x O M N H Hỡnh 3.1 0 1 2 x M N O 1 2 Hỡnh 3.2
Bài tập 3:
Tớnh quóng đường vật đi được trong 1,25s đầu tiờn.
IV. Tiến trỡnh dạy học
Hoạt động 1 (24 phỳt): Giải BT về con lắc lũ xo.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung đạt được
* Tạo tỡnh huống cú vấn đề:
+ Cú thể tỡm được quóng đường vật dao động điều hũa chuyển động được trong một khoảng thời gian bất kỡ hay khụng?
* Định hướng giỳp HS giải quyết vấn đề:
+ Định nghĩa chu kỡ dao động?
+ Đối với dao động điều hũa cú biờn độ là A thỡ trong một chu kỡ dao
* HĐ 1: Phỏt biểu BT từ tỡnh huống thực tiễn. Xỏc định BT giỏo khoa từ tỡnh huống cú vấn đề (tỡnh huống xuất phỏt): Nghiờn cứu vấn đề để trả lời cõu hỏi của GV. + Thời gian thực hiện một dao động toàn phần gọi là chu kỡ. + Trong một chu kỡ dao động vật đi được
động vật chuyển động được một quóng đường là bao nhiờu?
+ Trong T/2, T/4 thỡ vật đi được quóng đường là bao nhiờu?
+ Hóy phỏt biểu vấn đề thành BTXP!
GV vẽ sơ đồ biểu diễn quỏ trỡnh chuyển tỡnh huống thành BTXP. Yờu cầu HS phõn tớch đề bài để xỏc định cỏi gỡ đó biết và cỏi gỡ cần biết để giải BT.
+ Nếu sửa thời gian thành một giỏ trị khỏc (khụng
một quóng đường bằng 4A.
+ Trong T/2, T/4 vật đi được quóng đường là 2A, 4A. Phỏt biểu vấn đề thành BTXP (BT 1). * HĐ 2: Tỡm hiểu tớnh chất bài tập Phõn tớch đề để xỏc định được đõy là loại BT tớnh quóng đường chuyển động của vật. Đề ra cho phương trỡnh dao động tức là đó biết đõy là một dao động điều hũa và biết cỏc thụng số A, ω (tức là biết T), ϕ. Để giải BT cần biết được cỏc ý nghĩa của chu kỡ T. Tỡm được mối liờn hệ giữa thời gian 0,25s và chu kỡ T ta sẽ tỡm được quóng đường vật chuyển
Bài tập 1:
Một vật dao động theo phương trỡnh:
x = 2cos(4πt-π/3) (cm,s). Tớnh quóng đường vật đi được trong 0,25s đầu tiờn.
phải là T, T/2, T/4) thỡ BT sẽ được giải quyết như thế nào?
+ Hóy phỏt biểu thành lời BT này?
+ Cú thể dựng cỏch làm như đó làm BT đỳng hay khụng? Đối với BT này ta c ú thể dựng mấy cỏch?
Yờu cầu HS lựa chọn một chiến lược giải cho từng cỏch.
+ Thuật ngữ “đầu tiờn” trong đề bài cho em biết điều
gỡ?
động.
* HĐ 3: Khỏm phỏ
Cỏ nhõn nghiờn cứu quy luật, tớnh chất của chuyển động của vật trong dao động điều hũa để xỏc định được tại sao khụng thể dựng cỏch làm như đó làm đối với BT đỳng. * HĐ 4: Lập kế hoạch giải:
Nờu kế hoạch giải
* H Đ 5: Thực thi kế hoạch.
+ HS xỏc định vị trớ và thời điểm xuất phỏt và kết thỳc của vật. HS tớnh toỏn, vẽ hỡnh và mụ tả đường đi của
Bài tập 2:
Một vật dao động theo phương trỡnh:
x = 2cos(4πt-π/3) (cm,s). Tớnh quóng đường vật đi được trong 0,125s đầu tiờn.
Cỏch 1: Tại t = 0, x = 2cos(-π/3) = 1cm và v = -2sin(-π/3) = 3> 0. Vậy
+ Sau 0,125 (s) thỡ vật đang ở đõu, chuyển động theo chiều nào?
+ Em hóy mụ tả quóng đường vật đi được sau 0,125 (s) đầu tiờn? + Cú thể sử dụng một phương phỏp nào khỏc để giải BT này khụng? (cỏch giải 2) vật. + Nhắc lại phương phỏp hỡnh chiếu của một chuyển động trũn đều trờn một đường thẳng trong mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hũa.
+ Vẽ hỡnh, mụ tả đường đi trờn hỡnh vẽ, phõn tớch và tớnh toỏn.
+ Đối với BT 2 vỡ thời gian cần tỡm quóng đường là T/4 (gúc ở tõm là 900) do đú chỳng ta nờn sử dụng cỏch 2 (sẽ làm nhanh hơn). Nếu thời gian cần tỡm là T/3 (1200), T/12 (300), T/8 (450),
tại t= 0 vật ở li độ x = 1 cm và đang chuyển động theo chiều dương.
Tại t = 0,125 s, x = và v = -1cm < 0.
Vậy tại t = 0 vật ở li độ x = 3cm và đang chuyển theo chiều õm.
Cú thể mụ tả đường đi của vật theo hỡnh 3.1
Vật xuất phỏt ở M →N→ H→N. Quóng đường vật đi được trong 0,125s đầu tiờn là: S=MH +HN = (2-1) + (2- 3) = (3- 3) cm (Hỡnh 3.1). Cỏch 2: Tại t = 0, x = 1cm và v = 3> 0. Vậy tại t = 0 vật ở li độ x = 1 cm và đang chuyển động theo chiều dương. Sử dụng phương phỏp hỡnh chiếu của dao động điều hũa trờn một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo được coi như một dao động điều hũa ta vẽ được
Kết thỳc vấn đề
Yờu cầu HS đỏnh giỏ kết quả cũng như cỏch giải, GV tổng kết hợp thức húa tri thức.
Khai thỏc thờm ý nghĩa của BT.
+ Theo em đối với BT 2 thỡ chỳng ta nờn sử dụng cỏch làm nào trong hai cỏch làm đó nờu? Cỏch làm 1 sẽ phỏt huy ưu điểm khi nào? Cú khi nào đối với loại BT này thỡ cỏch 2 sẽ khụng ỏp dụng được khụng?
+ GV phỏt biểu BT 3 + Yờu cầu HS nờu nhận
T/6 (600), …(cỏc gúc ở tõm là cỏc giỏ trị đặc biệt) thỡ chỳng ta sử dụng cỏch 2. Nếu thời gian cần tỡm khụng phải là cỏc giỏ trị đặc biệt như đó nờu thỡ chỳng ta phải dựng cỏch 1.
Nhận định được 1,25 = 1,25 +1
Chuyển được BT 3 về BT luyện tập ban đầu (nguyờn tắc phõn nhỏ). hỡnh và sau 0,125 s tức là T/4 chu kỡ vật chuyển động trũn đều sẽ quay được 1 gúc π/2, ứng với cung MN trờn hỡnh 3.2 Bài tập 3: Một vật dao động theo phương trỡnh: x=2cos(4πt-π/3) (cm,s).
định ban đầu về dữ kiện thời gian 1,25s, (cú thể gợi ý thờm rằng 1,25s cú mối liờn hệ thế nào với chu kỡ T) hoặc 1,25 s. + Yờu cầu một HS đưa ra chiến lược giải BT bằng cỏch sử dụng đỏp số của BT đỳng, cả lớp theo dừi cho nhận xột.
+ GV chớnh xỏc húa lời giải và ghi bảng.
Tớnh quóng đường vật đi được trong 1,25s đầu tiờn.
Giải:Quóng đường đi được trong 1,25 s đầu tiờn sẽ bằng quóng đường vật đi được trong 0,25 s đầu tiờn và quóng đường vật đi được trong 1s tiếp theo. Quóng đường vật đi được trong 0,25 s đầu tiờn là: S1 = 2A = 4 cm (theo kết quả BT XP)
T = 0,5s, nờn sau 1s tức là 2 chu kỡ T vật sẽ đi được 8A = 16cm, do đú
Quóng đường vật đi được trong 1 s tiếp theo. S2 = 16 cm
Vậy: S = S1 + S2 = 4 + 16 = 20cm
Hoạt động 2 (19 phỳt): Giải BT về con lắc đơn.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung đạt được
- GV nờu BT
- Yờu cầu HS phỏt hiện cỏc tỡnh huống xuất phỏt cú thể cú + Em hóy nờu cỏc cỏch cú thể để đo gia tốc trọng trường g? * Nhận định ban đầu - HS phỏt hiện cỏc tỡnh huống xuất phỏt cú thể cú + HS cú thể đưa ra cỏc cỏch khỏc nhau. - Cỏch 1: Sử dụng
Bài tập 4: Cho cỏc thiết bị
sau: 1 sợi dõy nhẹ đủ dài, khụng gión, 1 thanh nhụm dài 40cm, 1 hũn đỏ và 1 chiếc đồng hồ. Hóy tỡm gia tốc trọng trường nơi làm thớ nghiệm.
- Yờu cầu HS lựa chọn tỡnh huống vấn đề xuất phỏt ưu tiờn để giải quyết. + Với cỏc thiết bị đó cho em nờn làm theo cỏch nào?
Chia lớp thành 4 nhúm, cho cỏc nhúm thảo luận và đưa ra nhận xột.
+ Hoạt động nhúm
+ Yờu cầu cỏc nhúm giơ bảng phụ. Yờu cầu nhúm trưởng của một nhúm cú phương ỏn đỳng nhất lờn trỡnh bày phương ỏn giải trước cả lớp. GV hợp thức húa phương cụng thức h=gt2/2, đo h, đo t ta sẽ tỡm được g. - Cỏch 2: Sử dụng g l T1 =2π , đo l, đo T ta sẽ tỡm được g. Cỏch 3: Sử dụng t v v g t ∆ − = 0 - Lựa chọn tỡnh huống vấn đề xuất phỏt ưu tiờn để giải quyết
+ Cỏc nhúm thảo luận + HS đưa ra phương ỏn lựa chọn, rừ ràng khụng thể chọn cỏch thứ ba để làm vỡ khụng thể đo được vận tốc với cỏc dụng cụ đó cho. Cú thể chọn cỏch 1 và cỏch 2 để làm.
ỏn chọn.
+ Từ phương ỏn đó chọn, em hóy phỏt biểu phổ cỏc BT cụ thể cú thể cú?
+ Trong hai cỏch ứng với BTa và BTb đó nờu, em hóy lựa chọn cỏch tối ưu hơn?
Cỏc cõu hỏi định hướng tư duy giỳp HS phỏt biểu thành lời BTXP.
+ Cỏc thiết bị đó cho cú thể thiết lập được thiết bị
- Phỏt hiện và phỏt biểu phổ cỏc BT cụ thể cú thể cú Cỏch 1→BTa: Tỡm gia tốc trọng trường g của một vật rơi tự do từ độ cao 2h (dựng thanh nhụm và sợi dõy để xỏc định) trong thời gian t (dựng đồng hồ bấm giõy để đo). Cỏch 2→BTb: Tỡm gia tốc trọng trường khi biết chu kỡ dao động nhỏ (dựng đồng hồ đo) và chiều dài sợi dõy (sử dụng thanh nhụm để xỏc định) của một con lắc đơn. - Phõn tớch đỏnh giỏ và lựa chọn trong số cỏc BT cụ thể kể trờn ra BTXP cần giải. * H Đ 1: Diễn đạt thành lời BT.
thớ nghiệm gỡ?
+ Em cú thể làm gỡ với thanh nhụm dài 40cm, số đo độ dài này được ứng dụng như thế nào với thiết bị em vừa tạo ra? + Sử dụng đồng hồ đó cho em cú thể đo được đại lượng gỡ liờn quan đến con lắc đơn?
+ Từ cỏch tối ưu hơn em hóy phỏt biểu thành lời BT?
+ Em hóy trỡnh bày cỏch em đo chu kỡ T?
+ Để kết quả đo cú độ chớnh xỏc cao, em sẽ đếm số dao động trong thời gian bao lõu? Thời gian này lớn hay bộ cú ảnh hưởng như thế nào đến sai số của phộp đo?
+ Em hóy nờu cỏch tớnh gia tốc trọng trường nơi làm thớ nghiệm? Cú thể tỡm ra chiều dài của sợi
Trong t phỳt con lắc đơn thực hiện được n dao động. Vỡ khụng xỏc định được chớnh xỏc độ dài con lắc đơn này, HS đú đó cắt ngắn sợi dõy bớt 40 cm, rồi cho nú dao động lại. Trong t phỳt con lắc thực hiện được m dao động. Hóy dựng kết quả đú để xỏc định gia tốc trọng trường ở nơi làm thớ nghiệm.
Giải: Với cỏc thiết bị dó cho chỳng ta cú thể chế tạo một con lắc đơn. Cho con lắc dao động, đếm số dao động n1 trong thời gian 10 phỳt, tớnh chu kỡ dao động T1. T1=10.60/n1(s) mà g l T1 =2π 2 1 2 2 600 4 n g l = ⇒ π (1) Dựng thanh nhụm để cắt ngắn sợi dõy bớt đi 40 cm, rồi cho con lắc dao động, đếm số dao động n2 trong 10 phỳt, tớnh chu kỡ dao động T2. T2=10.60/n2(s) mà g l T2 =2π −0,4 2 2 2 2 0,4 600 4 n g l = − ⇒ π (2)
dõy hay khụng?
+ Hoạt động nhúm, thảo luận lập kế hoạch giải.
+ Cho nhúm trưởng của cỏc nhúm giơ bảng phụ, GV cho nhúm trưởng của nhúm cú lời giải đỳng nhất lờn trỡnh bày.
Gọi một HS lờn bảng trỡnh bày lời giải.
* H Đ 2: Định rừ tớnh chất BT, lập kế hoạch giải. BT 4 thuộc loại BT thớ nghiệm. Sau khi cỏc nhúm thảo luận sẽ đưa ra kế hoạch giải như sau: - Cho con lắc dao động, đếm số dao động trong thời gian 10 phỳt, sử dụng cụng thức tớnh chu kỡ T để thiết lập được một phương trỡnh (1) với 2 ẩn số là l, g - Dựng thanh nhụm để cắt ngắn sợi dõy bớt đi 40cm, cho con lắc dao động và đếm số dao động trong thời gian 10 phỳt, sử dụng cụng thức tớnh chu kỡ, ta thiết lập được phương trỡnh (2) với 2 Giải hệ phương trỡnh (1), (2) với n1, n2 đó biết ta sẽ tỡm được g và l.
ẩn số là l và g. - Giải hệ phương trỡnh trờn ta sẽ tỡm được l và g. * H Đ 3: Thực thi kế hoạch + Hoạt động cỏ nhõn. * H Đ 4: Đỏnh giỏ
Cỏ nhõn kiểm tra lại cỏc bước giải để khẳng định kết quả của BT
V. Củng cố (1 phỳt): Yờu cầu HS nhắc lại cỏc bước của chiến lược giải BT
vật lớ.
Tổng kết bài học ( 1 phỳt): GV nhận xột giờ học.
Nhắc lại nhiệm vụ về nhà. Dặn HS chuẩn bị cho bài thực hành.
Bài kiểm tra số 1: (Xem phụ lục số 3)
Giỏo ỏn thực nghiệm số 2: (Xem phụ lục số 2)
Bài kiểm tra số 2. (Xem phụ lục số 3)