8. Cấu trúc khóa luận
2.2.5. Hai nguồn dao động cùng pha
+ Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M: 2 (d2 d1) + Bi n độ sóng tổng hợp: 2 1 2 cos ( ) M A A d d
+ Số điểm dao động cực đại: 1 k 1
và k
Vị trí của c c điểm cực đại giao thoa x c định: 1 2 1
2 2
S S
d k
+ Số điểm dao động cực tiểu: 1 1 1 1
2 k 2
và k
Vị trí của c c điểm cực tiểu giao thoa x c định: 1 2 1
2 2 4
S S
d k
2.2.6. Hai nguồn dao động ngược pha
+ Số điểm dao động cực đại:
1 1 1 1
2 k 2
và k
Vị trí của điểm cực đại giao thoa:
1 2 (2 1) 2
d d k
+ Số điểm dao động cực tiểu:
1 1
k
và k
Vị trí của điểm cực tiểu giao thoa:
1 2
2.2.7. Hai nguồn dao động vuông pha
Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại M: 2 1
2 ( ) 2 d d Bi n độ sóng tổng hợp: 2 cos ( 2 1) 4 M A A d d
+ Số điểm dao động cực đại: 1 1 1 1
4 k 4
và k
+ Số điểm dao động cực tiểu: 1 1 1 1
4 k 4
và k
2.2.8. Sóng dừng
Định nghĩa: sóng dừng là sóng có các nút (điểm luôn đứng yên) và các bụng ( bi n độ dao động cực đại) cố định trong không gian.
Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phƣơng.
Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l: + Hai đầu là nút sóng: 2 lk (k ) + Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng: (2 1) 4 l k (k ) Đặc điểm của sóng dừng:
+ Khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền kề là
2
.
+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là 4
.
+ Khoảng cách giữa hai nút (bụng) sóng bất kì là
2
k
+ Tốc độ truyền sóng: v f T
.
2.2.9. Phương trình sóng dừng trên sợi dây
Đầu P cố định hoặc dao động nhỏ gọi là nút sóng. + Đầu Q cố định ( nút sóng):
Phƣơng trình sóng tới tại Q: uB Acos 2ft
Phƣơng trình sóng phản xạ tại Q: uB' Acos 2ft Acos(2 ft)
Phƣơng trình sóng tới tại M cách Q một khoảng d: uM Acos(2ft 2 d)
Phƣơng trình sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d:
' cos(2 2 ) M d u A ft Phƣơng trình sóng dừng tại M:
2 cos(2 ) cos(2 ) 2 sin(2 ) cos(2 )
2 2 2 d d u A ft A ft + Đầu Q tự do ( bụng sóng):
Phƣơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại Q: uB uB' Acos 2 ft
Phƣơng trình sóng tới tại M cách Q một khoảng d: uM Acos(2ft 2 d)
Phƣơng trình sóng phản xạ tại M cách Q một khoảng d:
' cos(2 2 ) M d u A ft
Phƣơng trình sóng dừng tại M: u 2 cos(2A d) cos(2 ft)
2.3. Kết quả xây dựng bài giảng điện tử hỗ trợ dạy học phần Sóng cơ
2.3.1. Bài giảng điện tử dạy học bài SC và sự truyền SC
Sau khi giới thiệu xong tên bài phải học thì slide 3 sẽ giới thiệu cấu trúc nội dung bài học.
Hình 2.1. Cấu trúc bài
Để có thể tìm hiểu về SC thì cho HS xem video thí nghiệm và yêu cầu HS đƣa ra dự đo n dựa trên câu hỏi gợi ý slide 5. Từ đó rút ra định nghĩa SC ở slide 6.
Hình 2.2. Thí nghiệm 1 cần rung
Phân loại sóng: 2 loại. cho HS đi tìm hiểu từng loại sóng .
Cho HS xem video và trả lời câu hỏi gợi ý để rút ra đặc điểm của sóng ngang, sóng dọc trong slide 7,8.
Phần 2 tìm hiểu về c c đặc trƣng của một sóng hình sin trong slide 9, 10, 11.
Hình 2.4. Đặc trƣng của sóng hình sin
Phần 3 viết phƣơng trình sóng trong slide 12.
Hình 2.5. Phƣơng trình sóng
T nh độ lệch pha dao động của hai phần tử trên cùng một phƣơng truyền sóng trong trƣờng hợp tổng qu t và c c trƣờng hợp hai điểm dao động cùng pha, ngƣợc pha và vuông pha slide 13,14.
Hình 2.6. Độ lệch pha dao động
Cuối cùng đƣa ra silde 15 tổng kết kiến thức trƣớc khi kết thúc phần lý thuyết. Hình 2.7. Tổng kết Vận dụng giải thích hiện tƣợng slide 16. Hình 2.8. Vận dụng Sau cùng là phần bài tập slide 17,18,19. Hình 2.9. Bài tập
2.3.2 Bài giảng điện tử dạy học bài giao thao sóng
Sau khi giới thiệu xong tên bài phải học thì slide 2 sẽ giới thiệu cấu trúc nội dung bài học.
Hình 2.10. Cấu trúc bài Phần 1 cho HS quan sát video
và đƣa ra dự đo n về hiện tƣợng xảy ra yêu cầu HS giải thích dựa vào câu hỏi gợi ý slide 3,4.
Hình 2.11. Thí nghiệm giao thoa sóng nƣớc Rút ra khái niệm về hiện
tƣợng giao thoa slide 5.
Phần hai viết phƣơng trình giao thoa của hai sóng tại điểm M slide 6,7.
Hình 2.13. Phƣơng trình giao thoa sóng Cho HS tìm hiểu về cực đại
giao thoa slide 8, 9.
Hình 2.14. Cực đại giao thoa Cho HS tìm hiểu về cực đại
giao thoa slide 10,11.
Các cực đại và cực tiểu trong c c trƣờng hợp hai nguồn cùng pha, ngƣợc pha và vuông pha slide 12,13,14.
Hình 2.16. C c trƣờng hợp Điều kiện giao thoa sóng và
khái niệm sóng kết hợp slide 15.
Hình 2.17. Điều kiện giao thoa sóng Cuối cùng đƣa ra slide 16
tổng kết kiến thức bài học.
Sau cùng là phần bài tập vận dụng slide 17, 18.
Hình 2.19. Bài tập
2.3.3 Bài giảng điện tử dạy học bài sóng dừng
Sau khi giới thiệu xong tên bài học thì slide 3 sẽ giới thiệu về cấu trúc của bài học.
Hình 2.20. Cấu trúc bài học
Tìm hiểu sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định bằng cách cho HS quan sát video và nhận xét dựa theo câu hỏi của GV để đƣa ra kết luận slide 4,5.
Hình 2.21. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định
Tìm hiểu sự phản xạ của sóng trên vật cản tự do bằng cách cho HS quan sát video và nhận xét dựa theo câu hỏi của GV để đƣa ra kết luận slide 6,7.
Hình 2.22. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do
Phần 2 cho HS quan sát video và đƣa ra kh i niệm sóng dừng slide 8,9.
Hình 2.23. Sóng dừng trên dây Tìm hiểu về sóng dừng trên
dây có hai đầu cố định và cho HS xem video để hình dung slide 10,11,12,13.
Hình 2.24. Sóng dừng tr n dây có hai đầu cố định
Tìm hiểu về sóng dừng trên dây có một đầu cố định, một đầu tự do slide 14,15.
Hình 2.25. Sóng dừng trên dây có một đầu cố định, một đầu tự do
Cuối cùng đƣa ra slide 16 tổng kết lại kiến thức bài học cho HS.
Hình 2.26. Tổng kết Sau cùng đƣa ra slide 17 vận
dụng giải thích.
Cho HS làm bài tập slide 18,19.
Hình 2.28. Bài tập
2.4. Tiến t ình tổ chức dạy học phần SC
2.4.1. Tiến trình tổ chức dạy học bài SC và sự truyền SC
Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm ở trên lớp 1. Mục đ ch
Để phát hiện ra hình dạng của SC lan truyền trên mặt nƣớc đƣợc ph t đi từ một nguồn sóng, đặc điểm của sóng ngang và sóng dọc.
Biết đƣợc SC là gì và phân loại SC và n u l n đƣợc đặc điểm của sóng ngang và sóng dọc, c c đặc trƣng của một sóng hình sin, phƣơng trình sóng.
2. Nội dung hoạt động
Quan sát thí nghiệm khi một cần rung dao động trên mặt nƣớc, thí nghiệm trên một lò xo ống dài và mềm.
Trả lời câu hỏi: Nhận xét về hình dạng của mặt nƣớc trong trƣờng hợp đó, phƣơng dao động và phƣơng truyền sóng?
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trƣờng.
Sóng ngang là sóng trong đó c c phần tử của môi trƣờng dao động theo phƣơng vuông góc với phƣơng truyền sóng.
Sóng dọc là sóng trong đó c c phần tử của môi trƣờng dao động theo phƣơng trùng với phƣơng truyền sóng.
C c đại lƣợng đặc trƣng của sóng hình sin: bi n độ của sóng A, chu kỳ sóng T, tốc độ truyền sóng v, bƣớc sóng λ, năng lƣợng sóng W.
Phƣơng trình sóng.
4. Cách tổ chức
GV chia nhóm sau đó cho HS quan sát video và trả lời câu hỏi.
Hoạt động 2: Học kiến thức về SC và sự truyền SC ở nhà 1.Mục đ ch
Hiểu rõ, nắm vững đƣợc kiến thức về SC.
Hiểu rõ, nắm vững đƣợc kiến thức sự truyền SC.
2. Nội dung hoạt động
Tìm hiểu kiến thức của bài qua bài giảng điện tử.
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Nắm vững đƣợc các nội dung sau:
-SC là những dao động lan truyền trong môi trƣờng. -Phân loại SC, c c đặc điểm của sóng ngang và sóng dọc.
-C c đại lƣợng đặc trƣng của sóng hình sin :bi n độ của sóng A, chu kỳ sóng T, tốc độ truyền sóng v, bƣớc sóng λ, năng lƣợng sóng.
-Phƣơng trình sóng.
4. Cách thức tổ chức
GV giao nhiệm vụ cho HS về nhà học kiến thức của bài qua bài giảng điện tử còn HS phải tự giác học bài qua bài giảng.
Hoạt động 3: Ứng dụng kiến thức đã học để giải bài tập 1. Mục đ ch
Vận dụng đƣợc lý thuyết đã học vào việc hiểu và giải thích các hiện tƣợng và giải đƣợc các bài tập.
2. Nội dung hoạt động
Hoàn thành bài tập GV giao.
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Lời giải các bài tập đƣợc giao.
Cho các bài tập (có lời giải) giao cho HS về nhà làm sau khi các em làm xong nếu vẫn còn thắc mắc sẽ có một buổi trên lớp chữa các bài tập mà các em thắc mắc.
2.4.2. Tiến trình tổ chức dạy học bài giao thoa sóng
Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm ở trên lớp 1. Mục đ ch
Để phát hiện ra hình dạng của giao thoa sóng lan truyền trên mặt nƣớc đƣợc ph t đi từ hai nguồn sóng, các vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa.
Biết đƣợc hiện tƣợng giao thoa của hai sóng là gì, cực đại và cực tiểu giao thoa, điều kiện giao thoa .
2. Nội dung hoạt động
Quan sát thí nghiệm khi hai cần rung dao động trên mặt nƣớc.
Trả lời câu hỏi: Nêu hiện tƣợng xảy ra trong trƣờng hợp đó, tại sao trong vùng hai sóng gặp nhau, có những điểm nƣớc đứng yên và có những điểm nƣớc dao động rất mạnh ?
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Hiện tƣợng giao thoa là hiện tƣợng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó, chúng luôn luôn tăng cƣờng lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau.
Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa.
Điều kiện cần và đủ để hai sóng giao thoa với nhau: hai sóng là hai sóng kết hợp tức là hai sóng cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.
4. Cách tổ chức
GV chia nhóm sau đó cho HS quan s t video và trả lời câu hỏi.
Hoạt động 2: Học kiến thức về giao thoa sóng ở nhà 1. Mục đ ch
Hiểu rõ, nắm vững đƣợc kiến thức của bài học.
2. Nội dung hoạt động
Tìm hiểu kiến thức của bài qua bài giảng điện tử.
3. Dự kiến sản phẩm của HS
- Hiện tƣợng giao thoa là hiện tƣợng hai sóng kết hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó, chúng luôn luôn tăng cƣờng lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau..
- Dao động của một điểm M trong vùng giao thoa. Phƣơng trình giao thoa
sóng tại M: 2 1 1 2 2 cos cos 2 M d d d d u A ft
- Vị trí cực đại, cực tiểu trong từng trƣờng hợp hai nguồn cùng pha, ngƣợc pha, vuông pha.
- Điều kiện giao thoa của hai sóng.
4. Cách thức tổ chức
GV giao nhiệm vụ cho HS về nhà học kiến thức của bài qua bài giảng điện tử còn HS phải tự giác học bài qua bài giảng.
Hoạt động 3: Ứng dụng kiến thức đã học để giải bài tập 1. Mục đ ch
Vận dụng đƣợc lý thuyết đã học vào việc hiểu và giải đƣợc các bài tập.
2. Nội dung hoạt động
Hoàn thành bài tập GV giao.
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Lời giải các bài tập đƣợc giao.
4. Cách tổ chức
Cho các bài tập (có lời giải) giao cho HS về nhà làm sau khi các em làm xong nếu vẫn còn thắc mắc sẽ có một buổi trên lớp chữa các bài tập mà các em thắc mắc.
2.4.3. Tiến trình tổ chức dạy học bài sóng dừng
Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm ở trên lớp 1. Mục đ ch
Để phát hiện ra đặc điểm biến dạng của sợi dây khi phản xạ trên vật cản cố định và vật cản tự do.
Biết đƣợc sóng dừng là gì, sự phản xạ của sóng, sóng dừng trên một sợi dậy có hai đầu cố định, một đầu cố định và một đầu tự do.
2. Nội dung hoạt động
Quan sát thí nghiệm khi phản xạ trên vật cản cố định và vật cản tự do.
Trả lời câu hỏi: Nêu nhận xét về biến dạng của sợi dây trong hai trƣờng hợp vật cản cố định và vật cản tự do ? Nhận xét về pha của sóng tới và sóng phản xạ tại điểm phản xạ?
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngƣợc pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Sóng truyền trên sợi dây trong trƣờng hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.
Sóng dừng trên một sợi dậy có hai đầu cố định:Vị trí các nút, vị trí các bụng, điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định.
Sóng dừng trên một sợi dậy có một đầu cố định và một đầu tự do:Vị trí các nút, vị trí các bụng, điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do.
4. Cách tổ chức
GV chia nhóm sau đó cho HS quan s t video và trả lời câu hỏi.
Hoạt động 2: Học kiến thức về sóng dừng ở nhà 1. Mục đ ch
Hiểu rõ, nắm vững đƣợc kiến thức của bài học.
2. Nội dung hoạt động
Tìm hiểu kiến thức của bài qua bài giảng điện tử.
3. Dự kiến sản phẩm của HS
Nắm vững đƣợc các nội dung sau:
- Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngƣợc pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
- Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
- Sóng truyền trên sợi dây trong trƣờng hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.
- Sóng dừng trên một sợi dậy có hai đầu cố định: Vị trí các nút, vị trí các bụng, điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định.Chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bƣớc sóng: l = k (k=1,2,3...).
- Sóng dừng trên một sợi dậy có một đầu cố định và một đầu tự do: Vị trí các nút, vị trí các bụng, điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do. Chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần 𝜆/4: l = (2k+1)
(k=0,1,2,3...).
4. Cách thức tổ chức
GV giao nhiệm vụ cho HS về nhà học kiến thức của bài qua bài giảng điện tử còn HS phải tự giác học bài qua bài giảng.
Hoạt động 3: Ứng dụng kiến thức đã học để giải bài tập 1. Mục đ ch
Vận dụng đƣợc lý thuyết đã học vào việc hiểu và giải th ch đƣợc hiện tƣợng