6. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
3.2.3.Thiết kế hoạt động dạy học
Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề
- Trả lời cá nhân. - Nêu cấu tạo của con lắc đơn. Điều kiện
để con lắc đơn dao động điều hòa là gì? - Sử dụng định luật vạn vật hấp dẫn và
định luật II Newton để viết phƣơng trình dao động của con lắc rồi từ đó suy ra nghiệm x Acos( t ) . Ta kết luận đƣợc con lắc đơn dao động điều hòa và tƣơng tự công thức tính chu kì của con lắc lò xo rút ra đƣợc T 2 l
g
. Sau đó sẽ dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại.
HS ghi nhận.
- Chu kì dao động là gì? Nêu cách tìm chu kì dao động con lắc đơn trong bài học trƣớc.
GV: Đó là con đƣờng tìm ra chu kì dao động theo lí thuyết. Hôm nay chúng ta sẽ dùng thực nghiệm để tìm ra định luật dao động của con lắc. Nghĩa là ta sẽ làm các thí nghiệm để khảo sát sự phụ thuộc của chu kì dao động vào các yếu tố nhƣ biên độ góc, khối lƣợng, chiều dài con lắc, nơi
86
làm thí nghiệm, nhiệt độ môi trƣờng,v.v … rồi rút ra kết luận từ các số liệu phân tích đƣợc.
Hoạt động 2. Thiết kế phƣơng án thí nghiệm khảo sát chu kì dao động của lắc đơn và đo gia tốc trọng trƣờng
- Cá nhân HS dự đoán.
- Có. Thực hiện đo chu kì T của một con lắc tại nhiều vị trí khác nhau.
- Trong bài thí nghiệm này ta cũng chỉ xét con lắc đơn dao động nhỏ (α0 < 100). Theo các em, chu kì dao động của con lắc phụ thuộc vào biên độ góc, khối lƣợng, chiều dài con lắc nhƣ thế nào?
- Chu kì dao động có phụ thuộc vào gia tốc trọng trƣờng không? Làm sao để kiểm chứng điều này?
GV: Vì ta chỉ thực hiện thí nghiệm đƣợc ở một nơi nên không thể khảo sát T theo g
đƣợc, mà thay vào đó, ta sẽ tìm cách tính gia tốc trọng trƣờng tại phòng thí nghiệm dựa vào các số liệu thí nghiệm thu đƣợc. - HS ( sau khi đã tìm hiểu về cách sử dụng
cảm biến chuyển động và aMixer MGA ở nhà) thảo luận nhóm và đƣa ra phƣơng án tiến hành thí nghiệm.
Dự kiến phƣơng án:
Phương án 1: (Phƣơng án trong SGK) Sử dụng đồng hồ bấm giờ hoặc đồng hồ đo thời gian hiện số có cổng quang điện + Đo thời gian thực hiện n dao động của con lắc có chiều dài l và khối lƣợng m cố định ứng với mỗi biên độ A khác nhau, suy ra biên độ góc α0 và chu kì T. Từ đó nhận xét sự phụ thuộc của T vào α0.
+ Tƣơng tự đo chu kì T ứng với các con
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm và đƣa ra phƣơng án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán và đo gia tốc trọng trƣờng.
87 lắc có khối lƣợng khác nhau nhƣng có cùng chiều dài và biên độ góc. Từ đó rút ra nhận xét.
+ Đo chu kì T của con lắc có cùng khối lƣợng nhƣng khác nhau về chiều dài. Từ đó khảo sát sự phụ thuộc giữa T là l bằng đồ thị.
+ Kết luận về định luật dao động của con lắc đơn. Tính gia tốc trọng trƣờng từ các số liệu của đồ thị.
Phương án 2: Sử dụng thiết bị cảm biến Các bƣớc tƣơng tự phƣơng án 1, chỉ khác là không đo thời gian trực tiếp khi con lắc dao động, mà thu thập đồ thị dao động của con lắc, từ đó làm việc trên đồ thị để xác định biên độ góc và chu kì T.
- HS thảo luận quyết định phƣơng án theo định hƣớng của GV. Dự doán HS sẽ chọn phƣơng án 2.
- GV cho HS thảo luận để thống nhất phƣơng án. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Định hƣớng của GV:
+ Phƣơng án 1 có thể gây sai số nhiều. + Phƣơng án 2 giúp HS thu đƣợc đồ thị dao động một cách chính xác, từ đó dễ dàng xác định α0 và T.
- Nhắc lại các bƣớc tiến hành thí nghiệm. - Sau khi đã thống nhất đƣợc phƣơng án, GV yêu cầu HS nhắc lại các bƣớc thí nghiệm và ghi ngắn gọn lên bảng để lƣu ý cho các nhóm.
- HS thảo luận nhóm trả lời. - GV hƣớng dẫn để HS thấy đƣợc những điểm chú ý trong các bƣớc thực hành bằng cách đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời.
88
thế nào?
- Chiều dài con lắc nhƣ thế nào cho thích hợp? Cách đo chiều dài của con lắc? Hoạt động 3. Tiến hành thí nghiệm
- HS quan sát GV hƣớng dẫn cách thao tác thí nghiệm.
- GV làm mẫu cách sử dụng cảm biến và thiết bị aMixer MGA. (Kết nối MGA với máy tính, sử dụng máy chiếu trình chiếu kết quả cho cả lớp quan sát)
HS trả lời cá nhân dựa vào kiến thức đã học về dao động.
Khi đồ thị li độ góc – thời gian đã xuất hiện trên màn hình, GV yêu cầu HS nêu cách xác định biên độ góc và chu kì. - Các thành viên triển khai công việc theo
sự phân công của nhóm trƣởng. Tiến hành đo và ghi số liệu.
Sau khi tiến hành xong, HS thu dọn dụng cụ. Nhóm trƣởng có nhiệm vụ kiểm tra và bàn giao lại dụng cụ cho GV.
- GV cho nhóm trƣởng lên nhận dụng cụ thí nghiệm và mẫu báo cáo thí nghiệm (Phụ lục) về cho nhóm.
Trong quá trình các nhóm thí nghiệm, GV tới từng nhóm để giúp đỡ, đinh hƣớng khi HS gặp khó khăn.
Hoạt động 4. Xử lí số liệu và viết báo cáo thí nghiệm - HS nhớ lại cách tính sai số tuyệt đối:
max min 2
T T
T
Các nhóm thảo luận để xử lí số liệu và viết báo cáo thí nghiệm ( nếu đủ thời gian)
- GV yêu cầu HS nhắc lại cách tính sai số
∆T.
GV cho HS số liệu ∆l = 0,001m.
GV thu báo cáo thí nghiệm. (Nếu không đủ thời gian, phần việc tính toán sai số và viết báo cáo thí nghiệm có thể để HS làm ở nhà và sẽ nộp cho GV vào đầu giờ học tiếp theo)
Hoạt động 5. Củng cố bài học
Chú ý nghe GV nhận xét. GV nhận xét, đánh giá giờ thực hành. Nhắc HS về nhà hoàn thiện bài báo cáo và chuẩn bị cho bài học tiếp theo.
Các nhóm thảo luận và đề xuất phƣơng
Câu hỏi thảo luận:
89 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
pháp đo. chiếc bánh Hamburger mà chỉ sử dụng
con lắc đơn ( không sử dụng đồng hồ hay MGA).