Chƣơng 1 : CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
2.4. Sử dụng đĩa CD BGĐT-Dao động cơ trong Dạy – Học
2.4.1. Đối với giáo viên
Mỗi giáo viên sẽ có phương pháp dạy khác nhau cho một nội dung
kiến thức. Sản phẩm đĩa CD BGĐT-Dao động cơ của chúng tôi sẽ là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc dạy – học chương Dao động cơ. Để sử dụng đĩa hợp lí, có hiệu quả cao thì khi sử dụng giáo viên phải kết hợp một cách linh hoạt các thao tác trên lớp khi sử dụng BGĐT.
Giáo viên có thể sử dụng BGĐT kết hợp với thuyết trình, phát vấn, thảo luận nhóm, yêu cầu học sinh tự học, tự nghiên cứu để xây dựng kiến thức của bài học. Trong mỗi bài, chúng tơi có thể thiết kế trước những nội dung học trên lớp và những nội dung học sinh có thể tự học ở nhà.
Ví dụ minh họa: Bài giảng: Dao động điều hịa
Chúng tơi có thể thiết kế tiến trình dạy học cụ thể như sau:
Hoạt động 1 : Tìm hiểu về dao động cơ (Hướng dẫn học sinh tự đọc tài liệu
và ghi nhớ.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
Hướng dẫn HS đọc tài liệu, xem gợi ý trên BGĐT và trả lời các câu hỏi:
? Thế nào là dao động cơ. Nêu ví dụ.
? Thế nào là dao động tuần hoàn
? Nêu định nghĩa chu kì, tần số của dao động tuần hoàn.
Đọc tài liệu, xem hướng dẫn và trả lời các câu hỏi. I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên. 2. Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng
thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ.
Hoạt động 2 : Tìm hiểu phương trình của dao động điều hồ (Kết hợp các
phương pháp thuyết trình, phát vấn để giúp HS xây dựng kiến thức).
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M
- Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động?
- Khi đó toạ độ x của điểm
- Trong q trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O. - Phương trình: x = OMcos(t + )
II. Phƣơng trình của dao động điều hồ
1. Ví dụ
- Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường trịn theo chiều dương với tốc độ góc . - P là hình chiếu của M lên Ox. - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với MoOx (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với M M0 P1 x P O t +
P có phương trình như thế nào?
- Em có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hồn thành C1 - Hình dung P khơng phải là một điểm hình học mà là chất điểm P ta nói vật dao động quanh VTCB O, cịn toạ độ x chính là li độ của vật. - Chú thích các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, và trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và > 0. + Để xác định cần đưa phương trình về dạng tổng quát x = Acos(t + ) để xác định.
- Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà dao động của điểm P là dao động điều hoà. - Tương tự: x = Asin(t
+ ) - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà.
- Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. P1OMtrad - Toạ độ x = OPcủa điểm P có phương trình: x = OMcos(t + ) Đặt OM = A x = Acos(t + )
Vậy: Dao động của
điểm P là dao động điều hoà.
2. Định nghĩa
- Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hồ: x = Acos(t + ) + x: li độ của dao động. + A: biên độ dao động, là xmax. (A > 0)
- Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((t + ) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết ?
- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hồ có mối liên hệ gì? (Dùng phần mơ phỏng mối quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hịa)
- Trong phương trình: x = Acos(t + ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc
trong chuyển động tròn đều.
- Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t.
- Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0.
- Quan sát mơ hình và trả lời câu hỏi:
Một điểm dao động điều hồ trên một đoạn thẳng ln ln có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động trịn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.
+ : tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s.
+ (t + ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad.
+ : pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hồ
(Hướng dẫn HS tự đọc tài liệu và trả lời câu hỏi)
- Dao động điều hồ có tính tuần hồn từ đó ta có các định nghĩa chu kì và tần số. - Hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu - Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc , chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào?
- HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số.
Học sinh đọc tài liệu, tự học và rút ra công thức cần ghi nhớ 2 2 f T III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hồ 1. Chu kì và tần số - Chu kì (kí hiệu là
T) của dao động điều
hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. + Đơn vị của T là giây (s).
- Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz). 2. Tần số góc - Trong dao động điều hồ gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. 2 2 f T
Hoạt động 4 : Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hồ (Thảo
luận nhóm)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
Thảo luận nhóm: Mối qan
hệ giữa tọa độ x, vận tốc v và gia tốc trong chuyển động cơ của vật
Áp dụng vào bài:
- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian
biểu thức?
Có nhận xét gì về v?
- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian biểu thức?
- Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì?
Thảo luận: mỗi nhóm thảo luận và đưa ra nhận xét: v = x’ a = v’ = x’’ Ta có: x = Acos(t + ) v = x’ = -Asin(t + ) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ.
a = v’ = - 2Acos(t + )
- Gia tốc luôn ngược
IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = -Asin(t + ) - Ở vị trí biên (x = A): v = 0. - Ở VTCB (x = 0): |vmax| = A 2. Gia tốc a=v’=-2Acos (t + ) = -2 x - Ở vị trí biên (x = A): |amax| = 2 A - Ở VTCB (x = 0): a = 0
dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB)
Hoạt động 5 : Vẽ đồ thị của dao động điều hoà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà x = Acost ( = 0)
- Hướng dẫn HS dùng phần mềm vẽ đồ thị.
- Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều hồ là dao động hình sin. - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. V. Đồ thị trong dao động điều hoà Hoạt động 6 : Củng cố.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Nhấn mạnh lại kiến thức cơ bản
- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà ( Học sinh tự ôn tập dựa vào đĩa CD BGĐT- Dao
- Củng cố lại kiến thức - Làm bài tập củng cố - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. A t 0 x A 2 T T 3 2 T
động cơ)
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
- Tự ôn tập
- Ghi những chuẩn bị cho bài sau.