I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
- Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí.
- Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật đã biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó.
- Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới.
Biết dùng phương pháp thực nghiệm để:
- Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm.
- Tìm ra bằng thí nghiệm T a l , với hệ số a 2, kết hợp với nhận xét tỉ số 2g �2 với g = 9,8m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn. Ứng dụng kết quả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm.
2. Kỹ năng
- Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép.
- Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%.
- Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số. Xử lí số liệu bằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra công thức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm.
3. Thái độ
- Có thái độ nghiêm túc học tập.
- Có tinh thần học hỏi, hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức.
- Có tinh thần học tập hợp tác.
- Yêu thích khoa học, tác phong của nhà khoa học.
4. Năng lực hướng tới.
- Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân (Năng lực tự học, năng lực giải quyết vần đề (Đặc biệt quan trọng là NL giải quyết vấn đề bằng con đường thực nghiệm hay còn gọi là NL thực nghiệm, Năng lực sáng tạo, Năng lực tự quản lí)
- Nhóm năng lực vè quan hệ xã hội: (Năng lực giao tiếp, Năng lực hợp tác)
- Nhóm năng lực công cụ (Năng lực sử dụng công nghệ thông tin, Năng lực sử dụng ngôn ngữ, Nặng lực tính toán)
- Năng lực chuyên biệt: Nêu được công thức con lắc đơn; Sử dụng kiến thức vật lý đã học để thực hiện nhiệm vụ học tập; Học sinh hoạt động nhóm để giải quyết yêu cầu đặt ra.
II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: :
- Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk.
- Kiểm tra dụng cụ tại phòng thực hành đảm bảo cho 6 nhóm
2. Học sinh:
- Chuẩn bị bài trước: - Đọc kĩ bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp và kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ:
Câu 1: Nêu cấu tạo của con lắc đơn ? Công thức tính chu kỳ ?
Câu 2: Khi nào con lắc đơn dao động điều hòa ? Chu kỳ phụ thuộc những yếu tố nào ? 3. Bài mới
Hoạt động 1: Khởi động:
- Khảo sát các định luật dao động của con lắc đơn
- Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh để khảo sát các định luật dao động của con lắc đơn - Sự phụ thuộc chu kỳ vào khối lượng vật treo, chiều dài dây treo, góc lệch.
STT Bước Nội dung
1 Chuyển giao nhiệm vụ Giáo viên yêu cầu hs suy nghĩ và trả lời các câu hỏi sau: Viết được biểu thức biểu thức tính gia tốc của con lắc đơn
1. Con lắc đơn có cấu tạo như thế nào? Chiều dài của con lắc được đo như thế nào?
2. Cần làm thế nào để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kì dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ vào biên độ dao động?
3. Cần làm thế nào để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kì dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ vào chiều dài l của con lắc đơn?
4. Làm cách nào để xác định chu kì T với sai số s
T 0,02
khi dùng đồng hồ bấm giây? Cho biết sai số khi dùng đồng hồ này là 0,2s (gồm sai số chủ quan khi bấm và sai số dụng cụ).
2 Thực hiện nhiệm vụ - HS hoạt động cá nhân kết hợp thảo luận, bàn bạc với các bạn bên cạnh đưa ra phương án trả lời.
GV theo dõi, phát hiện, giúp đỡ những nhóm gặp khó khăn
Báo cáo, thảo luận - Một học sinh trả lời
- Học sinh khác nghe, nhận xét, bổ sung
GV xác nhận các ý kiến đúng ở từng câu trả lời.
Gv giới thiệu thêm trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn là dao động điều hòa.
Kết luận hợp thức hóa kiến thức Đo gia tốc rơi tự do: g 4 22l T
Hoạt động 2: Kiểm tra chuẩn bị kiến thức và giới thiệu dụng cụ thí nghiệm.(10’).
Biết được các dụng cụ trong bộ thực hành và chức năng của nó.
STT Bước Nội dung
1 Chuyển giao nhiệm vụ - Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh, yêu cầu học sinh hoạt động nhóm trả lời các câu hỏi sau:
+ Mục đích của thí nghiệm ?
+Tìm hiểu các dụng cụ trong bộ thực hành ? - Giáo viên yêu cầu hs đọc mục I,II trang 26 SGK vật lý 12 để thực hiện.
2 Thực hiện nhiệm vụ - Hs tìm hiểu SGK, hoạt dộng cá nhân và hoạt động theo nhóm để hoàn thành các câu hỏi.
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần)
3 Báo cáo, thảo luận Đại diện nhóm báo cáo kết quả thảo luận trước lớp, các nhóm khác theo dõi và nhận
Hs trả lời câu hỏi. Cả lớp lắng nghe, nhận xét.
GV đánh giá kết quả thực hiện nhiệm cụ của HS và kết luận.
4 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp thức hóa kiến thức
I. Mục đích
Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài con lắc đơn đối với chu kì dao động T. Từ đó tìm ra công thức tính chu
kì g
T 2 l và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm.
II.Dụng thí nghiệm: SGK Hoạt động 3: Tiến hành thí nghiệm (20’)
- Nắm được cách đo để có số liệu ghi vào các bảng 6.1;6.2;6.3 - Các bước khi tiến hành đo..
STT Bước Nội dung
1 Chuyển giao nhiệm vụ Dưới sự hướng dẫn của GV các nhóm thực hiện theo những yêu cầu sau
- Sử dụng bộ thực hành đo đạc ghi lại kết quả.
- Rút ra các định luật qua 3 trường hợp đã thu được.
- Phân tích các kết quả thu được.
Đọc mục III trang 26,27 SGK vật lý 12
2 Thực hiện nhiệm vụ Hs tìm hiểu SGK thảo luận nhóm về và trả lời câu hỏi.
- Làm việc cá nhân , hoạt động theo nhóm.
- Hoàn thành các câu hỏi theo yêu cầu
GV quan sát hoạt động của học sinh, giúp đỡ học sinh khi gặp khó khăn.
3 Báo cáo, thảo luận - Một nhóm cử đại diện báo cáo trước lớp
- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra ý kiến thảo luận.
- GV hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi trước lớp.- GV xác nhận ý kiến đúng ở từng câu trả lời.
4 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp thức hóa kiến thức
1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kì T của con lắc đơn.
2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng con lắc m đối với chu kì dao động T
3. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn l đối với chu kì dao động T
4. Xác định công thức về chu kì dao động của con lắc đơn Hoạt động 4: Hoàn thành bài thực hành(25’)
- Cá nhân trong nhóm viết báo cáo .
- Xử lý số liệu đo được và thao tác vẽ các đồ thị T = f(l) và T2 = f(l)
STT Bước Nội dung
1 Chuyển giao nhiệm vụ Dưới sự hướng dẫn của GV các nhóm thực hiện theo những yêu cầu sau
+ Viết báo cáo theo mẫu trang 30,31 ? + Trả lời các câu hỏi trang 32 ?
2 Thực hiện nhiệm vụ Hs Thảo luận theo nhóm bàn, thực hiện nhiệm vụ.
GV theo dõi, phát hiện, giúp đỡ những nhóm gặp khó khăn 3 Báo cáo, thảo luận GV hướng dẫn các nhóm báo cáo kết quả, hướng dẫn các
nhóm đưa ra ý kiến thảo luận, nhận xét đánh giá kết quả của nhóm khác.
- Cá nhân hoàn thành báo cáo
- Thảo luận trả lời các câu hỏi của bài tực hành.
4 Kết luận hoặc Nhận định hoặc Hợp thức hóa kiến thức
1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kì T của con lắc đơn.
-Chu kì:
).
...(
...
10
);
...(
...
); 10 ...(
...
10
3 3
2 2 1
1
t s T
t s T t s
T
- Phát biểu định luật về chu kì của con lắc đơn dao động với biên độ dao động nhỏ:
2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng con lắc m đối với chu kì dao động T
+ Con lắc có khối lượng mA có chu kì ).
.(
...
...
...
... s
TA
+ Con lắc có khối lượng mB có chu kì ).
.(
...
...
...
... s
TB
+ Con lắc có khối lượng mC có chu kì ).
.(
...
...
...
... s
TC
- Phát biểu định luật về khối lượng của con lắc đơn:
3. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn l đối với
chu kì dao động T
Căn cứ vào kết quả đo được theo bảng 6.3, vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T(s) vào l(m) và đồ thị của T2(s2) vào l(m).
* Nhận xét:
a. Đường biểu diễn T f(l) có dạng ……….. cho thấy rằng: Chu kì dao động T ……… với độ dài của con lắc đơn.
Đường biểu diễn T2 F(l) có dạng ……….. cho thấy rằng: Bình phương của chu kì dao động T2
……….. với độ dài con lắc đơn.
2 kl,
T Suy ra T a l.
- Phát biểu định luật về chiều dài của con lắc đơn:
“Chu kì dao động của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không phụ thuộc vào
……… mà tỉ lệ với …… của độ dài con lắc, theo công thức: T a l, với a k, trong đó a là hệ số góc của đường biểu diễn T2F(l).
b. Công thức lý thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn dao động với biên độ (góc lệch) nhỏ: T 2 gl đã được nghiệm đúng, với tỉ số: a2g ......
Từ đó tính được gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm: 4 .........( / 2).
2 2
s a m
g
4. Xác định công thức về chu kì dao động của con lắc đơn Từ các kết quả thực nghiệm suy ra: Chu kì dao động của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ không phụ thuộc vào …… mà tỉ lệ ……của gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm, hệ số tỉ lệ bằng … T ....
4. Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà:
Ôn tập lại các công thức, tự luyện giải các bài tập tương tự. Chuẩn bị bài Sóng cơ
Câu 1: Để đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động của con lắc đơn, ta cần dùng dụng cụ đo là A. chỉ đồng hồ B. đồng hồ và thước C. cân và thước D. chỉ thước
Câu 2: Để đo gia tốc trọng trường trung bình tại một vị trí (không yêu cầu xác định sai số), người ta dùng bộ dụng cụ gồm con lắc đơn; giá treo; thước đo chiều dài; đồng hồ bấm giây. Người ta phải thực hiện các bước:
a. Treo con lắc lên giá tại nơi cần xác định gia tốc trọng trường g
b. Dùng đồng hồ bấm dây để đo thời gian của một dao động toàn phần để tính được chu kỳ T, lặp lại phép đo 5 lần
c. Kích thích cho vật dao động nhỏ d. Dùng thước đo 5 lần chiều dài l của dây treo từ điểm treo tới tâm vật