Căn cứ vào nguyên tắc xây dựng và yêu cầu sử dụng hệ thống bài tập trong dạy học chúng tôi xây dựng hệ thống bài tập theo khung ma trận nhằm kiểm tra đánh giá chất lượng nắm vững kiến thức chương “Sóng cơ và sóng âm”.
*Kiểm tra đánh giá thường xuyên
Đề 1:
Câu 1:Sóng cơ là gì ? Phân loại sóng ? các đặc trưng của sóng, viết phương
trình sóng tại điểm cách nguồn một khoảng d.
Câu 2: Tại sao khi ném đá xuống nước mặt nước lại xuất hiện những gợn
sóng tròn ? Đề 2:
Câu 1: Giao thoa sóng là gì ? Điều kiện có hiện tượng giao thoa là gì ? cách
xác định vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại và cực tiểu trong miền giao thoa.
A. giao nhau của hai sóng tại một điểm trong môi trường B. tổng hợp của hai dao động kết hợp
C. tạo thành các vân hình hyperbol trên mặt nước
D. hai sóng khi gặp nhau tại một điểm có thể tăng cường nhau, hoặc triệt tiêu nhau, tuỳ theo lộ trình của chúng
Câu 3:Trong hiện tượng giao thoa sóng với hai nguồn cùng pha, những điểm
trong vùng giao thoa dao động với biên độ cực đại khi hiệu đường đi của sóng từ hai ngồn là A. ( ) 2 kλ k∈Z B. 2 ( ) 2 kλ k∈Z C. (2 1) ( ) 2 k + λ k∈Z D. (2 1) ( ) 4 k + λ k∈Z Kiểm tra 15 phút
Câu 1: Chọn câu trả lời đúng. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng A. giao nhau của hai sóng tại một điểm trong môi trường B. tổng hợp của hai dao động kết hợp
C. tạo thành các vân hình hyperbol trên mặt nước
D. hai sóng khi gặp nhau tại một điểm có thể tăng cường nhau, hoặc triệt tiêu nhau, tuỳ theo lộ trình của chúng
Câu 2: Trong hiện tượng giao thoa sóng với hai nguồn cùng pha, những điểm trong vùng giao thoa dao động với biên độ cực đại khi hiệu đường đi của sóng từ hai ngồn là B. ( ) 2 kλ k∈Z B. 2 ( ) 2 kλ k∈Z C. (2 1) ( ) 2 k + λ k∈Z D. (2 1) ( ) 4 k + λ k∈Z
Câu 3: Tại hai điểm A và B khá gần nhau trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng theo phương thẳng đứng với các phương trình lần lượt là.
1 cos ( ) u a= ωt cm và 2 cos( ) ( ) u = a ω πt+ cm . Điểm M trên mặt chất lỏng cách A và B những đoạn tương ứng là d1, d2 sẽ dao động với biên độ cực đại nếu
A. 2 1 ( ) d − d =k k Zλ ∈ C. 2 1 ( 0,5) ( ) d − d = +k λ k Z∈
B. 2 1 (2 1) ( ) d − d = k+ λ k Z∈ D. 2 1 ( ) 2 d −d = kλ k Z∈
Câu 4: Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 20 cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương
trình lần lượt là u1 =5 cos 40 t mmπ ( )
và u2 =5cos 40 t( π + π) (mm)
. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực
đại trên đoạn thẳng 1 2 S S
là:
A. 8. B. 9. C. 11. D. 10.
Câu 5: Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha cùngtần số tần số f = 16Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực có 2 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?
A. v = 24m/s. B. v = 24cm/s. C. v = 36m/s. D. v = 36cm/s.
Câu 6: Trên mặt thoáng của chất lỏng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động là uA = uB = 2cos10πt(cm).Tốc độ truyền sóng là 3m/s. Phương trình dao động sóng tại M cách A, B một khoảng lần lượt là d1 = 15cm; d2 = 20cm là A. u = 2cos12 π .sin(10πt -12 7π )(cm) B. u = 4cos12 π .cos(10πt -12 7π )(cm) C. u = 4cos12 π .cos(10πt + 6 7π )(cm) D. u = 2 3cos12 π .sin(10πt - 6 7π )(cm).
Câu 7: Hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 50mm lần lượt dao động theo
phương trình u1 = Acos200πt(cm) và u2 = Acos(200πt +π)(cm) trên mặt thoáng của thuỷ ngân. Xét về một phía của đường trung trực của AB, người ta thấy vân bậc k đi qua điểm M có MA – MB = 12mm và vân bậc (k +3)(cùng
loại với vân bậc k) đi qua điểm N có NA – NB = 36mm. Số điểm cực đại giao thoa trên đoạn AB là
A. 12 B. 13 C. 11 D. 14.
Câu 8: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, có hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha với tần số f = 20Hz, cách nhau 8cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước v = 30cm/s. Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước sao cho ABCD là hình vuông. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD là:
A. 11 điểm B. 5 điểm C. 9 điểm D. 3 điểm.
*Kiểm tra đánh giá định kì
I. Trắc nghiệm khách quan:
Câu 1: Một sóng cơ học lan truyền trong không khí có bước sóng λ. Khoảng cách giữa hai điểm trên cùng một phương truyền sóng dao động vuông pha nhau là: A. d (2k 1)4 λ + = . B. d (2k 1)2 λ + = . C. d=(2k+1)λ. D. d= kλ.
Câu 2: Một sóng âm được mô tả bởi phương trình u = Acos2π( −λ
x T
t
). Tốc độ cực đại của phân tử môi trường bằng 4 lần tốc độ truyền sóng khi
A. λ = 4πA. B. λ = πA/2. C. λ = πA. D. λ = πA/4.
Câu 3: Có hiện tượng gì xảy ra khi một sóng mặt nước gặp một khe chắn hẹp có kích thước nhỏ hơn bước sóng?
A. Sóng vẫn tiếp tục truyền thẳng qua khe. B. Sóng gặp khe phản xạ trở lại.
C. Sóng gặp khe rồi dừng lại.
D. Sóng truyền qua khe giống như một tâm phát sóng mới.
Câu 4: Phát biểu nào sau đây về đại lượng đặc trưng của sóng cơ học là
A. Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động.
B. Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động.
C. Vận tốc của sóng chính bằng vận tốc dao động của các phần tử dao động.
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kỳ.
Câu 5: Một người quan sát trên mặt hồ, thấy khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng liên tiếp bằng 90cm và có 7 đỉnh sóng qua trước mặt anh ta trong 9s. Tốc độ truyền sóng là:
A. 1,2m B. 0,6m C. 0,3m D. 2,4m
Câu 6: Một dây đàn hồi dài có đầu A dao động với tần số f và theo phương vuông góc với dây, tốc độ truyền sóng trên dây là 4m/s. Xét điểm M trên dây và cách A một đoạn 28cm, người ta thấy M luôn dao động lệch pha với A một góc ∆ϕ = (kπ+π/2) với k = 0, ±1,…Biết tần số f trong khoảng từ 22Hz đến
26Hz. Bước sóng λ bằng
A. 20cm B. 25cm C. 40cm D. 16cm.
Câu 7: Một sóng cơ có phương trình sóng
( ) π = π + ÷ u Acos 5 t cm 6 . Biết
khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm có độ lệch pha
π
4
đối với nhau là 1 m. Tốc độ truyền sóng sẽ là:
A. 5 m/s. B. 10 m/s. C. 2,5 m/s. D. 20 m/s.
Câu 8: Một sóng có tần số 500Hz có tốc độ lan truyền 350m/s. Hai điểm gần nhất trên cùng phương truyền sóng phải cách nhau một khoảng là bao nhiêu để giữa chúng có độ lệch pha bằng π/3 rad.
Câu 9:Một sóng cơ học lan truyền trên một phương truyền sóng với tốc độ
40cm/s. Phương trình sóng của một điểm O trên phương truyền đó là uO = 2cos2πt(cm). Phương trình sóng tại một điểm N nằm trước O và cách O một đoạn 10cm là
A. uN = 2cos(2πt +π/2)(cm) B. uN = 2cos(2πt -π/2)(cm) C. uN = 2cos(2πt +π/4)(cm) D. uN = 2cos(2πt -π/4)(cm).
Câu 10:Một nguồn O dao động với tần số f = 50Hz tạo ra sóng trên mặt nước
có biên độ 3cm(coi như không đổi khi sóng truyền đi). Biết khoảng cách giữa 7 gợn liên tiếp là 9cm. Điểm M nằm trên mặt nước cách nguồn O đoạn bằng 5cm. Chọn t = 0 là lúc phần tử nước tại O đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Tại thời điểm t1 li độ dao động tại M bằng 2cm. Li độ dao động tại M vào thời điểm t2 = (t1 + 2,01)s bằng bao nhiêu?
A. 2cm. B. -2cm. C. 0cm. D. -1,5cm.
II. Tự luận
Đầu O của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 3,6cm và với tần số 1Hz. Sau 6s sóng truyền được 6m.
a) Tìm vận tốc truyền sóng và bước sóng.
b)Viết phương trình dao động tại M cách nguồn O một khoảng 2m. Coi rằng đầu O bắt đầu dao động từ vị trí cân bằng vè theo chiều dương. c) Biết li tại thời điểm t li độ tại M là 1,8cm sau thời gian đó 3s thì li độ
bằng bao nhiêu ?
d)Vẽ hình dạng của sợi dây ở thời điểm t = 1,5s.
sóng âm” trong chương trình (Vật lí 12).
Trong giai đoạn giúp học sinh nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, co nhiều cách giáo viên có thể sử dụng. Sử dụng bài tập là một phương pháp giúp học sinh có thể nắm vững kiến thức hơn và có thể nâng cao trình độ nhận thức của mình, với cách làm này học sinh phải tư duy,suy luận, sử dụng các kĩ năng phân tích bài toán vật lí, các kĩ năng biến đổi toán học, phân tích, tổng hợp từ đó làm tăng khả năng sáng tạo của các em góp phần tăng cường chất lượng kiến thức bài học.
2.3.1. Sử dụng bài tập trong xây dựng kiến thức mới.
a) Bài “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ”
Để hướng học sinh vào việc hình thành kiến thức mới giáo viên có thể đưa ra câu hỏi.
Ở bờ sông chúng ta có thể nhìn thấy nước chảy có thể đẩy vật nổi trên mặt nước trôi đi. Nhưng ở trong đầm ao, sóng nước lượn một vòng truyền ra ngoài lại không thể đẩy một lá rụng nhỏ trên mặt nước đi , lá rụng chỉ dập dềnh trên mặt nước tại vị trí cũ. Tại sao lại có hiện tượng đó ? Vậy nguyên nhân là gì ? đặc điểm của sóng như thế nào có những tính chất nào ? = > Vào bài mới Trong phần này chúng tôi sử dụng bài tập định tính để làm xuất hiện vấn đề trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Gv dùng các hiệu ứng hoạt hình để mô tả hiện tượng vật lí xảy ra trong bài.
Quan sát hình ảnh
Phương pháp: quan sát, gợi mở kiến thức Hiện tượng trên liên quan đến kiến thức nào
Phân tích hiện tượng
Phương pháp: đàm thoại, phát vấn
Nguyên nhân gây ra hiện tượng
Những trận động đất do nguyên nhân va chạm mảng đặc biệt hay tạo ra các cơn sóng thần Phương pháp đàm thoại, phát vấn Giải thích
Khi một mảng đại dương va chạm với một mảng lục địa, đôi khi nó làm rìa mảng lục địa chuyển động xuống dưới. Cuối cùng, áp suất quá lớn tác dụng lên rìa mảng khiến nó nhẩy giật lùi lại (snaps back) tạo ra các đợt sóng chấn động vào vỏ Trái Đất, khiến xảy ra cơn địa chấn dưới lòng biển, được gọi là động đất tại đáy biển. Các con sóng được hình thành khi khối lượng nước bị dịch chuyển vị trí chuyển động dưới ảnh hưởng của trọng lực để lấy lại thăng bằng và tỏa ra trên khắp đại dương như các gợn sóng trên mặt ao.
Định hướng.
Tìm hiểu đề bài
Nêu cách giải quyết bài toán Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề
Phương trình tại M do nguồn A,B truyền tới1 2 2 cos( ) (1) 2 cos( ) (2) AM BM d u a t d u a t π ω λ π ω λ = − = −
Tổng hợp hai biểu thức (1) và (2) ta được biểu thức nào Phương pháp tổng hợp 2 1 1 2 2 cos( )cos( )(3) M d d d d u a π ω πt λ λ − + = −
Biểu thức (3) là phương trình giao thoa sóng. Vậy thế nào là hiện tượng giao thoa và còn những kiến thức nào liên quan đến hiện tượng giao thoa = > Vào bài mới (từ đó giáo viên hình thành cho học sinh kiến thức cả bài)
Để đặt vấn đề vào bài giáo viên có thể kết hợp kiểm tra bài cũ và vào bài mới bằng cách đưa ra bài toán:
“Giả sử có 2 nguồn A và B dao động cùng pha với phương trình:
cos( )
A B
u = =u a ωt
. Xét điểm M nằm trong vùng sóng do hai nguồn phát ra cách A, B là d1, d2. Khi đó tại điểm M sẽ xảy ra hiện tượng gì khi hai sóng từ hai nguồn A và B phát ra cùng tới điểm M”
*Tiến trình dạy học
GV: Chiếu nội dung đề bài tập lên màn hình
GV: Yêu cầu học sinh đọc và phân tích bài toán HS : Trả lời câu hỏi
GV: Nêu cách giải quyết vấn đề HS:
GV: Yêu cầu học sinh viết biểu thức sóng tại M do nguồn A và B truyền tới
HS: 1 2 2 2 cos( ) (1), cos( ) (2) AM BM d d u a ωt π u a ωt π λ λ = − = − GV: Tổng hợp hai phương trình (1) và (2) = > 2 1 1 2 2 cos( ) cos( ) (3) M d d d d u a π ω πt λ λ − + = −
GV: Biểu thức (3) biểu thị phương trình giao thoa sóng. Vậy thế nào là hiện tượng giao thoa sóng = > Vào bài mới
2.3.2. Sử dụng bài tập trong bài học luyện tập, ôn tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh. lượng nắm vững kiến thức cho học sinh.
Hướng dẫn học sinh giải bài tập là một khâu thiết yếu trong dạy học vật lí, trong giới hạn của đề tài tôi xây dựng tiến trình dạy học sử dụng bài tập trong hai tiết thực hành giải bài tập giúp học sinh ôn tập, luyện tập để góp phần nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức.
2.3.1. Thiết kế tiến trình dạy học có sử dụng bài tập bài: “Sóng cơ, sự truyền sóng cơ”.
A. Ý TƯỞNG SƯ PHẠM
Mục đích, nhiệm vụ của đề tài “xây dựng tiến trình dạy học có sử dụng bài tập nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức”. Với đặc điểm của học sinh có điều kiện thuận lợi, có khả năng tư duy sáng tạo bằng các hình ảnh trực quan…Đồng thời dựa vào các cách phát triển tư duy, năng lực sáng tạo cho học sinh để nâng cao kiến thức cho học sinh trong dạy học:
- Xây dựng một lôgic nội dung phù hợp với đối tượng học sinh.
- Tạo nhu cầu hứng thú kích thích tìm tòi, ham hiểu biết của học sinh (làm xuất hiện tình huống lựa chọn, tình huống bế tắc, tình huống ngạc nhiên bất ngờ)
- Rèn cho học sinh các kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy, những hành động nhận thức phổ biến trong vật lí.
- Rèn luyện ngôn ngữ vạt lí cho học sinh.
- Tổ chức hoạt động sáng tạo gắn liền với quá trình xây dựng lời giải bài toán
- Luyện tập phỏng đoán, dự đoán, xây dựng giả thuyết.
- Luyện tập, đề xuất phương án kiểm tra dự đoán.
- Giải bài tập sáng tạo
Trên cơ sở đó ta có thể xây dựng bài giảng theo hướng của đề tài Trước hết giáo viên xác định các dạng bài tập
Dạng bài tập Phương pháp phương tiện Hoạt động
Bài tập định tính
Kiểm tra bài cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phátMáy tính, máy chiếu, các công thức cơ bản và tổ chức học sinh thành các nhóm .
Khởi động tư duy cho học sinh.
Tạo nhu cầu hứng thú kích thích ham hiểu biết của học sinh
Hệ thống bài tập về sóng cơ và sự truyền sóng cơ Giải bài tập
(bài tập tính toán)
Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, quan sát, mô hình, phân tích, tổng hợp
Rèn cho học sinh kĩ năng thực hiện các thao tác, kĩ năng, những hành động nhận thức phổ biến trong vật lý. Rèn luyện ngôn ngữ vật lý.
Luyện tập khả năng phỏng đoán
Giải thích hiện tượngBài tập mở rộng, nhằm phát triển kiến thức cho học sinhNêu và giải quyết vấn đề, quan sát, phân tích
Phát triển tư duy, nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cho học sinh.
chức cho học sinh phân tích, tìm tòi và đi đến lời giải của bài đồng thời giáo