Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm

3.2.1 Công tác chuẩn bị 3.2.1.1. Chọn lớp thực nghiệm và đối chứng Bảng 3.1: Đặc điểm chất lƣợng học tập của các lớp TN và ĐC Trƣờng THPT Lớp Số HS

Kết quả học tập môn Vật lý lớp 12 Giỏi, khá Trung bình Yếu, kém Số HS % Số HS % Số HS %

Việt Vinh TN :12A4 36 7 19,4 24 66,7 5 13,9

ĐC: 12A5 35 6 17,1 24 68,6 5 14,3

Hùng An TN: 12A5 34 8 23,5 23 67,7 3 8,8

ĐC: 12A4 37 9 24,3 25 67,6 3 8,1

Tân Quang TN: 12A1 35 5 14,3 24 38,6 6 17,1

ĐC: 12A2 36 5 13,9 26 72,2 5 13,9

3.2.1.2. Các bài thực nghiệm sƣ phạm

Sau khi cân nhắc, xem xét kĩ về nội dung, phân phối chƣơng trình Vật lý THPT. Kết hợp với điều kiện cho phép về mặt thời gian, chúng tôi soạn ba giáo án trong phần kiến thức về “Dao động cơ” trên cơ sở “Tổ chức các hoạt động dạy học nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Giáo án 2: Con lắc đơn

Giáo án 3: Dao động tắt dần. Dao động cƣỡng bức. Với mỗi tiết dạy chúng tôi đều chú ý thực hiện:

- Tìm hiểu cơ sở vật chất của phòng T/N nhà trƣờng để chuẩn bị những dụng cụ T/N cần thiết cho bài dạy, nếu thiếu có thể đi mƣợn hoặc tự tạo một số T/N. Thực hiện T/N trƣớc nhiều lần, đảm bảo sự thành công của T/N.

- Dạy theo đúng tiến trình và tinh thần của giáo án, tuyệt đối không đảo lộn thứ tự các tiết học.

- Chú ý quan sát, theo dõi, bao quát những cử chỉ, thái độ tâm sinh lý của HS để nắm bắt kịp thời các diễn biến diễn ra trong giai đoạn tiếp theo.

- Tạo không khí sƣ phạm vui vẻ, nhẹ nhàng, tôn trọng, khích lệ động viên kịp thời để HS mạnh dạn, hứng thú, tích cực xây dựng bài.

3.2.2. Diễn biến cụ thể các tiến trình dạy học đã soạn thảo. Bài 2: Con lắc lò xo Bài 2: Con lắc lò xo

GV: Yêu cầu học sinh đƣa ra các con lắc lò xo đã tự chế tạo ở nhà. Cho HS quan sát và nêu cấu tạo của con lắc lò xo. GV chia nhóm (mỗi nhóm khoảng 6-8 em) cho thảo luận. Qua việc quan sát cho thấy HS đã tích cực hơn nhiều so với các tiết học trƣớc, nhiều em thảo luận sôi nổi nhƣng bên cạnh đó vẫn có một số em còn rất lúng túng chƣa biết phải làm nhƣ thế nào.

GV: Đặt câu hỏi: Hãy chỉ ra VTCB của con lắc lò xo? Phát phiếu học tập số 1:

Yêu cầu HS thảo luận, đến đây quan sát thấy nhiều HS có biểu hiện tích cực tìm câu trả lời, tuy nhiên còn nhiều em lúng túng chƣa biết phải làm nhƣ thế nào.

GV: Dùng phần mền mô phỏng dao động của con lắc lò xo: Thẳng đứng và nằm ngang cho học sinh quan sát và yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1.

HS: Qua quan sát cho thấy: Sau khi đƣợc quan sát dao động của con lắc qua phần mền mô phỏng đa số HS đã hoàn thành đúng phiếu học tập số 1.

Khi khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học GV đặt vấn đề: Dao động của con lắc lò xo có phải là dao động điều hòa hay không? Tiếp đó GV dùng phần mền mô phỏng dao động của con lắc lò xo nằm ngang cho học sinh quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

sát và đƣa ra câu hỏi: Hãy chỉ ra các lực tác dụng vào con lắc khi buông tay? Theo các em lực gây nên dao động của con lắc lò xo là lực nào?

Phát phiếu học tập số 2:

GV: Yêu cầu HS thảo luận, đến đây quan sát thấy HS có biểu hiện tích cực tìm câu trả lời. HS: Thảo luận nhóm. Quan sát cho thấy đa số các em HS tích cực làm việc, thảo luận để hoàn thành phiếu học tập số 2

GV: Dùng phần mền mô phỏng dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa HS: Quan sát thí nghiệm mô phỏng và khẳng định dao động của con lắc lò xo là một dao động điều hòa.

Thực tế quan sát cho thấy khi đƣợc quan sát TN mô phỏng dao động của con lắc lò xo dao động điều hòa HS rất hào hứng, tích cực.

Khi khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học GV đặt vấn đề: Trong quá trình dao động của vật nặng xung quanh VTCB thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi nhƣ thế nào? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

GV: Yêu cầu HS thảo luận, đƣa ra giả thuyết. Thực tế cho thấy HS rất tích cực thảo luận và đƣa ra các giả thuyết khác nhau.

GV: Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics trên màn hình và rút ra nhận xét về sự biến thiên của động năng và thế năng.

HS: Tích cực, chủ động quan sát thí nghiệm mô phỏng trên màn hình và nhận xét về sự biến thiên của động năng và thế năng: Động năng tăng, thế năng giảm và ngƣợc lại. GV: Yêu cầu HS hãy viết biểu thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo? HS: Tích cực, chủ động thảo luận và viết biểu thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo.

GV: Trong quá trình dao động của con lắc xung quanh VTCB cơ năng của con lắc có bảo toàn hay không? Yêu cầu HS thảo luận, đƣa ra giả thuyết. Thực tế cho thấy HS rất tích cực thảo luận và đƣa ra các giả thuyết khác nhau.

GV: Gợi ý: Các em hãy thay các công thức tính vận tốc và li độ trong dao động điều hòa đã học ở bài trƣớc vào các biểu thức động năng, thế năng và cơ năng ở trên. + Nếu tổng của động năng và thế năng không đổi thì cơ năng bảo toàn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HS: Thảo luận nhóm, đƣa ra công thức:

2 2 2

1 1

2 2

W  kA  m A = hằng số

GV: Cơ năng của con lắc lò xo phụ thuộc vào đại lƣợng nào và tỉ lệ thế nào với các đại lƣợng đó? Khi nào cơ năng này đƣợc bảo toàn?

HS: Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phƣơng của biên độ dao động. Cơ năng của con lắc đƣợc bảo toàn nếu bỏ qua ma sát.

GV: Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng

HS: Dựa vào đồ thị tính động năng và thế năng tại các thời điểm: 0s; 2s; 3s. Từ đó rút ra nhận xét về cơ năng của con lắc để kiểm chứng lại kết quả vừa tính toán.

Thực tế cho thấy HS rất tích cực, tự lực và đƣợc củng cố lòng tin khoa học. GV: Tổng kết bài học, củng cố và giao nhiệm vụ cho HS.

Bài 3: Con lắc đơn

GV: Yêu cầu học sinh đƣa ra các con lắc đơn đã tự chế tạo ở nhà. Cho HS quan sát và nêu cấu tạo của con lắc đơn. GV chia nhóm (mỗi nhóm khoảng 6-8 em) cho thảo luận.

GV: Con lắc đơn có cấu tạo nhƣ thế nào?

Cho HS thảo luận để nêu cấu tạo của con lắc đơn. Qua việc quan sát cho thấy HS đã tích cực hơn nhiều so với các tiết học trƣớc, nhiều em thảo luận sôi nổi khi nêu cấu tạo từ chính các con lắc mà tự tay mình làm.

GV: Đặt câu hỏi: Hãy chỉ ra VTCB của con lắc đơn? Phát phiếu học tập số 1:

Yêu cầu HS thảo luận, đến đây quan sát thấy nhiều HS có biểu hiện tích cực tiến hành TN và tự tìm câu trả lời.

GV: Dùng phần mền mô phỏng dao động của con lắc đơn cho học sinh quan sát và gọi đại diện các nhóm lên tự thực hiện TN mô phỏng, yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1. Qua quan sát cho thấy, HS hào hứng, chủ động thực hiện nhiệm vụ đƣợc giao. HS: Thảo luận nhóm, hoàn thành phiếu học tập số 1.

Khi khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học GV đặt vấn đề: Dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hòa hay không? Tiếp đó GV dùng phần mền

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mô phỏng dao động của con lắc đơn cho học sinh quan sát và đƣa ra câu hỏi: Hãy chỉ ra các lực tác dụng vào con lắc khi buông tay? Theo các em lực gây nên dao động của con lắc đơn là lực nào?

Phát phiếu học tập số 2:

GV: Yêu cầu HS thảo luận, đến đây quan sát thấy HS có biểu hiện tích cực tìm câu trả lời, nhƣng bên cạnh đó vẫn có một số em còn rất lúng túng chƣa biết phải làm nhƣ thế nào.

GV: Gợi ý trả lời

1. Chọn hệ trục tọa độ thế nào để khảo sát thuận lợi? 2. Hãy vẽ hình biểu diễn các lực tác dụng vào vật? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Phép phân tích lực?Phân tích tác dụng của các lực đối với chuyển động của con lắc? Hợp lựcTPn có tác dụng gì?

3. Thành phần Pt

có tác dụng gì?

- Áp dụng định luật II Niu-tơn và đƣa ra nhận xét về dao động của con lắc trong trƣờng hợp này?

HS: Thảo luận nhóm, hoàn thành phiếu học tập số 2

GV: Nêu điều kiện góc α để con lắc đơn dao động điều hòa? Gợi ý: Ta xét trƣờng hợp với li độ góc  nhỏ

HS: Thảo luận nhóm:

Vậy, khi dao động nhỏ (sin (rad)), con lắc dao động điều hòa. Với phƣơng trình: ss0cos t  

GV: Viết công thức tính chu kỳ và tần số của con lắc đơn? Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào những yếu tố nào?

HS: Tần số góc: l g   , Chu kì: g l T 2

Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài của con lắc và gia tốc trọng trƣờng

GV: Trình chiếu video thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc của chu kỳ vào chiều dài con lắc HS: Quan sát và kết luận chu kỳ của con lắc đơn tỉ lệ thuận với l

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Khi khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học GV đặt vấn đề: Trong quá trình dao động của con lắc đơn xung quanh VTCB thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi nhƣ thế nào?

GV: Yêu cầu HS thảo luận, đƣa ra giả thuyết. Thực tế cho thấy HS rất tích cực thảo luận và đƣa ra các giả thuyết khác nhau.

GV: Cho HS quan sát thí nghiệm mô phỏng bằng phần mềm Crocodile Physics trên màn hình và rút ra nhận xét về sự biến thiên của động năng và thế năng.

HS: Tích cực, chủ động quan sát thí nghiệm mô phỏng trên màn hình và nhận xét về sự biến thiên của động năng và thế năng: Động năng tăng, thế năng giảm và ngƣợc lại. GV: Yêu cầu HS hãy viết biểu thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc đơn? HS: Tích cực, chủ động thảo luận và viết biểu thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc đơn.

GV: Trong quá trình dao động của con lắc xung quanh VTCB cơ năng của con lắc có bảo toàn hay không? Yêu cầu HS thảo luận, đƣa ra giả thuyết. Thực tế cho thấy HS rất tích cực thảo luận và đƣa ra các giả thuyết khác nhau.

GV: Gợi ý: Vì động năng và thế năng đều là các đại lƣợng luôn lớn hơn hoặc bằng 0 nên khi động năng Wđ cực đại thì thế năng Wt triệt tiêu và ngƣợc lại

+ Nếu tổng của động năng và thế năng không đổi thì cơ năng bảo toàn. + Nếu tổng của động năng và thế năng thay đổi thì cơ năng không bảo toàn. HS: Thảo luận nhóm, đƣa ra công thức:

2 1 (1 cos ) 2     W mv mgl  hằng số

GV: Khi nào cơ năng này đƣợc bảo toàn? Nêu sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng của con lắc đơn khi cơ năng đƣợc bảo toàn?

HS: Bỏ qua ma sát thì cơ năng đƣợc bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ thế năng sang động năng và ngƣợc lại.

GV: Dùng phần mền mô phỏng để kiểm chứng

HS: Dựa vào đồ thị tính động năng và thế năng tại các thời điểm: 0s; 2s; 3s. Từ đó rút ra nhận xét về cơ năng của con lắc để kiểm chứng lại kết quả vừa tính toán.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

GV: Yêu cầu HS tìm hiểu ứng dụng của ứng dụng của con lắc đơn, phƣơng án để đo gia tốc trọng trƣờng? sau đó tổng kết bài học, củng cố và giao nhiệm vụ cho HS.

Bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cƣỡng bức.

GV yêu cầu HS tiến hành TN với các con lắc đơn đã tự chế tạo ở nhà. Qua đó yêu cầu HS nêu khái niệm? chỉ ra nguyên nhân và ứng dụng của dao động tắt dần trong thực tế?

HS: Rất hào hứng, tích cực, chủ động tiến hành TN dƣới sự hƣớng dẫn quan sát của GV và hoàn thành các nhiệm vụ đƣợc giao (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

GV: Đặt vấn đề: làm thế nào để tránh sự tắt dần, duy trì đƣợc dao động tuần hoàn? HS: Thảo luận nhóm đƣa ra giải pháp:

GV: Dùng CNTT trình chiếu video cơ cấu duy trì DĐ của con lắc đồng hồ HS: HS quan sát và nghe sự phân tích của GV

GV: Sử dụng CNTT trình chiếu video dao động cƣỡng bức

HS: HS quan sát các video dao động cƣỡng bức Thảo luận nhóm, Phát biểu đƣợc thế nào là dao động cƣỡng bức. Thực tế cho thấy khi đƣợc GV trình chiếu video dao động cƣỡng bức HS rất chú ý và nhanh chóng đƣa ra đƣợc khái niệm về dao động cƣỡng bức.

GV: Đặt vấn đề: Dao động cƣỡng bức có những đặc điểm gì? HS: Nhiều em lúng túng và chƣa nêu đƣợc đặc điểm.

GV: Sử dụng CNTT trình chiếu video thí nghiệm mô phỏng biên độ dao động cƣỡng bức HS: Quan sát video thí nghiệm mô phỏng và rút ra đặc điểm:

- Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

GV: Sử dụng CNTT trình chiếu video: Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cƣỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cƣỡng bức và tần số riêng của dao động

HS: Quan sát video thí nghiệm mô phỏng và rút ra đặc điểm:

- Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của dao động, khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn.

GV: Sử dụng bộ thí nghiệm khảo sát hiện tƣợng cộng hƣởng cơ: Để điều chỉnh đƣợc tần số fcb của con lắc chủ bằng tần số dao động riêng f0 ta làm nhƣ thế nào?

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phát phiếu học tập

HS: HS quan sát và nghe GV giới thiệu về bộ thí nghiệm về hiện tƣợng cộng hƣởng cơ HS: Thảo luận nhóm, hoàn thành phiếu học tập. Thực tế cho thấy các em HS rất tích cực, chủ động thảo luận sôi nổi và hoàn thành các nhiệm vụ đƣợc giao trong phiếu học tập GV: Hãy giải thích hiện tƣợng cộng hƣởng?

HS: Thảo luận nhóm, giải thích hiện tƣợng cộng hƣởng

GV: Sử dụng CNTT trình chiếu video: Cộng hƣởng cầu Tocoma, video giong hát opera làm vỡ cốc, video mo phỏng cộng hƣởng làm sập tòa nhà cao tầng.

HS: Quan sát các video và kết luận về trƣờng hợp có lợi và có hại của hiện tƣợng cộng hƣởng trong thực tế

3.3. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm 3.3.1.Yêu cầu chung về xử lí kết quả thực nghiệm 3.3.1.Yêu cầu chung về xử lí kết quả thực nghiệm

Việc xử lý các kết quả TNSP gồm có: Xử lý các kết quả định tính và xử lý các