Sơ đồ cấu trỳc nội dung chương súng cơ và súng õm

Logic nội dung kiến thức cú thể được mụ tả bằng sơ đồ sau:

Hỡnh 2.1: Sơ đồ cấu trỳc nội dung chương “Súng cơ và súng õm”

2.1.3. Nội dung về kiến thức, kĩ năng học sinh cần cú khi học 2.1.3.1. Nội dung kiến thức

Súng Âm Súng Cơ Phõn loại súng cơ Cỏc đại lượng đặc trưng cho súng Phương trỡnh súng Đặc trưng sinh lớ của õm Đặc trưng vật lớ của õm Giao thoa súng Súng ngang Súng dọc Năng lượng súng Bước súng Tốc độ truyền súng Chu kỡ, tần số súng Biờn độ súng Giao thoa súng nước Súng dừng

Khi học chương “Súng cơ và súng õm” học sinh cần nắm vững nội dung cỏc kiến thức sau:

 Định nghĩa: Súng cơ học; súng dọc; súng ngang.

 Cỏc đại lượng đặc trưng cho súng cơ học:

 Tốc độ truyền súng.  Chu kỡ súng.  Tần số súng.  Bước súng.  Biờn độ súng.  Năng lượng súng.

 Phương trỡnh súng tại một điểm trờn phương truyền súng.

Giả sử phương trỡnh súng tại nguồn phỏt súng O cú dạng uAcos2 ft . Xột điểm M trờn phương truyền súng, cỏch O đoạn x thỡ phương trỡnh súng tại M là

M 2 x u A cos 2 ft          Giao thoa súng:

 Hiện tượng giao thoa súng mặt nước.

 Lý thuyết về giao thoa. Chỉ xột trường hợp giao thoa của hai súng kết hợp do hai nguồn phỏt súng giống hệt nhau gõy ra, rỳt ra được cỏc nhận xột:

 Phương trỡnh súng tại một điểm trong vựng giao thoa: 1 2 M M d d u A cos(2 ft    )   Biờn độ súng 2 1 M (d d ) A 2A cos  

 Những điểm dao động với biờn độ cực đại cú d2d1  k và hai dao động thành phần cựng pha.

 Những điểm dao động với biờn độ cực tiểu (A = 0) cú d2 d1 (2k 1) 2



   và

hai dao động thành phần ngược pha.

 Quỹ tớch của cỏc điểm dao động với biờn độ cực đại và khụng dao động là hai họ đường hypebol đan xen nhau, cựng nhận hai nguồn kết hợp làm hai tiờu điểm.

 Hỡnh ảnh võn giao thoa súng mặt nước với hai nguồn kết hợp giống hệt nhau.  Súng dừng.  Định nghĩa súng dừng.  Giải thớch sự tạo thành súng dừng.  Điều kiện cú súng dừng:

 Hai đầu dõy là hai nỳt súng (hoặc bụng súng): l k 2



 với k = 0,1,2,…

 Một đầu dõy là nỳt, đầu kia là bụng: l (2k 1) 4



  với k = 0,1,2,3….

 Ứng dụng của súng dừng: Xỏc định vận tốc truyền súng trờn dõy.

 Súng õm:

 Định nghĩa súng õm; õm nghe được; hạ õm; siờu õm.

 Mụi trường truyền õm, vận tốc õm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Những đặc trưng vật lớ của õm: tần số, cường độ (hoặc mức cường độ)và đồ thị dao động õm.

 Những đặc trưng sinh lớ của õm: độ cao, độ to của õm, õm sắc.

2.1.3.2. Cỏc kỹ năng cơ bản học sinh cần cú

 Giải thớch được sự truyền pha dao động trong quỏ trỡnh truyền súng.

 Giải thớch được quỏ trỡnh truyền súng là quỏ trỡnh truyền năng lượng, càng xa nguồn năng lượng súng càng giảm (đối với súng phẳng và súng cầu).

 Giải được loại bài tập viết phương trỡnh súng tại một điểm, xỏc định cỏc đại lượng đặc trưng cho súng.

 Vận dụng kết quả của giao thoa súng, súng dừng để giải cỏc loại bài tập:

 Xỏc định cỏc đại lượng đặc trưng cho súng, tớnh số nỳt, số bú súng.

 Tớnh số cực đại, cực tiểu giao thoa nằm trờn đoạn thẳng nối hai nguồn súng; viết phương trỡnh dao động tổng hợp tại một điểm trong vựng giao thoa….

Vận dụng kiến thức về õm học để giải thớch một số hiện tượng thực tế cú liờn quan đến cỏc đặc trưng sinh lớ của õm: độ cao, độ to, õm sắc.

 Giải bài tập về tớnh cường độ õm, mức cường độ õm.

2.1.4. Phõn phối chương trỡnh

Tiết 12. Súng cơ và sự truyền súng cơ. Tiết 13. Súng cơ và sự truyền súng cơ (tiếp). Tiết 14. Giao thoa súng.

Tiết 15. Bài tập. Tiết 16. Súng dừng.

Tiết 17. Đặc trưng vật lớ của õm. Tiết 18. Đặc trưng sinh lớ của õm. Tiết 19. Bài tập.

2.2. Tỡnh hỡnh dạy học bài tập vật lớ chương “Súng cơ và súng õm” Vật lớ lớp 12 THPT THPT

2.2.1. Mục đớch của việc điều tra

Một trong những căn cứ để xõy dựng một hệ thống bài tập cú hiệu quả nhằm giỳp học sinh nắm vững kiến thức, phỏt huy tớnh tớch cực, tự chủ của học sinh là những khú khăn, sai lầm của học sinh trong quỏ trỡnh học tập. Vỡ vậy, chỳng tụi tiến hành tỡm hiểu thực tế dạy học về bài tập chương “Súng cơ và súng õm” ở một số trường THPT, nhằm thu thập một số thụng tin về:

 Những khú khăn và sai lầm phổ biến mà học sinh mắc phải khi giải bài tập chương “Súng cơ và súng õm”.

 Tỡnh hỡnh dạy học về bài tập chương “Súng cơ và súng õm”, về việc lựa chọn, sử dụng hệ thống cỏc bài tập vật lớ và hướng dẫn hoạt động giải bài tập cho học sinh. Trờn cơ sở đú chỳng tụi xõy dựng hệ thống bài tập chương “Súng cơ và súng õm” sao cho cú thể đạt hiệu quả tối ưu trong việc giảng dạy nhằm phỏt huy tớnh tớch cực của học sinh và giỳp học sinh nắm vững kiến thức.

 Lấy ý kiến của cỏc giỏo viờn về cỏc phương ỏn sử dụng bài tập trong cỏc tiết học bộ mụn vật lớ.

 Điều tra về tỡnh trạng cơ sở vật chất ở trường trung học phổ thụng hiện nay: dụng cụ, trang thiết bị, phũng thớ nghiệm và cỏc phương tiện dạy học khỏc.

2.2.2. Phương phỏp điều tra

 Việc điều tra được tiến hành ở cỏc trường THPT Tiền Phong, Quang Minh, Tự Lập thuộc thành phố Hà Nội.

Điều tra giỏo viờn (15 giỏo viờn): trao đổi trực tiếp, nghiờn cứu giỏo ỏn, dựng phiếu điều tra

 Điều tra học sinh (600 học sinh): trao đổi trực tiếp, làm bài kiểm tra.

 Dự giờ của một số giỏo viờn.

 Quan sỏt tỡm hiểu trực tiếp cơ sở vật chất phục vụ giảng dạy bộ mụn.

2.2.3. Kết quả điều tra

a. Tỡnh hỡnh dạy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Trong quỏ trỡnh dạy học, chủ yếu vẫn là phương phỏp truyền thụ, thụng bỏo. Giỏo viờn mụ tả hiện tượng, giảng giải, nhấn mạnh cho học sinh ghi nhớ những nội dung quan trọng. Vai trũ tổ chức, định hướng của giỏo viờn chưa được thể hiện rừ.

 Hầu hết giỏo viờn lựa chọn cỏc bài tập giải trờn lớp hay giao về nhà chưa cú mục đớch rừ ràng, rất ớt sử dụng cỏc bài tập cho việc hỡnh thành kiến thức mới.

 Dành quỏ nhiều thời gian trong một tiết học để giải quyết cỏc bài tập mà đa số học sinh trong lớp đó làm được.

 Tất cả cỏc giỏo viờn đều ỏp đặt học sinh suy nghĩ và giải bài tập theo cỏch của mỡnh, chứ khụng hướng dẫn họ độc lập suy nghĩ tỡm kiếm lời giải. Do đú khụng phỏt huy được tớnh tớch cực và tớnh tự chủ của học sinh.

 Tất cả cỏc giỏo viờn đều quỏ chỳ ý đến phộp biến đổi toỏn học mà coi nhẹ việc phõn tớch đường lối giải, định hướng tư duy của học sinh.

Khi được hỏi ý kiến về việc xõy dựng một hệ thống bài tập mụn vật lớ để củng cố và phỏt triển kiến thức, đễ hỗ trợ cho quỏ trỡnh tổ chức hoạt động dạy học thỡ toàn bộ giỏo viờn đều nhất trớ đõy là một giải phỏp hay và cú tớnh khả thi trong việc nõng cao hiệu quả dạy học ở trường trung học phổ thụng hiện nay.

b. Tỡnh hỡnh học

Qua dự giờ và trao đổi trực tiếp với cỏc em học sinh ở ba trường trờn, chỳng tụi rỳt ra một số kết luận sau:

 Đa số học sinh chỉ hứng thỳ với cỏc bài tập tớnh toỏn đơn giản, cũn đối với cỏc bài tập phức tạp hơn hay việc mụ tả hiện tượng thỡ rất thụ động, lười suy nghĩ, chỉ ngồi nghe cụ giảng giải, hướng dẫn, khụng cú tớnh tớch cực trong việc giải cỏc bài tập đú.

 Đa số cỏc học sinh khụng tớch cực theo dừi quỏ trỡnh giải bài tập trờn bảng của bạn và của thầy, chủ yếu là ghi chộp những phộp tớnh cụ thể và đỏp số cuối cựng.

 Học bài theo kiểu thuộc lũng, rất lỳng tỳng khi lựa chọn cụng thức để vận dụng vào việc giải cỏc bài tập cụ thể.

 Qua việc xem vở ghi chộp và vở bài tập thỡ 50% học sinh làm bài tập giỏo viờn giao về nhà và chỉ 10% học sinh làm thờm cỏc bài tập trong sỏch bài tập vật lớ.

2.2.3.2. Những khú khăn và sai lầm phổ biến của học sinh

 Nhầm lẫn giữa vận tốc súng (vận tốc truyền pha dao động) với vận tốc dao động của phần tử mụi trường khi cú súng truyền qua.

 Nhầm lẫn khi viết phương trỡnh súng tại một điểm khi biết chiều truyền của súng.

 Gặp khú khăn khi viết phương trỡnh súng tại nguồn khi biết phương trỡnh súng tại một điểm.

 Nhầm lẫn khi ỏp dụng cụng thức xỏc định vị trớ cỏc cực đại, cực tiểu giao thoa; hoặc vị trớ bụng, nỳt trong súng dừng. Chưa hiểu ý nghĩa “k” trong cụng thức xỏc định vị trớ cỏc cực đại giao thoa (hoặc võn giao thoa cực đại), cỏc cực tiểu giao thoa (hoặc võn giao thoa cực tiểu), vị trớ bụng, nỳt nờn khi xỏc định bậc hoặc thứ của võn giao thoa cực đại, cực tiểu thường sai. Hoặc nhầm lẫn với “k” trong cụng thức tớnh độ lệch pha.

 Khi tớnh cường độ õm, mức cường độ õm học sinh cũn nhầm lẫn khi tớnh toỏn, nhầm đơn vị do chưa nắm chắc định nghĩa, hoặc hiểu khụng chớnh xỏc.

 Khả năng diễn đạt ý của học sinh cũn kộm nờn học sinh lỳng tỳng, thiếu tự tin khi phỏt biểu xõy dựng bài, đưa ra phương ỏn giải, khi diễn đạt vấn đề mà mỡnh hiểu hoặc muốn hỏi

2.2.4. Cỏc biện phỏp khắc phục khú khăn khi sử dụng bài tập vật lớ trong dạy học chương “Súng cơ và súng õm” Vật lớ lớp 12 THPT chương “Súng cơ và súng õm” Vật lớ lớp 12 THPT

Qua thực tế về việc sử dụng bài tập vật lớ trong dạy học chương Súng cơ và súng õm ở trờn, đối chiếu với mục tiờu kiến thức, kĩ năng học sinh cần đạt được khi học xong chương Súng cơ và súng õm. Chỳng tụi đề xuất cỏch khắc phục như sau:

- Soạn thảo hệ thống bài tập cú nội dung để ụn tập đào sõu, mở rộng cỏc kiến thức. Trong đú:

+ Cỏc bài tập trong hệ thống phải thu hỳt được cỏc đối tượng học sinh tham gia giải.

+ Cỏc bài tập trong hệ thống phải chỳ ý đến việc khắc phục cỏc sai lầm mà học sinh hay mắc phải.

+ Cỏc bài tập trong hệ thống phải đảm bảo đa dạng về nội dung và phương phỏp giải.

- Chỳng tụi phõn loại và lựa chọn bài tập, lập kế hoạch sử dụng bài tập cú hiệu quả nhất trong thời gian cho phộp của chương trỡnh.

- Hướng dẫn tổ chức hoạt động giải bài tập, trong đú cú cỏc cõu hỏi định hướng giỳp học sinh tớch cực, tự chủ hoạt động để chiến lĩnh tri thức, kĩ năng, kĩ xảo.

- Từ việc phõn loại bài tập cú thể tổ chức hướng dẫn học sinh xõy dựng angorit giải cho mỗi loại. Thụng qua quỏ tỡnh tự lực giải quyết vấn đề, học sinh khụng chỉ nắm vững kiến thức mà cũn tớch cực hoạt động và cú thể học được cỏch giải quyết vấn đề cú cơ sở rừ ràng, dựa trờn suy luận chặt chẽ cú thể kiểm tra được. Đồng thời, qua đú học sinh cũng phỏt triển được tư duy vật lớ và năng lực hoạt động của mỡnh.

2.3. Phương phỏp giải bài tập chương “Súng cơ và súng õm”

2.3.1.Phõn loại bài tập chương “Súng cơ và súng õm” (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Dựa trờn cơ sở lớ luận chung về bài tập vật lớ và nội dung kiến thức chương “Súng cơ và súng õm” cú thể phõn loại bài tập chương “Súng cơ và súng õm” thành cỏc dạng bài tập cơ bản sau:

 Dạng 1: Bài tập về súng đơn: Gồm cú hai loại bài tập cơ bản là:

* Bài tập viết phương trỡnh súng tại một điểm.

* Bài tập xỏc định cỏc đại lượng đặc trưng cho súng T, v, , L.  Dạng 2: Bài tập về tổng hợp súng:

Gồm cú ba loại bài tập cơ bản là:

* Bài tập viết phương trỡnh súng tổng hợp.

* Bài tập tỡm cỏc điểm dao động với biờn độ cực đại và cực tiểu. * Bài tập tỡm cỏc đại lượng vật lớ đặc trưng cho súng: T, v, .

Hỡnh 2.2. Sơ đồ phõn loại bài tập vật lớ chương “Súng cơ và súng õm”

2.3.2. Phương phỏp giải bài tập chương “Súng cơ và súng õm”

Giống như phương phỏp giải bài tập vật lớ núi chung, phương phỏp giải bài tập chương “Súng cơ và súng õm” cũng gồm cú cỏc bước cơ bản là: Tỡm hiểu đề bài, xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản, lập sơ đồ luận giải và xỏc nhận kết quả.

 Bài tập về súng đơn

2.3.2.1. Loại bài tập viết phương trỡnh súng tại một điểm

* Bước 1: Túm tắt đề bài.

* Bước 2: Xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản.

 Từ giả thiết của bài tập xỏc định phương trỡnh súng tại nguồn phỏt súng. Chọn mốc thời gian sao cho phương trỡnh súng tại nguồn cú dạng đơn giản nhất, thường cú dạng là: uOA cos 2 ft

 Tớnh độ lệch pha  giữa dao động tại nguồn và dao động tại điểm khảo sỏt 2 x

   .

 Dao động tại điểm khảo sỏt chậm pha hơn dao động tại nguồn gúc 2 x    ; M 2 x u A cos(2 ft   ) A cos(2 ft   )  Bài tập về súng đơn Bài tập súng cơ Bài tập về tổng hợp súng Bài tập tỡm cỏc đại lượng vật lớ đặc trưng cho súng: T, v, , L Bài tập viết phương trỡnh súng tổng hợp Bài tập tỡm cỏc điểm dao động với biờn độ cực đại và cực tiểu Bài tập tỡm cỏc đại lượng vật lớ đặc trưng cho súng: T, v,  Bài tập viết phương trỡnh súng

 Từ giả thiết tỡm cỏc đại lượng: biờn độ, tốc độ truyền súng, tần số, bước súng …

 Viết phương trỡnh súng cụ thể tại M.

* Nếu bài tập đó cho phương trỡnh súng tại nguồn thỡ bỏ qua bước tỡm phương trỡnh súng tại nguồn.

* Nếu bài tập cho phương trỡnh súng tại một điểm M: uM A cos(2 ft  ). Yờu cầu viết phương trỡnh súng tại nguồn thỡ phương trỡnh súng tại nguồn là:

O

u A cos(2 ft    );  là độ lệch pha giữa u và O u ; M  2 x 

* Bước 3: Lập sơ đồ luận giải. * Bước 4: Xỏc nhận kết quả.

Vớ dụ: Một tõm phỏt súng O trờn mặt nước, tạo ra cỏc gợn súng cú dạng là những đường trũn đồng tõm. Người ta quan sỏt tại điểm A thấy cú 9 gợn súng đi qua trong thời gian 4 giõy, và đo được khoảng cỏch giữa hai gợn súng liờn tiếp là 15cm. Viết phương trỡnh súng tại điểm M cỏch O một đoạn 5cm. Biết biờn độ súng bằng 1,5cm và khụng đổi. Phương phỏp giải: Bước 1: Túm tắt đề bài. 9 gợn súng: t 4s  15cm; A = 1,5cm MO = x = 5cm uM = ?

Bước 2: Xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản.

Cú 9 gợn súng đi qua A mất t 4s, vậy khoảng thời gian để hai gợn súng

liờn tiếp đi qua A là T = t f N 1

  (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 (1)

N là số gợn súng đi qua A trong tgiõy.

Chọn gốc thời gian sao cho phương trỡnh súng tại nguồn O là:

O

u A cos 2 ft (2)

Độ lệch pha giữa súng tại M và súng tại O là:   2 x

 (3)

x = 5cm (4)

A = 1,5cm (6) Bước 3. Sơ đồ luận giải.

Bước 4. Xỏc nhận kết quả. M 2 u 1,5cos 4 t 3          cm

2.3.2.2. Loại bài tập tỡm cỏc đại lượng vật lớ đặc trưng cho súng cơ (Chu kỡ, vận tốc, bước súng, năng lượng súng, mức cường độ õm)

* Bước 1: Túm tắt đề bài.

* Bước 2: Xỏc lập cỏc mối liờn hệ cơ bản.