Giáo án Vật lý Lớp 12 - Chương trình cả năm - Nguyễn Vĩnh Đức
Tiết 3: BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Biết vận dụng các công thức đã học để tính T, f, a, v, của vật dao động điều hoà
- Biết viết phƣơng trình dao động cho 2 loại con lắc.
2. Kĩ năng:
Vận dụng kiến thức vật dao động điều hòa giải 1 số bài tập cơ bản: Xác điịnh các đại lƣơng
cơ bản của vật dao động điều hoà.
Rèn kĩ năng tính toán , tƣ duy logic và kĩ năng trình bày bài toán
3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập.
4. Năng lực hƣớng tới
a, Phẩm chất năng lực chung
Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng
Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; năng lực hợp tac; Năng lực
tính toán.
b, Năng lực chuyên biệt môn học
Học sinh xác định đƣợc các đại lƣợng: x, A, a,v, ,T,f,.
Biết sử dụng mối quan hệ chuyển động tròn đều và dđđh vào gải 1 số bài tập tính thời gian và
quang đƣờng của vật dđđh
II. PHƢƠNG PHÁP-KĨ THUẬT
1. Phƣơng pháp
Dạy học nhóm, PP gợi mở - Vấn đáp
2. Kĩ thuật dạy học
kĩ thuật động não công khai, kĩ thuật đặt câu hỏi
III. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận
2. Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà,
IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
1. Tổ chức:
2. Kiểm tra bài cũ: Xen kẽ trong giờ học
3. Bài mới:
* Vào bài
- Để củng cố kiến thức đã học ta sẽ tiến hành giải một số bài tập có liên quan qua tiết bài
tập.
* Tiến trình giảng dạy
Hoạt động 1: Bài tập trắc nghiệm (10 phút)
Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 1 Chƣơng I: DAO ĐỘNG CƠ Tiết 1,2: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Học sinh hiểu đƣợc thế nào là: Dao động, dao động tuần hoàn, chu kì dao động, tần số dao động và dao động điều hòa. - Học sinh biết dạng phƣơng trình dao động, xác định đƣợc các đại lƣợng đặc trƣng của vật dao động điều hòa. Viết đƣợc phƣơng trinhg vận tốc, gia tốc và hiểu đƣợc đặc điểm vận tốc gia tốc của vật DĐĐH. - Vẽ đƣợc đồ thị của vật dao dộng điều hòa. Từ đồ thị xác định đƣợc PT vật dao động 2. Kĩ năng: - Viết đƣợc phƣơng trình của dao động điều hoà và giải thích đƣợc các đại lƣợng trong phƣơng trình. - Tính đƣợc vận tốc và gia tốc vật dđđh - Vẽ đƣợc đồ thị của vật dao dộng điều hòa. Từ đồ thị xác định đƣợc PT vật dao động 3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập. 4. Năng lực hƣớng tới a, Phẩm chất năng lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán. b, Năng lực chuyên biệt môn học Học sinh hiểu đƣợc phƣơng trình li độ, vận tốc, gia tốc vật dđđh. Đặc điểm tính chất của chúng. Xác định đƣợc các dại lƣợng đặc trƣng vật dao động điều hoa: Biên độ, chu kì tàn số, tần số góc. pha ban đầu, lí độ, vận tốc và gia tốc II. PHƢƠNG PHÁP-KĨ THUẬT 1. Phƣơng pháp PP dạy học Gợi mở - vấn đáp, PP thuyết trình, PP hoạt động nhóm, PP công tác độc lập 2. Kĩ thuật dạy học Kĩ thật dặt câu hỏi, kĩ thuật XYZ III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đƣờng kính P1P2 và thí nghiệm minh hoạ. 2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều. IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: - Kiểm tra vở và sách của học sinh - Giới thiệu chƣơng I 3. Bài mới: Họat động của giáo viên Họat động của học sinh Nội dung HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’) Mục tiêu: định hƣớng nội dung chính của bài: dao động điều hòa Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Giởi thiệu về chƣơng Hs định hƣớng nội dung Chƣơng I: DAO ĐỘNG Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 2 Cho học sinh quan sát dao động của chiếc đồng hồ quả lắc. Dao động của quả lắc đồng hồ là dao động nhƣ thế nào? GV đi vào bài của bài CƠ Tiết 1,2: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’) Mục tiêu: Dao động, dao động tuần hoàn, chu kì dao động, tần số dao động và dao động điều hòa. - dạng phƣơng trình dao động, xác định đƣợc các đại lƣợng đặc trƣng của vật dao động điều hòa. Viết đƣợc phƣơng trình vận tốc, gia tốc và hiểu đƣợc đặc điểm vận tốc gia tốc của vật DĐĐH. - Vẽ đƣợc đồ thị của vật dao dộng điều hòa. Từ đồ thị xác định đƣợc PT vật dao động Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. - Lấy ví dụ về dao động trong thực tế mà hs có thể thấy từ đó yêu cầu hs định nghĩa dao động cơ. - Lấy một con lắc đơn cho dao động và chỉ cho hs dao động nhƣ vậy là dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn là gì? - Kết luận - Theo gợi ý của GV định nghĩa dao động cơ. - Quan sát và trả lời câu hỏi của GV - Đình nghĩa dao động tuần hòan (SGK) - Ghi tổng kết của GV I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ? Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đƣợc lặp lại nhƣ cũ (vị trí cũ và hƣớng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau. - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa - Vẽ hình minh họa ví dụ - Yêu cầu hs xác định góc MOP sau khoảng thời gian t. - Yêu cầu hs viết phƣơng trình hình chiếu của OM lên x - Quan sát - M có tọa độ góc φ + ωt )cos( tOMx II. Phƣơng trình của dao động điều hòa 1. Ví dụ - Giả sử M chuyển động ngƣợc chiều dƣơng vận tốc góc là ω, P là hình chiếu của M lên Ox. Tại t = 0, M có tọa độ góc φ Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt Khi đó: xOP điểm P có phƣơng trình là: )cos( tOMx Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 3 - Đặt OM = A yêu cầu hs viết lại biểu thức - Nhận xét tính chất của hàm cosin - Rút ra P dao động điều hòa - Yêu cầu hs định nghĩa dựa vào phƣơng trình - Giới thiệu phƣơng trình dao động điều hòa - Giải thích các đại lƣợng + A + (ωt + φ) + φ - Nhấn mạnh hai chú ý của dao động liên hệ với bài sau. - Tổng kết TIÊT 2 ).cos( tAx - Hàm cosin là hàm điều hòa - Tiếp thu - Định nghĩa (SGK) -Tiếp thu và chuẩn bị trả lời các câu hỏi cuảt GV - Phân tích ví dụ để cùng GV rút ra các chú ý về quỹ đạo dao động và cách tính pha cho dao động điều hòa - Đặt A = OM ta có: ).cos( tAx Trong đó A, ω, φ là hằng số - Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P đƣợc gọi là dao động điều hòa 2. Định nghĩa Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phƣơng trình - Phƣơng trình x = A cos(ωt + φ) gọi là phƣơng trình của dao động điều hòa * A là biên độ dao động, là li độ cực đại của vật. A > 0. * (ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t * φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ < 0, φ>0, φ = 0) 4. Chú ý a) Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên đƣờng kính là đoạn thẳng đó. - Giới thiệu cho hs Hiểu đƣợc thế nào là dao động tòn phần. - Yêu cầu hs nhắc lại cách định nghĩa chu kì và tần số của chuyển động tròn? - Liên hệ dắt hs đi đến định nghĩa chu kì và tần số, tần số góc của dao động điều hòa. - Nhận xét chung - Tiếp thu - Nhắc lại kiến thức lớp 10: “chu kì là khoảng thời gian vật chuyển động 1 vòng” “Tần số là số vòng chuyển động trong 1 giây” - Theo gợi ý của GV phát biểu định nghĩa của các đại lƣợng cần tìm hiểu - Ghi nhận xét của GV III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa 1. Chu kì và tần số Khi vật trở về vị trí cũ hƣớng cũ thì ta nói vật thực hiện 1 dao động toàn phần. * Chu kì (T): của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn vị là s * Tần số (f): của dao động điều hòa là số dao động tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc Hz. 2. Tần số góc Trong dao động điều hòa ω đƣợc gọi là tần số góc. Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối liên hệ: f T 2 2 - Yêu cầu hs nhắc lại biểu thức của định nghĩ đạo hàm - Gợi ý cho hs tìm vận tốc tại thời điểm t của vật dao )(' )( lim 0 xf x xf t - Khi Δt 0 thì v = x’ Tiến hành lấy đạo hàm IV. Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa 1. Vận tốc Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian. v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 4 động 'xv - Hãy xác định giá trị của v tại + Tại Ax + Tại x = 0 - Tƣơng tự cho cách tìm hiểu gia tốc - Nhận xét tổng quát v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) * Tại Ax thì v = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A - Theo sự gợi ý của GV tìm hiểu gia tốc của dao động điều hòa. - Ghi nhận xét của GV - Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian * Tại Ax thì v = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A 2. Gia tốc Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian a = v’ = x” = -ω 2 A cos(ωt + φ) a = - ω 2 x * Tại x = 0 thì a = 0 * Tại Ax thì a = amax = ω 2 A - Yêu cầu hs lập bảng giá trị của li độ với đk pha ban đầu bằng không - Nhận xét gọi hs lên bản vẽ đồ thị. - Củng cố bài học - Khi φ = 0 x = A cosωt t ωt x 0 0 A T/4 π/2 0 T/2 π -A 3T/4 3π/2 0 T 2π A V. Đồ thị của dao động điều hòa Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 có dạng hình sin nên ngƣời ta còn gọi là dao động hình sin. HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung về dao động điều hòa Phƣơng pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. 1. Chọn câu đúng. Dao động điều hoà là dao động có: A. Li độ đƣợc mô tả bằng định luật dạng sin (hay cosin) theo thời gian. B. Vận tốc của vật biến thiên theo hàm bậc nhất đối với thời gian. C. Sự chuyển hoá qua lại giữa thế năng và động năng nhƣng cơ năng luôn luôn bảo toàn. D. A và C đúng. 2. Chọn câu đúng. Chu kỳ của dao động tuần hoàn là A. khoảng thời gian mà trạng thái dao động đƣợc lặp lại nhƣ cũ. B. khoảng thời gian ngắn nhất mà trạng thái dao động đƣợc lặp lại nhƣ cũ. C. khoảng thời gian vật thực hiện dao động. D. B và C đều đúng 3. Chọn câu đúng. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo là: A. 2 k T m B. 1 2 m T k C. 2 m T k D. 1 2 k T m 4. Chọn câu đúng. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà có phƣơng trình dao động: 1 1 1sin( )x A t và 2 2 2sin( )x A t thì biên độ dao động tổng hợp là: A. A = A1 + A2 nếu hai dao động cùng pha B. A = 1 2A A nếu hai dao động ngƣợc pha C. 1 2A A < A < A1 + A2 nếu hai dao động có độ lệch pha bất kỳ. D. A, B, C đều đúng. 5. Chọn câu đúng. Dao động của con lắc đơn đƣợc xem là dao động điều hoà khi: A. Chu kỳ dao động không đổi B. Biên độ dao động nhỏ. 2 3T 2 T t T Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 5 C. Khi không có ma sát. D. Không có ma sát và dao động với biên độ nhỏ. 6. Chọn câu đúng. Dao động tự do là dao động có: A. Tần số không đổi. B. Biên độ không đổi. C. Tần số và biên độ không đổi. D. Tần số chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ và không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. 7. Chọn câu đúng. Trong dao động điều hoà giá trị gia tốc của vật: A. Tăng khi giá trị vận tốc của vật tăng. B. Giảm khi giá trị vận tốc của vật tăng. C. Không thay đổi. D. Tăng hay giảm tuỳ thuộc vào giá trị vận tốc đầu của vật lớn hay nhỏ. 8. Chọn câu đúng. Trong phƣơng trình dao động điều hoà x Asin( t ) , các đại lƣợng , , t là những đại lƣợng trung gian cho phép xác định: A. Ly độ và pha ban đầu B. Biên độ và trạng thái dao động. C. Tần số và pha dao động. D. Tần số và trạng thái dao động. 9. Chọn câu đúng. Trong quá trình dao động, năng lƣợng của hệ dao động điều hoà biến đổi nhƣ sau: A. Thế năng của hệ dao động giảm khi động năng tăng và ngƣợc lại. B. Cơ năng của hệ dao động là hằng số và tỷ lệ với biên độ dao động. C. Năng lƣợng của hệ đƣợc bảo toàn. Cơ năng của hệ giảm bao nhiêu thì nội năng tăng bấy nhiêu. D. Năng lƣợng của hệ dao động nhận đƣợc từ bên ngoài trong mỗi chu kỳ đúng bằng phần cơ năng của hệ bị giảm do sinh công để thắng lực cản. 10. Cho dao động điều hoà có phƣơng trình dao động: x Asin( t ) trong đó A, , là các hằng số. Chọn câu đúng trong các câu sau: A. Đại lƣợng gọi là pha dao động. B. Biên độ A không phụ thuộc vào và , nó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của ngoại lực kích thích ban đầu lên hệ dao động. C. Đại lƣợng gọi là tần số dao động, không phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động. D. Chu kỳ dao động đƣợc tính bởi T = 2 . thời gian. D. Luôn ngƣợc chiều chuyển động của vật. Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án D B C D D D D B B D HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’) Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. 1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập GV chia lớp thành nhiều nhóm ( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập Bài 3 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều thể hiện ở chỗ nào ? Bài 4 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Nêu định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa. 2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - HS trả lời. - HS nộp vở bài tập. - HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện. Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 6 Bài 3 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Một điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể đƣợc coi là hình chiếu của một điểm M tƣơng ứng chuyển động tròn đều lên đƣờng kính là đoạn thẳng đó. Bài 4 (trang 9 SGK Vật Lý 12∗ Chu kì T (đo bằng giây (s)) là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lập lại nhƣ cũ hoặc là thời gian để vật thực hiện một dao động. T = t/N = 2π/ω (t là thời gian vật thực hiện đƣợc N dao động) ∗ Tần số f (đo bằng héc: Hz) là số chu kì (hay số dao động) vật thực hiện trong một đơn vị thời gian: f = N/t = 1/T = ω/2π (1Hz = 1 dao động/giây) HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức Phƣơng pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Tìm hiểu các vì dụ thực tế về dao động điều hòa mà em gặp 4. Hƣớng dẫn về nhà: - Về nhà học bài và đọc nốt phần còn lại - Làm bài tập 16,17 SGK/ 4 Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 7 Tiết 3: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Biết vận dụng các công thức đã học để tính T, f, a, v, của vật dao động điều hoà - Biết viết phƣơng trình dao động cho 2 loại con lắc. 2. Kĩ năng: Vận dụng kiến thức vật dao động điều hòa giải 1 số bài tập cơ bản: Xác điịnh các đại lƣơng cơ bản của vật dao động điều hoà. Rèn kĩ năng tính toán , tƣ duy logic và kĩ năng trình bày bài toán 3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập. 4. Năng lực hƣớng tới a, Phẩm chất năng lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; năng lực hợp tac; Năng lực tính toán. b, Năng lực chuyên biệt môn học Học sinh xác định đƣợc các đại lƣợng: x, A, a,v, ,T,f,... Biết sử dụng mối quan hệ chuyển động tròn đều và dđđh vào gải 1 số bài tập tính thời gian và quang đƣờng của vật dđđh II. PHƢƠNG PHÁP-KĨ THUẬT 1. Phƣơng pháp Dạy học nhóm, PP gợi mở - Vấn đáp 2. Kĩ thuật dạy học kĩ thuật động não công khai, kĩ thuật đặt câu hỏi III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2. Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà, IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: Xen kẽ trong giờ học 3. Bài mới: * Vào bài - Để củng cố kiến thức đã học ta sẽ tiến hành giải một số bài tập có liên quan qua tiết bài tập. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Bài tập trắc nghiệm (10 phút) PHIẾU HỌC TẬP 1. Tích của tần số và chu kì của một dao động điều hòa bằng hằng số nào sau đây: A. 1 B. π C. – π D. Biên độ của dao động 2. Vận tốc đạt giá trị cực đại của một dao động điều hòa khi: A. vật ở vị trí biên dƣơng B. vật qua vị trí cân bằng C. vật ở vị trí biên âm D. vật nằm có li độ bất kì khác không 3. Một vật dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12 cm. Biên độ dao động là: A. 12cm B. -6 cm C. 6 cm D. -12 cm 4. Cho phƣơng trình dao động điều hòa )4cos(5 tx cm. Biên độ và pha ban đầu là bao nhiêu? A. 5 cm; 0 rad B. 5 cm; 4π rad C. 5 cm; (4πt) rad D. 5 cm; π rad Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 8 5. Viết phƣơng trình dđđh của 1 vật có thời gian thực hiện 1 dao động là 0,5s. Tại thời điểm ban đầu, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dƣơng với vận tốc 12 (cm/s) Hoạt động 2: Bài tập SGK (30phút) - Yêu cầu hs đọc các bài tập 7, 8, 9 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời. - Yêu cầu hs đọc bài 10 và tiến hành giải - Yêu cầu hs giải bài 11 - Kết luận chung - Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích. - Dựa vào phƣơng trình )cos( tAx cm ,A , pha tại t * AB = 36cm A = 18cm * T = 0,5 s * f = 2 Hz - Ghi nhận kết luận của GV Bài 7 Đáp án C -----------//---------- Bài 8 Đáp án A ------//------ Bài 9 Đáp án D --------//--------- Bài 10 * A = 2 cm * φ = - 6 rad * pha ở thời điểm t: (5t - 6 ) rad -------//------- Bài 11 Biên độ A = 18 cm T = 2. 0,25 s = 0,5 s f = 2 5,0 1 Hz 4. Củng cố: Qua bài này chúng ta cần hiểu được ? - GV hƣớng dẫn lại cách viết phƣơng trình dao động điều hoà. - Cách tìm thời gian vật dao đông đi qua điểm M có li độ xo : Giải phƣơng trình : A cos( 0) xt tìm t hoặc nếu biết rõ vật đi qua M theo chiều nào thì giải hệ phƣơng trình: x = xo và v 0) 5. Hƣớng dẫn về nhà: - Về nhà học bài và làm các bài tập trong sách bài tập - Đọc trƣớc bài 3 SGK/ 14. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Phát phiếu học tập - Hƣớng dẫn học sinh làm bài - Nhận phiếu học tập và thảo luận trả lời theo yêu cầu của GV - Ghi nhận kết quả của GV sửa 1 2 3 4 A B C D Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 9 Tiết 4: CON LẮC LÕ XO I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết đƣợc: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích đƣợc tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Nêu đƣợc nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. 2. Kĩ năng: - Áp dụng đƣợc các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tƣơng tự trong phần bài tập. - Viết đƣợc phƣơng trình động lực học của con lắc lò xo. 3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập. 4. Năng lực hƣớng tới a, Phẩm chất năng lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng; chấp hành kỉ luật Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán. b, Năng lực chuyên biệt môn học Học sinh hiểu con lác lò xo: Câú tạo , điều hiện con lắc dđđh... II. PHƢƠNG PHÁP-KĨ THUẬT 1. Phƣơng pháp PP đặt và giải quyết vấn đề. PP hoạt động nhóm 2. Kĩ thuật dạy học Kĩ thuật đặt câu hỏi. kĩ thuật giao nhiệm vụ, Lƣợc đồ tƣ duy III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phƣơng ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngƣợc chuyển động trên đêm không khí. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Họat động của giáo viên Họat động của học sinh Nội dung HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’) Mục tiêu: HS biết đƣợc các nội dung cơ bản của bài học cần đạt đƣợc, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Con lắc lò xo Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. - Ta đã tìm hiểu xong dao động điều hòa về mặt động học.Bây giờ ta sẽ tìm hiểu tiếp về mặt động học và năng lƣợng. Để làm đƣợc điều đó ta dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu. - HS ghi nhớ - HS định hƣớng ND Tiết 4: CON LẮC LÒ XO HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’) Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 10 Mục tiêu: Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. - Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc lò xo yêu cầu hs mô tả con lắc? - Quan sát con lắc khi cân bằng. Nhận xét? - Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó. - Kết luận - Mô tả con lắc lò xo - Có một vị trí cân bằng - Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng - Ghi chép kết luận I. Con lắc lò xo Con lắc lò xo gồm một vật nặng m gắn vào 1 đầu của lò xo có độ cứng k và khối lƣợng không đáng kể. Đầu còn lại của lò xo cố định. Con lắc có 1 vị trí cân bằng mà khi ta thả vật ra vật sẽ đứng yên mãi. Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên - Nêu giả thuyết về con lắc lò xo. Chọn trục tọa độ, vẽ hình. - Yêu cầu hs phân tích các lực tác dụng lên con vật m? - Gợi ý cho hs tiến hành tìm phƣơng trình động lực học của con lắc lò xo. - Yêu cầu hs kết luận về dao động của con lắc lò xo? - Yêu cầu hs tìm tần số góc và chu kì. - Từ phƣơng trình lực làm cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về. - Kết luận chung - Tiếp thu - Lên bảng tiến hành phân tích lực - Áp dụng định luật II NT tiến hành tính toán theo gợi ý của GV a + ω 2 x = 0 - Dao độngcủa con lắc lò xo là dao động điều hòa. * Tần số góc: m k * Chu kì: T = k m 2 - Nhận xét về dấu và độ lớn của lực kéo về - Ghi kết luận II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học Xét vật ở li độ x, lò xo giản một đoạn Δl = x. Lực đàn hồi F = - kΔl Tổng lực tác dụng lên vật F = - kx Theo định luật II Niu tơn x m k a Đặt ω 2 = k/m a + ω 2 x = 0 Vậy dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. * Tần số góc: m k * Chu kì: T = k m 2 * Lực kéo về Lực hƣớng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kứo vè có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dao động điều hòa. - Yêu cầu hs viết biêu thức tính động năng, thế năng của con lắc? - Động năng 2 2 1 mvWđ - Thế năng III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lƣợng 1. Động năng của con lắc lò xo 2 2 1 mvWđ Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 11 - Nhận xét sự biến thiên của thế năng và đông năng? - Viết biểu thức tính cơ năng và yêu cầu hs nhận xét? - Kết luận 2 2 1 kxWt * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. 222 22 2 1 2 1 2 1 2 1 AmkAW kxmvW - Nhận xét và kết luận (SGK) 2. Thế năng của con lắc lò xo 2 2 1 kxWt * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng 222 22 2 1 2 1 2 1 2 1 AmkAW kxmvW Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương với biên độ dao động Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học Phƣơng pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Câu 1: Tìm phát biểu sai về con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang. A. Vật có gia tốc bằng 0 khi lò xo có độ dài tự nhiên. B. Vật có gia tốc cực đại khi độ lớn vận tốc cực tiểu. C. Vật có độ lớn vận tốc nhỏ nhất khi lò xo không biến dạng. D. Vật đổi chiều chuyển động khi lò xo biến dạng lớn nhất. Câu 2: Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Muốn tần số tăng lên ba lần thì A. Tăng k ba lần, giảm m chín lần. B. Tăng k ba lần, giảm m ba lần. C. Giảm k b lần, tăng m ba lần. D. Giảm k ba lần, tăng m chín lần. Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trƣờng g = 9,81 m/s 2 , một vật nặng khi treo vào một lò xo làm lò xo dãn ra Δl = 2,4 cm. Chu kì dao động của con lắc lò xo này là A. 0,18 s B. 0,31 s C. 0,22 s D. 0,90 s Câu 4: Một con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang có quả nặng khối lƣợng m = 100 g và độ cứng lò xo k = 100 N/m. Lấy gần đúng π 2 ≈ 10. Kéo quả nặng ra cách vị trí cân bằng +5 cm rồi thả tay nhẹ. Phƣơng trình dao động của con lắc là A. x = 5cos(πt) (cm). B. x = 10cos(10πt) (cm). C. x = 5cos(πt+π/2) (cm). D. x = 5cos(10πt) (cm). Câu 5: Một con lắc lò xo có quả nặng khối lƣợng m và lò xo độ cứng k thì chu kì dao động T = 0,5 s. Để có tần số dao động của con lắc f = 1 Hz thì phải thay quả nặng m bằng quả nặng có khối lƣợng m’ là A. 4m B. 16m C. 2m D. m/2 Câu 6: Vật m1 gắn với một lò xo dao động với chu kì T1 = 0,9 s. Vật m2 gắn với lò xo đó thì dao động với chu kì T2 = 1,2 s. Gắn đồng thời cả hai vật m1, m2 với lò xo nói trên thì hệ vật sẽ dao động với chu kì A. T12 = 1,5 s B. T12 = 1,2 s C. T12 = 0,3 s D. T12 = 5,14 s Câu 7: Một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì π/5 (s). Trong quá trình dao động độ dài của con lắc biến thiên từ 20 cm đến 30 cm. Lấy g = 10 m/s 2 . Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 12 A. 35 cm B. 15 cm C. 45 cm D. 40 cm Câu 8: Một vật khối lƣợng m = 288 g đƣợc treo vào một đầu lò xo thì con lắc dao động với tần số f1 = 6,5 Hz. Gắn thêm vào m một vật nhỏ khối lƣợng Δm bằng A. 12 g B. 32 g C. 50 g D. 60 g Hƣớng dẫn giải và đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 Đáp án C B B D A A B C HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’) Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập Phƣơng pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phƣơng pháp thuyết trình Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. - Yêu cầu HS thảo luận : Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về. 1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập: - GV chia 4 nhóm yêu cầu hs trả lời trong thời gian 5 phút: - GV theo dõi và hƣớng dẫn HS 2. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập: - Yêu cầu đại diện các nhóm treo kết quả lên bảng. - GV Phân tích nhận xét, đánh giá, kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. 1. Thực hiện nhiệm vụ học tập: - HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dƣới sự hƣớng dẫn của GV 2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - Đại diện các nhóm treo bảng phụ lên bảng - Đại diện các nhóm nhận xét kết quả - Các nhóm khác có ý kiến bổ sung.(nếu có) + Xét con lắc lò xo nhƣ hình vẽ: Chọn hệ trục tọa độ có Ox có gốc tọa độ O trùng với vị trí cân bằng, chiều dƣơng là chiều quy ƣớc (nhƣ hình vẽ). Từ vị trí cân bằng O kéo vật m cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay, vật sẽ dao động trên một đƣờng thẳng quanh vị trí cân bằng. Tại vị trí cân bằng: P→ + N→ = 0 (1) Tại vị trí có li độ x bất kì: P→ + N→ + Fđh→ = m. a→(2) Chiếu phƣơng trình (2) lên trục Ox ta đƣợc: Fđh = ma ↔ -kx = ma = mx’’ → x’’ + ω 2 x = 0 (∗) với ω2= k/m Phƣơng trình (∗) là phƣơng trình vi phân biểu diễn chuyển động của con lắc lò xo, phƣơng trình này có nghiệm là: x = Acos(ωt + φ), nhƣ vậy chuyển động của con lắc lò xo là một dao động điều hòa. + Hợp lực tác dụng lên con lắc chình là lực kéo về, do vậy: Fhl = Fkéo về = m.a = -kx = - mω 2 x HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức Phƣơng pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề Định hƣớng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Vẽ sơ đồ tƣ duy tổng hợp kiến thức của bài Lấy thêm các ví dụ thực tế về con lắc lò xo 4. Hƣớng dẫn về nhà: -Về nhà làm các bài tập 4,6 Sgk/13.và sách bài tập - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới Trƣờng THCS - THPT Hoa Sen Kế hoạch dạy học Vật lý 12 Nguyễn Vĩnh Đức Page 13 Tiết 6: CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Nêu đƣợc cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu đƣợc điều kiện để con lắc đơn dđđh. Viết đƣợc công thức tính chu kì dđ của con lắc đơn. - Viết đƣợc công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Nêu đƣợc nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động. - Nêu đƣợc ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 2. Kĩ năng: - Giải đƣợc bài tập tƣơng tự nhƣ ở trong bài. 3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập. 4. Năng lực hƣớng tới a, Phẩm chất năng lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán. b, Năng lực chuyên biệt môn học Năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thực hành, thí nghiệm II. PHƢƠNG PHÁP-KĨ THUẬT 1. Phƣơng pháp PP đặt và giải quyết vấn đề. PP hoạt động nhóm 2. Kĩ thuật dạy học Kĩ thuật đặt câu hỏi. kĩ thuật giao nhiệm vụ, Lƣợc đồ tƣ duy III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực. IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: - Viết biểu thức tính năng lƣợng của con lắc lò xo? Chữa bài tập 6 SGK/ 13 3. Bài mới: Họat động của giáo viên Họat động của học sinh Nội dung HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’) Mục tiêu: Tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Con lắc đơn Phƣơng pháp dạy học: Dạy học
Tài liệu đính kèm:
- giao_an_vat_ly_lop_12_chuong_trinh_ca_nam_nguyen_vinh_duc.pdf