Sáng kiến kinh nghiệm: Trực quan hóa thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương dao động cơ và sóng cơ học Vật lý 12 cơ bản

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài "Trực quan hóa thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương dao động cơ và sóng cơ học Vật lý 12 cơ bản" nhằm xây dựng được cơ sở lí luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin nhằm trực quan hóa thí nghiệm trong dạy học lí. Xây dựng được thư viện hình ảnh, video clip, thí nghiệm phần dao động điều hoà, sóng cơ học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin để trực quan hóa các thí nghiệm thực...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm: Trực quan hóa thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương dao động cơ và sóng cơ học Vật lý 12 cơ bản

ĐỀ TÀI TRỰC QUAN HOÁ THÍ NGHIỆM VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ VÀ SÓNG CƠ HỌC. I. MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, viêc đôi m ̣ ̉ ơi ph ́ ương pháp đã được Bộ Giáo dục và Đào tạo tập trung chỉ đạo quyết liệt. Nhiều đia ph ̣ ương đa triên khai ̃ ̉ ́ ̣ ̉ ̣ ổi mới phương pháp dạy học theo hương phat huy tinh tich co hiêu qua viêc đ ́ ́ ́ ́ cực hoc tâp cua hoc sinh; tích c ̣ ̣ ̉ ̣ ực ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình dạy học đã có nhiều công trình nghiên cứu trên các khía cạnh khác nhau như thiết kế website dạy học, thiết kế bai giang đi ̀ ̉ ện tử, mô phỏng các thí nghiệm vật lí,… Các công trình này đã tác động tích cực vào quá trình dạy học, từng bước góp phần đổi mới hình thức, phương pháp dạy học của giáo viên và học sinh. Đối với thí nghiệm, máy vi tính hỗ trợ với nhiều hình thức như: thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng, phim thí nghiệm..., ngoài ra còn hỗ trợ thí nghiệm thực có các dụng cụ và phần mềm chuyên biệt. Việc sử dụng máy vi tính hỗ trợ thí nghiệm sẽ tạo điều kiện rộng rãi cho dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh. Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các kiến thức vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Chính vì vậy trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, thí nghiệm là một phương tiện rất quan trọng, có tác dụng to lớn trong việc nâng cao chất lượng học tập của học sinh nên trong quá trình hình thành những kiến thức mới cho học sinh đòi hỏi giáo viên và học sinh phải tiến hành các thí nghiệm. Từ đó tạo niềm tin, phát triển tư duy và góp phần giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh. Thế nhưng việc tiến hành thí nghiệm vật lý hiện nay vẫn gặp một số khó khăn nhất định, như một số trường chưa có phòng học bộ môn hoặc phòng thí nghiệm thực hành, những nơi đã có phòng thí nghiệm thực hành thì thiếu cán bộ chuyên trách; diện tích phòng học nhỏ và bố trí bàn ghế cũng như thiết bị ở bên trong không thuận lợi cho việc sử dụng thí nghiệm trên lớp. Khi dạy phần dao động điều hoà và sóng cơ học ở chương trình vật lý 12 cơ bản, giáo viên tiến hành một số thí nghiệm thực về dao động của con lắc lò xovà các thí nghiệm về sóng cơ học thì học sinh mới quan sát được hiện tượng. Hiện tượng sóng và dao động điều hoà là hiện tượng động, diễn biến khá nhanh, khó hình dung bằng hình vẽ hay tưởng tượng. Để học sinh hiểu sâu hơn về bản chất thì giáo viên có thể kết hợp thêm phim thí nghiệm về hiện tượng này.
2 Với những lí do nêu trên, tôi chọn để tài: “Trực quan hóa thí nghiệm với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin trong dạy học chương dao động cơ và sóng cơ học vật lý 12 cơ bản”. Mục đích nghiên cứu là: Xây dựng được cơ sở lí luận của việc ứng dụng công nghệ thông tin nhằm trực quan hóa thí nghiệm trong dạy học lí. Xây dựng được thư viện hình ảnh, video clip, thí nghiệm phần dao động điều hoà, sóng cơ học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin để trực quan hóa các thí nghiệm thực. Xây dựng được tiến trình dạy học với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin nhằm trực quan hóa thí nghiệm phần dao động điều hoà và sóng cơ học II. NỘI DUNG 1. Thực trạng và một số khó khăn khi dạy chương dao động cơ và sóng cơ. Phần Dao động cơ học và sóng cơ học là hai chương đầu tiên của phần dao động vàsóng trong sách giáo khoa vật lý lớp 12 THPT. Hai chương này đề cập đến các kiếnthức quan trọng như dao động tuần hoàn, dao động điều hòa, dao động tắt dần, dao độngcưỡng bức, khảo sát dao động điều hòa của con lắc lò xo, con lắc đơn, hiện tượng sóngtrong cơ học và hiện tượng giao thoa sóng. Khi giảng dạy và học tập chương nàyhọc sinh gặp phải một số khó khăn chủ yếu như sau: Một số khái niệm mang tính trừu tượng đối với học sinh như dao động điều hoà, mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều. Thí nghiệm thực với con lắc lò xo nằm ngang bị ảnh hưởng nhiều bởi ma sát.. Khái niệm sóng cơ, sự truyền pha dao động, bước sóng Các hiện tượng, quá trình xảy ra nhanh do vậy HS rất khó quan sát một cách rõ ràngtrực quan.Do đó việc tiếp thu, lĩnh hội các kiến thức của phần này sẽ gặp những hạn chế, đôi khiHS phải chấp nhận một số tính chất, kết luận một cách thụ động. Để nâng cao chất lượng trithức của HS, giúp HS lĩnh hội kiến thức một cách có căn cứ khoa học thì việc trực quan hóacác hiện tượng, làm chậm lại các quá trình ấy thông qua thí nghiệm mô phỏng hay minh họatrên màn hình là một nhu cầu cần thiết khi giảng dạy. Khái niệm sóng cơ học là một trong những khái niệm trừu tượng khi dạy cho HS. Khimột sóng cơ học lan truyền trong một môi trường đàn hồi, các phần tử vật chất của môitrường không bị dịch chuyển, không bị truyền đi, chúng chỉ dao động tại chỗ. Đó là trườnghợp sóng lan truyền trên mặt nước khi ta thả hòn đá xuống nước. Hiện tượng sóng dừng là hiện tượng rất khó
3 hình dung vì tần số dao động của các phần tử môi trường tạo được trong thí nghiệm hết sức nhanh. Trên đây là một số khó khăn mà theo tôi là giáo viên và học sinh thường thường gặp, tuy nhiên trong giảng dạy giáo viên có thể gặp những khó khăn khác nhau tuy vào năng lực bản thân và môi trường dạy học. 2. Các giải pháp áp dụng sáng kiến. Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức Thông qua thí nghiệm, học sinh có thể tiếp thu được một số thông tin nhất định từ những vấn đề đang học. Việc đưa thí nghiệm khảo sát, thí nghiệm minh họa ra đúng lúc giúp học sinh thu thập tài liệu một cách dễ dàng. Dựa trên những thông tin thu thập được, các em có thể đưa ra đánh giá sơ bộ về tính chất của các sự vật, hiện tượng. Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu được Có không ít kiến thức vật lý được rút ra thông qua lập luận lôgic từ kiến thức đã biết trước đó. Với trường hợp này thì kết quả thu được từ thí nghiệm là bằng chứng có tính thuyết phục nhất khẳng định tính đúng đắn của nó Ví dụ, khi nghiên cứu về ảnh của một vật được tạo bởi sư khúc xạ ánh sáng qua mặt phân cách hai môi trường, vị trí ảnh O’ của điểm O nằm ở đáy cốc nước được xác định bằng cách sử dụng phương pháp hình học để vẽ. Vị trí của ảnh O’ là điểm giao nhau của đường kéo dài của hai tia ló, do vậy O’ là ảnh ảo nằm gần mặt thoáng hơn so với điểm O. Vì thế ta nói nếu đặt mắt ngoài không khí sao cho chùm tia khúc xạ đi vào mắt ta sẽ có cảm giác là đáy cốc như được dâng cao hơn so với bình thường. Để kiểm tra tính đúng đắn của vấn đề này, cần tiến hành thí nghiệm bằng cách thả một đồng xu xuống đáy một cái hộp sao cho khi đặt mắt ở phía trên, cạnh bên ngoài miệng hộp mà ta không thấy đồng xu. Sau đó rót nước từ từ vào hộp, đến một lúc nào có cảm giác như đáy hộp được nâng lên nên mới thấy được đồng xu ở đáy hộp Ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học có thể giúp chúng ta cung cấp cho học sinh các thí nghiệm mô phỏng, mô tả các hiện tượng vật lý. Ngoài ra HS còn có thể xem các đoạn phim ghi lại diễn biến của các hiện tượng, quá trình vật lý không thể quan sát trực tiếp trong giờ học, làm cho học sinh dễ tiếp thu kiến thức hơn đồng thời kích thích hứng thú học tập cho học sinh. 3.Quá trình thực hiện.
4 a. Nghiên cứu xây dựng thư viện video clip và các thí nghiệm mô phỏng chương dao động cơ và chương sóng cơ vật lý 12 cơ bản THPT Bên cạnh sử dụng các hình ảnh tĩnh và động để minh họa cho các hiện tượng, quá trình vật lý người ta cũng có thể dùng các video clip. Với các video clip ấy chúng ta có thể trực quan hóa các thí nghiệm với các khả năng làm nhanh hoặc làm chậm quá trình giúp người học dễ dàng quan sát. Vì vậy, việc xây dựng một thư viện các video clip là hết sức cần thiết. Để xây dựng một thư viện các video clip phong phú phục vụ cho dạy học vật lý thì chúng ta có thể trực tiếp sản xuất các đoạn video với máy camera hoặc donwload trên các website. Trong điều kiện hiện nay, với việc sử dụng các máy camera kỹ thuật số chúng ta sẽ ghi lại các thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện mà không thể tiến hành được trên lớp hoặc các các hiện tượng xảy ra rất nhanh hoặc rất chậm trong tự nhiên. Một số video về dao động Thí nghiệm mô phỏng về dao động của con lắc lò xo.
5 Thí nghiệm mô phỏng về mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà. Khi dạy chủ đề sóng cơ học gồm sự truyền sóng cơ, giao thoa sóng trên mặt nước và sóng dừng trên sợi dây. Giáo viên ngoài chuần bị thí nghiệm thưc còn có thể sử dụng thêm thí nghiệm mô phỏng và phim thí nghiệm để học sinh dễ quan sát từ đó nhận ra vấn đề cần nắm. Đoạn phim thí nghiệm về sự tạo sóng cơ trên mặt nước ở trong phòng thí nghiệm. Thí nghiệm mô phỏng về dao động của các phần tử môi trường khi có sóng truyền qua.
6 Phim thí nghiệm về sự tạo thành sóng dừng trên sợi dây đàn hồi. b. Tiến trình sử dụng thí nghiệm trong một số bài dạy của chương dao động cơ và sóng cơ hoc. BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I.MỤC TIÊU. 1. Kiến thức Nêu được định nghĩa của dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa Viết được biểu thức của phương trình của dao động điều hòa giải thích được các đại lượng trong phương trình Nêu được mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. Nắm được công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. Nắm được công thức của vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa. 2. Kĩ năng Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK, SBT vật lý 12. Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không
7 Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Thái độ Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học. Có tác phong của nhà khoa học. 4. Năng lực hướng tới Năng lực giải quyết vấn đề thông qua đặt câu hỏi khác nhau về dao động điều hòa. Năng lực tự học, đọc hiểu và giải quyết vấn đề theo giải pháp đã lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu và vận dụng kiến thức về dao động điều hòa để giải một số bài toán. Năng lực tính toán, trình bày và trao đổi thông tin. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH. 1. Giáo viên: Hình vẽ miêu tả sự dao động hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 Các phần mềm mô phỏng: dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa 2. Học sinh: + Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số, mối liên quan tốc độ góc với T, f, v. + Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác. + Ý nghĩa vật lý của đạo hàm. III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC: Diễn giải, nêu vấn đề và hoạt động nhóm IV. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1. Hoạt động khởi động HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
8 Ổn định, kiểm tra sĩ số Báo học sinh vắng Yêu cầu môn học Ghi nhận, quan sát dao động Vào bài: trong đời sống ta nhận thấy có trong một sốtrường hợp vô số những chuyển động. Có những chuyển động phức tạp, có những chuyển động tuân theo một nguyên tắc. Vậy làm thế nào để mô tả những chuyển động đó? Nội dung chương sẽ cho ta một kiến thúc co bản để khảo sát những chuyển động đó. 2. Hoạt động hình thành kiến thức HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS 1. Dao động dao động tuần hoàn Tự học có hướng dẫn GV tiến hành thí nghiệm thực về dao Nhận xét về các đặc điểm của động của con lắc lò xo và con lắc đơn. các chuyển động: chuyển động Màng trống rung động,gió làm cây lay qua lại quanh 1 vị trí đặc biệt động; quả lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung khi gãy… Chuyển động của vật nặng trong các Phát biểu trường hợp trên có những đặc điểm gì Trở về vị trí cũ sau một khoảng giống nhau ? thời gian Dao động cơ học là gì ? Phát biểu Nhận xét dao động của con lắc đồng hồ? Dao động tuần hoàn? Đơn giản nhất là dao động đều hoà
9 HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS 2.Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều Vẽ hình minh họa chuyển động hòa . tròn đều của chất điểm . Xét một điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm O, bán kính OM, với vận tốc góc là (rad/s) Xác định bởi góc Chọn C là điểm gốc trên đường tròn. Tại: t + Thời điểm ban đầu t = 0, xác định vị trí của điểm M0, x = OP = OMt cos ( t + ). Thời điểm t 0, vị trí của điểm chuyển động là Mt, Xác định bởi góc Điều hoà. Hàm cos điều hoà nào? Nêu định nghĩa dao động điều Xác đinh hình chiếu của chất điểm M hòa tai thời điểm t lên trục Oy? Trả lời C1: Thảo luận nhóm Dao động của P có đặc điểm gì? Vì Trả lời câu hỏi sao? Định nghĩa DĐĐH? Dương C1 Dương, âm, có thể là 0 Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng Phát biểu trong biểu thúc thức trên ? Đơn vị các đại lượng? A nhận giá trị nào? nhận giá trị nào? Mối quan hệ dao động đều hoà và chuyển động tròn đều?
10 Để khắc sâu kiến thức, giúp học sinh hiểu bài, nắm vững kiến thức và tăng hứng thú học tập. Sau khi nêu ví dụ và thành lập được phương trình dao động, giáo viên sử dụng thí nghiệm mô phỏng về dao động điều hoà của con lắc lò xo và thí nghiệm mô phỏng về mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà. Thông qua 2 thí nghiệm này giúp học sinh quan sát trực quan về dao động điều hoà và mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà, từ đó vận dụng tốt để giải quyết một số bài tập về dao động điều hoà. video\Con lăc lo xo Dao đ ́ ̀ ộng điều hòa.mp4 video\flash.swf video\dao dong dieu hoa 2018.pptx Đồng thời qua thí nghiệm trên học sinh thấy được đồ thị dao động của dao động điều hoà. V. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC. 1. Hướng dẫn học bài cũ: Kiến thức dao động điều hòa. Chu kì, tần số, tần số góc trong dao động điều hòa Học bài củ, trả lời các câu hỏi 4, 5, 6 sau bài học Làm bài tập:7,8,9,10 sgk 2. Hướng dẫn chuẩn bị bài mới + Xem lại cách biểu diễn bằng đồ thị một hàm lương giác.
11 + Cách tính đạo hàm các hàm lượng giác + Xem nội dung IV, V SGK BÀI 7:SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I.MỤC TIÊU. 1. Kiến thức Phát biểu được định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang Phát biểu được định nghĩa về tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha, biên độ và năng lượng sóng Viết được phương trình sóng. 2. Kĩ năng Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản về sóng cơ trong SGK hoặc SBT vật lý 12. Tự làm thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây. 3. Thái độ Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học. Có tác phong của nhà khoa học. 4. Năng lực hướng tới Năng lực giải quyết vấn đề thông qua đặt câu hỏi khác nhau về sóng cơ học và sự truyền sóng. Năng lực tự học, đọc hiểu và giải quyết vấn đề theo giải pháp đã lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu và vận dụng kiến thức về sóng cơ học và sự truyền sóng để giải một số bài toán. Năng lực tính toán, trình bày và trao đổi thông tin. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH. 1. Giáo viên : Chậu nước có đường kính 50cm. Lò xo để làm TN sóng ngang và sóng dọc. Hình vẽ phóng to các phần tử của sóng ngang ở các thời điểm khác nhau. Công nghệ thông tin, các video về sóng cơ. 2. Học sinh : Tìm hiểu về các nội dung sau: Định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang Định nghĩa về tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha, biên độ và năng lượng sóng Viết phương trình sóng.
12 III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC: Diễn giải, trực quan, nêu vấn đề và hoạt động nhóm IV. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1. Hoạt động khởi động GV chiếu một số hình ảnh mô phỏng trong thực tế: Biển Đi tắm biển chẳng ai không thích thú với những con sóng bạc đầu từ ngoài khơi chạy xô vào bờ. Vậy ta đã biết chúng hình thành như thế nào? Có đặc điểm gì không? 2. Hoạt động hình thành kiến thức HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS 1. Tìm hiểu sóng cơ Để hình thành khái niệm sóng, giáo viên nêu một số ví dụ về sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây đàn hồi...sau đó tiến hành thí nghiệm biểu diễn sóng trên mặt nước cho học sinh quan sát. Quan sát và trả lời các câu hỏi GV yêu cầu HS nêu hiện tượng khi ném một viên đá xuống mặt Phát biểu định nghĩa nước. Quan sát. GV Tiến hành thí nghiệm như hình 7.1 SGK trang 36 và yêu cầu HS trả lời một số câu hỏi. Phát biểu Khi O dao động, mặt nước có hình dạng như thế nào? Có thấy mẫu xốp bị đẫy ra xa không? Sóng cơ học? Quan sát Để trực quan hoá thí nghiệm trên lúc này giáo viên kết hợp cho học sinh xem video về sự tạo sóng cơ trong phòng thí nghiệm. ..\GIAO AN\GIAO AN 12\GIAO AN DIEN TU\SÓNG CƠ HỌC VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ\thi nghiem ve su truyen song co tren
13 mat nuoc.mp4 Sau khi học sinh tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của sóng hình sin, Do hiện tường sóng diễn ra nhanh, khó quan sát được chuyển động của các phần tử vật chất, học sinh thường có suy nghĩ quá trình truyền sóng là quá trình lan truyền của các phần tử vật chất, các điểm trên dây có biên độ dao động khác nhau. Lúc này giáo viên trực quan hoá quá trính truyền sóng bằng thí nghiệm mô phỏng sau. ..\GIAO AN\GIAO AN 12\GIAO AN DIEN TU\SÓNG CƠ HỌC VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ\song co hoc.9505.exe ..\GIAO AN\GIAO AN 12\GIAO AN DIEN TU\SÓNG CƠ HỌC VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ\song_mat_nuoc.8689.exe Sóng ngang? Thí nghiệm sóng trên lò xo Phân tích thêm về sóng dọc trên lò xo: Các vùng nén và dãn của các vòng lò xo truyền đi trên trục lò xo Sóng dọc? Lấy ví dụ về sóng ngang, sóng dọ HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
14 2. Các đặc điểm sóng cơ Đọc sách giáo khoa Trình bày sự truyền sóng hình sin Phát biểu Chu kỳ, tần số sóng? Biên độ dao động của các phần Biên độ sóng? tử sóng Vận tốc truyền sóng? Vận tốc của các phần tử sóng Bước sóng, công thức tính Phát biểu SGK Dùng hình vẽ minh hoạ thêm bước sóng. Quan sát Năng lượng dao động của một điểm Thảo luận trong môi trường quan hệ như thế nào với biên độ dao động của nó? HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS 3. Phương trình sóng Tâm O phát sóng, dao động điều hòa với Thảo luận phương trình: u0 = acos( t). Tính thời gian sóng truyền từ O đến M, so sánh về pha dao động của O và M. Theo dõi, tham gia xây dựng bài Xét sóng truyền trên đường thẳng, lấy trục Ox dọc theo đường truyền sóng, gốc toạ độ O tại tâm phát sóng. Gọi v là vận tốc truyền sóng, và xem biên độ sóng là không đổi. Ta viết pt dao động tại điểm M cách O một khoảng là x. Quá trình truyền sóng: Biên độ, chu kỳ, Nhận xét bước sóng có thay đổi? Nhận xét pha dao động V. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC. 1. Hướng dẫn học bài cũ: Kiến thức cần nắm Định nghĩa sóng cơ, sóng dọc, sóng ngang và nêu được ví dụ về sóng dọc, sóng ngang Định nghĩa về tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha, biên độ và năng lượng sóng Viết phương trình sóng. Làm bài tập 8 sgk, trả lời các câu hỏi 5,6,7 T40 2. Hướng dẫn chuẩn bị bài mới: Giao thoa sóng
15 Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng Giải thích được các bài toán về giao thoa BÀI 9: SÓNG DỪNG I.MỤC TIÊU. 1. Kiến thức Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó Giải thích được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây. Nêu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai dầu cố định và dây có một đầu cố định một đầu tự do. 2. Kĩ năng Xác định được bước sóng, tốc độ truyền sóng bằng phương pháp sóng dừng. Vận dụng được công thức để giải thích bài toán đơn giản về hiện tượng sóng dừng 3. Thái độ Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học. Có tác phong của nhà khoa học. 4. Năng lực hướng tới Năng lực giải quyết vấn đề thông qua đặt câu hỏi khác nhau về sóng dừng trên sợi dây. Năng lực tự học, đọc hiểu và giải quyết vấn đề theo giải pháp đã lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu và vận dụng kiến thức về sóng dừng trên sợi dây có hai dầu cố định và dây có một đầu cố định một đầu tự do để giải một số bài toán. Năng lực tính toán, trình bày và trao đổi thông tin. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH. 1. Giáo viên : Thí nghiệm sóng dừng. Hình ảnh mô phỏng về sóng dừng. Công nghệ thông tin, video quay chậm về sóng dừng trên sợi dây. 2. Học sinh : Ôn tập kiến thức về giao thoa sóng. Tự nghiên cứu trước bài sóng dừng: Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó. III. PHƯƠNG PHÁP VÀ KỸ THUẬT DẠY HỌC: Trực quan, nêu vấn đề và hoạt động nhóm
16 IV. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1. Hoạt động khởi động * Kiểm tra bài cũ: + Viết phương trình sóng tại M do hai nguồn kết hợp gây ra? Xác định điều kiện cực đại, cực tiểu giao thoa? + Điều kiện giao thoa? Vào bài: GV tiến hành thí nhiệm về sóng dừng trên sợi dây đàn hồi, yêu cầu HS quan sát và giải thích hiện tượng, từ đó nhận nhiệm vụ học tập. 2. Hoạt động hình thành kiến thức HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS 1. Tìm hiểu phản xạ sóng Quan sát thí nghiệm Trình bày TN: Tay cầm đầu P của dây mềm dài chừng vài m ,giật Biến dạng dây hướng lên trên và mạnh đầu nó lên trên rồi hạ xuống truyền từ P đến Q. Đến Q nó phản về chổ cũ xạ trở lại từ Q đến P nhưng biến Nhận xét sự biến dạng của dây dạng của dây hướng xuống dưới Ngược pha Nếu cho P dao động điều hòa có sóng hình sin từ P đến Q (sóng tới ) đến Q sóng bị phản xạ .Sóng phản Cùng pha xạ thế nào so với sóng tới . Thí nghiệm với vật cản tự do. Nhận xét pha sóng tới và sóng phản Học sinh quan sát thí nghiệm xạ? Khi tiến hành thí nghiệm về sự phản xạ sóng trên vật cản cố định và trên vật cản tự do, hiện tượng sóng diễn ra rất nhanh khiến học sinh khó quan sát sự đổi chiều của biến dạng tại điểm phản xạ. Giáo viên sử dụng thêm video thí nghiệm trên máy tính để hổ trợ học sinh quan sát và rút ra nhận xét.
17 video\yt1s.com PHAN XA SONG_360p.mp4 HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS Tìm hiểu sóng dừng Quan sát, thảo luận và trả lời các Nếu sóng tới và sóng phản xạ gặp câu hỏi. nhau thì có hiện tượng gì xảy ra ? Có những điểm đứng yên, những (đó là 2 sóng kết hợp) điểm dao động cực đại Thí nghiệm Phát biểu Nhận xét? Sóng dừng là gì? Dùng hình vẽ hướng dẫn học sinh xác định vị trí nút, bụng. Khoảng cách 2 nút, 2 bụng liên * Số nguyên nữa bước sóng ( k = tiếp? 1;2;3..) * Nếu dây 2 đầu cố định, khi có Số bụng = k; Số nút = k+1 sóng dừng hai đầu này đóng vai trò là là? Vậy chiều dài dây phải thoã mãn điệu kiện gì? Tính số bụng, số nút? * ; ( k = 0;1;2;3….) Giáo trực quan hoá thí nghiệm Số bụng: k + 1, số nút: k +1 trên để học sinh có thể dễ dàng quan Nếu không kể thì số bụng: k sát hình ảnh sợi dây ở những thời điểm khác nhau, Từ đó phân biệt được điểm khác nhau giữa sóng dừng và sự truyền sóng cơ. Từ hình ảnh quay chậm của sợi dây học sinh dễ nhận ra khoảng cách giữa 2 nút sóng liên tiếp hoặc 2 bụng sóng liên
18 tiếp. ..\GIAO AN\GIAO AN 12\GIAO AN DIEN TU\SONG DUNG\Thí nghiệm Sóng Dừng Vật Lý 12.mp4 * GV: Lưu ý cho HS Một đầu cố địnhđầu kia dao động theo phương trình( biên độ nhỏ; tần số; chu kỳ;…..): là hai đầu cố định * Nếu một đầu dây cố định, một đầu tự do thì chiều dài dây phải thế nào? Hướng dẫn HS tự rút ra các công thức Tính số bụng, số nút? V. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC. 1. Hướng dẫn học bài cũ: Kiến thức cần nắm Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó Giải thích được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây. Nêu điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai dầu cố định và dây có một đầu cố định một đầu tự do. 2. Hướng dẫn chuẩn bị bài mới: Bài tập Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 49 và bài tập trong SBT lý 12 Chuẩn bị kiến thức sóng dừng, tiết sau làm bài tập. 4. Kết quả thực hiện sáng kiến Trong quá trình giảng dạy chương dao động cơ và chương sóng cơ, bản thân đã xây dựng được thư viện hình ảnh và video thí nghiệm, thí nghiệm mô phỏng để hổ trợ cho việc dạy và học. Bản thân đã áp dụng sáng kiến trên vào quá trình giảng dạy của mình ở các lớp 12B6(lớp đối chứng), 12b7(lớp thực nghiệm) năm học 20192020 . Qua thăm dò ý kiến học sinh, đa số học sinh cảm thấy dễ tiếp thu, lĩnh hội kiến thức mới hơn thông qua các thí nghiệm và thí nghiệm mô phỏng. Học sinh cảm thấy hứng thú hơn trong học tập. Qua kiểm tra đánh giá, bản thân tôi nhận thấy học sinh hiểu và biết vận dụng kiến thức để giải quyết một số bài tập. Phiếu trắc nghiệm:
19 Câu 1. Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định. Phát biểu nào sau đây đúng? A. Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi. B. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng. C. Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động. D. Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình sin. Câu 2. (Đề THPTQG 2016) Một chất điểm chuyển động tròn đều trên đường tròn tâm O bán kính 10 cm với tốc độ góc 5 rad/s. Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox nằm trong mặt phẳng quỹ đạo có tốc độ cực đại là A. 15 cm/s. B. 25 cm/s. C . 50 cm/s.D. 250 cm/s. Câu 3.Trong hệ tọa độ vuông góc xOy, một chất điểm chuyển động tròn đều quanh O với tần số 5 Hz. Hình chiếu của chất điểm lên trục Ox dao động điều hòa với tần số góc A. 31,4 rad/s B. 15,7 rad/s C. 5 rad/s D. 10 rad/s Câu 4. Một con lắc lò xo dao động điều hoà có độ dài quỹ đạo là 20cm, quãng đường vật đi được trong một chu kỳ là A. 40cm B. 80cm C. 20cm D. 60cm Câu 5. Một vật dao động điều hòa với chu kì T và biên độ A. Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ đến là A. B. C. D. Câu 6. Trong sóng cơ, tốc độ truyền sóng là A . tốc độ lan truyền dao động trong môi trường truyền sóng. B. tốc độ cực tiểu của các phần tử môi trường truyền sóng. C. tốc độ chuyển động của các phần tử môi trường truyền sóng. D. tốc độ cực đại của các phần tử môi trường truyền sóng. Câu 7 . Xét hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi nhẹ AB. Đầu A dao động theo phương vuông góc sợi dây với biên độ a. Khi đầu B cố định, sóng phản xạ tại B A. cùng pha với sóng tới tại B C. ngược pha với sóng tới tại B C. vuông pha với sóng tới tại B D. lệch pha với sóng tới tại B Câu 8. Trên một sợi dây đang có sóng dừng, khoảng cách ngắn nhất giữa một nút và một bụng là 2cm. Sóng truyền trên dây có bước sóng là A.2cm B.1cm C.8cm D.4cm Câu 9. Quansáttrênmộtsợidâythấycósóngdừngvớibiênđộcủabụngsónglà a. Tạiđiểmtrên sợi dây cách bụng sóng một phần tư bước sóng có biên độ dao động bằng A.a/2 B.0 C. a/4 D. a
20 Câu 10. Trên một sợi dây đàn hồi dang có sóng dừng với biên độ dao động của các điểm bụng là a. M là một phần tử dây dao động với biên độ 0,5a . Bỉết vị trí cân bằng của M cách điểm nút gần nó nhất một khoảng 2 cm. Sóng truyền trên dây có bước sóng là: A . 24 cm. B. 12 cm C. 16 cm D.3 cm Kết quả: Số Điểm số (Xi) HS Lớp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực nghiệ 38 0 0 0 3 4 8 10 7 5 1 m Đối 39 0 1 4 5 9 9 7 3 1 0 chứng Số Số % HS đạt điểm Xi HS Lớp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thực 38 0 0 0 7,9 10,5 21,1 26,3 18,4 13,2 2,6 nghiệm Đối 39 0 2,6 10,3 12,8 23,0 23,0 18,0 7,7 2,6 0 chứng