Giáo án Vật lí 11 Kết nối tri thức

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia HS thành 6 đến 8 nhóm, phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm, yêu cầu HS làm việc nhóm lần lượt theo các bước trong phần thí nghiệm mục I.1 SGK – tr6

+ Xác định vị trí cân bằng của vật

+ Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng rồi thả ta cho chuyển động. Quan sát chuyển động của mỗi vật và cho nhận xét về đặc điểm của chúng

à GV theo dõi các nhóm, kịp thời giúp đỡ, gợi ý, hướng dẫn và động viên các nhóm

- GV yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo kết quả thí nghiệm.

Gợi ý:

+ Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi vật đứng yên

+ Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng, vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

- GV nhận xét và phát biểu thành kết luận.

- GV yêu cầu HS trả lời phần câu hỏi và bài tập SGK – tr6: Nêu những ví dụ về dao động cơ mà em biết.

- GV nêu ví dụ về dao động của cành cây đung đưa khi có gió thổi và dao động của con lắc đơn trong đồng hồ quả lắc, yêu cầu HS chỉ ra sự khác nhau giữa hai dao động này.

Gợi ý:

+ Dao động của cành cây: vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng tuy nhiên sau những khoảng thời gian bằng nhau trạng thái dao động không lặp lại như cũ (vật không trở lại đúng vị trí cũ)

+ Dao động của con lắc đơn trong đồng hồ quả lắc: Vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng, sau những khoảng thời gian bằng nhau, trạng thái dao động lặp lại như cũ (quả lắc trở lại vị trí cũ theo hướng cũ)

à Sau khi HS phát biểu ý kiến, GV nêu kết luận về dao động điều hòa

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS hoạt động nhóm thực hành thí nghiệm tìm hiểu về những đặc điểm của dao động cơ

- HS chú ý lắng nghe GV giảng bài, tìm câu trả lời cho các câu hỏi mà GV yêu cầu.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện các nhóm trình bày kết quả thí nghiệm

- GV mời đại diện 1 – 2 HS trình bày câu trả lời, mỗi HS trả lời 1 câu.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và chuyển sang nội dung mới.

I. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA DAO ĐỘNG CƠ

1. Thí nghiệm

2. Dao động cơ

- Đặc điểm chung của các vật khi dao động:

· Có một vị trí cân bằng

· Vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

- Kết luận 1

Chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng gọi là dao động cơ.

* Câu hỏi và bài tập (SGK – tr6)

Ví dụ về dao động cơ: Chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, chuyển động đung đưa của chiếc lá, chuyển động của mặt nước gợn sóng, chuyển động của xích đu hoặc bập bênh, chuyển động của dây đàn guitar sau khi gảy,...

· Kết luận 2:

Dao động cơ của một vật có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.

· Kết luận 3

Tùy theo vật hay hệ vật dao động mà dao động tuần hoàn có thể có mức độ phức tạp khác nhau. Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu đồ thị của dao động điều hòa

- GV cho HS quan sát video về dao động của một con lắc lò xo

- GV chiếu hình ảnh về dao động của con lắc lò xo hình 1.2 SGK. Gọi t = 0 là thời điểm bắt đầu quan sát, x = 0 là vị trí cân bằng của quả cầu.

- GV giới thiệu với HS: Đường cong trên Hình 1.2 SGK là đồ thị dao động của con lắc lò xo

- GV yêu cầu HS vẽ đồ thị của dao động điều hòa và ghi kết luận về dao động điều hòa.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu phương trình của dao động điều hòa

- Trên cơ sở HS đã được học về hàm sin và hàm cosin ở môn toán, GV tiếp tục giới thiệu với HS hàm tương ứng cới đồ thị hình sin ở trên được gọi là phương trình của dao động điều hòa.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK cho biết ý nghĩa các đại lượng x, v, A, và trong dao động điều hòa.

- GV chốt lại kiến thức với HS về phương trình của dao động điều hòa.

- GV tổ chức cho HS trả lời các câu hỏi và hoạt động trong SGK – tr7, 8

* Câu hỏi (SGK – tr7)

Một vật dao động điều hòa có phương trình

(cm)

Hãy xác định:

a) Biên độ và pha ban đầu của dao động

b) Pha và li độ của dao động khi t = 2s

* Hoạt động (SGK – tr8)

Đồ thị li độ - thời gian của một con lắc đơn dao động điều hòa được mô tả trên hình 1.3

1. Hãy mô tả dao động điều hòa của con lắc đơn

2. Xác định biên độ và li độ của con lắc ở các thời điển t = 0; t = 0,5s; t = 2,0s

* Câu hỏi (SGK – tr8)

Pít – tông của một động cơ đốt trong dao động trên một đoạn thẳng dài 16cm và làm cho trục khuỷu của động cơ quay đều (hình 1.5). Xác định biên độ dao động của một điểm trên mặt pít – tông.

- GV lưu ý với HS: Dao động có phương trình là hay hoặc có đồ thị là dạng hình sin là dao động điều hòa. Dao động điều hòa là dao động đơn giản nhất.

- GV yêu cầu HS đọc mục “Em có biết” SGK – tr8 để biết cách tạo ra dao động điều hòa của một con lắc đơn với biên độ dao động nhỏ

- GV hướng dẫn HS tìm hiểu thí nghiệm về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều trong mục “Em có biết” SGK – tr8

- GV chú ý với HS lưu ý để thí nghiệm thành công:

+ Xác định chu kì của vật chuyển động tròn khoảng 1,7s

+ Lựa chọn con lắc lò xo và con lắc đơn

· Đối với con lắc lò xo cần lựa chọn lì xo có độ cứng k và vật nặng có khối lượng m và tính chu kì dao động theo công thức: sao cho chu kì dao động của con lắc lò xo bằng chu kì của vật chuyển động tròn đều

· Đối với con lắc đơn cần lựa chọn chiều dài dây treo phù hợp với tính chu kì dao động theo công thức sao cho chu kì dao động của con lắc đơn bằng chu kì của vật chuyển động tròn đều.

+ Thí nghiệm cần xác định đúng thời gian vật chuyển động tròn ở biên để thả vật nặng dao động

- GV cho HS xem video minh họa về mối liên hệ giữa dao động của con lắc lò xo và chuyển động tròn đều

- GV tiếp tục chiếu cho HS xem video thí nghiệm về mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí hình ảnh, video, chăm chú nghe GV giảng bài, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung luyện tập.

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1. Đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị dao động của con lắc cho biết vị trí của quả cầu trên trục x tại những thời điểm khác nhau. Đường cong này có dạng hình sin .

2. Phương trình của dao động điều hòa

- Phương trình của dao động điều hòa

Trong phương trình này A, và là các hằng số.

· x là li độ dao động

· A là biên độ dao động (A > 0)

· là pha của dao động ở thời điểm t (đơn vị là rad)

· là pha ban đầu (đơn vị là rad)

- Dao động được mô tả bằng phương trình gọi là dao động điều hòa

- Vật nặng của con lắc đang dao động điều hòa gọi là vật dao động điều hòa .

Trả lời câu hỏi (SGK – tr7)

a) A = 2 cm; (rad)

b) Khi t = 2s

Pha của dao động

Li độ x = 0

Hoạt động (SGK – tr8)

1.

2. Biên độ A = 40 cm (không đổi)

- Tại thời điểm t = 0, x = A = 40 cm

- Tại thời điểm t = 0,5s:

- Tại thời điểm t = 2s:

x= - A = - 40 cm

Câu hỏi (SGK – tr8)

Biên độ dao động của một điểm trên mặt pít – tông: A = 8 cm

1 - A

2 – A

3 - B

4 - D

5 - A