Giáo án Dao động điều hòa mới nhất - Vật Lí 12

Giáo án Vật Lí 12 Bài 1: Dao động điều hòa

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ

a) Kiến thức                                      

 * Nêu được:

- Định nghĩa của dao động điều hòa.

- Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha ban đầu là gì

* Viết được:

- Phương trình dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong phương trình.

- Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì, tần số.

- Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa.

b) Kĩ năng

- Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa.

- Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A

c) Thái độ: Làm việc nghiêm túc

2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

- Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo.

- Năng lực tự học, đọc hiểu.

- Năng lực hợp tác nhóm:  trao đổi thảo luận, trình bày kết quả.

- Năng lực tính toán.

II. CHUẨN BỊ

1. Giáo viên

- Hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P₁P₂.

- Các video thí nghiệm minh họa (H.1.4.SGK)

2. Học sinh

- SGK, vở ghi bài, giấy nháp...

- Ôn lại chuyển động tròn đều..

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC  CỦA HỌC SINH

1. Hướng dẫn chung

Từ việc quan sát video, mô phỏng, thí nghiệm đơn giản về dao động, yêu cầu học sinh nhận biết được về dao động, dao động tuần hoàn.

Từ chuyển động tròn đều ( hình vẽ và video mô phỏng) hình thành nên li độ và định nghĩa dao động điều hòa.

Chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian như sau:

2. Tổ chức từng hoạt động

Hoạt động 1 (Khởi động): Tạo tình huống xuất phát.

a) Mục tiêu:

- Kiểm tra kiến thức đã học ở lớp 10.

- Tìm hiểu về ? những dao động trong thực tế

b) Nội dung:

+ Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh bằng phiếu trả lời câu hỏi của GV.

+ Quan sát  dao động của con lắc đồng hồ, con lắc lò xo.

c) Tổ chức hoạt động:

- GV phát phiếu kiểm tra cho các nhóm ( mỗi HS 1 tờ giấy có đánh số thứ tự từ 1 đến 10). YC HS ghi các phương án lựa chọn của mình vào phiếu khi GV đọc câu hỏi từ 1 đến 10. Sau đó thu bài của một số HS để chấm điểm.

- GV cho HS quan sát dao động của con lắc đồng hồ, con lắc lò xo.

- Yêu cầu HS thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu. HS mô tả chuyển động của vật

- Tổ chức HS báo cáo kết quả trước lớp và dẫn dắt HS giải quyết  vấn đề cần xác định.

d) Sản phẩm mong đợi: Ý kiến của các nhóm và nội dung ghi của học sinh.

- Xác định được các dao động

- Dao động thể hiện những vị trí như thế nào theo thời gian.

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.          

Hoạt động 2 (Hình thành kiến thức):

I. Khảo sát về dao động điều hòa

a) Mục tiêu:

+ Hiểu được thế nào dao động điều hòa

+ Viết được phương trình dao động điều hòa

+ Hiểu được các đại lượng trong phương trình dao động;

b) Nội dung:

- GV mô tả chuyển động tròn đều theo hình 1.1

- Học sinh được hướng dẫn để phân tích chuyển động tròn đều của vật, xác định góc tại  t = 0 và t ≠ 0.

- GV tổ chức cho HS thiết lập các phương trình dao động điều hòa

Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm thực hiện theo những yêu cầu sau:

+ Khảo sát chuyển động của P là hình chiếu của M xuống Ox?.

+ Xác định  các đại lượng li độ, li độ cực đại..

c) Tổ chức hoạt động:

- Các nhóm quan sát chuyển động của điểm M trên đường tròn và hình chiếu P trên trục Ox.

- GV chuyển giao nhiệm vụ: Khảo sát các chuyển động của điểm P

      + Tính chất chuyển động

      + Tọa độ của điểm P  theo thời gian

- Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời khi các em cần hỗ trợ. Ghi nhận kết quả làm việc của cá nhân hoặc nhóm học sinh.

- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và thảo luận để hoàn thành nhiệm vụ học tập.

d) Sản phẩm mong đợi: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.

+ Xác định điểm P dao động điều hòa

+ Xác định được các đại lượng x, A,

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.

II. Xác định chu kì, tần số của dao động điều hòa

a) Mục tiêu:

- Xác định được T, f, ω

b) Nội dung:

Dựa vào dao động và sự hướng dẫn của GV, các nhóm thực hiện xác định T, f, ω

c) Tổ chức hoạt động:

- GV chuyển giao nhiệm vụ: Khảo sát chuyển động của vật dao động điều hòa

+ Xác định thời gian thực hiện một dao động toàn phần.

+ Mối liên hệ giữa T, f, ω

d) Sản phẩm mong đợi:

-  Chu kỳ là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần. Kí hiệu T, đơn vị là (s).

- Tần số: Số dao động toàn phần thực hiện được trong 1giây, . Đơn vị là Hz

- Liên hệ giữa T, f,  là: 

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.

III. Vận tốc, gia tốc, đồ thị trong dao động điều hòa       

a) Mục tiêu:

- Từ phương trình li độ, đạo hàm tìm v, a

- Từ toán học vẽ được đồ thị (x,t)

b) Nội dung:

Dựa vào toán học, đạo hàm tìm được v, a

c) Tổ chức hoạt động:

GV chuyển giao nhiệm vụ, cá nhân học sinh tự làm

d) Sản phẩm mong đợi:

+ v = x’ = -ωAsin(wt + φ) = ωAcos(ωt + φ + p/2)

 luôn cùng chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0, theo chiều âm thì v < 0)

+ a = v’ = x’’ = -ω²Acos(ωt + φ) = ω²Acos(ωt + φ + p) = -ω²x ;

 luôn hướng về vị trí cân bằng

- Vật ở VTCB: x = 0; |v|_Max = ωA; |a|_Min = 0

- Vật ở biên:x = ± A;|v|_Min = 0; |a|_Max = ω²A

- Dao động điều hòa là chuyển động tuần hoàn với 

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.

Hoạt động 3 (Luyện tập): Hệ thống hóa kiến thức. Giải bài tập.

a) Mục tiêu: Hệ thống hóa kiến thức và vận dụng giải bài tập cơ bản về dao động điều hòa

b) Nội dung:

- Học sinh làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức về về dao động điều hòa

- Học sinh làm việc nhóm, trả lời các câu hỏi và bài tập cơ bản về về dao động điều hòa

c) Tổ chức hoạt động:

- GV chuyển giao nhiệm vụ. HS ghi nhiệm vụ vào vở.

- Yêu cầu làm việc nhóm, Nêu ra phương pháp chung để  giải toán

- Học sinh giới thiệu sản phẩm của nhóm trước lớp và thảo luận.

- GV tổng kết, chuẩn hóa kiến thức. 

d) Sản phẩm mong đợi: Bảng báo cáo của nhóm và các phương án trả lời của học sinh.

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.          

Hoạt động 4 (Vận dụng): Giải bài tập về dao động điều hòa

a) Mục tiêu:

- Giải được các bài tập đơn giản về dao động điều hòa

b) Nội dung:

- GV chiếu bài tập có mô phỏng với các dữ kiện có sẵn.

- Học sinh làm việc cá nhân vào vở và làm việc nhóm nội dụng GV yêu cầu.

c) Tổ chức hoạt động:

- Các nhóm thảo luận kết quả và trình bày trên bảng.

- Yêu cầu cả lớp giải các bài tập 7, 8, 9 ,10, 11 trang 9 SGK.    

e) Đánh giá:

- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).

- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).

- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.

c) Sản phẩm mong đợi: Bài giải của học sinh.

Hoạt động 5 (Tìm tòi mở rộng):  Yêu cầu học sinh về nhà làm các dạng bài tập trong tài lệu

a) Mục tiêu:

Nêu được các dạng bài tập và giải được

b) Nội dung:

- Tìm hiểu các dạng bài tập

+ Xác định x, v, a

+ viết PT dao động

+ Xác định thời điểm, thời gian vật đi từ vị trí này đến vị trí kia…

c) Tổ chức hoạt động:

- GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ để thực hiện ngoài lớp học.

- HS ghi nhiệm vụ chuyển giao của GV vào vở. Sau đó về nhà tìm hiểu để thực hiện về nhiệm vụ này.

- HS báo cáo kết quả và thảo luận về nhiệm vụ được giao.

- GV tổng kết, chuẩn hóa kiến thức.

d) Sản phầm mong đợi: Bài làm của học sinh.

e) Đánh giá:

Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.

IV. Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đề

1. Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x = Acos(ωt + φ). Vận tốc của vật tại thời điểm t có biểu thức:

A. v = Aωcos(ωt + φ).

B. v = Aω²cos(ωt + φ).

C. v = -Aωsin(ωt + φ).

D. v = -Aω²sin(ωt + φ).

2. Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x = Acos(ωt). Gia tốc của vật tại thời điểm t có biểu thức:

3. Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:

4. Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của gia tốc là:

5. Chọn câu đúng khi nói về dao động điều hòa của một vật.

A. Li độ dao động điều hòa của vật biến thiên theo định luật hàm sin hoặc cosin theo thời gian.

B. Tần số của dao động phụ thuộc vào cách kích thích dao động.

C. Ở vị trí biên, vận tốc của vật là cực đại.               

D. Ở vị trí cân bằng, gia tốc của vật là cực đại.

6. Trong dao động điều hòa

A. vận tốc biến đổi điều hòa cùng pha với li độ.       

B. vận tốc biến đổi điều hòa ngược pha với li độ.

C. vận tốc biến đổi điều hòa sớm pha π/2 so với li độ.

D. vận tốc biến đổi điều hòa chậm pha π/2 so với li độ.

7. Trong dao động điều hòa thì

A. quỹ đạo là một đoạn thẳng.

B. lực phục hồi là lực đàn hồi.

C. vận tốc biến thiên điều hòa.

D. gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian.

8. Vận tốc trong dao động điều hòa

A. luôn luôn không đổi.                                                   

B. đạt giá trị cực đại khi đi qua vị trí cân bằng.        

C. luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ.  

D. biến đổi theo hàm cosin theo thời gian với chu kỳ T/2.

9. Gia tốc của vật dao động điều hòa có giá trị bằng không khi

A. vật ở vị trí có li độ cực đại.              

B. vận tốc của vật cực tiểu.

C. vật ở vị trí có li độ bằng không.       

D. vật ở vị trí có pha ban dao động cực đại.

10. Trong dao động điều hòa:

A. gia tốc biến đổi điều hòa cùng pha với li độ.            

B. gia tốc biến đổi điều hòa ngược pha với li độ.

C. gia tốc biến đổi điều hòa sớm pha π/2 so với li độ.                                         

D. gia tốc biến đổi điều hòa chậm pha π/2 so với li độ.

11. Vật dao động điều hòa có vận tốc cực đại bằng 20π cm/s và gia tốc cực đại của vật là 4 m/s². Lấy π² = 10 thì biên độ đao động của vật là                 

A. 5 cm.               

B. 10 cm.                  

C. 15 cm.                  

D. 20 cm.

12. Một vật dao động điều hoà với chu kỳ T = 1,2s và vận tốc cực đại khi vật qua vị trí cân bằng là 4πcm/s. Biên độ dao động của vật là 

A. 2,4cm.                             

B. 5,5cm.                     

C. 6cm.                                 

D. 3,3cm.

13. Một vật dao động điều hoà với tần số f = 2Hz, lúc vật ở li độ x = A/2 thì gia tốc của vật có độ lớn 3,2m/s² .Biên độ dao động có giá trị

A. 2cm.                               

B. 4cm.                                 

C. 1cm.                                 

D. 6cm.

Tài liệu còn nhiều trang, mời các bạn tải xuống để xem đầy đủ!

Xem thêm các bài soạn Giáo án Vật Lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

Giáo án Con lắc lò xo

Giáo án Con lắc đơn

Giáo án Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

Giáo án Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp Fre-Nen

Giáo án Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn