Giáo án ngắn gọn vật lí 11 cánh diều dùng để in

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thành 6 - 8 nhóm, phát dụng cụ thí nghiệm, yêu cầu các nhóm thực hiện thí nghiệm Hình 1.2 (SGK – tr7).

+ Dụng cụ thí nghiệm.

+ Tiến hành thí nghiệm.

- GV yêu cầu các nhóm và  quan sát, mô tả chuyển động của quả cầu treo trên sợi dây.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm, trả lời nội dung Câu hỏi 1 (SGK – tr7).

- GV yêu cầu HS thực hiện phương án tạo ra dao động của quả cầu treo ở một đầu lò xo.

- GV nhận xét, kết luận đặc điểm chung của chuyển động dao động.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi 2 (SGK – tr7).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thực hành thí nghiệm theo nhóm tìm hiểu những đặc điểm của dao động.

- HS lắng nghe GV giảng bài, trả lời câu hỏi.

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 trả lời.

- 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. DAO ĐỘNG

1. Thí nghiệm tạo dao động

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr7)

Phương án thí nghiệm:

- Một đầu lò xo (chiều dài ban đầu ℓ₀) móc vào giá treo nằm ngang.

- Đầu còn lại gắn quả cầu bằng kim loại. Tại VTCB, lò xo dãn ra ∆ℓ₀.

- Dùng tay kéo vật theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới, thả tay để lò xo dao động.

*Kết luận

- Kéo quả cầu khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông ra, quả cầu sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

- Hình 1.3: thả quả cầu từ vị trí 1 → nó đi sang trái qua O, dừng ở vị trí 2, đi ngược lại về phía phải qua O, trở về 1.  Chuyển động lặp lại liên tiếp như vậy nếu không có lực cản.

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

*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr7)

Ví dụ: Dao động của xích đu, pít tông trong động cơ, cành cây trước gió,…

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát lại thí nghiệm hình 1.3.

- GV yêu cầu HS nhận xét sự tự tiếp diễn dao động của quả cầu sau kích thích ban đầu.

- GV đặt câu hỏi: Khi không có lực cản thì chuyển động của quả cầu diễn ra như thế nào?

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.4 và hình 1.5.

- GV nêu: Dao động của dây đàn ghita và dao động của âm thoa trong điều kiện không có lực cản là ví dụ về dao động tự do.

­- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, đọc SGK, trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr8)

- GV nhận xét, kết luận về dao động tự do.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, trả lời Luyện tập 1 (SGK – tr8).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS hoạt động nhóm theo dõi SGK, thực hiện nhiệm vụ học tập.

- HS lắng nghe GV giảng bài, trả lời câu hỏi.

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 trả lời.

- 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. DAO ĐỘNG

2. Dao động tự do

- Hình 1.3: không có lực cản → chuyển động của quả cầu cứ tiếp diễn, dao động của quả cầu là dao động tự do.

- Trong tình huống thực tế, lực cản làm năng lượng dao động của vật bị giảm dần, cuối cùng được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt. Các dao động sẽ bị tắt dần.

*Trả lời Câu hỏi 3 (SGK – tr8)

Bố trí thí nghiệm:

- Một đầu thước đặt trên mặt bàn, dùng một tay giữ chặt đầu thước đó.

- Dùng tay còn lại gẩy mạnh đầu còn lại của thước.

→ Đầu thước tự do dao động quay vị trí cân bằng. Gẩy càng mạnh thì thước dao động càng mạnh và ngược lại.

*Trả lời Luyện tập 1 (SGK – tr8)

Đáp án: C

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV mô tả thí nghiệm, cung cấp ảnh chụp đồ thị mô tả dao động của xe kĩ thuật số.

+ Lắp đặt như hình 1.6. Kéo xe theo phương trùng với trục của lò xo ra khỏi vị trí cân bằng, buông tay cho xe dao động.

+ Cho HS quan sát hình 1.7.

- GV đặt câu hỏi: Xác định vị trí cân bằng của xe, nhận xét sự thay đổi độ dịch chuyển của xe so với vị trí cân bằng theo thời gian.

- GV nêu: Trong quá trình dao động, độ dịch chuyển của xe so với vị trí cân bằng được gọi là li độ.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr9)

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.8.

- GV đặt câu hỏi: Nêu định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động.

- GV nhận xét, nêu định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, trả lời Câu hỏi 5 và Luyện tập 2 (SGK – tr10)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, nghe GV giảng bài, thảo luận 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.

- 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 mới.

I. DAO ĐỘNG

3. Biên độ, chu kì, tần số của dao động

*Định nghĩa li độ:

- Li độ cho biết độ lệch và chiều lệch của xe so với vị trí cân bằng.

*Trả lời Câu hỏi 4 (SGK – tr9)

Li độ của xe thay đổi theo thời gian dưới

dạng đồ thị có đường hình sin.

*Định nghĩa về biên độ, chu kì, tần số của dao động

- Độ lớn cực đại của độ dịch chuyển gọi là biên độ dao động, kí hiệu là A.

- Khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động là chu kì, kí hiệu T (giây).

- Số dao động vật thực hiện được trong một giây gọi là tần số của dao động, kí hiệu f (Hz).

*Trả lời Câu hỏi 5 (SGK – tr10)

T: chu kì là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động.

f: tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây.

⇒

*Trả lời Luyện tập 2 (SGK – tr10)

Biên độ: A = 10 cm

Chu kì: T = 120 ms

Tần số:  Hz.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.8 và hình 1.11.

- GV nêu: Đồ thị mô tả dao động của xe kĩ thuật số trong điều kiện không có lực cản có dạng hình sin. Trong Toán học, mỗi đồ thị hình sin tương ứng với một hàm số sin hoặc cosin.

- GV đưa ra định nghĩa dao động điều hòa.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, đọc

SGK, trả lời các câu hỏi Câu hỏi 6 (SGK – tr11)

- GV đặt câu hỏi: Nêu định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động điều hòa.

­- GV đưa ra định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động điều hòa.

- GV yêu cầu: Nêukhái niệm tần số góc của dao động điều hòa.

- GV đưa ra khái niệm tần số góc của dao động điều hòa.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, trả lời Câu hỏi 7 (SGK – tr11)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, nghe GV giảng bài, trả lời câu hỏi.

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

- GV mời đại diện HS trả lời.

- 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 mới.

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Trả lời Câu hỏi 6 (SGK – tr11)

Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hoặc sin) của thời gian, được biểu diễn dưới dạng x = Acos(ωt + φ).

*Định nghĩa biên độ, chu kì, tần số dao động động điều hòa

- Dao động điều hòa có các đại lượng biên độ A, chu kì T, tần số f như đã được định nghĩa ở phần trước.

2. Tần số góc

Đại lượng ω được gọi là tần số góc của dao động, có đơn vị là (rad/s).

*Trả lời Câu hỏi 7 (SGK – tr11)

Mối liên hệ giữa tần số góc và tần số: .

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.12.

- GV đặt câu hỏi: Mô tả đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian của một vật dao động điều hòa.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, đọc SGK, trả lời Câu hỏi 8 (SGK – tr12)

- GV hướng dẫn HS dựa vào ba đồ thị đã cho để viết phương trình x, v, a theo hướng dẫn trong SGK.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi: So sánh mối liên hệ về tần số, pha, biên độ của ba đại lượng x, v, a, khái quát hóa biểu thức x, v, a dạng chữ.

- GV gợi ý:

+ Vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên theo quy luật hàm số sin

 (hoặc cosin) cùng chu kì T của li độ

+ Mối liên hệ giữa gia tốc và li độ của vật.

+ Giá trị vận tốc và gia tốc khi vật ở các vị trí cân bằng và hai biên.

- GV nhận xét, kết luận về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm, tìm hiểu mục Tìm hiểu thêm (SGK – tr13), trả lời câu hỏi trong mục này.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, nghe GV giảng, thảo luận trả lời các câu hỏi của GV.

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

- GV mời đại diện HS trả lời.

- 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 mới.

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

3. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa

- Đồ thị biểu diễn li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian là đồ thị hình sin.

*Trả lời Câu hỏi 8 (SGK – tr12)

a) Từ hình 1.12a → chu kì T = 0,4 s.

Tần số góc:  (rad/s).

b) Biên độ: A = 0,02 m = 2 cm.

c) Từ hình 1.12b → vận tốc cực đại: v_max = 0,3 m/s.

d) Từ hình 1.12c → gia tốc cực đại: a_max = 5 m/s².

*Phương trình vận tốc gia tốc của vật dao động điều hòa

- Phương trình vận tốc và gia tốc lần lượt là:

Ta có:

+ Vận tốc, gia tốc cũng biến thiên theo quy luật hàm số sin (cosin) cùng chu kì T của li độ.

+ Mối liên hệ:

+ Ở vị trí biên (  

+ Ở vị trí cân bằng (x = 0): ; a = 0.

*Trả lời mục Tìm hiểu thêm (SGK – tr13)

- Tại các thời điểm t = 0,1 s; 0,3 s; 0,5 s gia tốc của xe bằng 0 vì độ dốc của đồ thị (v – t) tại các thời điểm đó bằng 0.

- Tại các thời điểm t = 0,2 s; 0,4 s; 0,6 s gia tốc của xe cực đại vì độ dốc của đồ thị (v – t) tại các thời điểm đó lớn nhất.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát Hình 1.13.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, phân tích sự liên hệ giữa li độ và thời gian, trả lời câu hỏi: Nêu khái niệm pha của dao động.

- GV kết luận pha của dao động và khái niệm pha ban đầu.

- GV yêu cầu HS đọc SGK, trả lời Câu hỏi 9 (SGK – tr14) và Luyện tập 3 (SGK – tr14).

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.14.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, đọc SGK, trả lời Luyện tập 4 (SGK – tr15)

- GV đặt câu hỏi: Dao động cùng

pha là gì?

- GV nhận xét, kết luận về dao động cùng

pha.

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.15.

- GV đặt câu hỏi: Dao động lệch pha là gì?

- GV gợi ý: Hai dao động này luôn lệch pha nhau một phần tư chu kì.

- GV yêu cầu HS quan sát hình 16.6.

- GV kết luận về hai dao động lệch pha.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, đọc SGK, trả lời Ví dụ (SGK – tr16)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc SGK, nghe GV giảng, thảo luận 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.

- 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

4. Pha của dao động và độ lệch pha

a) Pha của dao động

- Pha của dao động được tính bằng số phần đã thực hiện của một chu kì, kể từ khi bắt đầu chu kì đó, đơn vị radian.

- Tại t = 0, pha của dao động là φ → φ là pha ban đầu của dao động.

*Trả lời Câu hỏi 9 (SGK – tr14)

- Tại thời điểm ban đầu, vật xuất phát ở biên dương đi về VTCB.

- Từ vị trí 1 - 5 vật thực hiện được 1 dao động toàn phần.

- Pha của dao động tại một thời điểm tính bằng số phần đã thực hiện của một chu kì, kể từ khi bắt đầu chu kì đó. Một dao động tương ứng với góc 2π.

- Tại vị trí 3, pha dao động:  rad.

- Tại vị trí số 4, pha của dao động: rad.

*Trả lời Luyện tập 3 (SGK – tr14)

 Pha của dao động tại thời điểm 1/30s là: .

b) Dao động cùng pha

*Trả lời Luyện tập 4 (SGK – tr15)

- Tại t₃ cả 2 vật dao động đều có li độ bằng 0, di chuyển theo chiều âm.

- Tại t4 cả 2 vật dao động đều ở biên âm và đang chuyển động hướng về VTCB.

Nhận xét: hai dao động trên cùng pha.

*Kết luận

- Tại mỗi thời điểm, hai vật dao động đều có trạng thái giống nhau, ta nói hai dao động này cùng pha.

c) Dao động lệch pha

- Độ lệch pha giữa hai dao động có thể đo bằng số phần của chu kì dao động hoặc bằng đơn vị độ hay radian. Thực tế, độ lệch pha được đo bằng đơn vị radian.

*Ví dụ (SGK – tr16)

+ Chu kì dao động: T = 20 s.

+ Độ lệch thời gian của hai dao động khi cùng trạng thái: Δ = 2,5 s.

+ Độ lệch pha là Δφ, ta có:

dao động.

+ Đổi sang đơn vị độ và radian:

Một dao động tương ứng với 360⁰ = 2π

Δφ = 0,125.360⁰ = 45⁰

Δφ = 0,125.2π =  rad.

1 - A

2 - C

3 - B

4 - B

5 - C

6 - C

7 - B

8 - D

9 - A

10 - A