Thực hiện thí nghiệm đơn giản tạo ra được dao động và mô tả được một số ví dụ đơn giản về dao động tự do.
Dùng đồ thị li độ - thời gian có dạng hình sin (tạo ra bằng thí nghiệm hoặc hình vẽ cho trước), nêu được định nghĩa: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha.
Vận dụng được các khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mô tả dao động điều hoà.
Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để xác định được: độ dịch chuyển, vận tố và gia tốc trong dao động điều hòa.

Năng lực

Năng lực chung:

Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu.
Giao tiếp và hợp tác: Thảo luận nhóm thực hiện thí nghiệm để mô tả được một số ví dụ đơn giản về dao động tự do, các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa và xây dựng phương trình vận tốc, gia tốc của dao động điều hòa.
Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến dao động điều hòa, đề xuất giải pháp giải quyết.

Năng lực vật lí:

Nêu được khái niệm dao động điều hòa và phương trình của dao động điều hòa.
Nêu được các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa: biên độ, chu kì, tần số và tần số góc.
Phân tích đồ thị và rút ra phương trình vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa.
Vận dụng được kiến thức để làm bài tập và giải thích được một số vấn đề trong thực tế.

Phẩm chất

Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thực hành.

THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
Đối với giáo viên:

SGK, SGV, Kế hoạch dạy học.
Ảnh hoặc video về một số hiện tượng được đề cập đến trong SGK: chơi đu ngày Tết, quả cầu được treo bằng sợi dây, sơ đồ biểu diễn chuyển động của quả cầu nhỏ, dao động của dây đàn ghita,…
Máy chiếu, máy tính (nếu có).

Đối với học sinh:

Mỗi nhóm HS: Dụng cụ thí nghiệm tạo dao động: quả cầu kim loại nhỏ, sợi dây mảnh nhẹ, giá thí nghiệm.
HS cả lớp: Hình vẽ (hoặc video clip) thí nghiệm và một số vật dao động trong thực tế.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
Mục tiêu: Thông qua một số ví dụ trong thực tiễn về vật dao động để HS có được khái niệm ban đầu về dao động cơ và đặc điểm chung của chúng.
Nội dung: GV cho HS quan sát hình vẽ hoặc xem video clip về vật dao động trong cuộc sống hằng ngày thảo luận về khái niệm dao động cơ và những đặc điểm chung của dao động cơ.
Sản phẩm học tập: HS trả lời được câu hỏi mở đầu để thảo luận về những đặc điểm chung của dao động cơ.
Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu video/ hình ảnh về chuyển động của người chơi đu ngày Tết cho HS quan sát.

+ Video chuyển động của người chơi đu.

(link video)

+ Hình ảnh chơi đu ngày Tết (hình 1.1).

Hằng ngày, chúng ta thấy rất nhiều chuyển động, trong đó, có những vật chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng. Chuyển động của người chơi đu là một ví dụ như vậy.

- GV giới thiệu với HS: Những chuyển động đó được gọi là dao động.

- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Mô tả dao động như thế nào?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát video, hình ảnh và đưa ra câu trả lời.

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

- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.

(HS chưa cần trả lời chính xác và đầy đủ: ví dụ dao động là sự chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng).

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

GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi này chúng ra vào bài học ngày hôm nay: Bài 1: Dao động điều hòa.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Thí nghiệm tạo dao động

Mục tiêu: Từ thí nghiệm và ví dụ thực tế nêu được định nghĩa dao động,
Nội dung: GV cho HS làm thí nghiệm và thực hiện các hoạt động theo SGK để tìm hiểu những đặc điểm chung của dao động.
Sản phẩm học tập:

- Kết quả thực hiện thí nghiệm Hình 1.2 và thực hiện yêu cầu thảo luận để nêu phương án và thực hiện phương án tạo ra dao động của quả cầu treo ở một đầu lò xo.

- HS lấy được ví dụ về dao động.

Tổ chức hoạt động:

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 và thực hiện thí nghiệm Hình 1.2 (SGK – tr7).

+ Dụng cụ thí nghiệm: quả cầu kim loại nhỏ, sợi dây mảnh nhẹ, giá thí nghiệm.

+ Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Treo quả cầu vào giá thí nghiệm.

Bước 2: Khi quả cầu đứng yên tại vị trí cân bằng, dây treo có phương thẳng đứng, kéo quả cầu khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông tay cho quả cầu chuyển động.

Bước 3: Mô tả chuyển động của quả cầu.

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

- GV yêu cầu HS tiếp tục thảo luận theo nhóm và trả lời nội dung Câu hỏi 1 (SGK – tr7)

Dùng một lò xo, một quả cầu nhỏ bằng kim loại, sợi dây và giá thí nghiệm, thảo luận xây dựng phương án và thực hiện phương án tạo ra dao động của quả cầu treo ở một đầu lò xo.

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

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về đặc điểm chung của chuyển động dao động, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi 2 (SGK – tr7)

Nêu ví dụ về dao động mà bạn quan sát được trong thực tế.

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.

- 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. DAO ĐỘNG

1. Thí nghiệm tạo dao động

*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr7)

Phương án thí nghiệm như sau:

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

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

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

*Kết luận

- Trong thí nghiệm trên dây, khi kéo quả cầu khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông ra thì quả cầu sẽ chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.

- Ở hình 1.3, nếu thả quả cầu từ vị trí 1, nó sẽ đi sang trái qua O đến vị trí 2 thì dừng, rồi sẽ đi ngược lại về phía phải qua O và trở về 1. Sau đó chuyển động sẽ được 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 về dao động mà em quan sát được trong thực tế:

- Dao động của xích đu.

- Dao động của pít tông trong động cơ.

- Dao động của cành cây trước gió.

…

Hoạt động 2. Nhận biết dao động tự do

Mục tiêu: Từ ví dụ thực tế nhận biết được dao động tự do.
Nội dung: GV cho HS quan sát thí nghiệm và thực hiện các hoạt động theo SGK để tìm hiểu về dao động tự do.
Sản phẩm học tập:

- Thực hiện yêu cầu yêu cầu tạo ra dao động tự do của thước đàn hồi.

- HS nhận biết được dao động tự do thông qua các hoạt động mà GV đưa ra.

Tổ chức hoạt động:

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 dao động của quả cầu treo trên dây mảnh và xác định được một dao động của quả cầu (hình 1.3).

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

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

- GV chiếu hình ảnh âm thoa dao động (hình 1.4) và dao động của dây đàn ghi ta (hình 1.5) cho HS quan sát.

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

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời nội dung Câu hỏi 3 (SGK – tr8)

Với một cái thước mỏng đàn hồi, hãy đề xuất phương án tạo ra dao động tự do của thước và mô tả cách làm.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về dao động tự do, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Luyện tập 1 (SGK – tr8)

Nếu bỏ qua lực cản, chuyển động nào sau đây là dao động tự do?

A. Một con muỗi đang đập cánh.

B. Tòa nhà rung chuyển trong trận động đất.

C. Mặt trống rung động sau khi gõ.

D. Bông hoa rung rinh trong gió nhẹ.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

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

- 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. DAO ĐỘNG

2. Dao động tự do

- Ở hình 1.3, nếu không có lực cản thì chuyển động của quả cầu cứ thế tiếp diễn, dao động của quả cầu là dao động tự do.

- Trong các tình huống thực tế, lực cản làm cho năng lượng dao động của vật bị giảm dần và năng lượng này 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 như hình trên:

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

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

Ta thấy 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

A, B, D luôn có lực tác dụng trong lúc chuyển động.

C - Mặt trống rung động sau khi gõ sẽ dao động qua lại quanh VTCB (vị trí đứng yên của mặt trống lúc chưa gõ).

Hoạt động 3. Định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động

Mục tiêu: Từ đồ thị li độ - thời gian của xe kĩ thuật số thu được từ thực nghiệm, rút ra định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động.
Nội dung: GV mô tả thí nghiệm cho HS và thực hiện các hoạt động theo SGK để tìm hiểu về biên độ, chu kì, tần số của dao động.
Sản phẩm học tập: HS thảo luận, nêu được định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động.
Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

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

+ Lắp đặt xe kĩ thuật số có tích hợp cảm biến bên trong, giá đỡ, lò xo như hình 1.6. Kéo xe theo phương trùng với trục của lò xo ra khỏi vị trí cân bằng rồi buông tay cho xe dao động.

+ Hình 1.7 là ảnh chụp màn hình hiển thị một phần đồ thị biểu diễn sự liên hệ giữa li độ - thời gian khi xe dao động.

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

- GV thông báo về khái niệm li độ: 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 theo nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi 4 (SGK – tr9)

Từ đồ thị Hình 1.7, mô tả sự thay đổi li độ của xe theo thời gian.

- GV đưa ra đồ thị li độ - thời gian của xe kĩ thuật số trong điều kiện không có lực cản (hình 1.8) cho HS quan sát.

- GV đặt câu hỏi: Dựa vào đồ thị, hãy nêu định nghĩa biên độ, chu kì và tần số của dao động.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về định nghĩa biên độ, chu kì, tần số của dao động, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Câu hỏi 5 và Luyện tập 2 (SGK – tr10)

Câu hỏi 5 (SGK – tr10)

Tìm mối liên hệ giữa chu kì T và tần số f của dao động.

Luyện tập 2 (SGK – tr10)

Xác định biên độ, chu kì và tần số của dao động có đồ thị li độ - thời gian được biểu diễn ở Hình 1.9.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, chăm chú 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, 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 mới.

I. DAO ĐỘNG

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

*Định nghĩa li độ:

- Trong quá trình dao động, ta gọi độ dịch chuyển của xe so với vị trí cân bằng là 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 (độ lớn cực đại của li độ) được gọi là biên độ dao động, kí hiệu là A.

- Khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động được gọi là chu kì của dao động, kí hiệu là T. Đơn vị của chu kì là giây.

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

*Trả lời Câu hỏi 5 (SGK – tr10)

Ta đã biết:

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 4. Định nghĩa dao động điều hòa

Mục tiêu:

- Từ đồ thị li độ - thời gian có dạng hình sin để định nghĩa dao động điều hòa.

- Từ phương trình của dao động điều hòa để rút ra khái niệm tần số góc của dao động điều hòa.

Nội dung: GV cho HS thực hiện các hoạt động theo SGK để tìm hiểu những đặc điểm chung của dao động điều hòa.
Sản phẩm học tập: Rút ra được định nghĩa của dao động điều hòa.
Tổ chức hoạt động:

Trên chỉ là 1 phần của giáo án. Giáo án khi tải về có đầy đủ nội dung của bài. Đủ nội dung của học kì I + học kì II