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 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
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:

Nhận thức vật lí: Định nghĩa biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha. Mô tả dao động điều hoà.
Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được kiến thức về dao động 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, Giáo án.
Ảnh hoặc video về một số hiện tượng được đề cập đến trong SGK.
Máy chiếu, máy tính (nếu có).

Đối với học sinh:

SGK, SBT Vật lí 11
Tư liệu, tranh ảnh, video,...liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
Mục tiêu: Thông qua một số ví dụ trong thực tiễn về một số 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 ảnh về vật dao động trong cuộc sống hằng ngày như đàn ghi ta rung động, dao động của quả lắc đồng hồ, dao động của cánh chim ruồi... 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 những câu hỏi mà GV đưa ra 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 ành về một số vật dao động trong thực tế

+ dây đàn ghita rung động (link video)

+ Xích đu đung đưa

+ Dao động của quả lắc đồng hồ

+ Dao động của cánh chim ruồi để giữ cho cơ thể bay tại chỗ trong không trung khi hút mật

- GV đặt câu hỏi: Vậy dao động có đặc điểm gì và được mô tả 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 các vật đều chuyển động quanh một vị trí đặc biệt)

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: Mô tả dao động

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Tìm hiểu khái niệm dao động tự do

Mục tiêu:

- HS làm thí nghiệm, quan sát để tìm ra những đặc điểm chung của 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 điều hòa.
Sản phẩm học tập: Rút ra được những đặc điểm của dao động điều hòa
Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

* Khái niệm dao động

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 bao gồm: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn, vật nặng và giá đỡ

- GV cho HS làm việc nhóm lần lượt theo các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK – tr5)

1. Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn, vật nặng và giá đỡ.

a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:

- Cố định một đầu của lò xo, gắn vật nặng vào đầu còn lại của lò xo như Hình 1.2a. Kéo vật nặng xuống một đoạn theo phương thẳng đứng và buông nhẹ.

- Cố định một đầu của dây nhẹ không dãn, gắn vật nặng vào đầu còn lại của dây. Kéo vật nặng để dây treo lệch một góc xác định và buông nhẹ.

b) Quan sát và mô tả chuyển động của các vật, nêu điểm giống nhau về chuyển động 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.

- Sau khi HS phát biểu, GV cho HS rút ra kết luận: Thế nào là dao động cơ học và yêu cầu HS ghi vào vở

- GV chiếu video về những thí nghiệm về sao động cho HS quan sát (link video)

- GV thông báo với HS: Dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau được gọi là dao động tuần hoàn.

- GV đưa ví dụ về dao động tuần hoàn (dao động của quả lắc đồng hồ) cho HS dễ hình dung.

- GV yêu cầu HS nghiên cứu nội dung trong SGK, thảo luận nhóm đôi trả lời phần Thảo luận 2, 3 (SGK – tr6)

Thảo luận 2 (SGK – tr6) Nêu một số ví dụ về dao động tuần hoàn

Thảo luận 3 (SGK – tr6) Hãy nêu một ứng dụng của dao động tuần hoàn trong cuộc sống

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.

* Dao động tự do

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- Xét các hệ thực hiện dao động: con lắc lò xo gồm vật nặng được gắn vào một đầu của lò xo (Hình 1.2a), con lắc đơn gồm vật nặng được gắn vào đầu một dây không dãn (Hình 1.2b).

- GV yêu cầu HS xác định các lực tác dụng lên con lắc lò xo và con lắc đơn.

- GV thông báo với HS: Lực đàn hồi tác dụng lên vật trong con lắc lò xo và trọng lực tác dụng lên vật trong con lắc đơn gọi là nội lực của hệ.

- GV kết luận về khái niệm của dao động tự do: Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực được gọi là dao động tự do (dao động riêng).

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi phần luyện tập trong SGK – tr8: Nêu một số ví dụ về các vật dao động tự do 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 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. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO

1. Khái niệm dao động

* Thảo luận 1 (SGK – tr5)

a) Thí nghiệm dao động của con lắc đơn, con lắc lò xo

b) Mô tả chuyển động: con lắc lò xo và con lắc đơn dao động xung quanh một vị trí xác định.

- Điểm giống nhau về chuyển động của chúng:

+ Chuyển động có tính lặp lại

+ Chuyển động có giới hạn trong không gian

* Kết luận

Dao động cơ học là sự chuyển động có giới hạn trong không gian của một vật quanh một vị trí xác định gọi là vị trí cân bằng.

* Thảo luận 2 (SGK – tr6)

Ví dụ về dao động tuần hoàn: chuyển động của con lắc đơn; chuyển động lên xuống của lò xo; dao động của sóng điện từ, chuyển động của con lắc đồng hồ,…

* Thảo luận 3 (SGK – tr6)

Ứng dụng của dao động tuần hoàn trong cuộc sống: Dao động điện từ của dòng điện sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày.

2. Dao dộng tự do

Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực được gọi là dao động tự do (dao động riêng)

Luyện tập (SGK – tr6)

Ví dụ về dao động tự do: 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,...

Hoạt động 2. Tìm hiểu về dao động điều hòa

Mục tiêu:

- HS dựa vào thí nghiệm khảo sát được sự phụ thuộc tọa độ của vật dao động theo thời gian.

- HS phải biểu được khái niệm dao động điều hoà; định nghĩa biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha.

- Vận dụng các đại lượng vật lí đặc trưng để mô tả dao động điều hòa .

Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát hình ảnh, video thí nghiệm dao động của con lắc lò xo; giới thiệu về đồ thị dao động của con lắc; Định nghĩa biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha và yêu cầu HS trả lời các câu hỏi khám phá.
Sản phẩm học tập: HS biết được các đại lượng vật lí đặc trưng của dao động điều hòa, vận dụng các đại lượng đó để mô tả dao động điều hòa.
Tổ chức hoạt động:

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 giới thiệu cho HS về thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc tọa độ của vật dao động theo thời gian như nội dung trong SGK

+ Dụng cụ thí nghiệm

+ Tiến hành thí nghiệm (SGK – tr7)

- Tọa độ của vật nặng tại những thời điểm khác nhau

- Đồ thị tạo độ - thời gian của vật dao động trong thí nghiệm

- GV yêu cầu HS dựa vào đồ thị trả lời câu hỏi phần Thảo luận 4 (SGK - tr7): Nhận xét về hình dạng đồ thị tạo độ - thời gian của vật dao động trong hình 1.4

* Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số dao động

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1. Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc tọa độ của vật dao động theo thời gian

Thảo luận 4 (SGK – tr7)

Đồ thị tọa độ - thời gian của vật dao động trong Hình 1.4 có dạng hình sin