HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

* Khái niệm dao động

- 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 TL1 (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 nhận xét và phát biểu thành kết luận, 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 hoạt động 2, 3 (SGK – tr6)

TL2 (SGK – tr6) Nêu một số ví dụ về dao động tuần hoàn

TL3 (SGK – tr6) Hãy nêu một ứng dụng của dao động tuần hoàn trong cuộc sống

* Dao động tự do

- 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

* TL1 (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.

* TL2 (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,…

* TL3 (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)

LT (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 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 LT4 (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

- GV chiếu hình ảnh cho biết vị trí của vật nặng trong hệ con lắc lò xo tại các thời điểm khác nhau

- GV yêu cầu HS quan sát hình ảnh, nghiên cứu nội dung trong SGK, thảo luận cho biết thế nào là li độ, biên độ, chu kì dao động và tần số dao động

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời các câu hỏi LT5, LT 6 (SGK – tr8,9)

LT 5 (SGK – tr8) Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:

a) Có toạ độ dương, âm hoặc bằng không.

b) Có khoảng cách đến vị trí cân bằng cực đại.

c) Gần nhau nhất có cùng trạng thái chuyển động.

LT 6 (SGK – tr9) Một con ong mật đang bay tại chỗ trong không trung (Hình 1.6), đập cánh với tần số khoảng 300 Hz. Xác định số dao động mà cánh ong mật thực hiện trong 1 s và chu kì dao động của cánh ong

* Khái niệm dao động điều hòa

- GV chú ý với HS: Khi lực cản trong quá trình dao động là không đáng kể, đồ thị tạo độ - thời gian cũng chính là đồ thị li độ - thời gian

- Từ đó, GV giới thiệu với HS về khái niệm dao động điều hòa

* Pha dao dộng, độ lệch pha, tần số góc

- GV giới thiệu với HS khái niệm vệ pha dao động

- GV chú ý: Khi xét hai dao động cùng chu kì (cùng tần số), ta thường quan tâm đến độ lệch pha giữa chúng

- GV yêu cầu HS quan sát đồ thị và trả lời câu hỏi LT7 (SGK – tr10): Quan sát Hình 1.7, so sánh biên độ và li độ của hai dao động 1 và 2 tại mỗi thời điểm.

- Dựa vào kết quả trả lời câu hỏi trong LT7, GV giới thiệu với HS về khái niệm độ lệch pha và công thức tính độ lệch pha giữa hai dao động

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi tìm hiểu về tần số góc

+ Thế nào là tần số góc của dạo động? Kí hiệu của tần số góc

+ Công thức xác định tần số góc?

+ TL8 (SGK – tr10): Dựa vào dữ kiện trong câu thảo luận 6, xác định tần số gócc khi ong đập cánh

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

- GV yêu cầu HS đọc và phân tích ví dụ 1, ví dụ 2 trong SGK – tr11 để hiểu về cách xác định các đại lượng biên độ, chu kì, tần số, tần số góc và độ lệch pha trong dao động điều hòa

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.9 và trả lời câu hỏi thảo luận 9 (SGK – tr11) Xác định độ lệch pha giữa hai dao động trong Hình 1,9

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí hình ảnh, 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 luyện tập.

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

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

LT4 (SGK – tr7)

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

2. Li độ, biên độ, chi kì dao động, tần số dao động

- Li độ của vật dao độ là tọa độ của vật mà gốc tọa độ được chọn trùng với vị trí cân bằng

- Biên độ là đôj lớn cực đại của li độ

- Chu kì dao động là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động

- Tần số dao động được xác định bởi số dao động mà vật thực hiện được trong một giây

- Trong hệ SI, chu kì dao động có đơn vị là giây (s) và tần số dao động có đơn vị là héc (Hz)

a) Điểm G, P có toạ độ dương; điểm E, M, R có tọa độ âm; điểm F, H, N, Q có tọa độ bằng không.

b) Điểm E, G, M, P, R có khoảng cách đến vị trí cân bằng cực đại.

c) Điểm gần nhau nhất có cùng trạng thái chuyển động: điểm G và P; điểm E và M; điểm M và R

LT 6 (SGK – tr9)

- Số dao động mà con ong thực hiện:

- Chu kì dao động của cánh ong

3. Khái niệm dao động điều hòa

-         Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn mà li độ của vật dao động là một hàm cosin (hoặc sin) theo thời gian.

4. Pha dao động, độ lệch pha, tần số góc

- Pha dao động là một đại lượng đặc trưng cho trạng thái của vật trong quá trình dao động.

TL7 (SGK – tr10)

Tại thời điểm t = 0, vật 1 đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương của trục toạ độ. Sau một khoảng thời gian ngắn nhất , vật 2 mới đạt được trạng thái tương tự.

- Độ lệch pha giữa hai dao động điều hòa cùng chu kì (cùng tần số) được xác định theo công thức:

- Tần số góc của dao động là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của pha dao động.

- Đối với dao động điều hoà, tần số góc có giá trị không đổi và được xác định theo công thức:

- Trong hệ SI, tần số góc có đơn vị là radian trên giây (rad/s).

LT8 (SGK – tr10)

Tần số góc khi ong đập cánh:

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

- Ví dụ 1 (SGK – tr11)

- Ví dụ 2 (SGK – tr11)

LT9 (SGK – tr11)

Trong quá trình dao động, vật thứ nhất đi qua vị trí biên thì vật thứ hai đi qua vị trí cân bằng. Nghĩa là khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật có cùng trạng thái dao động là:

Độ lệch pha giữa hai dao động là:

=> Hai dao động vuông pha với nhau.

1 - D

2 – B

3 - D

4 - A

5 - A