Giáo án Vật lí 11 kết nối Bài 9: Sóng ngang. Sóng dọc. Sự truyền năng lượng của sóng cơ

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh thí nghiệm tạo sóng mặt nước (Hình 8.1) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS quan sát lại thí nghiệm, thảo luận theo nhóm đôi và đặt câu hỏi: Hãy chỉ ra phương dao động của các phần tử mặt nước tại O, tại M và phương truyền sóng từ điểm O đến M.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét: Trong thí nghiệm ở Hình 8.1 các phần tử mặt nước tại O, rồi tại M dao động lên, xuống theo phương thẳng đứng, trong khi sóng truyền từ O đến M theo phương ngang.

- GV chiếu hình ảnh một sóng ngang truyền trên dây (Hình 9.1) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời nội dung Câu hỏi (SGK – tr37)

Hình 9.1 mô tả một sóng ngang truyền trên dây đàn hồi. Hãy quan sát các mũi tên, từ đó chỉ ra phương dao động của các phần tử của dây và phương truyền sóng.

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét và kết luận về định nghĩa sóng ngang, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm 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 mới.

I. SÓNG NGANG

*Trả lời câu hỏi (SGK – tr37)

Phương của các phần tử trên dây vuông góc với phương truyền sóng.

*Kết luận:

- Sóng trong đó các phân tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng gọi là sóng ngang.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu thí nghiệm sóng dọc truyền trên lò xo: Đặt một lò xo ống dài và mềm trên mặt bàn nhẵn. Dùng tay cầm một đầu lò xo và cho bàn tay dao động dọc theo trục của lò xo.

- GV mời 3 – 4 HS lên thực hiện thí nghiệm.

- GV yêu cầu cả lớp quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi: Hãy chỉ ra phương dao động của các vòng lò xo và phương truyền sóng.

- Sau khi HS trả lời, GV đi tới nhận xét: Các vòng của lò xo ở sát bàn tay lần lượt bị nén rồi dãn. Nhờ có lực đàn hồi giữa các vòng lò xo mà các biến dạng nén – dãn lan truyền đi xa dọc theo trục của lò xo (Hình 9.2).

- GV kết luận về định nghĩa sóng dọc, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr38)

Dựa vào Hình 9.1 và Hình 9.2, hãy chỉ ra điểm giống và khác nhau giữa sóng dọc và sóng ngang.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, 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 mới.

II. SÓNG DỌC

- Sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng gọi là sóng dọc.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr38)

- Giống nhau: Khi truyền sóng thì chỉ có các pha của dao động được truyền đi (sự truyền sóng là sự lan truyền biến dạng), còn các phần tử vật chất trong môi trường truyền sóng khi có sóng truyề qua chỉ dao động quanh vị trí cân bằng.

- Khác nhau: Đối với sóng ngang các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng, còn sóng dọc các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu lại hình ảnh thí nghiệm tạo sóng mặt nước (Hình 8.1) cho HS quan sát.

- GV đặt câu hỏi:

+ Các phân tử nước có đặc điểm gì khi sóng lan truyền đến?

+ Năng lượng dao động mà các phần tử này có được là do đâu?

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đoi, nghiên cứu SGK và đặt câu hỏi: Hãy giải thích cách mà sóng âm truyền năng lượng từ loa đến tai người nghe.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và rút ra kết luận của sự truyền năng lượng bởi sóng, yêu cầu HS ghi bài vào vở.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, 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 mới.

III. QUÁ TRÌNH TRUYỀN NĂNG LƯỢNG BỞI SÓNG

- Nguồn sóng là năng lượng của nguồn. Khi sóng lan truyền đến đâu thì các phân tử nước ở đó bắt đầu dao động. Năng lượng dao động mà các phần tử nước này có được là do sóng mang năng lượng của nguồn đến cho chúng.

- Mọi sóng mang năng lượng đi xa mà không mang các phần tử vật chất đi cùng. Đó là điểm khác biệt căn bản giữa chuyển động của sóng và chuyển động của hạt.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh các lớp không khí nén, dãn lan truyền tạo thành sóng âm(Hình 9.3) cho HS quan sát.

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK, tìm hiểu về một số tính chất của âm thanh bằng mô hình sóng.

- GV đặt câu hỏi:

+ Sóng âm là sóng dọc hay sóng ngang?

 + Tại sao chúng ta lại nghe được âm thanh?

+ Biên độ và tần số của sóng âm càng lớn thì âm phát ra có đặc điểm gì?

- GV lưu ý: Sóng âm nghe được có tần số nằm trong khoảng từ 20 Hz đến 20 000 Hz.

- Sau khi HS trả lời, GV nhận xét và kết luận về một số tính chất của âm, yều cầu HS ghi bài vào vở.

- Để củng cố kiến thức đã học, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, trả lời nội dung Hoạt động (SGK – tr39)

Quan sát Hình 9.4, mô tả biên độ và tần số của âm qua dao động kí để trả lời các câu hỏi sau:

- Ở Hình 9.4a loa phát ra âm có chu kì bằng bao nhiêu?

So với Hình 9.4a:

- Ở hình nào biên độ âm lớn hơn nhưng tần số không thay đổi?

- Ở hình nào tần số âm giảm nhưng không giảm biên độ?

- Ở hình nào biên độ âm giảm nhưng không giảm tần số?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát  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.

IV. SỬ DỤNG MÔ HÌNH SÓNG ĐỂ GIẢI THÍCH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ÂM

- Sóng dọc chạy trên lò xo là mô hình giúp ta hiểu được sự lan truyền và một số tính chất của sóng âm.

- Các lớp không khí nén, dãn truyền đi tạo thành sóng âm truyền theo mọi hướng trong không khí. Khi sóng âm truyền đến tai người làm cho màng nhĩ dao động, do đó ta nghe được âm thanh.

- Biên độ của sóng âm càng lớn thì biên độ dao động của màng nhĩ càng lớn, âm nghe càng to. Tần số của sóng âm càng lớn thì tần số dao động của màng nhĩ càng lớn, âm nghe càng cao.

*Trả lời Hoạt động (SGK – tr39)

- Hình 9.4a: loa phát ra có chu kì 0,0025 s.

- Hình 9.4b: biên độ của sóng âm tăng nhưng tần số không đổi.

- Hình 9.4e: tần số âm giảm nhưng biên độ không đổi.

- Hình 9.4c: biên độ của sóng âm giảm nhưng tần số không đổi.

- Hình 9.4d: tần số của sóng âm tăng nhưng biên độ không đổi.