Giao an chuong dao dong dieu hoa PT nang luc

Định hướng phát triển năng lực Nhóm năng lực Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực hiện trong chủ đề Năng lực sử dụng kiến thức K1:Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng,

Chương I DAO ĐỘNG CƠ Chủ đề 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Số tiết : 03

Ngày duyệt: 22/8/2016

A PHẦN CHUNG

I Mục tiêu

1 Kiến thức:

- Lấy được ví dụ về vật dao động

- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà

- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì

- Viết được + phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong phương trình

+ công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số

+ Công thức vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

- Trình bày được nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Hiểu được mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa

2 Kỹ năng:

- Biểu diễn được một dao động điều hòa bằng vecto quay

- Vẽ được : đồ thị của li độ, vận tốc gia tốc theo thời gian

- Nhận dạng và phân tích được đồ thị dao động điều hòa

- Giải được các loại bài tập điển hình về vật dao dộng điều hòa

- Đọc, hiểu tài liệu ( SGK)

3.Thái độ

+ Hứng thú học tập, tích cực tự chủ chiếm lĩnh kiến thức

+ Có tinh thần học tập hợp tác

4 Định hướng phát triển năng lực

Nhóm năng

lực Năng lực thành phần Mô tả mức độ thực hiện trong chủ đề

Năng lực sử

dụng kiến

thức

K1:Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

- Nêu được định nghĩa dao động cơ, dao động điều hòa, dao động tự do, dao động điều hòa

- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì

- Viết được + phương trình của dao động điều hòa

+ Công thức vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

- Nhận dạng được dạng đồ thị của dao động điều hòa K2: Trình bày được mối quan hệ

giữa các kiến thức vật lí

- Chỉ ra được mối liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số

- Chỉ ra mối liên hệ về pha của li độ, vận tốc và gia tốc

- Chỉ ra được mối liên hệ giữa một vật dao động điều hòa và vật chuyển động tròn đều

K3: Sử dụng được kiến thức vật lí

để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- Từ các phương trình x(t), v(t), a(t) suy luận biến đổi ra các hệ thức độc lập thời gian

- Giải các bài tập liên quan đến vật dao động điều hòa

- Biểu diễn được một dao đông điều hòa bằng vecto quay K4: Vận dụng kiến thức vật lí vào

các tình huống thực tiễn Phân tích, xác định một vài ví dụ xem thuộc loại chuyển động gì.

Năng lực về

phương

pháp

P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- Mô tả được quá trình chuyển động của vật dao động điều hòa: những biến đổi về li độ, vận tốc, gia tốc và biến đổi năng lượng

- xác định đúng các thông số trong phương trình dao động

P5: Lựa chọn và sử dụng các công

cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

- Lựa chọn kiến thức toán học phù hợp để biến đổi từ phương trình li độ, vận tốc và gia tốc thành các hệ thức độc lập thời gian

- Vận dụng kiến thức về đường tròn lượng giác để giải các bài toán dao động điều hòa P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng

của hiện tượng vật lí Chỉ ra được điều kiện lí tưởng một dao động được coi là dao động điều hòa.

Năng lực

trao đổi

thông tin

X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí

-HS trao đổi những kiến thức và các ứng dụng của dao động cơ học trong thực tế bằng ngôn ngữ vật lí

X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng

ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí

-Phân biệt được li độ, biên độ; tần số, tần số góc, tốc độ góc; pha ban đầu, pha của dao động…

X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí

- Trình bày có khoa học, hợp lý cách giải một số dạng toán điển hình về vật dao động điều hòa

X7 Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí

Thảo luận các kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập của bản thân và của bạn

Năng lực cá

thể

C1: Xác định được trình độ hiện có

về kiến thức, kĩ nãng , thái độ của cá nhân trong học tập vật lí

-Xác định được trình độ hiện có về các kiến thức: về phương trình dao động, vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa thông qua các bài kiểm tra ngắn ở lớp, tự giải bài tập ở nhà

C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí trong các trường hợp cụ thể trong môn vật lí và ngoài môn vật lí

Trình bày được ý nghĩa của dao động cơ học trong thực tế đời sống

C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử

Nhận ra được vai trò của các hiện tượng dao động cơ học trong lịch sử phát triển khoa học

III CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của GV

- Hình vẽ mô tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên trục Ox (Thí nghiệm minh họa hoặc băng hình nếu có)

2 Chuẩn bị của HS

- Ôn tập kiến thức đã học về chuyển động tròn đều đã học ở lớp 10

B PHẦN KẾ HOẠCH CHI TIẾT

TIẾT 1 (của chuyên đề)

Ngày duyệt: 22/8/2016

I Mục tiêu:

1 Kiến thức:

- Lấy được ví dụ về vật dao động

- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà

- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì

- Viết được + phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong phương trình

+ công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số

2 Kỹ năng:

- Giải được các loại bài tập điển hình về vật dao dộng điều hòa

- Đọc, hiểu tài liệu ( SGK)

3 Năng lực cần phát triển

 K1 - Nêu được định nghĩa dao động cơ, dao động điều hòa, dao động tự do, dao động điều

hòa

- Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì

- Viết được phương trình của dao động điều hòa

 K2: Chỉ ra được mối liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số

 K4: Phân tích, xác định một vài ví dụ xem thuộc loại chuyển động gì

 P2: xác định đúng các thông số trong phương trình dao động

 P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng một dao động được coi là dao động điều hòa

 X1: HS trao đổi những kiến thức và các ứng dụng của dao động cơ học trong thực tế bằng ngôn ngữ vật lí

 X2: Phân biệt được li độ, biên độ; tần số, tần số góc, tốc độ góc; pha ban đầu, pha của dao động…

II Chuẩn bị

1 Chuẩn bị của GV

- Hình vẽ mô tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên trục Ox (Thí nghiệm minh họa hoặc băng hình nếu có)

2 Chuẩn bị của HS

- Ôn tập kiến thức đã học về chuyển động tròn đều đã học ở lớp 10

III Hoạt động dạy

Thời

lượng

Hoạt động 1: Nêu khái niệm

dao động cơ học

- yêu cầu HS lấy ví dụ về

dao động cơ trong thực tế

- Cho hs quan sát một vài

dao động cơ

- Nêu định nghĩa dao động

tuần hoàn

- Nêu định nghĩa dao động

điều hòa

-Mục tiêu của hoạt động 1:

- Lấy được ví dụ về vật dao động

- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà

- Phân tích, xác định một vài

ví dụ xem thuộc loại chuyển động gì

- Chỉ ra được điều kiện lí tưởng một dao động được coi

là dao động điều hòa

I Các định nghĩa

1 Dao động cơ

2 dao động tuần hoàn

3 Dao động điều hòa

Hoạt động 2: Phuong trình

dao động điều hòa

Mục tiêu của hoạt động 2:

- Viết được phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong phương trình

- Vận dụng làm một số bài tập

ví dụ

II Phương trình dao động điều hòa

1 PT dao động điều hòa

2 Đồ thị của dao động điều hòa

Hoạt động 3: Các đại lượng

đặc trưng của dao động điều

hòa

Mục tiêu: Viết được công thức liên hệ giữa chu kì, tần số, tần

số góc

III Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

1 Chu kì

2 Tần số

3 Tần số góc Hoạt động 3: Luyện tập Mục tiêu:

- Nắm được phương pháp giải một số bài tập về phương trình dao động, tìm các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

Ví dụ:

- Dạng toán 1

- Dạng toán 2

Hoạt động 4: Mối liên hệ

giữa dao động điều hòa và

chuyển động tròn đều

Mục tiêu: Biểu diễn được dao động điều hòa bằng vecto quay

III Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

IV Rút kinh nghiệm

………

………

TIẾT TC1

Ngày duyệt: 22/8/2016

I Mục tiêu:

- ôn tập củng cố các kiến thức về phương trình dao động điều hòa

II Chuẩn bị

1 Chuẩn bị của GV: Hệ thống bài tập

2 Chuẩn bị của HS: Ôn tập các kiến thức có liên quan.

III Bài tập

Dạng 1: Xác định các đại lượng T, f, ω, A, φ

 Phương pháp:

+ Nếu đã cho phương trình chuyển động, biến đổi PT về đúng dạng chuẩn

x = Acos(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu

x = Acos(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.)

x = Asin(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) = Acos(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu -

2

 )

x = - Asin(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) = A Asin(rt + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.+  )

+ Nếu không cho PTDĐ, dựa vào dữ kiện đã cho tìm đại lượng chưa biết

- Tìm T: T Khoang thoi gian s ( )

So dao dong



- Tìm f: 1

( )

So dao dong f

T Khoang thoi gian s

 

- Tìm r: 2 f 2

T



  

 Bài tập

Bài 1: Xác định T, f, A, r, φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu của các dao động có phương trình như sau:

a) x = 2cos(5t -

6

 ) (cm) b) x = - 5cos(4 t) (cm)

c) x = 2sin(5t -

6

 ) (cm) d) x = - 3sin(10 t -

6

 ) (cm)

Bài 2:

a) Một vật thực hiện được 360 dao động trong một phút Tính tần số dao động của vật

b) Một chất điểm dao động điều hòa trên một quỹ đạo thẳng có chiều dài 4 (cm) Trong 5(s) vật thực hiện được 10 dao động toàn phần Xác định biên độ và chu kì dao động

c) Chu kì của một con lắc đồng hồ là bao nhiêu nếu cứ 1,5 phút nó đi qua vị trí cân bằng 180 lần

Bài 3: Một vật dao động điều hòa mất 0,25 (s) để đi từ điểm có vận tốc bằng 0 đến điểm tiếp theo

cũng có vận tốc bằng 0 Khoảng cách giữa hai điểm là 36 (cm) Tính:

a) Chu kì dao động

b) Tần số dao động

c) Biên độ dao động

Bài toán phụ số 1: Tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t một khoảng thời gian t Biết tại thời điểm t vật có li độ x = x 0

 Phương pháp

* Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ) cho x = x0

Lấy nghiệm t +  =  với 0    ứng với x đang giảm (vật chuyển động theo chiều

âm vì v < 0)

hoặc t +  = -  ứng với x đang tăng (vật chuyển động theo chiều dương)

* Li độ và vận tốc dao động sau (trước) thời điểm đó t giây là

t





t







 Bài tập.

Bài 1 Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 10cos(4πt +

8

 )cm Biết li độ của vật tại thời điểm t là 4cm và đang tăng Tìm li độ của vật tại thời điểm sau đó 0,25s

Bài 2 Vật dao động điều hòa theo phương trình : x = 10cos(4πt +

8

 )cm Biết li độ của vật tại thời điểm t là - 6cmvà đang tăng, li độ của vật tại thời điểm t’ = t + 0,125(s) là bao nhiêu?

Bài 3 Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 10 cm, chu kì T Vào một thời điểm t, vật đi qua

li độ x = 5 cm theo chiều âm Vào thời điểm t + T/6, li độ của vật là bao nhiêu ?

Dạng 3: Viết phương trình dao động

 Phương pháp:

* Chọn hệ quy chiếu : - Trục Ox ………

- Gốc tọa độ tại VTCB

- Chiều dương ………

- Gốc thời gian ………

* Phương trình dao động có dạng : x = Acos(t + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) cm

* Phương trình vận tốc : v = -Asin(t + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) cm/s

* Phương trình gia tốc : a = -2Acos(t + φ) (nếu cần), từ đó xác định các đại lượng bài toán yêu cầu.) cm/s2

 Bài tập:

Bài 1 Một vật DĐĐH với biên độ 2cm và tần số f = 2 Hz, lúc t = 0, nó qua vị trí cân bằng theo

chiều dương Viết phương trình dao động của vật

Bài 2 Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox và có gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng Tần

số góc của dao động là 3 rad/s Lúc đầu chất điểm có li độ x0 = 4cm và vận tốc 12 3cm s/ Lập phương trình dao động của chất điểm

Bài 3 Li độ của một vật DĐĐH bằng 3 cm khi pha bằng 2

3

 Biết tần số dao động là 5Hz Gốc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều âm Viết phương trình li độ và tính vận tốc, gia tốc ở li độ x= 3 cm

IV Rút kinh nghiệm

………

………

………

TIẾT 2 (của chuyên đề)

Ngày duyệt: 22/8/2016

I Mục tiêu:

1 Kiến thức:

- Viết được : Công thức vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

- Nhận xét được mối liên hệ về pha của vận tốc và gia tốc so với li độ

- Viết được công thức năng lượng trong dao động điều hòa, nhận xét được sự biến đổi năng lượng trong quá trình vật dao động

2 Kỹ năng:

- Vẽ được : vận tốc gia tốc theo thời gian

- Giải được một số bài tập điển hình về vận tốc, gia tốc trong dao dộng điều hòa

- Đọc, hiểu tài liệu ( SGK)

3 Năng lực cần phát triển

 K1: Viết được: Công thức vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

Công thức năng lượng trong dao động điều hòa

 K2: Chỉ ra mối liên hệ về pha của li độ, vận tốc và gia tốc

Nhận xét được sự biến đổi của động năng, thế năng và cơ năng trong quá trình vật dao động

 K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- Từ các phương trình x(t), v(t), a(t) suy luận biến đổi ra các hệ thức độc lập thời gian

 P2: Mô tả được quá trình chuyển động của vật dao động điều hòa: những biến đổi về li độ, vận tốc, gia tốc và biến đổi năng lượng

 P5: Lựa chọn kiến thức toán học phù hợp để biến đổi từ phương trình li độ, vận tốc và gia tốc thành các hệ thức độc lập thời gian

 C1: Xác định được trình độ hiện có về các kiến thức: vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa thông qua các bài kiểm tra ngắn ở lớp, tự giải bài tập ở nhà

II Chuẩn bị

1 Chuẩn bị của GV

- Đồ thị biểu diễn W-t

- Tài liệu liên quan đến bài học

2 Chuẩn bị của HS

- Ôn tập kiến thức đã học về dao động điều hòa đã học ở tiết 1

- Ôn tập kiến thức về các hệ thức lượng giác

III Hoạt động dạy

Thời

lượng

Hoạt động 1: Vận tốc trong

dao động điều hòa

- nêu cách tính vận tốc

- Y/c Hs làm việc nhóm 2

người: tự đạo hàm PT li độ

tìm Ct vận tốc; nhận xét đặc

điểm của vận tốc từ PT đã

tìm được

Mục tiêu của hoạt động 1:

- Viết được công thức vận tốc trong dao động điều hòa

- nêu được nhận xét đặc điểm của vecto vận tốc

- Vận dụng làm bài tập ví dụ theo y/c

IV Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa

1 Vận tốc trong dao động điều hòa

Hoạt động 2: Gia tốc trong Mục tiêu của hoạt động 2: 2 Gia tốc trong dao

dao động điều hòa

- nêu cách tính gia tốc

- Y/c Hs làm việc nhóm 2

người: tự đạo hàm PT li độ

tìm BT gia tốc; nhận xét đặc

điểm của gia tốc từ PT đã

tìm được

- Viết được công thức gia tốc trong dao động điều hòa

- nêu được nhận xét đặc điểm của vecto gia tốc

- Vận dụng làm bài tập ví dụ theo y/c

- Nhận xét được mối liên hệ

về pha giữa x, v và a

động điều hòa

3 Đồ thị vận tốc và gia tốc

Hoạt động 3: Hệ thức độc

lập thời gian

Mục tiêu:

- Biến đổi các công thức x, v,a

đã có rút ra được hệ thức độc lập thời gian giữa các đại lượng

- Nhận xét được dạng đồ thị của v-x, a-v, a-x

4 Hệ thức độc lập thời gian

Hoạt động 4: Năng lượng

trong dao động điều hòa

Mục tiêu:

- Nắm được Bt động năng, thế năng, cơ năng trong dao động điều hòa

- Xác định được sự biến đổi năng lượng trong một giai đoạn nào đó của vật dao động

V Năng lượng trong dao động điều hòa

Hoạt động 5: Luyện tập Mục tiêu: Vận dụng các BT

v,a… giải một số bài toán

Phiếu học tập

IV Rút kinh nghiệm

………

………

TIẾT TC2

Ngày duyệt: 22/8/2016

I Mục tiêu:

- ôn tập củng cố các kiến thức về vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa: các kiến thức về quãng đường đi được trong quá trình vật dao động

II Chuẩn bị

1 Chuẩn bị của GV: Hệ thống bài tập

2 Chuẩn bị của HS: Ôn tập các kiến thức có liên quan.

III Bài tập

Dạng 2: Tìm vận tốc v, gia tốc a, li độ x dựa trên những dữ kiện cho trước.

 Phương pháp:

C1: Dựa vào PT x, v, a để giải

C2: Dựa vào các hệ thức không phụ thuộc thời gian:

2

a  x

2

2 2

2

v



2

A

 Bài tập

Bài 1 Một vật dao động điều hòa khi qua vị trí cân bằng nó có vận tốc 50 (cm/s) Khi ở biên gia tốc

của nó là 5 (m/s) Tính biên độ của dao động

Bài 2 Một vật dao động điều hòa với biên độ 4 (cm), chu kì 0,2 (s) Lúc vật đi qua vị trí cân bằng

có vận tốc bằng bao nhiêu?

Bài 3 Một vật dao động điều hòa có các đặc điểm sau:

- Khi đi qua vị trí có tọa độ x1 = - 8 (cm) thì có vận tốc v1 = 12 (cm/s)

- Khi có tọa độ x2 = - 6 (cm) thì có vận tốc v2 = 16 (cm/s)

Tính tần số góc và biên độ của dao động điều hòa trên

Bài 4: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox Lúc vật ở li độ x = - 2 (cm) thì có vận tốc v =

-  2(cm/s) và gia tốc a = 2 2(cm/s2) Tính biên độ A và tần số góc của dao động

Bài 5 Một quả cầu dao động điều hòa với biên độ 5 cm, chu kì 0,4s Vận tốc của quả cầu tại thời

điểm t1 ứng với li độ x1 = 3 cm và vật đang chuyển động theo chiều dương là bao nhiêu?

Dạng 4: Bài toán về quãng đường

Bài 1 Một vật dao động với phương trình: x4 cos(4 )t (cm) Quãng đường vật đi được trong thời gian 30s kể từ lúc t0 = 0 là bao nhiêu?

Bài 2 Vật dao động điều hoà với phương trình: 5 os 2 2

3

x c  t  cm

  Quãng đường vật đi được sau t(s) kể từ lúc bắt đầu dao động với:

a) t = 0,5 s

b) t = 2,4 s

Bài 1 Một vật nhỏ thực hiện dao động điều hòa theo phương trình x6cos 3 t / 3(cm) So sánh trong những khoảng ∆t =

4

T

như nhau, quãng đường dài nhất và ngắn nhất vật có thể đi được

là bao nhiêu?

Bài 5 M ột vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(4πt) cm ( với t đo bằng giây) Trong

thời gian 7/6 s, quãng đường nhỏ nhất mà vật có thể đi được là

Bài 6 M ột vật nhỏ dao động động điều hòa với biên độ 4 cm Trong 3,2 s quãng đường dài

nhất mà vật đi được 18 cm Hỏi trong 2,3 s thì quãng đường ngắn nhất vật đi được là bao nhiêu?