Giáo án vật lí 12 cả năm ptnl theo phương pháp mới

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: định hướng nội dung chính của bài: dao động điều hòa

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Giởi thiệu về chương

Cho học sinh quan sát dao động của chiếc đồng hồ quả lắc. Dao động của quả lắc đồng hồ là dao động như thế nào?

GV đi vào bài

Hs định hướng nội dung của bài

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ

Tiết 1,2: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: Dao động, dao động tuần hoàn, chu kì dao động, tần số dao động và dao động điều hòa.

- dạng phương trình dao động, xác định được các đại lượng đặc trưng của vật dao động điều hòa. Viết được phương trình vận tốc, gia tốc và hiểu được đặc điểm vận tốc gia tốc của vật DĐĐH.

- Vẽ được đồ thị của vật dao dộng điều hòa. Từ đồ thị xác định được PT vật dao động

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Lấy ví dụ về dao động trong thực tế mà hs có thể thấy từ đó yêu cầu hs định nghĩa dao động cơ.

- Lấy một con lắc đơn cho dao động và chỉ cho hs dao động như vậy là dao động tuần hoàn

- Dao động tuần hoàn là gì?

- Kết luận

- Theo gợi ý của GV định nghĩa dao động cơ.

- Quan sát và trả lời câu hỏi của GV

- Đình nghĩa dao động tuần hòan (SGK)

- Ghi tổng kết của GV

I. Dao động cơ

1. Thế nào là dao động cơ?

Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng.

2. Dao động tuần hoàn

- Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau.

- Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa

- Vẽ hình minh họa ví dụ

- Yêu cầu hs xác định góc MOP sau khoảng thời gian t.

- Yêu cầu hs viết phương trình hình chiếu của OM lên x

- Đặt OM = A yêu cầu hs viết lại biểu thức

- Nhận xét tính chất của hàm cosin

- Rút ra P dao động điều hòa

- Yêu cầu hs định nghĩa dựa vào phương trình

- Giới thiệu phương trình dao động điều hòa

- Giải thích các đại lượng

_­+ A

+ (ωt + φ)

+ φ

- Nhấn mạnh hai chú ý của dao động liên hệ với bài sau.

- Tổng kết

TIÊT 2

- Quan sát

- M có tọa độ góc φ + ωt

- Hàm cosin là hàm điều hòa

- Tiếp thu

- Định nghĩa (SGK)

-Tiếp thu và chuẩn bị trả lời các câu hỏi cuảt GV

- Phân tích ví dụ để cùng GV rút ra các chú ý về quỹ đạo dao động và cách tính pha cho dao động điều hòa

II. Phương trình của dao động điều hòa

1. Ví dụ

- Giả sử M chuyển động ngược chiều dương vận tốc góc là ω, P là hình chiếu của M lên Ox.

Tại t = 0, M có tọa độ góc φ

Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt

Khi đó: điểm P có phương trình là:

- Đặt A = OM ta có:

Trong đó A, ω, φ là hằng số

- Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P được gọi là dao động điều hòa

2. Định nghĩa

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

3. Phương trình

- Phương trình x = A cos(ωt + φ) gọi là phương trình của dao động điều hòa

* A là biên độ dao động, là li độ cực đại của vật. A > 0.

* (ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t

* φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ < 0, φ>0, φ = 0)

4. Chú ý

a) Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

- Giới thiệu cho hs Hiểu được thế nào là dao động tòn phần.

- Yêu cầu hs nhắc lại cách định nghĩa chu kì và tần số của chuyển động tròn?

- Liên hệ dắt hs đi đến định nghĩa chu kì và tần số, tần số góc của dao động điều hòa.

- Nhận xét chung

- Tiếp thu

- Nhắc lại kiến thức lớp 10: “chu kì là khoảng thời gian vật chuyển động 1 vòng”

“Tần số là số vòng chuyển động trong 1 giây”

- Theo gợi ý của GV phát biểu định nghĩa của các đại lượng cần tìm hiểu

- Ghi nhận xét của GV

III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa

1. Chu kì và tần số

Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta nói vật thực hiện 1 dao động toàn phần.

* Chu kì (T): của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn vị là s

* Tần số (f): của dao động điều hòa là số dao động tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc Hz.

2. Tần số góc

Trong dao động điều hòa ω được gọi là tần số góc.

Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối liên hệ:

- Yêu cầu hs nhắc lại biểu thức của định nghĩ đạo hàm

- Gợi ý cho hs tìm vận tốc tại thời điểm t của vật dao động

- Hãy xác định giá trị của v tại

­+ Tại

+ Tại x = 0

- Tương tự cho cách tìm hiểu gia tốc

- Nhận xét tổng quát

- Khi Δt 0 thì v = x’

Tiến hành lấy đạo hàm

v = x’ = -ωA sin(ωt + φ)

* Tại thì v = 0

* Tại x = 0

thì v = v_max = ω.A

- Theo sự gợi ý của GV tìm hiểu gia tốc của dao động điều hòa.

- Ghi nhận xét của GV

IV. Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa

1. Vận tốc

Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian.

v = x’ = -ωA sin(ωt + φ)

- Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian

* Tại thì v = 0

* Tại x = 0 thì v = v_max = ω.A

2. Gia tốc

Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian

a = v’ = x” = -ω²A cos(ωt + φ)

a = - ω²x

* Tại x = 0 thì a = 0

* Tại thì a = a_max = ω²A

- Yêu cầu hs lập bảng giá trị của li độ với đk pha ban đầu bằng không

- Nhận xét gọi hs lên bản vẽ đồ thị.

- Củng cố bài học

- Khi φ = 0

x = A cosωt

V. Đồ thị của dao động điều hòa

t

T

Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin.

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung về dao động điều hòa

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chọn câu đúng. Dao động điều hoà là dao động có:

A. Li độ được mô tả bằng định luật dạng sin (hay cosin) theo thời gian.

B. Vận tốc của vật biến thiên theo hàm bậc nhất đối với thời gian.

C. Sự chuyển hoá qua lại giữa thế năng và động năng nhưng cơ năng luôn luôn bảo toàn.

D. A và C đúng.

2. Chọn câu đúng. Chu kỳ của dao động tuần hoàn là

A. khoảng thời gian mà trạng thái dao động được lặp lại như cũ.

B. khoảng thời gian ngắn nhất mà trạng thái dao động được lặp lại như cũ.

C. khoảng thời gian vật thực hiện dao động. D. B và C đều đúng

3. Chọn câu đúng. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo là:

A. B. C. D.

4. Chọn câu đúng. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà có phương trình dao động: và thì biên độ dao động tổng hợp là:

A. A = A₁ + A₂ nếu hai dao động cùng pha B. A = nếu hai dao động ngược pha

C. < A < A₁ + A₂ nếu hai dao động có độ lệch pha bất kỳ. D. A, B, C đều đúng.

5. Chọn câu đúng. Dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà khi:

A. Chu kỳ dao động không đổi B. Biên độ dao động nhỏ.

C. Khi không có ma sát. D. Không có ma sát và dao động với biên độ nhỏ.

6. Chọn câu đúng. Dao động tự do là dao động có:

A. Tần số không đổi. B. Biên độ không đổi. C. Tần số và biên độ không đổi.

D. Tần số chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ và không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài.

7. Chọn câu đúng. Trong dao động điều hoà giá trị gia tốc của vật:

A. Tăng khi giá trị vận tốc của vật tăng. B. Giảm khi giá trị vận tốc của vật tăng.

C. Không thay đổi. D. Tăng hay giảm tuỳ thuộc vào giá trị vận tốc đầu của vật lớn hay nhỏ.

8. Chọn câu đúng. Trong phương trình dao động điều hoà , các đại lượng là những đại lượng trung gian cho phép xác định:

A. Ly độ và pha ban đầu B. Biên độ và trạng thái dao động. C. Tần số và pha dao động. D. Tần số và trạng thái dao động.

9. Chọn câu đúng. Trong quá trình dao động, năng lượng của hệ dao động điều hoà biến đổi như sau:

A. Thế năng của hệ dao động giảm khi động năng tăng và ngược lại.

B. Cơ năng của hệ dao động là hằng số và tỷ lệ với biên độ dao động.

C. Năng lượng của hệ được bảo toàn. Cơ năng của hệ giảm bao nhiêu thì nội năng tăng bấy nhiêu.

D. Năng lượng của hệ dao động nhận được từ bên ngoài trong mỗi chu kỳ đúng bằng phần cơ năng của hệ bị giảm do sinh công để thắng lực cản.

10. Cho dao động điều hoà có phương trình dao động: trong đó A, là các hằng số. Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Đại lượng gọi là pha dao động.

B. Biên độ A không phụ thuộc vào và , nó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của ngoại lực kích thích ban đầu lên hệ dao động.

C. Đại lượng gọi là tần số dao động, không phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động.

D. Chu kỳ dao động được tính bởi T = 2πω.

thời gian.

D. Luôn ngược chiều chuyển động của vật.

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Bài 3 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều thể hiện ở chỗ nào ?

Bài 4 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Nêu định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa.

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Bài 3 (trang 9 SGK Vật Lý 12): Một điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

Bài 4 (trang 9 SGK Vật Lý 12∗ Chu kì T (đo bằng giây (s)) là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lập lại như cũ hoặc là thời gian để vật thực hiện một dao động.

T = t/N = 2π/ω (t là thời gian vật thực hiện được N dao động)

∗ Tần số f (đo bằng héc: Hz) là số chu kì (hay số dao động) vật thực hiện trong một đơn vị thời gian:

f = N/t = 1/T = ω/2π (1Hz = 1 dao động/giây)

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Tìm hiểu các vì dụ thực tế về dao động điều hòa mà em gặp

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Phát phiếu học tập

- Hướng dẫn học sinh làm bài

- Nhận phiếu học tập và thảo luận trả lời theo yêu cầu của GV

- Ghi nhận kết quả của GV sửa

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 7, 8, 9 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Yêu cầu hs đọc bài 10 và tiến hành giải

- Yêu cầu hs giải bài 11

- Kết luận chung

- Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích.

- Dựa vào phương trình

cm

, pha tại t

* AB = 36cm A = 18cm

* T = 0,5 s

* f = 2 Hz

- Ghi nhận kết luận của GV

Bài 7

Đáp án C

-----------//----------

Bài 8

Đáp án A

------//------

Bài 9

Đáp án D

--------//---------

Bài 10

* A = 2 cm

* φ = - rad

* pha ở thời điểm t: (5t - ) rad

-------//-------

Bài 11

Biên độ A = 18 cm

T = 2. 0,25 s = 0,5 s

f = Hz

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Con lắc lò xo

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Ta đã tìm hiểu xong dao động điều hòa về mặt động học.Bây giờ ta sẽ tìm hiểu tiếp về mặt động học và năng lượng. Để làm được điều đó ta dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu.

- HS ghi nhớ

- HS định hướng ND

Tiết 4: CON LẮC LÒ XO

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu:

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc lò xo yêu cầu hs mô tả con lắc?

- Quan sát con lắc khi cân bằng. Nhận xét?

- Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó.

- Kết luận

- Mô tả con lắc lò xo

- Có một vị trí cân bằng

- Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng

- Ghi chép kết luận

I. Con lắc lò xo

Con lắc lò xo gồm một vật nặng m gắn vào 1 đầu của lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể. Đầu còn lại của lò xo cố định.

Con lắc có 1 vị trí cân bằng mà khi ta thả vật ra vật sẽ đứng yên mãi.

Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên

- Nêu giả thuyết về con lắc lò xo. Chọn trục tọa độ, vẽ hình.

- Yêu cầu hs phân tích các lực tác dụng lên con vật m?

- Gợi ý cho hs tiến hành tìm phương trình động lực học của con lắc lò xo.

- Yêu cầu hs kết luận về dao động của con lắc lò xo?

- Yêu cầu hs tìm tần số góc và chu kì.

- Từ phương trình lực làm cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về.

- Kết luận chung

- Tiếp thu

- Lên bảng tiến hành phân tích lực

- Áp dụng định luật II NT

tiến hành tính toán theo gợi ý của GV

a + ω²x = 0

- Dao độngcủa con lắc lò xo là dao động điều hòa.

* Tần số góc:

* Chu kì: T =

- Nhận xét về dấu và độ lớn của lực kéo về

- Ghi kết luận

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

Xét vật ở li độ x, lò xo giản một đoạn Δl = x. Lực đàn hồi F = - kΔl

Tổng lực tác dụng lên vật

F = - kx

Theo định luật II Niu tơn

Đặt ω² = k/m

a + ω²x = 0

Vậy dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.

* Tần số góc:

* Chu kì: T =

* Lực kéo về

Lực hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kứo vè có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dao động điều hòa.

- Yêu cầu hs viết biêu thức tính động năng, thế năng của con lắc?

- Nhận xét sự biến thiên của thế năng và đông năng?

- Viết biểu thức tính cơ năng và yêu cầu hs nhận xét?

- Kết luận

- Động năng

- Thế năng

* Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2.

- Nhận xét và kết luận (SGK)

III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc lò xo

2. Thế năng của con lắc lò xo

* Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2.

3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương với biên độ dao động

Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Tìm phát biểu sai về con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang.

A. Vật có gia tốc bằng 0 khi lò xo có độ dài tự nhiên.

B. Vật có gia tốc cực đại khi độ lớn vận tốc cực tiểu.

C. Vật có độ lớn vận tốc nhỏ nhất khi lò xo không biến dạng.

D. Vật đổi chiều chuyển động khi lò xo biến dạng lớn nhất.

Câu 2: Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Muốn tần số tăng lên ba lần thì

A. Tăng k ba lần, giảm m chín lần.

B. Tăng k ba lần, giảm m ba lần.

C. Giảm k b lần, tăng m ba lần.

D. Giảm k ba lần, tăng m chín lần.

Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s², một vật nặng khi treo vào một lò xo làm lò xo dãn ra Δl = 2,4 cm. Chu kì dao động của con lắc lò xo này là

A. 0,18 s       B. 0,31 s      C. 0,22 s      D. 0,90 s

Câu 4: Một con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang có quả nặng khối lượng m = 100 g và độ cứng lò xo k = 100 N/m. Lấy gần đúng π²≈ 10. Kéo quả nặng ra cách vị trí cân bằng +5 cm rồi thả tay nhẹ. Phương trình dao động của con lắc là

A. x = 5cos(πt) (cm).       B. x = 10cos(10πt) (cm).

C. x = 5cos(πt+π/2) (cm).      D. x = 5cos(10πt) (cm).

Câu 5: Một con lắc lò xo có quả nặng khối lượng m và lò xo độ cứng k thì chu kì dao động T = 0,5 s. Để có tần số dao động của con lắc f = 1 Hz thì phải thay quả nặng m bằng quả nặng có khối lượng m’ là

A. 4m       B. 16m       C. 2m       D. m/2

Câu 6: Vật m₁ gắn với một lò xo dao động với chu kì T₁ = 0,9 s. Vật m₂ gắn với lò xo đó thì dao động với chu kì T₂ = 1,2 s. Gắn đồng thời cả hai vật m₁, m₂ với lò xo nói trên thì hệ vật sẽ dao động với chu kì

A. T₁₂ = 1,5 s       B. T₁₂ = 1,2 s       C. T₁₂ = 0,3 s       D. T₁₂ = 5,14 s

Câu 7: Một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì π/5 (s). Trong quá trình dao động độ dài của con lắc biến thiên từ 20 cm đến 30 cm. Lấy g = 10 m/s².

A. 35 cm       B. 15 cm      C. 45 cm       D. 40 cm

Câu 8: Một vật khối lượng m = 288 g được treo vào một đầu lò xo thì con lắc dao động với tần số f₁ = 6,5 Hz. Gắn thêm vào m một vật nhỏ khối lượng Δm bằng

A. 12 g       B. 32 g       C. 50 g       D. 60 g

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu HS thảo luận : Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập:

- GV chia 4 nhóm yêu cầu hs trả lời trong thời gian 5 phút:

- GV theo dõi và hướng dẫn HS

2. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập:

- Yêu cầu đại diện các nhóm treo kết quả lên bảng.

- GV Phân tích nhận xét, đánh giá, kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh.

1. Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện các nhóm treo bảng phụ lên bảng

- Đại diện các nhóm nhận xét kết quả

- Các nhóm khác có ý kiến bổ sung.(nếu có)

 + Xét con lắc lò xo như hình vẽ:

Chọn hệ trục tọa độ có Ox có gốc tọa độ O trùng với vị trí cân bằng, chiều dương là chiều quy ước (như hình vẽ).

Từ vị trí cân bằng O kéo vật m cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay, vật sẽ dao động trên một đường thẳng quanh vị trí cân bằng.

Tại vị trí cân bằng: P→ + N→ = 0 (1)

Tại vị trí có li độ x bất kì: P→ + N→ + F_đh→ = m. a→(2)

Chiếu phương trình (2) lên trục Ox ta được:

F_đh = ma ↔ -kx = ma = mx’’ → x’’ + ω²x = 0 (∗) với ω²= k/m

Phương trình (∗) là phương trình vi phân biểu diễn chuyển động của con lắc lò xo, phương trình này có nghiệm là: x = Acos(ωt + φ), như vậy chuyển động của con lắc lò xo là một dao động điều hòa.

   + Hợp lực tác dụng lên con lắc chình là lực kéo về, do vậy:

F_hl = F_{kéo về} = m.a = -kx = - mω²x

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Vẽ sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức của bài

Lấy thêm các ví dụ thực tế về con lắc lò xo

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: Tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Con lắc đơn

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc đơn yêu . Quan sát con lắc khi cân bằng.

Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó?

GVđi vào bài mới

- HS đưa ra phán đoán

Tiết 6: CON LẮC ĐƠN

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - cấu tạo của con lắc đơn.

- điều kiện để con lắc đơn dđđh. Viết được công thức tính chu kì dđ của con lắc đơn.

- Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn.

ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc đơn yêu cầu hs mô tả con lắc?

- Quan sát con lắc khi cân bằng. Nhận xét?

- Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó.

- Kết luận

- Mô tả con lắc lò xo

- Có một vị trí cân bằng

- Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng

- Ghi chép kết luận

I. Con lắc đơn

Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không giãn có chiều dài l và khối lượng không đáng kể.

Con lắc có 1 vị trí cân bằng là vị trí dây treo thẳng đứng

Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng một góc α buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên

- Nêu giả thuyết về con lắc đơn. Chọn trục tọa độ, vẽ hình.

- Yêu cầu hs phân tích các lực tác dụng lên con vật m?

- Gợi ý cho hs tiến hành tìm phương trình động lực học của con lắc đơn.

- Yêu cầu hs kết luận về dao động của con lắc đơn?

- Yêu cầu hs tìm tần số góc và chu kì.

- Từ phương trình lực làm cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về.

- Kết luận chung

- Tiếp thu

- Lên bảng tiến hành phân tích lực

- Áp dụng định luật II NT

tiến hành tính toán theo gợi ý của GV

a + ω²x = 0

- Dao độngcủa con lắc đơn là dao động điều hòa.

* Tần số góc:

* Chu kì: T =

- Nhận xét về dấu và độ lớn của lực kéo về

- Ghi kết luận

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

Xét vật khi lệch khỏi vị trí cân bằng với li độ góc α hay li độ cong s = lα

- Thành phần lực kéo về

P_t = -mgsinα

- Áp dụng định luật II Niu tơn

P_t = ma

- Nếu α nhỏ thì sinα α

Đặt ω² =

* Vậy dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa. Với phương trình

* Tần số góc:

* Chu kì:

- Yêu cầu hs viết biêu thức tính động năng, thế năng của con lắc?

- Nhận xét sự biến thiên của thế năng và đông năng?

- Viết biểu thức tính cơ năng và yêu cầu hs nhận xét?

- Hướng dẫn hs làm câu C₃

- Dựa vào công thức tính chu kì gợi ý cho hs xác định gia tốc trọng trường và kết hợp SGK đưa ra phương án áp dụng

- Kết luận

- Động năng

- Thế năng

* Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2.

W= hs

- Nhận xét và kết luận (SGK)

- Làm câu C₃

- Đọc SGK đưa ra phương án đo gia tốc rơi tự do

- Ghi nhận kết luận

III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc đơn

2. Thế năng của con lắc đơn

- Chọn góc thế năng ở vị trí cân bằng

* Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2.

3. Cơ năng của con lắc đơn. Sự bảo toàn cơ năng

= hs

Bỏ qua ma sát thì cơ năng được bảo toàn.

IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do

- Người ta dùng con lắc đơn để đo gia tốc trọng trường của trái đất.

+ Đo chu kì tương ứng với chiều dài của con lắc nhiều lần

+ Áp dụng

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học về con lắc đơn

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Tại cùng một vị trí địa lí, nếu độ dài con lắc đơn tăng 6,25 lần, thì số dao động điều hòa của nó

A. tăng 2 lần.       B. giảm 2,5 lần.       C. giảm 1,5 lần.       D. tăng 4 lần.

Câu 2: Có hai con lắc đơn mà độ dài của chúng hơn kém nhau 24 cm. Trong cùng một khoảng thời gian, con lắc (l) thực hiện được số dao động gấp 2 lần so với con lắc (2). Độ dài của mỗi con lắc là

A. 32 cm và 56 cm       B. 16 cm và 40 cm

C. 32 cm và 8 cm       D. 16 cm và 32 cm

Câu 3: Một con lắn đơn có độ dài bằng l. Trong khoảng thời gian Δt nó thực hiện 5 dao động. Nếu giảm bớt độ dài của nó 15 cm thì trong cùng khoảng thời gian Δt như trước, nó thực hiện được 20 dao động. Cho g = 9,8 m/s²

A. l = 16 cm; f ≈ 1,25 Hz.       B. l = 17 cm; f ≈ 1,21 Hz.

C. l = 18 cm; f ≈ 1,18 Hz.       D. l = 20 cm; f ≈ 1,16 Hz.

4. Chọn câu đúng. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động của con lắc đơn:

A. Khi gia tốc trọng trường không đổi thì dao động nhỏ của con lắc đơn được xem là dao động tự do.

B. Dao động của con lắc đơn là một dao dộng điều hoà.

C. Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào đặc tính của hệ. D. A, B, C đều đúng.

Câu 5: Người ta tiến hành thí nghiệm đo chu kì con lắc đơn có chiều dài 1 m tại một nơi trên Trái Đất. Khi cho con lắc thực hiện 10 dao động mất 20 s (lấy π = 3,14). Chu kì dao động của con lắc và gia tốc trọng trường của Trái Đất tại nơi làm thí nghiệm là

A. 4 s; 9,86 m/s².       B. 2 s; 9,96 m/s².

C. 4s; 9,96 m/s².       D. 2 s; 9,86 m/s².

Câu 6: Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m, dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường g = π² = 10 m/s². Lúc t = 0, con lắc đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương với vận tốc 0,5 m/s. Sau 2,5 s vận tốc của con lắc có độ lớn là

A. 0       B. 0,125 m/s       C. 0,5 m/s       D. 0,25 m/s.

Câu 7: Một con lắc đơn mỗi ngày chạy chậm 1,5 phút. Cần phải điều chỉnh chiều dài con lắc như thế nào để đồng hồ chạy đúng?

A. Giảm chiều dài 0,21%       B. Tăng chiều dài 0,21 %

C. Tăng chiều dài 0,42%       D. Giảm chiều dài 0,42%.

8. Chọn câu đúng. Một con lắc đơn được thả không vận tốc từ vị trí có ly độ góc α₀. Khi con lắc qua vị trí có ly độ góc α thì lực căng của dây treo là:

A. T = mg(3cosα₀ + 2cosα) B. T = mgcosα C. T = mg(3cosα - 2cosα₀) D. T = 3mg(cosα - 2cosα₀)

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Bài 7 (trang 17 SGK Vật Lý 12): Một con lắc đơn dài l = 2m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s². Hỏi con lắc thực hiện được bao nhiêu dao động toàn phần trong 5 phút ?

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Gợi ý:

=> n ≈ 106 dao động toàn phần.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Nghiên cứu và tìm hiểu thêm về con lắc đơn

Ngày dạy

Lớp

Sĩ số

Tên học sinh vắng

12A4

12A6

Câu 1: C

Câu 2:C

Câu 3: C

Câu 4: B

Câu 5: D

Câu 6: C

Câu 7:B

Câu 8: B

Câu 9: B

Câu 10: D

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 4,5,6 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Kết luận chung

- Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích.

- Ghi nhận kết luận của GV

Bài 4

Đáp án D

-----------//----------

Bài 5

Đáp án D

------//------

Bài 6

Đáp án B

--------//---------

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 4,5,6 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Yêu cầu hs tiến hành giải bài 7

- Kết luận chung

- Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích.

- Tiến hành giải bài 7

+ Tính chu kì T

+ Tính số dao động

- Ghi nhận kết luận của GV

Bài 4

Đáp án D

-----------//----------

Bài 5

Đáp án D

------//------

Bài 6

Đáp án C

--------//---------

Bài 7

Chu kì T = s

Số dao động thực hiện được trong 300s

dao động

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: dao động tắt dần, dao động cưỡng bức.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Ta đã khảo sát con lắc lò xo và con lắc đơn nhưng những điều kiện mà ta xét là điều kiện lí tưởng. Thực tế ta không thể làm cho con lắc dao động mãi mãi chỉ với một tác động ban đầu. Như vậy thì dao động của các con lắc đến một lúc nào đó sẽ không còn dao động nữa, hôm nay ta sẽ tìm hiểu nguyên nhân gây ra hiện tượng trên qua bài “DAO ĐỘNG TĂT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC”

- HS Xác định nội dung của bài

Tiết 8: DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng.

- điều kiện để hiện tượng cộng hưởng xảy ra

- Giải thích được nguyên nhân của dao động tắt dần.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Tiến hành TN với con lắc đơn cho hs quan sát và nhận xét biên độ.

- Gợi ý cho hs định nghĩa dao động tắt dần.

- Gọi hs giải thích

- Nhận xét

- Giới thiệu ứng dụng của dao động tắt dần

- Yêu cầu hs nêu những ứng dụng mà hs biết.

- Kết luận

- Muốn dao động duy trì phải làm như thế nào?

- Hình thành kn dao động duy trì

- Yêu cầu hs lấy VD dao động duy trì

- Kết luận

- Quan sát và nhận xét: biên độ giảm dần.

- Định nghĩa dao động tắt dần (SGK)

- Đọc SGK giải thích

- Tiếp thu

- Ứng dụng: giảm xóc ô tô, mô tô…

- Ghi nhận kết luận

- Cung cấp đủ phần năng lượng bị mất đi.

- KN dao động duy trì (SGK)

- Lấy VD về dao động duy trì

- Ghi kết luận

I. Dao động tắt dần

1. Thế nào là dao động tắt dần.

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian được gọi là dao động tắt dần

2. Giải thích

Trong dao động của con lắc thì ma sát làm mất đi một phần năng lượng của dao động làm cho biên độ giảm dần.

3. Ứng dụng

Dao động tắt dần được ứng dụng trong các thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô, mô tô. . .

II. Dao động duy trì

Để dao động không tắt dần người ta dùng thiết bị cung cấp năng lượng đúng bằng năng lượng tiêu tốn sau mỗi chu kì. Dao động như thế gọi là dao động duy trì.

- Giới thiệu dao động cưỡng bức

- Yêu cầu hs tìm VD về dao động cưỡng bức.

- Nhận xét về đặc điểm của dao động cưỡng bức

- Tiếp thu

- Tìm vài ví dụ về dao động cưỡng bức

- Tiếp thu các đặc điểm của dao động cưỡng bức

III. Dao động cưỡng bức

1. Thế nào là dao động cưỡng bức?

Dao động được duy trì bằng cách tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. Gọi là dao động tuần hoàn

2.Ví dụ

3. Đặc điểm

- Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi, tần số bằng tần số lực cưỡng bức.

- Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của dao động

- Nêu vài hiện tượng cộng hưởng trên thực tế (Cây cầu ở Xanh petecbua – Nga và cây cầu ở Ta kô ma - Mỹ)

- Hình thành kn cộng hưởng.

- Tìm điều kiện cộng hưởng?

- Giải thích

- Yêu cầu hs tìm tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

+ Có lợi

+ Có hại

- Kết luận

- Tiếp thu

- Định nghĩa HTCH (SGK)

- Điều kiện f = f₀

- Tiếp thu

- Hiện tượng cộng hưởng có hại: làm sập nhà cửa, cầu …

- Hiện tượng cộng hưởng có lợi: hộp đàn guitar, violon….

IV. Hiện tượng cộng hưởng

1. Định nghĩa

Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f₀ của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

* Điều kiện cộng hưởng: f = f₀

2. Giải thích

Khi f = f₀ thì năng lượng được cung cấp một cách nhịp nhàng biên độ tăng dần lên. Biên độ cực đại khi tốc độ cung cấp năng lượng bằng tốc độ tiêu hao năng lượng

3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

- Hiện tượng cộng hưởng có hại: làm sập nhà cửa, cầu …

- Hiện tượng cộng hưởng có lợi: hộp đàn guitar, violon….

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học về dao động

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động tắt dần?

A. Lực cản sinh công âm là tiêu hao dần năng lượng của dao động.

B. Do lực cản của môi trường tác dụng lên vật dao động nên biên độ giảm.

C. Tần số của dao động càng lớn, thì dao động tắt dần càng kéo dài.

D. Lực cản càng nhỏ thì dao động tắt dần càng chậm.

Câu 2: Phát biều nào sau đây sai?

A. Dao động cưỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực biến đổi tuần hoàn.

B. Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ.

C. Sự cộng hưởng càng rõ nét khi lực cản của một trường càng nhỏ.

D. Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực tuần hoàn.

Câu 3: Con lắc lò xo dao động diều hòa có tốc độ bằng 0 khi vật ở vị trí

A. mà hợp lực tác dụng vào vật bằng 0.

B. mà lò xo không biến dạng.

C. có li độ bằng 0.

D. gia tốc có độ lớn cực đại.

Câu 4: Tìm phát biểu sai

Trong dao động cưỡng bức

A. khi có cộng hưởng, biên độ dao động tăng đột ngột và đạt día trị cực đại.

B. hiện tượng đặc biệt xảy ra là hiện tượng cộng hưởng.

C. điều kiện cộng hưởng là tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ.

D. biên độ cộng hưởng dao động không phụ thuộc vào lực ma sát của môi trường, chỉ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng bức.

Câu 5: Hiện tượng cộng hưởng thể hiện rõ rết nhất khi

A. biên độ của lực cưỡng bức nhỏ.

B. tần số của lực cưỡng bức lớn.

C. lực ma sát của môi trường lớn.

D. lực ma sát của môi trường nhỏ.

Câu 6: Trong những dao động tắt dần sau đây, trường hợp nào sự tắt dần nhanh là có lợi?

A. Quả lắc đồng hồ.

B. Khung xe ô tô sau khi qua chỗ đường gập ghềnh.

C. Sự đung đưa của chiếc võng.

D. Sự dao động của pittông trong xilanh.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu HS thảo luận : Việc tạo nên dao động cưỡng bức khác với việc tạo nên dao động duy trì như thế nào?

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập:

- GV chia 4 nhóm yêu cầu hs trả lời vào bảng phụ trong thời gian 5 phút

- GV theo dõi và hướng

dẫn HS

2. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập:

- Yêu cầu đại diện các nhóm trả lời

- GV Phân tích nhận xét, đánh giá, kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh.

1. Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện các nhóm

- Đại diện các nhóm nhận xét kết quả

- Các nhóm khác có ý kiến bổ sung.(nếu có)

+ Dao động cưỡng bức được xảy ra dưới tác dụng của một ngoại lực có tần số góc Ω, khi ổn định, dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.

+ Dao động duy trì cũng được xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực, nhưng ngoại lực ở đây được điều khiển để có tần số góc ω bằng tần số góc ω₀ của dao độg riêng của hệ.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Tự tìm hiểu về dao động điều hòa và dao động cưỡng bức, ứng dụng thực tế

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được : tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số..

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Trong thực tế, máy đặt trên bệ máy khi máy hoạt động thì cả máy và bệ máy cùng dao động. Như vậy, lúc này dao động ta thấy đươcj là dao động tổng hợp của hai dao động thành phần. Vậy làm cách nào ta có thể viết được phương trình dao động tổng hợp này (với điều kiện hai dao động này là dao động điều hòa). Muốn làm được điều đó ta sẽ tìm hiểu sang bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA , CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ.PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

- HS ghi nhớ

- HS nêu bản chất của vẫn đề

Tiết 9: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG

CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - nội dung của phương pháp giản đồ Frenen. Nêu được cách sử dụngphương pháp giản đồ để tổng hợp 2 dao đông điều hoà cùng phương, cùng tần số.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Gợi ý cho hs từ so sánh một vật chuyển động tròn đều với vật vật dao động điều hòa.

- Từ đó hướng dẫn hs biểu diễn dđđh bằng vectơ quay.

- Tìm các đặc điểm của vectơ quay.

- Nhớ lại kiến thức cũ và theo gợi ý của GV định hình kn vectơ quay.

- Tìm ba đặc điểm của vectơ quay (SGK)

I. Vectơ quay

Ta có thể biểu diễn một dao động bằng một vectơ quay tai thời điểm ban đầu có các đặc điểm sau:

+ Có góc tai góc tọa độ của Ox

+ Có độ dài bằng biên độ dao động; OM = A.

+ Hợp với Ox một góc

- Đặt vấn đề tổng hợp một vật tham gia hai dao động đièu hòa cùng lúc. Xác định tổng hợp dao động như thế nào?

- Hướng dẫn cách tính cần phải dùng giản đồ Fre-nen.

- Gợi ý cho hs dựa vào Vectơ quay để tính tổng.

- Yêu cầu hs lên bảng biểu diễn vectơ quay của hai pt dđđh.

- Biễu diễn vectơ quay của phương trình tổng của hai dđđh.

- Nhận xét ?

- Yêu cầu hs tiến hành làm câu C₂

- Nhận xét kết quả của hs tìm được và sửa chữa.

- Từ công thức tính biên độ nhận xét ảnh hưởng của độ lệch pha.

- Nhận xét chung

- Cho hs đọc SGK ví dụ trong SGK và thảo luận cách giải bài ví dụ.

- Yêu cầu hs lên bảng trình bày.

- Kết luận bài học

- Hs tìm phương pháp tính tổng chúng.

- Đọc hai pt

- Tiếp thu

- Tiếp thu

- Lên bảng biễu diễn bằng vectơ quay

- Nhận xét dao động tổng hợp. (SGK)

- Tiến hành làm câu C₂

Tìm hai công thức (1) và (2).

* Nếu hai dao động cùng pha

với n =

* Nếu hai dao động ngược pha

với n =

- Đọc SGK và thảo luận theo bàn về cách giải

- Lên bảng trình bày

- Ghi nhận kết luận của GV

II. Phương pháp giản đồ Fre-nen

1. Đặt vấn đề

Tìm tổng của hai dao động

- Bài toán đơn giản nếu A₁ = A₂ và phức tạp khi A₁ A₂ vì vậy ta dùng phương pháp giản đồ Fre-nen cho tiện.

2. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Ta lần lượt ta vẽ hai vec tơ quay đặt trưng cho hai dao động:

- Ta thấy và quay với tốc độ góc ω thì cũng quay với tốc độ góc là ω.

- Phương trình tổng hợp

* Kết luận: “Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao dộngddieeuf hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó”

Trong đó:

(1)

(2)

3. Ảnh hưởng của độ lệch pha

Ta thấy

* Nếu hai dao động cùng pha

với n =

(lớn nhất)

* Nếu hai dao động ngược pha

với n =

(nhỏ nhất)

4. Ví dụ

Tính tổng hai dao động

Giải

Áp dụng các công thức đã học

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là: A₁ = 3 cm và A₂ = 4 cm. Biên độ của dao động tổng hợp không thể nhận giá trị

A. 5,7 cm        B. 1,0 cm        C. 7,5 cm        D. 5,0 cm.

Câu 2: Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động . Kết luận nào sau đây là đúng?

A. Phương trình vận tốc của vật . B. Động năng của vật .

C. Thế năng của vật . D. A, B, C đều đúng.

Câu 3: Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà với biên độ 8cm, chu kỳ 2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật đạt ly độ cực đại. Phương trình dao động của vật là:

A. (cm) B. (cm) C. (cm) D. (cm)

Câu 4: Hai giao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, ngược pha nhau, có biên độ là A₁ và A₂ với A₂=3A₁, thì dao động tổng hợp có biên độ A là

A. A₁        B. 2A₁        C. 3A₁        D. 4A₁

Câu 5: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng pha, có biên độ là A₁ và A₂ với A₂=4A₁ thì dao động tổng hợp có biên độ A là

A. 5A₁        B. 2A₁        C. 3A₁        D. 4A₁

Câu 6: 

Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà với biên độ 4cm, tần số 20Hz. Chọn gốc thời gian là lúc vật có ly độ cm và chuyển động ngược chiều với chiều dương đã chọn . Phương trình dao động của vật là:

A. (cm) B. (cm) C. (cm) D. (cm)

Câu 7: Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà, có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10cm. Biên độ dao động của vật là:

A. 2,5cm. B. 5cm. C. 10cm. D. Kết quả khác.

Câu 8: Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà, có quãng đường đi được trong một chu kỳ là 16cm. Biên độ dao động của vật là:

A. 4cm. B. 8cm. C. 16cm. D. 2cm.

Câu 9: Một vật có thể tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số nhưng ngược pha nhau. Nếu chỉ tham gia dao động thứ nhất, năng lượng dao động của vật là W₁. Nếu chỉ tham gia dao động thứ hai, năng lượng dao động của vật là W₂=2,25W₁. Khi tham gia đồng thời hai giao động, năng lượng giao động của vật là

A. 1,5W₁        B. W₁        C. 0,25W₁        D. 0,5W₁

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Một vật dao động điều hoà có phương trình dao động là:

x = 5sin(2πt + ), ( x tính bằng cm; t tính bằng s; Lấy π² ≈ 10, π ≈ 3,14). Gia tốc của vật khi có ly độ x = 3cm

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Hướng dẫn: Ta có Gia tốc của vật khi có ly độ x = 3cm là: -120(cm/s²).

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Vẽ sơ đồ tư duy thể hiện :

- Những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu hs các nhóm kiểm tra lại dụng cụ thí nghiệm theo sự giới thiệu của mình

- Trình bày tác dụng của các loại dụng cụ trong bài thí nghiệm.

- Hướng dẫn hs sử dụng các dụng cụ đo thời gian

- Kiểm tra vài hs đại diện nhóm sử dụng đồng hồ hoặc đọc số trên đồng hồ hiện số.

- Quan sát và nghe GV giới thiệu dụng cụ và kiểm tra.

- Trả lời câu hỏi của GV khi được gọi

- Tiếp thu

- Đại diện nhóm sử dụng mẫu đồng hồ bấm giây hoặc đọc số trên đồng hồ điện tử

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu hs trình bày phương án thí nghiệm

- Nhận xét phương án và sửa chữa

- Cho hs tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và xử lý kết quả.

- Theo dõi quan sát các nhóm thí nghiệm, hướng dẫn khi cần thiết

- Đánh giá quá trình thực hành của từng hs.

- Cố định m, l của con lắc. Thực hiện dao động đo chu kì của con lắc với biên độ khác nhau. Làm lại nhiều lần. Sau đó rút ra mối quan hệ giữa T và A.

- Tiến hành thí nghiệm có sự phân chia công việc hợp lí trong nhóm.

- Lấy số liệu chính xác, khoa học

- Xử lý số liệu độc lập

- Ghi kết quả xử lí vào báo cáo thực hành

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu hs trình bày phương án thí nghiệm

- Nhận xét phương án và sửa chữa

- Cho hs tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và xử lý kết quả.

- Theo dõi quan sát các nhóm thí nghiệm, hướng dẫn khi cần thiết

- Đánh giá quá trình thực hành của từng hs.

- Cố định A, l của con lắc. Thực hiện dao động đo chu kì của con lắc với khối lượng khác nhau. Làm lại nhiều lần. Sau đó rút ra mối quan hệ giữa T và A.

- Tiến hành thí nghiệm có sự phân chia công việc hợp lí trong nhóm.

- Lấy số liệu chính xác, khoa học

- Xử lý số liệu độc lập

- Ghi kết quả xử lí vào báo cáo thực hành

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Yêu cầu hs trình bày phương án thí nghiệm

- Nhận xét phương án và sửa chữa

- Cho hs tiến hành thí nghiệm, thu thập số liệu và xử lý kết quả.

- Theo dõi quan sát các nhóm thí nghiệm, hướng dẫn khi cần thiết

- Đánh giá quá trình thực hành của từng hs.

- Cố định A, m của con lắc. Thực hiện dao động đo chu kì của con lắc với chiều dài khác nhau. Làm lại nhiều lần. Sau đó rút ra mối quan hệ giữa T và A.

- Tiến hành thí nghiệm có sự phân chia công việc hợp lí trong nhóm.

- Lấy số liệu chính xác, khoa học

- Xử lý số liệu độc lập, vẽ đồ thị để khảo sát chu kì lệ thuộc vào chiều dài l

- Ghi kết quả xử lí vào báo cáo thực hành

- Hướng dẫn học sinh từ kết quả thí nghiệm đi đến kết luận về kết quả tìm được.

- Tính gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm

- Kết luận về chu kì dao động của con lắc đơn và so sánh với lí thuyết xem có nghiệm đúng hay không?

- Tiến hành tìm gia tốc trọng trường dựa vào kết quả của thí nghiệm 2 (A, m không đổi, l thay đổi)

- Mỗi học sinh làm 1 bản báo cáo thí nghiệm ghi đầy đủ các mục SGK yêu cầu

- Nhận xét kết quả

- Độ sai số

- Nguyên nhân

- Cách khắc phục

Nội dung báo cáo

- Họ và tên, lớp

- Mục tiêu thí nghiệm

- Cách tiến hành

- Kết quả

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: song cơ và sự chuyền song cơ

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Trong đời sóng hằng ngày, chúng ta thường nghe nói nhiều loại sóng khác nhau như: sóng nước, sóng âm, sóng siêu âm, sóng vô tuyến, sóng điện từ, sóng ánh sáng…Vậy sóng là gì? Quy luật chuyển động của sóng và các đặc trưng cho nó là gì? Sóng có tác dụng gì có ý nghĩa gì đối với đời sống và kĩ thuật. Để tìm hiểu nó ta vào bài mới “SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ”

- HS ghi nhớ

- HS định hướng ND

Chương II : SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

Tiết 13,14: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: :- định nghĩa của sóng cơ.

- định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha.

- các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Đặt vấn đề: Nếu ném một hòn đá xuống nước quan sát và kết luận.

- Vừa làm thí nghiệm vừa vẽ hình. Gọi hs nêu hiện tượng phân tích rút ra định nghĩa sóng.

- Yêu cầu hs định nghĩa sóng cơ.

- Đặt vấn đề về phương dao động của phần tử sóng.

+ Nếu phương dao động vuông góc với phương truyền sóng

+ Phương dao động trùng phương truyền sóng.

- Giải thích thêm phần tạo thành sóng của các phân tử

- Cung cấp cho hs môi trường truyền sóng của sóng dọc, sóng ngang và sóng cơ.

- Các vòng tròn đồng tâm lồi lõm xen kẻ nhau

- Quan sát thí nghiệm và hội ý trả lời và rút ra kết luận

+ Dạng hình sin

+ Dao động chuyển động xa dần tâm

+ Dao động của nút chai tại chỗ

- Định nghĩa sóng cơ (SGK)

+ Sóng ngang

+ Sóng dọc

I. Sóng cơ

1. Thí nghiệm

2. Định nghĩa

Sóng cơ là dao động lan truyền trong một môi trường.

- Sóng nước truyền theo các phương khác nhau với cùng một vận tốc v

3. Sóng ngang

Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng

- Trừ sóng nước, còn sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn.

4. Sóng dọc

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

Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí.

Sóng cơ không truyền được trong chân không.

- Vẽ hình và giải thích cách tạo ra một sóng hình sin trên dây.

- Trình bày cách truyền sóng của một sóng hình sin.

- Đưa ra khái niệm bước sóng

- Nhận xét về vận tốc dịch chuyển của đỉnh sóng.

Yêu cầu hs đọc SGK và rút ra các đặc trưng của một sóng hình sin

a./ Biên độ sóng

b./ Chu kì của sóng

c./ Tốc độ truyền sóng

d./ Bước sóng

e./ Năng lượng của sóng

Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng

TIẾT 2

- Theo dõi cách giải thích của GV

- Tiếp thu khái niệm bước sóng

- Đọc SGK và nêu ra các đặc trưng của một sóng hình sin

a./ Biên độ sóng

b./ Chu kì của sóng

c./ Tốc độ truyền sóng

d./ Bước sóng

e./ Năng lượng của sóng

(SGK)

II. Các đặc trưng của một sóng hình sin.

1. Sự truyền của một sóng hình sin

Kích thích một đầu dây căng thẳng, đầu còn lại cố định cho nó dao động hình sin. Trên dây cũng xuất hiện một sóng hình sin . Hình 7.3 sgk

Từ hình vẽ ta thấy đỉnh sóng dịch chuyển theo phương truyền sóng với vận tốc v.

2. Các đặc trưng của một sóng hình sin

a./ Biên độ của sóng: Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

b./ Chu kì của sóng: Là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

gọi là tần số của sóng

c./ Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.

Đối với 1 môi trường vận tốc truyền sóng là một giá trị không đổi.

d./ Bước sóng: Bước sóng λ là quãng đường mà sóng truyền được trong một chu kì

e./ Năng lượng của sóng: Là năng lượng của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

- Giáo viên đặt vấn đề nghiên cứu định lượng của chuyển động sóng, sự cần thiết phải lập phương trình sóng: sự phụ thuộc li độ x và thời gian t.

- Gọi hs lên bảng viết phương trình sóng tại M với φ = 0.

- Gọi hs nhận xét sự phụ thuộc li độ của sóng tại một điểm vào t và x từ đó kết luận tính tuần hoàn của sóng

+ Theo thời gian

+ Theo không gian

- Theo dõi và làm theo hướng dẫn của GV

- Pt sóng tại 0

- Pt sóng tại M

- Nhận xét: Phương trình sóng tại M là một phương trình tuần hoàn theo thời gian và không gian

+ Sau một chu kì dao động tại một điểm lập lại như cũ

+ Cách nhau một bước sóng thì các điểm dao động giống hệt

III. Phương trình sóng

- Chọn góc tọa độ và góc thời gian sao cho:

- Khi dao động truyền từ O đến M thì M dao động giống như O ở thời điểm t-Δt trước đó.

Pt sóng tại M là:

- Phương trình trên là phương trình của một sóng hình sin truyền theo trục x.

- Phương trình sóng tại M là một phương trình tuần hoàn theo thời gian và không gian

+ Sau một chu kì dao động tại một điểm lập lại như cũ

+ Cách nhau một bước sóng thì các điểm dao động giống hệt nhau

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chọn câu đúng. Sóng cơ học là:

A. sự lan truyền dao động của vật chất theo thời gian.

B. những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất theo thời gian.

C. sự lan toả vật chất trong không gian.

D. sự lan truyền biên độ dao động của các phân tử vật chất theo thời gian

2. Chọn phát biểu đúng trong các lời phát biểu dưới đây:

A. Chu kỳ dao động chung của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua gọi là chu kỳ sóng.

B. Đại lượng nghịch đảo của tần số góc gọi là tần số của sóng.

C. Vận tốc dao động của các phần tử vật chất gọi là vận tốc của sóng

D. Năng lượng của sóng luôn luôn không đổi trong quá trình truyền sóng.

3. Chọn câu đúng. Sóng ngang là sóng:

A. được truyền đi theo phương ngang.

B. có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.

C. được truyền theo phương thẳng đứng.

D. có phương dao động trùng với phương truyền sóng.

4. Chọn câu đúng. Sóng dọc là sóng:

A. được truyền đi theo phương ngang.

B. có phương dao động trùng với phương truyền sóng.

C. được truyền đi theo phương thẳng đứng.

D. có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng.

5. Chọn câu đúng. Bước sóng là:

A. khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động cùng pha.

B. khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha trên phương truyền sóng.

C. khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng và dao động ngược pha.

D. quãng đường sóng truyền được trong một đơn vị thời gian.

6: Một nguồn O phát sóng cơ dao động theo phương trình u=2cos⁡(20πt+π/3) (trong đó u tính bằng milimét, t tính bằng giây). Sóng truyền theo đường thẳng Ox với tốc độ không đổi bằng 1 m/s. M là một điểm trên đường trền cách O một khoảng bằng 42,5 cn. Trong khoảng O đến M số điểm dao động lệch pha π/6 với nguồn là

A. 9       B. 4       C. 5       D. 8.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu hs đọc SGK bài 6, 7 trang 40. Thảo luận và trả lời

- Nhận xét

- Yêu cầu hs đọc và tóm tắt bài 8.

- Gợi ý cho hs 5 gợn sóng liên tiếp tức là 4 bước sóng.

- Gọi hs lên bảng làm bài

- Nhận xét

- Đọc bài và thảo luận trả lời bài 6, 7 trang 40 SGK

- Đọc bài 8. Thực hiện bài toán theo gợi ý của GV

m/s

- Ghi nhận xét GV

Bài 6

Đáp án A

Bài 7

Đáp án C

Bài 8

- Ta có 5 gợn sóng tức là có 4 bước sóng.

m/s

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Sóng dọc và sóng ngang khác nhau ở chỗ nào?

Gợi ý:

Sóng ngang, sóng dọc khác nhau ở phương truyền sóng vào phương dao động:

- Sóng ngang có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng.

- Sóng dọc có phương dao động của các phần tử mỗi trường trùng với phương truyền sóng.

STT

BƯỚC

NỘI DUNG

Kiến thức cần đạt

1

Chuyển giao nhiệm vụ

Giao bài toán TQ

phát phiếu học tập

Câu 1 : . ĐA (C)

Câu 2:

Khoảng cách 7 gợn lồi có 6 nên:

. ĐA: (D)

Câu 3: D

Hai điểm ngược pha gần nhất cách nhau nên: f = = 2,5Hz

Câu 4:

=> U_M = 3 cos( )cm. Đáp án D

Câu 5. 0,02=2. / => = 100cm. Đáp án B

Câu 6 .= 2 .f.(x₂-x₁)/v=

Câu 7:

Từ đáp án k = 1 v = 6m/s. ĐA (A)

Câu 8. ĐA: (D)

Câu 9: ĐA: (A)

Câu 10: ĐA: (A)

2

Thực hiện nhiệm vụ

Nóm trưởng lên nhận phiếu. Phân cong nhiệm vụ.

3

Báo cáo kết quả và thảo luận

Các nhóm trình bày và thảo luận. Quá trình thảo luận làm nhiệm vụ trên

4

Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

Phiếu học tập số 1

Nhóm.............

Câu 1: Một sóng cơ học có f = 120 Hz truyền trong một môi trường với vận tốc 60m/s, bước sóng của nó là:

A. 1m B. 2m C. 0,5m D. 0,25m

Câu 2: Một điểm A trên mặt nước dao động với tần số 100Hz. Trên mặt nước người ta đo được khoảng cách giữa 7 gợn lồi liên tiếp là 3cm. Khi đó vận tốc truyền sóng trên mặt nước là bao nhiêu?:

A. 50cm/s B. 50m/s C. 5cm/s D. 0,5cm/s

Câu 3: Một sóng cơ phát ra từ một nguồn O lan truyền trên mặt nước vận tốc 2m/s. Người ta thấy 2 điểm M, N gần nhau nhất trên mặt nước cùng đường thẳng qua O và cách nhau 40cm luôn dao động ngược pha. Tần số sóng đó là?

A. 0,4Hz B. 1.5Hz C. 2 Hz D.2,5Hz

Câu 4: Một sóng cơ học lan truyền trên phương truyền sóng với vận tốc là 1m.s. Phương trình truyền sóng của điểm O trên phương truyền sóng là: U_o= 3 cos ( cm. Phương trình truyền sóng tại điểm M nằm trước điểm O và cách O một đoạn 25cm là:

A. U_M= 3cos() cm B. U_M= 3cos() cm

C. U_M= 3cos() cm D. U_M= 3cos() cm

Câu 5. Một sóng ngang có phương trình sóng u = Acos(0,02x – 2t) trong đó x,u được đo bằng cm và t đo bằng s. Bước sóng đo bằng cm là:

A. 50 B. 100 C. 200 D. 5

Câu 6. Sóng cơ có tần số 80 Hz lan truyền trong một môi trường với vận tốc 4 m/s. Dao động của các phần tử vật chất tại hai điểm trên một phương truyền sóng cách nguồn sóng những đoạn lần lượt 31 cm và 33,5 cm, lệch pha nhau góc

A. rad. B. π rad. C. 2π rad. D. rad.

Câu 7:Một sóng ngang truyền dọc theo sợi dây với tần số f = 10(Hz), hai điểm trên dây cách nhau 50(cm) dao động với độ lệch pha 5π/3. Vận tốc truyền sóng trên dây bằng

A. 6(m/s). B. 3(m/s). C. 10(m/s). D.5(m/s).

Câu 8:Một sóng cơ phát ra từ một nguồn O lan truyền trên mặt nước vận tốc 2m/s. Người ta thấy hai điểm M, N gần nhau nhất trên mặt nước nằm trên cùng đường thẳng qua O và cách nhau 40cm luôn dđ ngược pha nhau. Tần số sóng

A. 0,4Hz B. 1,5Hz C. 2Hz D. 2,5Hz

Câu 9:Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng=3m. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động lệch pha nhau 90⁰ là:

A. 0,75m B. 1,5m C. 3m D. Một giá trị khác.

Câu 10: Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng =2m. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau là:

A. 4 m B. 1m C. 1,5m D. 2m

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: giáo thoa sóng

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Ở bài trước ta đã tìm hiểu về tính chất của một sóng và phương trình của một điểm. Giả sử ta có hai nguồn sóng tạo nên những gợn sóng cùng một môi trường thì dao động của một điểm trong vùng sóng gặp nhau như thế nào? Để tìm hiểu nó ta sẽ nghiên cứu qua bài “GIAO THOA SÓNG”

- HS đưa ra phán đoán và định hướng

Tiết 16: GIAO THOA SÓNG

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: :- hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.

- công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

GV : Trình bày TN giao thoa sóng nước

(Hình 8-1 SGK )

-Trả lời C1 :

Những hypebol liền nét biểu diễn những chổ gặp nhau của hai sóng tăng cường lẫn nhau, những đường hypebol nét đứt biểu diễn những chổ găp nhau của hai sóng triệt tiêu lẫn nhau .

- Giải thích hiện tượng

- Theo dõi thí nghiệm của GV

- Trả lời câu C₁ theo goiự ý của GV

-Tiếp thu

-HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA 2 SÓNG NƯỚC

1)Thí nghiệm :

-Gõ nhẹ cần rung cho dao động trên mặt nước có những gợn sóng ổn định hình các đường hypebol có tiêu điểm S₁S₂

S₂

S₁

P

2) Giải thích :

-Những đường cong dao động với biên độ cực đại ( 2 sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau)

-Những đường cong dao động với biên độ cực tiểu đứng yên ( 2sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau)

-Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa

-GV: hướng dẫn HS thành lập biểu thức sóng thai 1 nguồn S₁ và S₂ ?

-Biểu thức sóng tại điểm M do sóng từ S₁ và S₂ truyền đến?

-Áp dụng :

Sina +sinb =

-M dao động với biên độ cực đại khi nào ?

(Hai dao động cùng pha =

suy ra :

)

d₂ –d₁ : gọi là hiệu đường đi

- Dựa vào biểu thức phát biểu điều kiện để biên độ dao động tại M cực đại

-M dao động với biên độ cực tiểu khi nào ?

(Hai dao động ngược pha =

Suy ra :

)

- Dựa vào biểu thức phát biểu điều kiện để biên độ dao động tại M cực đại

-GV : Trình bày ĐK để có giao thoa

* u₁ = Acosωt = Asin t

* u₂ = Acosωt = Asin t

- Biểu thức sóng tại M do sóng từ hai nguồn tới

u_1M = A cos 2 π

u_2M = A cos 2 π

- Sóng tổng hợp tại M

u_M=u_1M+u_2M

- Theo hướng dẫn của GV tìm biên độ dao động tại M

- Khi

- Tiếp thu

- Phát biểu (SGK)

- Khi

- Tính tóan theo gợi ý của GV

- Phát biểu (SGK)

- Tiếp thu

II- CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU

1-Dao động của một điểm trong vùng giao thoa :

-Cho 2 nguồn S₁ và S₂ có cùng f , cùng pha :

Phương trình dao động tại 2 nguồn :

-Xét điểm M cách S₁và S₂ một đoạn :

d₁ = S₁M và d₂ = S₂M

-Coi biên độ bằng nhau và không đổi trong quá trình truyền sóng .

-Phương trình sóng từ S₁ đến M :

-phương trình sóng từ S₂ đến M :

-Sóng tổng hợp tại M :

-Biên độ dao động là :

2) Vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa

a) Vị trí các cực đại giao thoa :

M dao động với A_max khi :

Suy ra : Hay :

Suy ra : (*) ; ( )

• Hiệu đường đi = một số nguyên lần bước sóng
• Quỹ tích các điểm này là những đường Hypebol có 2 tiêu điểm là S₁ và S₂ gọi là những vân giao thoa cực đại.
• k = 0 d₁ = d₂

Quỹ tích là đường trung trực của S₁S₂

b) Ví trí các cực tiểu giao thoa :

M dao động với A_M = 0 khi :

Hay :

Suy ra : ;

• Hiệu đường đi = một số nửa nguyên lần bước sóng
• Quỹ tích các điểm này là những đường Hypebol có 2 tiêu điểm là S₁ và S₂ gọi là những vân giao thoa cực tiểu .

III- ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP

• Điều kiện : Hai sóng nguồn kết hợp

a) Dao động cùng phương , cùng tần số.

b) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

• Hai nguồn kết hợp phát ra 2 sóng kết hợp.
• Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng .Quá trình vật lý nào gây ra được hiện tượng giao thoa là một quá trình sóng .

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Hai sóng kết hợp là

A. hai sóng chuyển động cùng chiều với cùng tốc độ.

B. hai sóng luôn đi kèm với nhau.

C. hai sóng có cùng tần số và có độ lệch pha không đổi theo thời gian.

D. hai sóng có cùng bước song và có độ lệch pha biến thiên tuần hoàn.

Câu 2: Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số 30 Hz, người ta thấy đường cực đại thứ ba tính từ đường trung trực của AB qua điểm M có hiệu khoảng cách từ A đến B là 15 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 1,5 m/s       B. 2,1 m/s       C. 2,4 m/s       D. 3,6 m/s.

Câu 3: Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn sóng kết hợp A, B dao động với tần số 15 Hz và cùng pha. Tại một điểm M trên mặt nước cách A, B những khoảng cách từ A đến B là 15 cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 36 cm/s       B. 24 cm/s       C. 48 cm/s       D. 20 cm/s.

Câu 4: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn A, B dao động cùng pha với tần số f. Tại một điểm trên mặt nước cách các nguồn A, B những khoảng 19 cm, 21 cm sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB không có dãy cực đại nào khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 26 cm/s. Tần số dao động của hai nguồn là

A. 16 Hz.       B. 26 Hz.       C. 50 Hz.       D. 13 Hz.

Câu 5: Hai nguồn kết hợp AB dao động cùng pha, cùng biên độ. Tại một điểm M cách các nguồn lần lượt là 20 cm và 25 cm sóng dao động với biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của đoạn AB không có điểm cực đại nào. Tại điểm N các cách nguồn lần lượt 20 cm và 22,5 cm hai sóng dao động

A. lệch pha nhau π/6.        B. cùng pha.        C. vuông pha.        D. ngược pha.

âu 6: Trong một thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 32 cm, tần số f = 25 Hz dao động đồng pha. Biết tốc độ truyền sóng là 75 cm/s. Số vân giao thoa cực đại và cực tiểu quan sát được lần lượt là

A. 18 và 17       B. 20 và 21       C. 21 và 22       D. 23 và 22.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập về giáo thoa sóng

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Hãy giải thích hiện tương tạo thành vân giao thoa trên mặt nước.

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Dùng một nhánh hình chữ U bằng thép đàn hồi, ở đầu hai nhánh chữ U có hai quả cầu nhỏ chạm nhẹ vào mặt nước trong khay. Cho thanh thép dao động duy trì với tần số xác định thì hai quả cầu dao động theo và truyền cho mặt nước hai dao động cùng phương, cùng tần số, cùng pha, cùng biên độ, tạo ra hai sóng tròn cùng tần số và cùng bước sóng.

Hai sóng này giao thoa với nhau, mỗi điểm trên mặt nước có sóng tổng hợp. Nếu 2 sóng thành phần tại vị trí đó cùng pha với nhau thì biên độ sóng cực đại, hay ngược pha với nhau thì biên độ sóng cực tiểu. Tập hợp các điểm dao động có biên độ cực đại và có biên độ cực tiểu là các vân giao thoa dạng đường hypebol.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

 Làm thí nghiệm và quan sát kỹ để chỉ ra đường nào là đường nối các điểm dao động với biên độ cực đại, đường nào là đường nối các điểm với biên độ cực tiểu.

Lời giải:

Khi quan sát kỹ ta thấy đường trung trực của đoạn thẳng nối 2 nguồn sóng là đường nối các điểm dao động với biên độ cực đại (gọi là vân cực đại ở chính giữa). Từ đó ta chỉ ra được các vân cực đại tiếp theo ở cách đều 2 bên vân chính giữa: ở giữa hai vân cực đại là vân cực tiểu (là đường nối các điểm dao động có biên độ cực tiểu).

Câu 1:A

Câu 2:B

Câu 3:D

Câu 4:C

Câu 5:D

Câu6:A

Câu 7:A

Câu 8:C

Câu 9:C

Câu 10:B

Câu 1:C

Câu 2:A

Câu 3:C

Câu 4: B

Câu 5: A

Câu6: B

Câu 7: B

Câu 8: C

Câu 9: C

Câu 10: D

Hoạt động của thầy và trò

Nội dung

Bài 1. Hai điểm S₁ và S₂ trên mặt một chất lỏng, cách nhau 18 cm, dao động cùng pha với biên độ A và tần số f=20Hz. Tốc độ truyền sống trên mặt chất lỏng là . Hỏi giữa S₁, S₂ có bao nhiêu gợn sóng hình hypecbol?

Vậy số gợn sóng hình hypecbol là 6-2=4.

Bài 2. Hai mũi nhọn S₁ và S₂ cách nhau 8 cm, gắn ở đầu một cần rung có tần số f=100Hz, được đặt cho chạm nhẹ vào một chất lỏng. Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là .

a/. Gõ nhẹ cần rung thị hai điểm S₁ và S­₂ dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng . Hãy viết phương trình dao động của điểm M₁ trên mặt chất lỏng cách đều S₁ và S₂ một khoảng d=8cm.

b/. Dao động của cần rung được duy trì bằng một nam châm điện. Để được một hệ vân giao thoa ổn định trên mặt chất lỏng, phải tăng khoảng cách S₁S₂ một đoạn ít nhất bằng bao nhiêu? Với khoảng cách ấy thì giữa hai điểm S₁, S₂ có bao nhiêu gơn sóng hình hypebol?

a/. Độ lệch pha dao động:

b/. Để hệ vân giao thoa ổn định thì đường trung trực của S₁S₂ phải là vân cực đại, khi:

Vậy phải tăng:

Số gợn sóng hình hypecbol:

Bài 3. Một người làm thí nghiệm với một chất lỏng và một cần rung có tần số 20Hz. Giữa hai điểm S₁ và S₂ người đó đếm được 12 đường hypebol, quỹ tích các điểm đứng yên. Khoảng cách giữa đỉnh của hai đường hypebol ngoài cùng là 22cm. Tính tốc độ truyền sóng.

Bài 4. Dao động tại 2 điểm S­₁, S₂ cách nhau 12cm trên một mặt chất lỏng có biểu thức , tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8m/s.

a/. Giữa hai điềm S₁, S_­2 có bao nhiêu đường hypebol, tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất?

a/.

Số điểm dao động mạnh nhất là 15.

STT

BƯỚC

NỘI DUNG

1

Chuyển giao nhiệm vụ

Phát phiếu học tập cho học sinh làm bài trắc nghiệm

2

Thực hiện nhiệm vụ

Nhóm trưởng nhận phiếu học tập, Phận công tahnhf viên tronh nhóm giải bài nhanh

3

Báo cáo kết quả và thảo luận

Các nhóm báo cáo kết quả

4

Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

Giáo viên đánh giá nhận xét kết quả hcọ tập của các nhóm theo kết quả chuẩn

Bài 5: Hai gợn lõm cách nhau Chọn C

Bài 6: Hai gợn lõm cách nhau

mà Chọn D.

Bài 7: Vậy k=4 Chọn A

Bài 8 : Chọn B

Bài 9:

Vậy tính đường trung trực thì có 15 gợn. Chọn C

Bài 10: Chọn B

Phiếu học tập

Nhóm : ………………………..

Bài 5. Trong thí nghiệm tại vân giao thoa sóng trên mặt nước, người ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và đo được khoảng cách giữa hai gợn lõm liên tiếp nằm trên đường nối hai tâm dao động là 2mm. Bước sóng của sóng trên mặt nước là:

A. 1mm B. 2mm C. 4mm D. 8mm

Bài 6. Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa trên mặt nước, người ta dù ng nguồn dao động có tần số 100 Hz và đo được khoảng cách giữa hai giợn lõm liên tiếp nằm trên đường nối 2 tâm dao động là 4 mm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:

A. 0,2m/s B. 0,4m/s C. 0,6m/s D. 0,8m/s

Bài 7. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20 Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 16 cm và 20 cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là:

A. 20cm/s B. 26,7cm/s C. 40cm/s D. 53,4 cm/s

Bài 8. Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 13Hz, tại một điểm M cách A và B lần lượt là 19cm và 21cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của AB không có dãy cực đại nào khác. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước

A. 26m/s B. 26cm/s C. 52m/s D. 52 cm/s

Bài 9. Âm thoa điện mang một nhánh chĩa hai dao động với tần số 100Hz, chạm mặt nước tại hai điểm S₁ và S₂, Khoảng cách S₁S₂=9,6 cm. Tốc độ truyền sóng nước là 1,2 m/s. Số gợn sóng trong khoảng giữa S₁ và S₂ là:

A. 8 B. 14 C. 15 D. 17

Bài 10. Một sóng cơ học truyền dọc theo trục Ox có phương trình u = 28cos(20x - 2000t) (cm), trong đó x là tọa độ được tính bằng mét (m), t là thời gian được tính bằng giây (s). Vận tốc của sóng là

A. 334 m/s B. 100m/s. C. 314m/s. D. 331m/s.

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Khi ta nói to ở miệng giếng đồng thời cúi xuống giếng ta nghe thấy 2 lần âm ra ta phát ra. Hiện tượng trên là gì? tại sao xảy ra hiện tượng đó?

- Bài trước ta đã học về hiện tượng giao thoa sóng nhưng giao thoa trong vùng giao thoa rộng. Hôm nay ta xét một trường hợp đặc biệt là hiện tượng giao thoa xảy ra trên một sợi dây đàn hồi. Đó là hiện tượng sóng dừng trên dây. Vậy Sóng dừng là gì ta vào bài mới “SÓNG DỪNG”

- HS đưa ra phán đoán

HS định hướng ND

Tiết 18: SÓNG DỪNG

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó.

- Giải thích được hiện tượng sóng dừng.

- Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do.

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong 2 trường hợp trên.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

GV : Trình bày TN

-Tay cầm đầu P của dây mềm dài chừng vài m ,giật mạnh đầu nó lên trên rồi hạ xuống về chổ cũ biến dạng dây hướng lên trên và truyền từ P đến Q .Đến Q nó phản xạ trở lại từ Q đến P nhưng biến dạng của dây hướng xuống dưới

-Nếu cho P dao động điều hòa có sóng hình sin từ P đến Q (sóng tới ) đến Q sóng bị phản xạ .Sóng phản xạ ngược pha với sóng tới .

- Làm tương tự cho sóng phản xạ trên dây có đầu tự do.

Đặt vấn đề :

-Nếu sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau thì có hiện tượng gì xảy ra ?

(đó là 2 sóng kết hợp)

- Nhận xét về khoảng cách giũa các nút và các bụng

-Hướng dẫn HS tự rút ra các công thức

Và :

- Kết luận và nhận xét chung

k

k

HS : quan sát TN –rút ra các kết luận

- Quan sát TN nhận xét

- Ghi nhận kết luận

- Tiếp thu và phát biểu kết luận

- Trả lời vấn đề của GV

-Nếu hai sóng gặp nhau thì hai sóng sẽ giao thoa.

- Khi giao thoa sẽ có những điểm cực đại và những điểm cực tiểu.

- Rút ra khái niệm sóng dừng

- Tiếp thu và ghi vào vở

- Theo sự gợi ý của GV rút a các công thức

và

-Ghi nhận kết luận của GV

I- PHẢN XẠ CỦA SÓNG

1) Phản xạ của sóng trên vật cản cố định :

a) TN :

B

A

h1.a

b) Kết luận :

-Khi phản xạ trên vật cản cố định biến dạng bị đổi chiều .

-Khi phản xạ trên vật cản cố định , sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ .

2) Phản xạ trên vật cản tự do

a) TN :

b) Kết luận :

Khi phản xạ trên vật cản tự do , sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm tới .

II- SÓNG DỪNG

1) Sóng dừng :

a)TN :

-Cho đầu P dao động liên tục sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau vì chúng là các sóng kết hợp .

B

A

h2.

-Trên dây có những điểm luôn đứng yên (nút) và những điểm dao động với biên độ cực đại ( bụng )

b) Định nghĩa : Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng .

2) Sóng dừng trên một sợi dây có hia đầu cố định

a) Khoảng cách giữa 2 nút ( hoặc 2 bụng liên tiếp ) bằng

b) Điều kiện để có sóng dừng :

k = 1,2,3, . . . .

k : số bụng Số nút = k+1

3) Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định , một đầu tự do:

k= 0,1,2 ,3 . . . . .

k : số bụng ( nguyên , không kể )

số nút = k +1

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Hiện tượng sóng dừng xảy ra khi hai sóng gặp nhau

A. có cùng biên độ.

B. là hai sóng truyền cùng chiều nhau trên một dây đàn hồi.

C. có cùng bước sóng.

D. là hai sóng kết hợp có cùng biên độ truyền ngược chiều nhau trên một dây đàn hồi.

Câu 2: Phát biểu nào sau đầy sai khi nói về sóng phản xa và sóng tới tại các đầu tự do?

A. Sóng phản xạ có cùng tốc độ truyền với sóng tới nhưng ngược hướng.

B. Sóng phản xạ có cùng tần số với sóng tới.

C. Sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.

D. Sóng phản xạ có biên độ bằng biên độ sóng tới.

Câu 3: Trên một sợi dây đàn hồi AB dài 60 cm đang có sóng dừng với hai đầu A và B cố định. Quan sát trên dây AB có 3 bụng sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s thì tần số sóng trên dây là

A. 15 Hz        B.20 Hz        C. 10 Hz        D. 25 Hz.

Câu 4: Bước sóng dài nhất của một sóng dừng có thể tạo ra trên một sợi dây dài 15 cm, hai đầu cố định là

A. 10 cm        B. 20 cm        C. 30 cm        D. 40 cm.

Câu 5: Một dây AB dài 50 cm có đầu B cố định. Tại đầu A thực hiện một dao động điều hòa có tần số f = 100 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là v = 10 m/s. Số điểm nút, số điểm bụng trên dây (không kể hai đầu dây) là

A. 9 nút; 10 bụng        B. 10 nút; 11 bụng

C. 6 nút; 7 bụng        D. 6 nút; 5 bụng.

Câu 6: Một sợi dây đàn hồi, một đầu nối với vật cản, đầu kia kiên kết với một bàn rung có tần số rung là 440 Hz. Khi đó xuất hiện sóng dừng trên dây. Tốc độ truyền sóng trên dây là 132 m/s. Người ta đếm được 6 bụng sóng xuất hiện dọc sơi dây. Chiều dài sợi dây là

A. 0,08 m        B. 1,20 m        C. 0,96 m        D. 0,90 m.

Câu 7: Trong thí nghiệm về sóng dừng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,5 m với hai đầu cố định, người ta quan sat thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có ba điểm khác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,05 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 3,75 m/s        B. 5 m/s        C. 30 m/s        D. 7,5 m/s.

Câu 8: Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nguồn dao động điều hòa có tần số thay đổi được. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 20 cm/s. Khi có sóng dừng trên dây thì đầu A coi là nút. Khi tần số của nguồn thay đổi từ 45 Hz đến 100 Hz thì số lần tối đa ta quan sát được sóng dừng trên dây là

A. 6        B. 8        C. 7        D. 5.

Câu 9: Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 75 cm. Người ta tạo sóng dừng trên dây. Hai tần số gần nhau nhất cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 150 Hz và 200 Hz. Tần số nhỏ nhất tạo ra sóng dừng trên dây đó là

A. 75 Hz        B. 125 Hz        C. 50 Hz        D. 100 Hz.

Câu 10: Một sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 75 cm. Hai sóng có tần số gần nhau liên tiếp cùng tạo ra sóng dừng trên dây là 15 Hz và 20 Hz. Biết tốc độ truyền của các sóng trên day đều bằng nhau. Tốc độ truyền sóng trên dây là

A. 1,5 m/s        B. 5 m/s        C. 7,5 m/s        D. 15 m/s.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

So sánh chiều biến dạng của lò xo, chiều chuyển động của sóng trước và sau khi gặp đầu cố định.

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

Lời giải:

Sau khi gặp đầu cố định thì biến dạng của lò xo bị đổi chiều, chiều chuyển động của sóng ngược lại.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Làm việc cá nhân theo nhóm bằng dụng cụ âm giao thoa, nguồn điện dây cao su.... Phòng thí nghiệm nhà trường các nhóm thiết kế 1 mô hình thí nghiệm sóng dừng

STT

BƯỚC

NỘI DUNG

1

Chuyển giao nhiệm vụ

Phát phiếu học tập cho học sinh làm bài

Phát phiếu học tập cho mỗi nhóm

2

Thực hiện nhiệm vụ

Nhóm trưởng nhận phiếu học tập, Phận công tahnhf viên tronh nhóm giải bài nhanh

3

Báo cáo kết quả và thảo luận

Các nhóm báo cáo kết quả

4

Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

Giáo viên đánh giá nhận xét kết quả học tập của các nhóm theo kết quả chuẩn

Bài 1: Tần số của bản rung.

Bài 2:

Lập tỉ số: k’=2. Vậy số nút trên dây là 3 nút

Bài 3:

Bài 4:

Bài 5: a/.

b/.

Bài 6:

a/. Với

Suy ra k=14,5. Vậy không có sóng dừng trên dây.

b/. →2k+1=21

Suy ra k=10. Có sóng dừng trên dây

STT

BƯỚC

NỘI DUNG

1

Chuyển giao nhiệm vụ

Phát phiếu học tập cho học sinh làm bài trắc nghiệm

Phát phiếu học tập cho nhóm trưởng

2

Thực hiện nhiệm vụ

Nhóm trưởng nhận phiếu học tập, Phận công tahnhf viên tronh nhóm giải bài nhanh

3

Báo cáo kết quả và thảo luận

Các nhóm báo cáo kết quả

4

Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

Giáo viên đánh giá nhận xét kết quả học tập của các nhóm theo kết quả chuẩn

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: Đặc trưng vật lý của âm

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Gv cho học sinh nghe các âm thanh qua video:

- Tiếng nước chảy

- Tiếng còi xe

- Tiếng chuông nhà thờ

- Sau giờ ra chơi

- Sau giờ tan ca ngoài đường..

- Hằng ngày tai ta nghe được vô số các loại âm thanh êm tai có, chói tai có. Vậy âm thanh là gì và chúng có những đặc điểm vật lý gì ta sẽ tìm hểu thông qua bài “ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SÓNG ÂM”

- HS quan sát, nghe

- Định hướng nội dung bài học

TIẾT 20:ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: các khái niệm: sóng âm, nguồn âm, âm nghe được, hạ âm, siêu âm.

- ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau

- đặc trưng vật lý của âm là: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu hs tự đưa ra định nghĩa âm (SGK)

- Mở rộng định nghĩa sóng âm.

- Gợi ý, hướng dẫn và giới thiệu cho hs nắm tần số âm là tần số sóng âm.

- Dùng âm thoa , đàn ghi ta làm nguồn âm để làm TN cho HS xem

-Yêu cầu hs trả lời C1 ?

-Nêu định nghĩa nguồn âm ?

- Cho hs đọc SGK trả lời các câu hỏi: Âm nghe được ? hạ âm ? siêu âm ?

- Chốt lại vấn đề sau khi học sinh trả lời

-Âm truyền được trong các môi trường nào ?

- Tốc độ âm phụ thuộc vào cái gì ?

-Môi trường nào truyền âm tốt nhất ?

(Xem bảng 10-1SGK )

-Trả lời C3?

- Đoc SGK và trả lời câu hỏi của GV

- Định nghĩa sóng âm (SGK)

- Tiếp thu

- Quan sát TN của GV

- Trả lời C1:

-Trong cây đàn sợi dây dao động phát ra âm

-Trong sáo thì cột không khí dao động phát ra âm

-Trong âm thoa thì 2 nhánh dao động phát ra âm.

-Định nghĩa nguồn âm( là các vật dao động phát ra âm)

- Đọc SGK trả lời các câu hỏi của GV.

- Ghi nhận xét và kết luận của GV

- Âm truyền được trong các môi trường rắn lỏng khí

-Môi trường rắn truyền âm tốt nhất .

Trả lời C3:

-Ta trông thấy tia chớp và khá lâu mới nghe thấy tiến sấm.

I- Âm. Nguồn âm

1) Âm là gì ? -Âm là những sóng âm truyền trong các môi trường rắn ,lỏng ,khí , khi đến tai gây cảm giác âm.

-Sóng âm là những sóng cơ học truyền trong các môi trường rắn, lỏng, khí .

-Tần số của sóng âm cũng là tần số âm.

2)Nguồn âm :

- Là các vật dao động phát ra âm

- f của âm phát ra = f dao động của nguồn âm.

3) Âm nghe được , hạ âm, siêu âm:

-Âm nghe được (âm thanh)là những âm có tác dụng gây ra cảm giác âm. Có f từ 16 Hz đến

20.000Hz

-Hạ âm : có f < 16Hz

-Siêu âm : có f > 20.000Hz

4 ) Sự truyền âm

a) Môi trường truyền âm :

-Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng ,khí

-Âm không truyền được trong chân không .

b) Tốc độ âm :

-Tốc độ âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng, nhiệt độ của mội trường .

- V_rắn > V_lỏng > V_khí

- Giới thiệu điều kiện để chọn nhạc âm để xét các đặc điểm

- Nhắc lại đặc điểm thứ nhất là tần số âm.

- Hướng dẫn hs đọc SGK và đi đến định nghĩa cường độ âm.

- Xem bảng 10-3 SGK ?

-1dB =

- Yêu cầu hs viết lại biểu thức tính múc cường độ âm bằng dB

- Đưa một số đồ thị về âm cùng tần số do nhiều nhạc cụ phát ra

- Gợi ý cho hs Hiểu được đâu là âm cơ bản đâu là họa âm.

- Cho hs đọc SGK để tìm đăc trưng thứ 3 của âm

- Chốt lại vấn đề khi hs phát biểu

- Tiếp thu

- Tiếp thu

- Định nghĩa cường độ âm (SGK)

- Xem bảng 10-3 SGK

Từ đó nêu định nghĩa mức cường độ âm .

- Viết lại biểu thức

Đường biểu diễn dao động của âm la ( f = 440Hz) phát ra bởi:

a.Âm thoa

b.Sáo

- Đọc SGK và phát biểu về đăc trưng vật lý thứ 3 của âm

- Ghi kết luận vấn đề của GV vào vở

II- Những đặc trưng vật lý của âm

-Nhạc âm : âm có f xác định

-Tạp âm : không có f xác định

1) Tần số : Là một trong những đặc trưng quan trọng nhất của âm.

2) Cường độ âm và mức cường độ âm :

a) Cường độ âm ( I ) : Tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó ,vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

-Đơn vị I ( W/m² )

b) Mức cường độ âm ( L ): là lôga thập phân tỉ số I và I₀ .

I₀ = 10^-12 W/m² cường độ âm chuẩn có f = 1000 Hz

dB ( đêxiben)

3) Âm cơ bản và họa âm :

-Khi nhạc cụ phát một âm có tần số f₀ (âm cơ bản) thì cũng đồng thời phát ra các âm có tần số 2 f₀;3 f₀

;4 f₀ . . . . Các họa âm ( có cường độ khác nhau )

-Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm.

-Tổng hợp đồ thị dao động của các họa âm gọi là đồ thị dao động của nhạc âm đó.

-Vậy : đặc trưng vật lí thứ ba của âm là đồ thị dao động của âm đó.

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Khi muốn nói về sóng âm, phát biểu nào sau đây là sai?

A. Ở cùng một nhiệt độ, tốc độ truyền sóng âm trong không khí nhỏ hơn tốc độ truyền sóng âm trong nước.

B. Sóng âm trong không khí là sóng dọc.

C. Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí.

D. Sóng âm truyền trong không khí là sóng ngang.

Câu 2: Trong một buổi hòa nhạc, khi dùng 10 chiếc kèn đồng thì tại chỗ của một khán giả đo được mức cường độ ân 50 dB. Cho biết các chiếc kèn đồng giống nhau, khi thổi phát ra cùng cường độ âm tại vị trí đang xét. Để tại chỗ khán giả đó có mức cường độ âm là 60 dB thì số kèn đồng phải dùng là

A. 50 chiếc       B. 100 chiếc       C. 80 chiếc       D. 90 chiếc.

Câu 3: Đối với âm cơ bản và họa âm thứ hai do cùng một cây đàn phát ra thì

A. tốc độ âm cơ bản gấp đôi tốc độ âm họa thứ hai.

B. tần số họa âm thứ hai gấp đôi tần số âm cơ bản.

C. tần số họa âm thứ hai bằng nửa tần số âm cơ bản.

D. họa âm thứ hai có cường độ lớn hơn cường độ âm cơ bản.

Câu 4: Trong buổi hòa nhạc được tổ chức ở Nhà hát lớn Hà Nội nhân dịp kỉ niệm 1000 năm Thăng Long – Hà Nội, một người ngồi dưới khán đài nghe được âm do một chiếc đàn phát ra có mức cường độ âm 68 dB, Khi dàn nhạc giao hưởng gồm nhiều người chơi đàn giống đàn nói trên thực hiện bản hợp xướng, người đó cảm nhận được âm là 80 dB. Dàn nhạc giao hưởng đó có số người chơi là

A. 8 người       B. 12 người       C. 16 người       D. 18 người.

Câu 5: Một dây đàn ghi ta có chiều dài 40 cm, ở một độ căng xác định thì tốc độ truyền sóng trên dây là 800 m/s. Một thính giả có khả năng nghe được âm có tần số tối đa là 14500 Hz. Tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tần số của âm cao nhất mà người đó có thể nghe được từ dây đàn

A. 145000 Hz       B. 14000 Hz       C. 19000 Hz       D. 12000 Hz.

Câu 6: Xét ba âm lần lượt là f₁ = 50 Hz, f₂ = 10000 Hz và f₃ = 20000 Hz. Khi cường độ âm của chúng đều lên tới 10 W/m² thì những âm gây cho tai người cảm giác đau đớn và nhức nhối có tần số là

A. f₁,f₂,f₃       B. f₁,f₂        C. f₂,f₃       D. f₁,f₃

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập đặc trưng vật lý của âm

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Bài 10.13 trang 28 Sách bài tập Vật Lí 12: Giả sử tốc độ âm trong không khí là 333 m/s. Một tia chớp loé ra ở cách một khoảng l, và thời gian từ lúc chớp loé đến lúc nghe thấy tiếng sấm là t.

a) Tìm hệ thức liên hệ giữa l và t.

b) Nêu một quy tắc thực nghiệm để tính l, khi đo được t.

Lời giải:

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

a) Hệ thức liên hệ giữa l và t:

l = vt = 333.t(m) = t/3(km)

b) Quy tắc thực nghiệm : "Số đo l ra kilômét, bằng một phần ba số đo tính ra giây" hay là "lấy số đo thời gian t (bằng giây) chia cho 3, thì đư số đo l bằng kilômét".

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Đưa một số đồ thị về âm cùng tần số do nhiều nhạc cụ phát ra

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: đặc trưng sinh lý của âm

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Tiết trước ta đã biết được âm có ba đặc trưng vật lí. Nhưng cảm nhận âm của con người không chỉ phụ thuộc vào các đăc trưng vật lí của âm mà còn phụ thuộc vào các đặc trưng sinh lí của âm. Vậy âm có bao nhiêu đặc trưng sinh lí ta sẽ tìm hiểu trong bài “ĐẶC TRƯNG SINH LÝ CỦA SÓNG ÂM”

- HS ghi nhớ

- HS nêu bản chất về sự chuyển động của mặt trăng, mặt trời và trái đất trong hệ mặt trời.

- HS đưa ra phán đoán

Tiết 18

ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - Hiểu được được ba đặc trưng sinh lí của âm:độ cao, độ to và âm sắc

- Nêu được ba đặc trưng vật lý tương ứng với ba đặc trưng sinh lí

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Cảm giác mà âm gây cho cơ quan thính giác không chỉ phụ thuộc các đặc trưng vật lí mà còn phụ thuộc sinh lí tai người .Tai phân biệt các âm khác nhau nhờ ba đặc trưng sinh lí của âm là :độ cao , độ to , âm sắc.

- Gợi ý cho hs Hiểu được khái niệm về độ cao.

- Độ cao của âm gắn liền với đặc trưng vật lí nào?

- Tiếp thu

- Chú ý lắng nghe gợi ý của GV

- Đọc SGK trả lời: Độ cao của âm gắn liền với tần số âm

I- ĐỘ CAO

- Là đặc tính sinh lí của âm gắn liền với tần số

- f càng lớn nghe càng cao và ngược lại

- f càng nhỏ nghe càng trầm.

-Độ to của âm không tăng theo I mà tăng theo L

- Gơi ý cho hs tìm hiểu độ to của âm phụ thuộc những yếu tố nào?

- Kết luận và nhận xét

- Tiếp thu

- Độ to của âm không những phụ thuộc cường độ âm mà còn phụ thuộc tần số âm

- Ghi kết luận của GV

II- ĐỘ TO

-Là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm.

-Độ to của âm không trùng với cường độ âm.

-Độ to của âm không những phụ thuộc cường độ âm mà còn phụ thuộc tần số âm

- Nếu cho nhiều nhạc cụ cùng phát ra âm thanh có tần số f ta dễ dàng nhận ra âm do nhạc cụ nào phát ra đó là nhờ đăc trưng thứ 3 là âm sắc

-Tại sao âm do âm thoa , sáo kèn săcxô . . . cùng phát ra nốt La nhưng ta vẫn phân biệt được chúng?

- Vậy âm sắc là gì?

-Nếu ghi đồ thị dao động của 3 âm ta sẽ được 3 đồ thị dao động khác nhau ,nhưng có cùng chu kỳ.

( Xem Hình 10-3 SGK)

- Nhận xét, kết luận

- Tiếp thu

- Vì có âm sắc khác nhau .

- Là một đặc tính sinh lí của âm ,giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra

- Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

III- ÂM SẮC

-Là một đặc tính sinh lí của âm ,giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra .

Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm .

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Hai nhạc cụ cùng phát ra một âm cơ bản nhưng có số các họa âm và cường độ của các họa âm khác nhau thì các âm tổng hợp không thể giống nhau về

A. độ to        B. cường độ âm        C. âm sắc        D. mức cường độ âm.

Câu 2: Hai âm có âm sắc khác nhau vì chúng có

A. tần số khác nhau.

B. cường độ khác nhau.

C. độ cao và độ to khác nhau.

D. số lượng và tỉ lệ cường độ các họa âm khác nhau.

Câu 3: Tìm câu trả lời không đúng trong các câu sau

A. Đối với tai con người, cường độ âm càng lớn thì cảm giác âm càng to.

B. Độ to của âm tỉ lệ thuận với cường độ âm.

C. Tai con người nghe âm cao cảm giác “to” hơn nghe âm trầm khi chúng có cùng cường độ.

D. Ngưỡng nghe thấy thay đổi tùy theo tần số âm.

Câu 4: Tai ta cảm nhận được âm thanh khác biệt của các nốt nhạc Đô, Rê, Mi, Fa, Son, La, Si khi chúng phát ra từ một nhạc cụ nhất định là do các âm thanh này có

A. âm sắc khác nhau.

B. tần số âm khác nhau.

C. biên độ âm khác nhau.

D. cường độ âm khác nhau.

Câu 5: Để so sánh sự vỗ cánh nhanh hay chậm của một con ong với một con muỗi, người ta có thể dựa vào đặc tính sinh lí nào của âm do cánh của chúng phát ra

A. Độ cao        B. Độ to        C. Cường độ âm        D. Âm sắc

Câu 6: Có hai nguồn sóng âm kết hợp đặt cách nhau một khoảng 5 m dao động ngược pha nhau. Trong khoảng giữa hai nguồn âm, người ta thấy 9 vị trí âm có độ to cực tiểu. Biết tốc độ truyền âm trong không khí là 340 m/s. Tần số f của âm có giá trị thỏa mãn điều kiện nào nêu dưới đây?

A. 272 Hz < f < 350 Hz.        B. 136 Hz < f < 530 Hz.

C. 86 Hz < f < 350 Hz.        D. 125 Hz < f < 195 Hz.

Câu 7: Hai nguồn âm giống nhau đều coi là nguồn điểm đặt cách nhau một khoảng nào đó. Chúng phát ra âm có tần số f = 2200 Hz. Tốc độ truyền âm bằng 330 m/s. Trên đường thẳng nối giữa hai nguồn, hai điểm mà âm nghe được to nhất và gần nhau nhất cách nhau là

A. 2,5 cm        B. 4,5 cm        C. 7,5 cm        D. 1,5 cm.

Câu 8: Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào

A. cường độ âm        B. độ to của âm

C. môi trường truyền âm        D. âm sắc

âu 9: Độ to của âm cho biết

A. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một tần số chuẩn nào đó.

B. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một cường độ chuẩn nào đó.

C. tần số âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một tốc độ chuẩn nào đó.

D. bước sóng âm thanh lớn hơn bao nhiêu lần so với một bước sóng chuẩn nào đó.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV chia lớp thành nhiều nhóm

( mỗi nhóm gồm các HS trong 1 bàn) và giao các nhiệm vụ: thảo luận trả lời các câu hỏi sau và ghi chép lại câu trả lời vào vở bài tập

Một âm LA của đàn dương cầm (pianô) và một âm LA của đàn vĩ cầm (violon) có thể có cùng?

Hai âm RÊ và SOL của cùng một dây đàn ghi ta có thể có cùng?

.Để có thể làm cho tiếng đàn oocgan nghe giống hệt tiếng đàn pianô hoặc tiếng kèm saxo,... người ta phải thay đổi?

. Tại một điểm, đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian?

2. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS trả lời.

- HS nộp vở bài tập.

- HS tự ghi nhớ nội dung trả lời đã hoàn thiện.

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Nghiên cứu âm sắc của một số đụng cụ âm nhạc

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 7, 8 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Kết luận chung

- Yêu cầu hs đọc và tóm tắt bài 9 và 10.

- Yêu cầu hs trình bày cách giải

- Gọi hs lên bảng giải.

- Nhận xét, kết luận

- Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích.

- Ghi nhận kết luận của GV

- Đọc bài 9,10

- Tìm bước sóng. Dựa vào công thức đã học tính vận tốc

- Tiến hành giải

- Ghi nhận

Bài 7

Đáp án B

-----------//----------

Bài 8

Đáp án D

------//------

Bài 9

Do dây dao động với một bụng nên k=1

a) Ta có:

b) Ta có:

----------//-------

Bài 10

Dây có bốn nút vậy k=3

Ta có:

Tần số sóng là:

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 8, SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Kết luận chung

- Yêu cầu hs đọc và tóm tắt bài 9, 10.

- Yêu cầu hs trình bày cách giải

- Gọi hs lên bảng giải.

- Nhận xét, kết luận

- Bài tập làm thêm

- Cho hs thảo luận tìm cách giải

- Yêu cầu hs đọc và trả lời bài tập trang 59

- Kết luận và nhận xét tiết dạy

- Đọc SGK thảo luận đai diện lên trả lời và giải thích.

- Ghi nhận kết luận của GV

- Đọc bài 9, 10

- Tìm bước sóng. Dựa vào công thức đã học tính vận tốc

- Tiến hành giải

- Ghi nhận

- Thảo luận giải bài tập làm thêm

- Đọc và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV

Bài 8 ( Trang 55 SGK )

đó là hạ âm nên không nghe được .

Bài 9 ( Trang 55 SGK )

;

Bài 10 (Trang 55 SGK )

Thêm:Mức cường độ âm tại một điểm là

L= 40dB.Hãy tính cường độ âm tại điểm đó ?

( I_o = 10^-12 ( W/m² )

Giải : Vậy cường độ âm tại điểm đã cho là : I = 10⁴.I_o=10^-8 (W/m² )

Câu 5 ( trang 59 SGK ) chọn B

Câu 6 ( trang 59 SGK ) chọn C

Câu 7 ( trang 59SGK ) chọn C

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: đại ương về dòng điện xoay chiều

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Sau khi học xong hai chương DAO ĐỘNG CƠ và SÓNG CƠ ta thấy phương trình dao động điều hòa và phương trình sóng cơ có dạng tương đồng (có cùng một dạng). Hôm nay ta sẽ tìm hiểu thêm một dạng phương trình cũng tương tự đó là phương trình tức thời của các đại lượng như dòng điện hoặc điện áp của dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì ta sẽ tìm hiểu trong bài: “ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU”

- HS ghi nhớ

- HS định hướng nội dung của bài

CHƯƠNG III.

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Tiết 21

ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHỀU

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - định nghĩa dòng điện xoay chiều

- phương trình cường độ dòng điện tức thời của dòng điện xoay chiều

- các đại lượng đặc trưng của dòng điện xoay chiều như cường độ dòng điện cực đại, chu kì

- Giải thích được nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- công thức công suất tức thời qua mạch chỉ có R

- Phát biểu định nghĩa và viết được biểu thức của cường độ dòng hiệu dụng, điện áp hiệu dụng

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Giới thiệu cho hs tiếp xúc với phương trình của dòng điện xoay chiều hình sin

- Từ phương trình yêu cầu hs nhớ lại kiến thức cũ, so sánh với các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa, tìm đại lượng đặc trưng cho dòng điện i?

- Nhận xét và kết luận

- Tiếp thu

- So sánh và rút ra các đại lượng tương ứng

- I₀ > 0 được gọi là giá trị cực đại của dòng điện tức thời

- ω > 0 được gọi là tần số góc.

được gọi là chu kì của i

f = 1/T gọi là tần số của i

- α = ωt+φ gọi là pha của i

- Ghi nhận kết luận của GV

I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Phương trình dòng điện xoay chiều hình sin

Trong đó: I₀ > 0 được gọi là giá trị cực đại của dòng điện tức thời

- ω > 0 được gọi là tần số góc.

được gọi là chu kì của i

f = 1/T gọi là tần số của i

- α = ωt+φ gọi là pha của i

- Đặt giả thuyết về cuộn dây quay điều trong từ trường đều

- Viết công thức tính từ thông qua mạch?

- Nếu xét trong khoảng thời gian nhỏ. Hãy viết phương trình suất điện động trong cuộn dây?

- Dòng điện trong cuộn dây đươc tính như thế nào?

- Gợi ý hs đặt

- Nhận xét kết luận

- Tiếp thu

-

- Sđđ trong dây

- Dòng điện trong vòng dây

- Đặt theo gợi ý GV

- Ghi kết luận

II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Dòng điện xoay chiều xuất hiện trong vòng dây kín khi ta quay vòng dây kín đó trong môt từ trường đều với vận tốc góc không đổi ω

Δ

ω

α

- Khi quay vòng dây trong khoảng thời gian t > 0 từ thông qua mạch là

- Theo định luật Faraday ta có

Nếu vòng dây kín và có điện trở R

- Đặt

Ta được

- Đặt giả thuyết để về mạch điện

- Viết công thức tính công suất mạch điện?

- Giải thích cần phải tính trị trung bình của công suất

- Giới thiệu kết quả tính toán được

- Giới thiệu đưa về dạng dòng điện không đổi. So sánh tìm trị hiệu dụng.

- Yêu cầu hs phát biểu đinh nghĩa cường độ dòng điện.

- Giới thiệu về các đại lượng có giá trị hiệu dụng và công thức tính của nó.

- Theo dõi giả thuyết của GV

- Công suất của mạch

- Tiếp thu

- Ghi nhận

- Tiếp thu

- Định nghĩa (SGK)

- Tiếp thu

III. Giá trị hiệu dụng

- Giả sử cho dòng điện i = I₀cosωt qua điện trở thì công suất

- Do p cũng biến thiên theo t nên ta tính công suất trung bình trong 1 chu kì rồi nhân với thờie gian

- Công suất trung bình trong 1 chu kì

- Kết quả tính được

- Ta có thể đưa về dang dòng điện không đổi

- Vậy gọi là dòng điện hiệu dụng

- Định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng: (SGK)

* Ngoài cường độ dòng điện có trị hiệu dụng thì các đại lương khác của điện xoay chiều điều có trị hiệu dụng

Giá trị hiệu dụng

Giá trị cực đại

=

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Chọn câu đúng. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:

A. Dựa vào hiện tượng tự cảm. B. Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

C. Dựa vào hiện tượng quang điện. D. Dựa vào hiện tượng giao thoa.

Câu 2: Một bạn cắm hai que đo của một vôn kế xoay chiều vào ổ cắm điện trong phòng thí nghiệm, thấy vôn kế chỉ 220 V. Ý nghĩa của con số đó là

A. Điện áp hiệu dụng của mạng điện trong phòng thí nghiệm.

B. biên độ của điện áp của mạng điện trong phòng thí nghiệm.

C. điện áp tức thời của mạng điện tại thời điểm đó.

D. nhiệt lượng tỏa ra trên vôn kế.

Câu 3: Chọn câu đúng. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều:

A. Dựa vào hiện tượng tự cảm. B. Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

C. Dựa vào hiện tượng quang điện. D. Dựa vào hiện tượng giao thoa.

Câu 4: Kết luận đúng khi so sánh chu kì biến đổi T₁ của công suất tỏa nhiệt tức thời của dòng điện xoay chiều với chu kì biển đổi T₂ của dòng điện đó là

A. T₂=2T₁        B. T₂ > T₁        C. T₂ < T₁        D. T₂ = T₁

Câu 5: Điện áp hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u = 60cos120πt (V). Trong 1 s, số lần điện áp u có độ lớn bằng 30 V là

A. 30 lần        B. 120 lần        C. 240 lần        D. 60 lần

Câu 6: 

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dòng điện xoay chiều?

A. Dòng điện xoay chiều là dòng điện có trị số biến thiên theo thời gian, theo quy luật dạng sin hoặc cosin.

B. Dòng điện xoay chiều có chiều luôn thay đổi.

C. Dòng điện xoay chiều thực chất là một dao động điện cưỡng bức.

D. Cường độ dòng điện được đo bằng ampe kế khung quay

Câu 7: Một đèn ống được mắc vào mạch điện xoay chiều có điện áp hiệu dụng là U. Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực của đèn không nhỏ hơn (U√2)/2. Tỉ số giữa thời gian đèn tắt và thời gian đèn sáng trong một chu kì dòng điện là

A. 1       B. 1/2        C. 1/3       D. 2

Câu 8: 

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cường độ hiệu dụng và hiệu điện thế hiệu dụng?

A. Dùng ampe kế có khung quay để đo cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.

B. Dùng vôn kế có khung quay để đo hiệu điện thế hiệu dụng.

C. Nguyên tắc cấu tạo của các máy đo cho dòng xoay chiều là dựa trên những tác dụng mà độ lớn tỷ lệ với bình phương cường độ dòng điện.

D. Hiệu điện thế hiệu dụng tính bởi công thức: U =

Câu 9: Một khung dây quay đều quanh trục đối xức nằm trong mặt phẳng khung, trong một từ trường đều có cảm ứng từ vuông góc với trục quay, tốc độ quay của khung dây là 600 vòng/phút. Từ thông cực đại gửi qua khung là 2/π (Wb). Suất điện động hiệu dụng trong khung là

A. 20 V       B. 20√2 V       C. 10 V       D. 10√2 V

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Bài 12.10 trang 35 Sách bài tập Vật Lí 12: Cho mạng điện gồm hai đèn mắc song song, đèn thứ nhất có ghi 220 V - 100 W ; đèn thứ hai có ghi 220 V - 150 W.Các đèn đều sáng bình thường, hãy tính :

a) Công suất cực đại của các đèn.

b) Điện năng tiêu thụ (trung bình) của mạng điện đó trong một tháng (ra đơn vị W.h)

Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm, chuẩn bị bảng phụ và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

a) Công suất cực đại của hai đèn là :

P = P₁+ P₂ = 100 + 150 = 250 W

b) 1 tháng = 30 ngày = 30.24 = 720 h.

Điện năng tiêu thụ trung bình của mạng điện trong một tháng là : A = P.t = 250.720 = 180 kW.h

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

hệ thống lại kiến thức bài học qua sơ đồ tư duy

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới: chuyển động cơ học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Ta đã tìm hiểu về đại cương của dòng điện xoay chiều. Nhưng khi cho dòng điện xoay chiều chạy trong một mạch điện cụ thể thì nó có đăc điểm gì?Ta sẽ tìm hiểu vấn đề này qua bài “CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU”

HS lắng nghe và định hướng

Tiết 22

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa điện trở thuần

- Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa tụ điện

- Hiểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.

- Hiểu được độ lệch pha giữa điên áp và dong điện trong cách mạch điện trên

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Biểu thức của dòng điện xoay chiều có dạng?

- Chọn điều kiện ban đầu thích hợp để ϕ = 0 → i = I_mcosωt = Icosωt

- Ta sẽ đi tìm biểu thức của u ở hai đầu đoạn mạch.

- Trình bày kết quả thực nghiệm và lí thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai đầu mạch.

- Lưu ý: Để tránh nhầm lẫn, phương trình điện áp có thể viết:

u = U_mcos(ωt+ ϕ_u/i)

= Ucos(ωt+ ϕ_u/i)

- Có dạng: i = I_mcos(ωt + ϕ)

- HS ghi nhận các kết quả chứng minh bằng thực nghiệm và lí thuyết.

- Tiếp thu về độ lệch pha giữa u và i

Nếu cho dòng điện xoay chiều có dạng :

Thì :

: là độ lệch pha giữa u và i

Nếu u sớm pha hơn i

Nếu u trễ pha hơn i

Nếu u và i cùng pha

- Xét mạch điện xoay chiều chỉ có R.

- Trong mạch lúc này sẽ có i → dòng điện này như thế nào?

- Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng tại một thời điểm, dòng điện i chạy theo một chiều xác định. Vì đây là dòng điện trong kim loại nên theo định luật Ohm, i và u tỉ lệ với nhau như thế nào?

- Trong biểu thức điện áp u, U_m và U là gì?

- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì?

- GV chính xác hoá các kết luận của HS.

- Y/c HS phát biểu định luật Ohm đối với dòng điện một chiều trong kim loại.

- Biến thiên theo thời gian t (dòng điện xoay chiều)

- Theo định luật Ohm

- Điện áp tức thời, điện áp cực đại và điện áp hiệu dụng.

- HS nêu nhận xét:

+ Quan hệ giữa I và U.

+ u và i cùng pha.

- HS phát biểu

I. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở

1) Quan hệ u và i :

Hai đầu R có

Định luật Ôm :

Đặt : Thì

2) Định luật Ôm :

Phát biểu: (SGK)

3) Nhận xét : u và i cùng pha

- GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình 13.3 Sgk.

- Ta có nhận xét gì về kết quả thu được?

- Ta nối hai đầu tụ điện vào một nguồn điện xoay chiều để tạo nên điện áp u giữa hai bản của tụ điện.

- Có hiện tượng xảy ra ở các bản của tụ điện?

- Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là cực dương → bản bên trái của tụ sẽ tích điện gì?

- Ta có nhận xét gì về điện tích trên bản của tụ điện?

→ Độ biến thiên điện tích q cho phép ta tính i trong mạch.

- Cường độ dòng điện ở thời điểm t xác định bằng công thức nào?

- Khi Δt và Δq vô cùng nhỏ trở thành gì?

- Ta nên đưa về dạng tổng quát i = I_mcos(ωt + ϕ) để tiện so sánh, –sinα → cosα

- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 → biểu thức của i và u được viết lại như thế nào?

- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận xét gì?

- Z_C đóng vai trò gì trong công thức?

→ Z_C có đơn vị là gì?

- Nói cách khác: Trong mạch điện xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha π/2 so với điện áp tức thời.

- Dựa vào biểu thức định luật Ohm, Z_C có vai trò là điện trở trong mạch chứa tụ điện → hay nói cách khác nó là đại lượng biểu hiện điều gì?

- Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ dàng hơn?

- HS quan sát mạch điện và ghi nhận các kết quả thí nghiệm.

+ Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua.

+ Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua”.

- HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện.

- Tụ điện sẽ được tích điện.

- Bản bên trái tích điện dương.

- Biến thiên theo thời gian t.

- HS ghi nhận cách xác định i trong mạch.

- Đạo hàm bậc nhất của q theo thời gian.

- HS tìm q’

- HS viết lại biểu thức của i và u (i nhanh pha hơn u góc π/2 → u chậm pha hơn i góc π/2)

- Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện).

- So sánh với định luật Ohm, có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch chứa điện trở.

- Là đơn vị của điện trở (Ω).

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều.

- Từ ta thấy: Khi ω nhỏ (f nhỏ) → Z_C lớn và ngược lại.

- Vì dòng điện không đổi (f = 0) → Z_C = ∞ → I = 0

II. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

1) Thí nghiệm :

-Nguồn điện một chiều : I = 0

-Nguồn điện xoay chiều : I 0

-Kết luận : Dòng xoay chiều có thể tồn tại trong mạch điện có chứa tụ điện

2) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ :

a) Cho hiệu điện xoay chiều giữa 2 đầu tụ C:

~

u

i

C

A

B

=

Điện tích bản trái của tụ :

q = Cu = C

- Ở thời điểm t bản trái tích điện + điện tích tụ tăng lên .Sau khoảng thời gian lượng điện tích của tụ tăng thêm

-Khi và vô cùng nhỏ :

b) Nếu đặt : I = U

Ta có :

Và :

-Nếu lấy pha ban đầu dòng điện = 0 thì :

c) So sánh pha dao động của u và i :

i sớm pha hơn u một góc

- Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện).

d) Định luật Ôm:

Với dung kháng :

3) Ý nghĩa của dung kháng :

-dung kháng là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện .

-Nếu C càng lớn Z_c càng nhỏ , dòng điện bị cản trở càng ít .

-Nếu ( f ) càng lớn Z_c càng mhỏ ,dòng điện bị cản trở càng ít .

TIẾT 2

- Cuộn cảm thuần là gì?

(Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm sẽ xảy ra hiện tượng tự cảm.)

- Khi có dòng điện cường độ i chạy qua cuộn cảm (cuộn dây dẫn nhiều vòng, ống dây hình trụ thẳng dài, hoặc hình xuyến…) → có hiện tượng gì xảy ra trong ống dây?

- Trường hợp i là một dòng điện xoay chiều thì Φ trong cuộn dây?

- Xét Δt vô cùng nhỏ (Δt → 0) → suất điện động tự cảm trong cuộn cảm trở thành gì?

- Y/c HS hoàn thành C5

e

r

A

B

i

- Đặt vào hai đầu của một cuộn thuần cảm (có độ tự cảm L, điện trở trong r = 0) một điện áp xoay chiều, tần số góc ω, giá trị hiệu dụng U → trong mạch có dòng điện xoay chiều

- Điện áp hai đầu của cảm thuần có biểu thức như thế nào?

- Hướng dẫn HS đưa phương trình u về dạng cos.

- Đối chiếu với phương trình tổng quát của u → điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm?

- Dựa vào phương trình i và u có nhận xét gì về pha của chúng?

i = Icosωt →

Hoặc

u = Ucosωt →

- Z_L đóng vai trò gì trong công thức?

→ Z_L có đơn vị là gì?

- Tương tự, Z_L là đại lượng biểu hiện điều gì?

- Với L không đổi, đối với dòng điện xoay chiều có tần số lớn hay bé sẽ cản trở lớn đối với dòng điện xoay chiều.

- Lưu ý: Cơ chế tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều của R và L khác hẳn nhau. Trong khi R làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun thì cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ về cảm ứng từ.

- HS nghiên cứu Sgk để trả lời

- Dòng điện qua cuộn dây tăng lên → trong cuộn dây xảy ra hiện tượng tự cảm, từ thông qua cuộn dây:

Φ = Li

- Từ thông Φ biến thiên tuần hoàn theo t.

- Trở thành đạo hàm của i theo t.

- Khi i tăng → e_tc < 0, tương đương với sự tồn tại một nguồn điện.

→

- HS ghi nhận và theo sự hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện này.

Hay

Vì

→ U = ωLI

- Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: i trễ pha π/2 so với u, hoặc u sớm pha π/2 so với i.

- So sánh với định luật Ohm, có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch chứa điện trở.

- Là đơn vị của điện trở (Ω).

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều.

- Vì Z_L = ωL nên khi f lớn thì Z_L lớn, L lớn thì Z_L lớn

- Tiếp thu lưu ý của GV

III. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

Cuộn dây thuần cảm: có R không đáng kể

1) Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều :

Khi có dòng điện i chạy qua cuộn dây thì từ thông có biểu thức :

Với i là dòng điện xoay chiều biến thiên tuần hoàn theo t suất điện động tự cảm :

Khi Thì

2) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

a)Giả sử dòng điện chạy trong cuộn dây có dạng:

do r = 0

Hay :

b) Nếu đặt : U =

Ta có :

c) So sánh pha dao động của u và i :

i trễ pha hơn u một góc

d) Định luật Ôm:

Với cảm kháng:

3) Ý nghĩa cảu cảm kháng :

-Cảm kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm .

-Khi L lớn và khi Z_L lớn , dòng điện bị cản trở càng nhiều .

-R làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun còn cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Trên đoạn mạch xoay chiều tần số 50 Hz chỉ có điện trở thuần,

A. pha của cường độ dòng điện bằng 0.

B. cường độ dòng điện trong mỗi giây có 200 lần đạt giá trị bằng một nửa giá trị cực đại.

C. cường độ dòng điện tức thời không tỉ lệ với điện áp tức thời.

D. cường độ dòng điện hiều dụng có giá trị bằng một nửa cường độ dòng điện cực đại.

Câu 2: . Cho dòng điện xoay chiều có biểu thức đi qua điện trở R trong khoảng thời gian t. Nhiệt lượng toả ra trên điện trở là:

A. B. Q = Ri²t C. D. Q = R²It

Câu 3: Tác dụng cản trở dòng điện của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều đúng với trường hợp nào nêu dưới đây?

A. Đối với dòng điện có tần số càng lớn thì tác dụng cản trở càng lớn.

B. Đối với dòng điện có tần số càng lớn thì tác dụng cản trở càng nhỏ.

C. Cuộn cảm có độ tự cảm càng nhỏ thì tác dụng cản trở càng lớn.

D. Tác dụng cản trở dòng điện không phụ thuộc vào tần số của dòng điện.

Câu 4: Để tăng dung kháng của một tụ điện môi là không khí, ta có thể

A. tăng tần số của điện áp đặt vào hai bản tụ điện.

B. giảm điện áp hiệu dụng giữa hai bản tụ điện.

C. đưa bản điện môi vào trong lòng tụ điện.

D. tăng khoảng cách giữa hai bản tụ điện.

Câu 5: Đặt điện áp xoay chiều u=311cos100πt (V) vào 2 đầu của một cuộn cảm thuần có độ tự cảm L=1/π (H). Cường độ dòng điện hiệu dụng qua cuộn cảm có giá trị bằng

A. 3,1 A        B. 2,2 A        C. 0,31 A        D. 0,22 A

6.Một dòng điện xoay chiều có tần số f = 60 Hz. Trong mỗi giây dòng điện đổi chiều mấy lần? Hãy chọn đáp án đúng.

A. 120 lần. B. 240 lần. C. 30 lần . D. 60 lần .

7. Điều nào sau đây là đúng khi nói về đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần?

A. Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch chỉ có điện trở luôn luôn biến thiên điều hoà cùng pha với dòng điện.

B. Pha của dòng điện qua đoạn mạch chỉ có điện trở luôn bằng không.

C. Biểu thức định luật Ohm của đoạn mạch chỉ có điện trở là U =

D. Nếu biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch chỉ có điện trở là i = I₀sinωt thì biểu thức hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch là .

8. Chọn câu đúng. Đặt vào hai đầu đọan mạch chỉ có tụ điện thuần dung kháng một hiệu điện thế xoay chiều thì biểu thức cường độ dòng điện qua mạch là :

A. B.

C. D.

Câu 9: Cho dòng điện xoay chiều i=2 cos⁡100πt (A) qua điện trở R = 50 Ω trong thời gian 1 phút. Nhiệt lượng tỏa ra trên điện trở là

A. 600 J        B. 1000 J        C. 800 J        D. 1200 J

Câu 10: Mắc một cuộn cảm vào một điện áp xoay chiều có tần số f, cuộn cảm có cảm kháng là Z_L. Nếu giảm độ tự cảm của cuộn cảm đi một nửa và tần số lên 4 lần thì cảm kháng Z_L sẽ

A. tăng 8 lần        B. giảm 8 lần

C. tăng 2 lần        D. giảm 2 lần

Hướng dẫn giải và đáp án

Câu 2: B

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 3, 4, 5 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời.

- Yêu cầu hs trình bày cách giải

- Gọi hs lên bảng giải.

- Nhận xét, kết luận

- Yêu cầu hs đọc và trả lời bài tập 7, 8, 9 trang thảo luận theo bàn và trả lời

- Kết luận và nhận xét tiết dạy

- Đọc đề

- Bài 3 tìm Z_C. Dựa vào công thức đã học tính C

- Tương tự cho bài 4

- Bài 5 Áp dụng công thức

U = U₁ + U₂

Khi L₁ và L₂ nối tiếp

- Dựa vào định luật Faraday suy ra đpcm

- Tiến hành giải

- Ghi nhận

- Đọc và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV

Bài 3

Ta có

a)

b) (A)

-----------//----------

Bài 4

a)

b) (A)

------//------

Bài 5

Khi L₁ và L₂ nối tiếp

U = U₁ + U₂

Với L = L₁ + L₂

----------//-------

Bài 6

Tương tự bài 5

---------------//----------------

Bài 7

Đáp án D

------//-------

Bài 8

Đáp án B

-----------//----------

Bài 9

Đáp án A

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Hệ thống lại kiến thức bài học qua sơ đồ tư duy

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 3 trang 66

- Yêu cầu hs trình bày cách giải

- Gọi hs lên bảng giải.

- Nhận xét, kết luận

- Yêu cầu hs đọc các bài tập 4 trang 66

- Yêu cầu hs trình bày cách giải

- Gọi hs lên bảng giải.

- Nhận xét, kết luận

* Tương tự cho bài 5 và bài 6

- Cho hs đọc SGK thảo luận theo bàn để làm các câu 7,8,9 và 10

- Nhận xét và kết luận chung

- Đọc bài 3

- Áp dụng công thức

- Tiến hành giải

- Ghi nhận

- Đọc bài 4

- Áp dụng công thức

- Tiến hành giải

- Ghi nhận

- Tiến hành giải bài 3, 4, 5, 6

- Đọc và thảo luận theo gợi ý của GV. Đại diện nhóm trả lời và trình bày cách giải

- Ghi nhận kết luận của GV

Bài 3

Ta có

a)

b) 2

c) 2

d) 4

e) 3

-----------//----------

Bài 4

a) Điện trở của đèn

b)Cường độ hiệu dụng qua đèn

c) Điện năng tiêu thụ trong mạch

------//------

Bài 5

a) Công suất tiêu thụ

b) Dòng điện qua mạch

----------//-------

Bài 6

Cường độ dòng hiệu dụng định mức

Để đèn sáng bình thường thì I = I_đm

Ω

Vậy cần mắc nối tiếp vào một điện trở là 10Ω

---------------//----------------

Bài 7

Đáp án C

------//-------

Bài 8

Đáp án A

-----------//----------

Bài 9

Đáp án D

---------//--------

Bài 10

Đáp án C

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Bài trước ta đã timg hiểu các mạch điện xoay chiều riêng lẻ và mạch đó là một số mạch đơn giản nhất. Bây giờ chúng tãe tìm hiểu mạch phức tạp hơn đó là “MẠCH CƠ R, L, C NỐI TIẾP”

Định hướng ND của bài

Tiết 25

MẠCH CÓ R, L, C NỐI TIẾP

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp,điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen.

- Viết được công thức tính tổng trở,công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp.,công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp.

- đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Tại một thời điểm, dòng điện trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó → dòng một chiều → vì vậy ta có thể áp dụng các định luật về dòng điện một chiều cho các giá trị tức thời của dòng điện xoay chiều.

- Xét đoạn mạch gồm các điện trở R₁, R₂, R₃ … mắc nối tiếp. Cho dòng điện một chiều có cường độ I chạy qua đoạn mạch → U hai đầu đoạn mạch liên hệ như thế nào với U_i hai đầu từng đoạn mạch?

- Biểu thức định luật đối với dòng điện xoay chiều?

- Khi giải các mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) các điện áp tức thời, các điện áp tức thời này có đặc điểm gì?

→ Ta sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen đã áp dụng cho phần dao động → biểu diễn những đại lượng hình sin bằng những vectơ quay.

- HS ghi nhận định luật về điện áp tức thời.

U = U₁ + U₂ + U₃ + …

u = u₁ + u₂ + u₃ + …

- Chúng đều là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số.

- HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen.

- HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L và đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ.

I. Phương pháp giản đồ Fre-nen

1) Định luật về điện áp tức thời :

Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đọan mạch ấy .

u = u₁ + u₂ + u₃ + …

2) Phương pháp giản đồ Fre-nen :

- Trong phần này, thông qua phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức giữa U và I của một mạch gồm một R, một L và một C mắc nối tiếp.

- Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen trong cả hai trường hợp: U_C > U_L (Z_C > Z_L) và U_C < U_L (Z_C < Z_L)

- Dựa vào hình vẽ (1 trong hai trường hợp để xác định hệ thức giữa u và i

- Có thể hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen theo kiểu đa giác lực (nếu cần).

- Y/c HS về nhà tìm hệ thức liên hệ giữa U và I bằng giản đồ còn lại.

- Đối chiếu với định luật Ôm trong đoạn mạch chỉ có R → đóng vai trò là điện trở → gọi là tổng trở của mạch, kí hiệu là Z.

- Dựa vào giản đồ → độ lệch pha giữa u và i được tính như thế nào?

- Chú ý: Trong công thức bên ϕ chính là độ lệch pha của u đối với i (ϕ_u/i)

- Nếu Z_L = Z_C, điều gì sẽ xảy ra?

(Tổng trở của mạch lúc này có giá trị nhỏ nhất).

- Điều kiện để cộng hưởng điện xảy ra là gì?

- HS vận dụng các kiến thức về phương pháp giản đồ Fre-nen để cùng giáo viên đi tìm hệ thức giữa U và I.

+ Giả sử U_C > U_L (Z_C > Z_L)

O

ϕ

+ Giả sử U_C < U_L (Z_C < Z_L)

O

ϕ

- Tính thông qua tanϕ

với

- Nếu chú ý đến dấu:

- Khi đó ϕ = 0 → u cùng pha i. Tổng trở Z = R → I_max

Z_L = Z_C

II. Mạch có R, L, C nối tiếp

1) Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở :

Giả sử cho dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức :

Ta viết được biểu thức các điện áp tức thời:

- 2 đầu R :

- 2 đầu L :

- 2 đầu C :

R

C

A

B

L

-Hiệu điện thế đoạn mạch AB :

-Phương pháp giản đồ Fre-nen:

-Theo giản đồ :

-Tổng trở của mạch :

-Định luật Ôm :

2) Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện :

• Nếu Z_L > Z_C :u sớm pha hơn i ( tính cảm kháng )
• Nếu Z_L < Z_C :u trễ pha hơn i ( tính dung kháng )
• Nếu : Z_L = Z_C : u và i cùng pha ( cộng hưởng điện )

3) Cộng hưởng điện :

a) ĐKCH : Z_L = Z_C

b) Hệ quả :

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Trong một đoạn mạch điện xoay chiều chỉ có tự điện và cuộn cảm thuần mắc nối tiếp, biết cảm kháng đang lớn hơn dung kháng. Nếu tăng nhẹ tần số dòng điện thì độ lệch pha giữa cường độ dòng điện và điện áp là

A. tăng        B. giảm

C. đổi dấu nhưng không đổi về độ lớn D.       không đổi

Câu 2: Cho một đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. Vôn kế có điện trở rất lớn mắc giữa hai đầu điện trở thuần chỉ 20 V, giữa hai đầu cuộn cảm thuần chỉ 55 V và giữa hai đầu tụ điện chỉ 40 V. Nếu mắc vôn kế giữa hai đầu đạon mạch trên thì vôn kế sẽ chỉ

A. 115 V       B. 45 V       C. 25 V       D. 70 V

Câu 3: Một đoạn mạch xoay chiều gồm điện trở R = 20 Ω. Mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần L. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=40√2 cos100πt (V) thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm U_L=32 V. Độ tự cảm của cuộn dây là

A. 0,0012 H        B. 0,012 H       C. 0,17 H       D. 0,085 H

Câu 4:

Trong đoạn mạch RLC, nếu tăng tần số hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch thì:

A. Điện trở tăng. B. Dung kháng tăng.

C. Cảm kháng giảm. D. Dung kháng giảm và cảm kháng tăng.

Câu 5: Điện áp giữa hai đầu của một đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp sớm pha π/4 so với cường độ dòng điện. Phát biểu nào sau đây đúng đối với đoạn mạch này

A. Tần số dòng điện trong đoạn mạch nhỏ hơn giá trị cần để xảy ra cộng hưởng.

B. Tổng trở của đoạn mạch bằng hai lần điện trở thuần của mạch.

C. Điện áp giữa hai đầu điện trở thuần sớm pha π/4 so với điện áp giữa hai bản tụ điện.

D. Điện trở thuần của đoạn mạch bằng hiệu số giữa cảm kháng và dung kháng.

Câu 6: Mắc đoạn mạch gồm biến trở R và một cuộn cảm thuần có L = 3,2 mH và một tự có điện dung C=2μF mắc nối tiếp vào điện áp xoay chiều. Để tổng trở của mạch là Z=Z_L+Z_C thì điện trở R phải có giá trị bằng

A. 80 Ω       B. 40 Ω       C. 60 Ω       D. 100 Ω

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Bài 14.10 trang 40 Sách bài tập Vật Lí 12: Cho mach gồm điên trở R = 30√3Ω nối tiếp với tu điện C = 1/3000π điện áp tức thời ở hai đầu đoạn mạch là u = 120√2cos100πt (V).

a) Viết biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch.

b) Xác định điện áp hiệu dụng ở hai đầu điện trở R và ở hai đầu tụ điện C.

HS làm bài theo sự hướng dẫn của GV

a)

I = 2√2 cos (100πt + π/6) ( A)

b) Theo bài ra ta có

U_R = 60√3V; U_C = 60V

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Tự làm thêm một số bài tập nâng cao:

1)Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 ; L = 159mH ; C = 31,8 .Điệp áp 2 đầu đoạn mạch có biểu thức là : ( V) .Tính Z ? và viết i trong mạch ?

( Z = 50 ,

2) Cho mạch điện :

A

B

L

C

Biết L = 0,318H ; C = 15,9;

Tính Z ? viết u ?

Hoạt động của GV

Hoạt động của hs

Nội dung

- Yêu cầu hs đọc cac bài tập SGK trang 79

- Nói tổng quát các bước tiến hành giải bài toán?

- Nhận xét và cho học sinh tiến hành giải

- Đánh giá bài giải của hs

- Nhận xét và đánh giá chung từng bài giải của hs

- Nhận xét tiết học

- Đọc bài 4

- Tìm tổng trở, Dòng điện hiệu dụng và pha ban đầu của dòng điện

- Tiến hành giải

- Ghi kết luận

- Đọc bài 5

- Các bước tiến hành tơng tự bài 4

- Đọc bài 6

+ Tìm điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở

+ Tìm cường độ dòng điện

+ Tìm Z_C

- Tiến hành giải

- Đọc bài 7

+ Tìm U_R, I, pha ban đầu của dòng điện

+ Tìm Z_L và i

- Giải theo yêu cầu của GV

- Đọc bài 8

- Tìm tổng trở, I và tanφ

+ Viết phương trình i

- Tương tự bài 8

- Sử dụng điều kiện cộng hưởng để tìm

- Tìm pha ban đầu. Viết i

- Giải thích lựa chọn câu 11 và 12

Bài 4

Ta có tổng trở

tan φ = - 1

Bài 5

Ta có

tanφ = 1

Bài 6

Ta có

Cường độ dòng điện

Bài 7

Ta có

a)

b)tanφ = 1

Bài 8

Ta có

tan φ = - 1

Bài 9

Ta có

a)

tan φ =

b)

Bài 10

Ta có rad/s

A

Bài 11

Đáp án D

Bài 12

Đáp án D

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Tương tự như mạch điện một chiều, các linh kiện trong mạch điện xoay chiều cũng tiêu thụ điện năng. Hôm nay ta tìm hiểu công thức tính công suất và điện năng của mạch xoay chiều như thế nào qua bài “CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT”

Định hướng nội dung của bài

Tiết 27

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều, định nghĩa của hệ số công suất.

- vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều.

- công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Biểu thức tính công suất điện tiêu thụ trong mạch điện không đổi là gì?

- Tại một thời điểm t, i trong mạch chạy theo 1 chiều nào đó → xem tại thời điểm t, dòng điện trong mạch là dòng 1 chiều → công suất tiêu thụ trong mạch tại thời điểm t?

- Giá trị trung bình của công suất điện trong 1 chu kì:

- Trong đó có giá trị như thế nào?

- Còn là một hàm tuần hoàn của t, với chu kì bao nhiêu?

- Ta có

- Giới thiệu điện năng têu thụ

p = ui

- Vì cosϕ không đổi nên

- Chu kì ()

- Vậy P = UIcosϕ

- Tiếp thu

I. Công suất của mạch điện xoay chiều

1. Biểu thức của công suất

- Điện áp hai đầu mạch:

u = Ucosωt

- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

i = Icos(ωt+ ϕ)

Mạch

i

~

- Công suất tức thời của mạch điện xoay chiều:

p = ui = 2UIcosωtcos(ωt+ ϕ)

= UI[cosϕ + cos(2ωt+ ϕ)]

- Công suất điện tiêu tụ trung bình trong một chu kì:

P = UIcosϕ (1)

- Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi).

2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện

W = P.t (2)

- Giới thiệu hệ số công suất

- Hệ số công suất có giá trị trong khoảng nào?

- Y/c HS hoàn thành C2.

- Các thiết bị tiêu thụ điện trong nhà máy → có L → i nói chung lệch pha ϕ so với u. Khi vận hành ổn định P trung bình giữ không đổi → Công suất trung bình trong các nhà máy?

- Nếu r là điện trở của dây dẫn → công suất hao phí trên đường dây tải điện?

→ Hệ số công suất ảnh hưởng như thế nào?

- Nhà nước quy định: cosϕ ≥ 0,85

- Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là:

u = Ucosωt

- Cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

i = Icos(ωt+ ϕ)

- Định luật Ôm cho đoạn mạch có biểu thức?

- Mặt khác biểu thức tìm ϕ?

- Từ đây ta có thể rút ra biểu thức cosϕ?

- Có nhận xét gì về công suất trung bình tiêu thụ trong mạch?

- Vì |ϕ| không vượt quá 90⁰ nên 0 ≤ cosϕ ≤ 1.

- Chỉ có L: cosϕ = 0

- Gồm R nt L:

P = UIcosϕ với cosϕ > 0

→

- Nếu cosϕ nhỏ → P_hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.

- Bằng công suất toả nhiệt trên R.

II. Hệ số công suất

1. Biểu thức của hệ số công suất

- Từ công thức (1), cosϕ được gọi là hệ số công suất.

2. Tầm quan trọng của hệ số công suất

- Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng:

P = UIcosϕ với cosϕ > 0

→

→

- Nếu cosϕ nhỏ → P_hp sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực.

3. Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp

hay

- Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch:

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: Chọn phát biểu đúng.

A. Có hai cuộn day mắc nối tiếp, cuộn dây nào có hệ số công suất lớn hơn thì công suất sẽ lớn hơn.

B. Hệ số công suất của đoạn mạch cosφ=0,5 chứng tỏ cường độ dòng điện trong mạch trễ pha π/3 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

C. Hệ số công suất của đoạn mạch cosφ=√3/2 chứng tỏ cường độ dòng điện trong mạch sớm pha π/6 so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch.

D. Hệ số công suất của đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp phụ thuộc tần số dòng điện trong mạch.

Câu 2: Đặt một điện áp xoay chiều vào hai đầu một mạch điện gồm một điện trở R = 12 Ω và một cuộn cảm thuần L mắc nối tiếp. Điện áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là 26 V, hai đầu cuộn cảm thuần là 10 V. Công suất tiêu thụ của đoạn mạch là

A. 12 W        B. 48 W        C. 24 W        D. 16 W

Câu 3: Đặt điện áp xoay chiều có biểu thức u=30cos100πt (V) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R = 30 Ω, mắc nối tiếp với cuộn cảm thuần thì công suất tiêu thụ trên đoạn mạch là 7,5 W. Biểu thức của cường độ dòng điện qua đoạn mạch là

A. 100 V        B. 100√3 V        C. 120 V        D. 100√2 V

Câu 4: Cho mạch điện có R, L, C mắc nối tiếp. Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch là u=50√2 cos100πt (V). Điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn cảm thuần là U_L=35 V và giữa hai đầu tụ điện là U_C=75 V. Hệ số công suất của mạch điện này là

A. cosφ=0,6        B. cosφ=0,7

C. cosφ=0,8        D. cosφ=0,9

Câu 5: Một đoạn mạch mắc nối tiếp gồm một cuộn dây có điện trở thuần r=10√3 Ω và độ tự cảm L = 0,191 H, tụ điện có điện dung C= 1/4π (mF), điện trở R có giá trị thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u=200√2 cos100πt (V). Thay đổi giá trị của R để công suất tiêu thụ trên R đạt cực đại. Công suất cực đại đó có giá trị bằng

A. 200 W        B. 457 W        C. 168 W        D. 630 W

Câu 6: Một đoạn mạch xoay chiều AB có điện trở R và cuộn cảm thuần Z_Lmắc nối tiếp. Biết Z_L=3R. Nếu mắc thêm một tụ điện có Z_C=R thì hệ số công suất của đoạn mạch AB sẽ

A. tăng 2 lần        B. giảm 2 lần

C. tăng √2 lần        D. gỉảm √2 lần

Câu 7: Trong một đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp có điện trở R thay đổi được. Khi điện trở có giá trị là 30 Ω hoặc 120 Ω thì công suất tiêu thụ của đoạn mạch bằng nhau. Muốn công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh bằng nhau. Muốn công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại cần điều chỉnh điện trở đạt giá trị là

A. 75 Ω        B. 48 Ω        C. 25 Ω        D. 60 Ω

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Đặt một điện áp xoay chiều, tần số f = 50 Hz và giá trị hiệu dụng U = 80 V vào hai đầu đoạn mạch gồm R, L, C mắc nối tiếp. Biết cuộn cảm có độ tự cảm L = 0,6/π (H), tụ điện có điện dung C = 10^-4/π (F) và công suất toả nhiệt trên R là 80 W. Giá trị của điện trở thuần R là

Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm, và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

Đáp án: 40 Ω

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 85 và bài tập trong SBT lý 12 trang 24 và 25.

Họat động của giáo viên

Họat động của học sinh

Nội dung

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (2’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Trong thực tế như cầu tiêu thụ điện năng rất lớn. Điên năng được tiêu thụ nhay khi sản xuất được vì vậy nhu cầu truyền tải từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là rất cần thiết và quan trọng. Để giải quyết vấn đề lớn về điện năng buộc các nhà sản xuất phải tính toán và giải bài toán khá phức tạp trong truyền tải điện năng. Chúng ta sẽ tìm hiểu các bước cơ bản của bài toán này và thiết bị giúp các nhà sản xuất giải quyết vấn đề là gì? Ta tì hiểu qua bài “TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP”.

- HS ghi nhớ

- HS đưa ra phán đoán định hướng nội dung

Tiết 28

TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’)

Mục tiêu: - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất.

- Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp.

- Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp.

- Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

- Điện năng phải được tiêu thụ ngay khi sản xuất ra. Vì vậy luôn luôn có nhu cầu truyển tải điện năng với số lượng lớn, đi xa tới hàng trăm, hàng nghìn kilômet.

- Công suất phát điện của nhà máy?

- Gọi điện trở trên dây là R → công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây?

- P_phát hoàn toàn xác định → muốn giảm P_hp ta phải làm gì?

- Tại sao muốn giảm R, lại phải tăng S và tăng khối lượng đồng?

→ Muốn giải quyết bài toán truyền tải điện năng đi xa ta cần phải làm gì?

- HS ghi nhận nhu cầu của việc truyền tải điện năng đi xa.

P_phát = U_phátI

- Giảm R (không thực tế) hoặc tăng U_phát (tăng U_phát 10 lần thì P_hp giảm 100 lần) có hiệu quả rõ rệt.

- Vì

- Lúc “đưa” điện năng lên đường dây truyền tải → tăng điện áp. Tới nơi tiêu thụ → giảm điện áp.

I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa

- Công suất phát từ nhà máy:

P_phát = U_phátI

trong đó I là cường độ dòng điện hiệu dụng trên đường dây.

- Công suất hao phí do toả nhiệt trên đường dây:

→ Muốn giảm P_hp ta phải giảm R (không thực tế) hoặc tăng U_phát (hiệu quả).

- Kết luận:

Trong quá trình truyền tải điện năng, phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện áp.

- Máy biến áp là thiết bị dùng để làm gì?

- Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu cấu tạo của máy biến áp.

- Bộ phận chính là một khung sắt non có pha silic gọi là lõi biến áp, cùng với hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm quấn trên hai cạnh đối diện của khung.

- Cuộn D₁ có N₁ vòng được nối với nguồn phát điện → cuộn sơ cấp.

- Cuộn D₂ có N₂ vòng được nối ra cơ sở tiêu thụ điện năng → cuộn thứ cấp.

- Nguồn phát tạo ra điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp → có hiện tượng gì ở trong mạch?

- Do cấu tạo hầu như mọi đường sức từ do dòng sơ cấp gây ra đều đi qua cuộn thứ cấp, nói cách khác từ thông qua mỗi vòng dây của hai cuộn là như nhau.

→ Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp sẽ có biểu thức như thế nào?

- Từ thông qua cuộn thứ cấp biến thiên tuần hoàn → có hiện tượng gì xảy ra trong cuộn thứ cấp?

- Ở hai đầu cuộn thứ cấp có 1 điện áp biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω → mạch thứ cấp kín → I biến thiên tuần hoàn với tần số f.

→ Tóm lại, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp là gì?

- Biến đổi điện áp (xoay chiều).

- HS đọc Sgk và nêu cấu tạo của máy biến áp.

- Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và tăng cường từ thông qua mạch.

- Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ của máy mà có thể N₁ > N₂ hoặc ngược lại.

- Dòng điện xoay chiều trong cuộn sơ cấp gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn.

Φ₁ = N₁Φ₀

Φ₂ = N₂Φ₀

- Theo định luật cảm ứng điện từ, trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng.

- Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

II. Máy biến áp

- Là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều).

1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến áp

* Cấu tạo: (Sgk)

U₁

U₂

D₂

D₁

* Nguyên tắc hoạt động

- Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên từ thông trong hai cuộn.

- Gọi từ thông này là:

Φ₀ = Φ_mcosωt

- Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp:

Φ₁ = N₁Φ_mcosωt

Φ₂ = N₂Φ_mcosωt

- Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện động cảm ứng e₂:

- Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

- Giới thiệu máy biến áp và vẽ sơ đồ khảo sát.

- Thí nghiệm 1, ta sẽ khảo sát xem trong chế độ không tải tiêu thụ điện năng trên máy biến áp như thế nào, và mối liên hệ giữa điện áp đặt vào và số vòng dây trên mỗi cuộn dựa vào các số liệu đo được trên các dụng cụ đo.

- Nếu > 1 → sẽ như thế nào?

- Khi mạch thứ cấp ngắt (I₂ = 0), khi ta thay đổi U₁ → I₁ thay đổi như thế nào?

- Thí nghiệm 2: Khoá K đóng (chế độ có tải). Trong thí nghiệm này ta sẽ khảo sát để xem giữa các giá trị I, U, N của các cuộn dây liên hệ với nhau như thế nào?

- I₂ không vượt quá một giá trị chuẩn để không quá nóng do toả nhiệt (thường không quá 55^oC) → máy biến áp làm việc bình thường.

- Trong hệ thức bên chỉ là gần đúng với sai số dưới 10%.

- Y/c trình bày sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm những nguyên nhân nào?

- Với các máy khi làm việc bình thường (H > 98%), có thể viết: U₂I₂ = U₁I₁ → công suất biểu kiến ở cuộn thứ cấp xấp xỉ bằng công suất biểu kiến ở cuộn sơ cấp. Đơn vị (V.A)

- HS cùng tiến hành thực nghiệm và ghi nhận các kết quả.

- HS ghi các kết quả từ thực nghiệm, xử lí số liệu và nêu các nhận xét.

> 1 → U₂ > U₁: điện áp lấy ra lớn hơn điện áp đưa vào.

- I₁ rất nhỏ (I₁ ≈ 0) → chứng tỏ máy biến áp hầu như không tiêu thụ điện năng.

- Khi I₂ ≠ 0 thì I₁ tự động tăng lên theo I₂.

- HS ghi nhận định nghĩa.

- HS trình bày các nguyên nhân.

2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp

R

K

~

A₁

V₁

V₂

A₂

a. Thí ghiệm 1: Khoá K ngắt (chế độ không tải) I₂ = 0.

- Hai tỉ số và luôn bằng nhau:

- Nếu > 1: máy tăng áp.

- Nếu < 1: máy hạ áp.

- Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng.

b. Thí ghiệm 2: Khoá K đóng (chế độ có tải).

- Khi I₂ ≠ 0 thì I₁ tự động tăng lên theo I₂.

- Kết luận: (Sgk)

3. Hiệu suất của máy biến áp

* Chú ý

- Sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm có:

+ Nhiệt lượng Jun trong các cuộn dây.

+ Nhiệt lượng Jun sinh ra bởi dòng điện Fu-cô.

+ Toả nhiệt do hiện tượng từ trễ.

- Y/c HS nêu các ứng dụng của máy biến áp.

- HS nghiên cứu Sgk và những hiểu biết của mình để nêu các ứng dụng.

III. Ứng dụng của máy biến áp

1. Truyền tải điện năng.

2. Nấu chảy kim loại, hàn điện.

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Câu 1: . Trạm phát điện truyền đi công suất 550 kW, điện áp nơi phát bằng 10 kV. Muốn độ giảm điện áp trên dây tải không vướt quá 10% điện áp nơi phát thì điện trở của dây tải điện không được vượt quá giá trị

A. 18 Ω        B. 11 Ω        C. 55 Ω        D. 5,5 Ω

Câu 2: Một học sinh quấn một máy biến áp với lõi sắt không phân nhánh, có số vòng dây cuộn thứ cập gầp hai lần số vòng dây cuộn sơ cấp. Khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U thì điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp đẻ hở là 1,9 U. Khi kiểm tra thì phát hiện trong cuộn thứ cấp có 50 vòng dây bị quấn ngược chiều so với đa số các vòng dây trong đó. Bỏ qua mọi hao phí trong máy biến áp. Tổng số vòng dây đã được quấn trong máy biến áp này là

A. 1900 vòng        B. 3000 vòng        C. 1950 vòng        D. 2900 vòng

Câu 3: Điện năng được tải từ một máy phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây có điện trở R = 50 Ω. Biết điện áp giữa hai đầu cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp máy hạ thế lần lượt là U₁=2000 V,U₂=200 V. Cường độ dòng điện chạy trọng cuộn thứ cấp máy hạ thế I₂=200 A. Hiệu suất truyền tải điện là

A. 85%        B. 90 %        C. 87%        D. 95%

Câu 4: Có hai máy biến áp lí tưởng (bỏ qua mọi hao phí) các cuộn sơ cáp có cùng số vòng dây nhưng các cuộn thứ cấp có số vòng dây khác nhau. Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U không đổi vào hai đầu cuộn thứ cấp của máy thứ nhất thì tỉ số giữa điện áp hiệu dụng ở hai đầu cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp để hở của máy đó là 1,5. Khi đạt điện áp xoay chiều nói trên vào hai đầu cuộn sơ cấp của máy thứ hai thì tỉ số đó là 2. Khi cùng thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp của mỗi máy 50 vòng dây rồi lặp lại thí nghiệm thì tỉ số điện áp nói trên củ hai máy là bằng nhau. Số vòng dây của cuộn sơ cấp mỗi máy là

A. 100 vòng        B. 150 vòng        C. 250 vòng       D. 200 vòng

âu 5: Nguồi ta cần truyền đi xa một công suất điện 1 MW dưới điện áp 6 kV, mạch có hệ số công suất cosφ = 0,9. Để hiệu suất truyền tải điện không nhỏ hơn 80% thì điện trở R của đường dây phải thỏa mãn

A.R≤5,8 Ω        B. R≤3,6 Ω

C. R≤36 Ω        D. R≤72 Ω

Câu 6 Một máy biến áp lí tưởng có N₁ = 5 000 vòng ; N₂ = 250 vòng ; U₁(điện áp hiệu dụng ở cuộn sơ cấp) là 110 V. Điện áp hiệu dụng ở cuộn thứ cấp là bao nhiêu ?

A. 5,5 V.        B. 55 V.        C. 2 200 V.        D. 220 V.

Câu 7: Điện năng được truyền đi với công suất P trên một đường dây tải điện với một điện áp ở trạm truyền là U, hiệu suất của quá trình truyền tải là 90%. Nếu giữ nguyên điện áp trạm truyền trải điện nhưng giảm công suất truyền tải đi 2 lần thì hiệu suất truyền tải điện khi đó là

A. 80%        B. 85%        C. 90%        D. 95%

Câu 8: Một đường dây có điện trở R = 2 Ω, dẫn một dòng điện xoay chiều một pha từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Điện áp hiệu dụng ở nguồn điện lúc phát ra là 5000 V, công suất cần truyền tải là 500 kW. Hệ số công suất của mạch điện là 0,8. Có bao nhiêu phần trăm công suất bị mất trên đường dây do toản nhiệt?

A. 6,25 %        B. 10%       C. 3,25%       D. 8%

Câu 9: Điện năng ở một trạm điện được truyền đi dưới điện áp 2 kV, hiệu suất trong quá trình truyền tải là 80%. Biết công suất truyền đi là không đổi. Muốn hiệu suất trong quá trình truyền tải tăng đến 95% thì ta phải

A. giảm điện áp xuống còn 1 kV

B. tăng điện áp lên đến 8 kV

C. giảm điện áp xuống còn 0,5 kV

D. tăng điện áp lên đến 4 kV

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Bài 16.11 trang 46 Sách bài tập Vật Lí 12: Nhà máy điện phát đi một công suất bằng 11000 kW đến một nơi tiêu thụ trên một đường dây điện có điện trở tổng cộng 25Ω. Tính công suất hao phí trên đường dây trong hai trường hợp sau :

a) Khi điện áp hiệu dụng ở hai cực máy phát là 22 kV.

b) Khi điện áp hiệu dụng ở hai cực máy phát là 110 kV.

Thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS sắp xếp theo nhóm và tiến hành làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV

a) Khi điện áp hiệu dụng ở hai cực máy phát là 22 kV công suất hao phí trên đường dây là 6250W

b) Khi điện áp hiệu dụng ở hai cực máy phát là 110 kV công suất hao phí trên đường dây là 250W

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức

Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề

Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp.

Hệ thống lại trọng tâm của bài học và các công thức

Hoạt động của GV

Hoạt động của hs

Nội dung