Giáo án Năng lượng trong dao động điều hoà Vật lí 11 Cánh diều

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 3: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự
chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa.
- Mô tả được sự trao đổi giữa thế năng và động năng của hệ bằng công thức và đồ thị. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện các nhiệm vụ được đặt ra cho
nhóm; tự điều chỉnh thái độ, hành vi của bản thân, bình tĩnh và có cách cư xử
đúng khi giao tiếp trong quá trình làm việc nhóm.
- Giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm để thảo luận về động năng, thế năng và sự
chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên
quan đến năng lượng trong dao động điều hòa, đề xuất giải pháp giải quyết.
Năng lực vật lí:
- Nêu được định nghĩa và công thức động năng, thế năng, cơ năng trong dao động điều hòa.
- Nêu được sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa của con lắc đơn.
- Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự
chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa.


- Vận dụng được kiến thức để làm bài tập và giải thích được một số vấn đề trong thực tế. 3. Phẩm chất
- Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
1. Đối với giáo viên:
- SGK, SGV, Kế hoạch bài dạy.
- Các hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình vẽ dao động của con lắc đơn, Đồ thị
biểu diễn sự thay đổi động năng, thế năng và cơ năng dao động của con lắc đơn theo li độ,…
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh: - SGK, SBT Vật lí 11
- Tư liệu, tranh ảnh, video,...liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học
tập theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Dựa vào câu hỏi mở đầu hoặc tình huống do GV đưa ra, HS nêu vấn đề
cần nghiên cứu sự biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa.
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về ví dụ trong đời sống để bước đầu nêu được sự
biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa.
c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về
năng lượng trong dao động điều hòa.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV chiếu hình ảnh/video con lắc đơn lớn được treo ở sảnh của tòa nhà Liên Hợp
Quốc tại thành phố New York, Mỹ cho HS quan sát.


Con lắc đơn này được tạo bởi quả cầu có khối lượng 91 kg và sợi dây treo dài 22,9 m.
Con lắc liên tục dao động với chu kì 9,6 s.
- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: Khi con lắc đơn dao động, nó có những dạng năng lượng nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, đưa ra một vài ví dụ và trả lời câu hỏi.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.
(HS chưa cần trả lời chính xác và đầy đủ: ví dụ con lắc chuyển động nên nó có động năng).
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi này chúng ta vào bài
học ngày hôm nay: Bài 3. Năng lượng trong dao động điều hòa.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa
a. Mục tiêu: HS tìm hiểu được sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa của con lắc đơn.
b. Nội dung: GV hướng dẫn để HS tìm hiểu về năng lượng trong dao động điều hòa,
c. Sản phẩm học tập: HS rút ra được kiến thức về động năng, thế năng, cơ năng của
con lắc đơn và sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa.
d. Tổ chức hoạt động:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học I. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

tập
TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
- GV chiếu dao động của con lắc đơn cho - Động năng của con lắc đơn phụ thuộc HS quan sát.
vào tốc độ của quả cầu; thế năng của con
lắc đơn phụ thuộc vào độ cao của quả
+ Mô phỏng dao động của con lắc đơn.
cầu; động năng và thế năng liên tục thay (link mô phỏng)
đổi trong quá trình con lắc dao động.
+ Hình ảnh dao động của con lắc đơn.
*Trả lời Câu hỏi 1 (SGK – tr25)
- Chọn mốc tính thế năng ở biên âm
- Tại vị trí biên A và B vật có độ cao cực
đại so với mốc tính thế năng, nên tại biên
vật có thế năng cực đại. Tại VTCB vật
có thế năng cực tiểu (bằng 0). - GV đặt câu hỏi:
- Khi vật đi từ biên A về VTCB thì thế
+ Hãy kể tên các dạng năng lượng mà năng tăng dần, động năng giảm dần.
con lắc đơn có trong quá trình dao động. - Khi vật đi từ VTCB lên biên B thì thế
+ Động năng của con lắc phụ thuộc vào năng giảm dần, động năng tăng dần. yếu tố nào?
*Trả lời Câu hỏi 2 (SGK – tr25)
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm Cơ năng = động năng cực đại nên:
đôi, nghiên cứu SGK và trả lời nội dung 2
Câu hỏi (SGK – tr25)
W =1 m v = 1 m(ωA)2= 1 m ω2 A2 2 max 2 2
Câu hỏi 1 (SGK – tr25)
Suy ra cơ năng của con lắc đơn tỉ lệ
Mô tả sự biến đổi động năng và thế năng nghịch với bình phương của biên độ dao
của con lắc đơn khi quả cầu đi từ vị trí động.
biên A, qua vị trí cân bằng O rồi sang vị trí biên B.