Giáo án Năng lượng trong dao động điều hoà Vật lí 11 Chân trời sáng tạo

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:
- Mô tả và phát biểu được định nghĩa động năng, thế năng và cơ năng trong dao động điều hòa.
- 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. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động, tích cực thực hiện các nhiệm vụ được đặt ra cho các
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 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 sự chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa.
Năng lực vật lí:
- Nhận thức vật lí: Nêu được định nghĩa động năng, thế năng, cơ năng và mô tả
được sự chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa
- Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được các biểu thức thế năng và
động năng trong dao động điều hòa. 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, Giáo án.
- Hình ảnh, đồ thị được đề cập trong SGK: Thí nghiệm với con lắc đơn, Đồ thị
thế năng – thời gian trong dao động điều hòa, Đồ thị động năng – thời gian
trong dao động điều hòa,…
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh: - SGK, SBT Vật lí 11
- Tư liệu, tranh ảnh,...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: Trên cơ sở HS đã được học về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng
ở lớp 10, thực hiện thí nghiệm để kết nối kiến thức vốn có của HS vào bài học mới.
b. Nội dung: GV thực hiện thí nghiệm đơn giản từ đó thảo luận về các dạng năng
lượng trong quá trình dao động và sự chuyển hóa giữa chúng.
c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về sự
chuyển hóa giữa động năng và thế năng.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV tiến hành thí nghiệm mô tả như trong Hình 3.1. Đặt một tấm gỗ cố định lên
tường, đưa vật nặng của con lắc đến vị trí tiếp xúc với tấm gỗ và thả nhẹ để vật nặng
bắt đầu chuyển động không vận tốc ban đầu.
- GV đặt câu hỏi: Khi dao động, vật nặng có va chạm vào tấm gỗ hay không? Vì sao?
- HS quan sát thí nghiệm và rút ra được kết quả rằng vật nặng sẽ không va chạm vào tấm gỗ.


- GV đặt câu hỏi yêu cầu HS trả lời: Trong quá trình dao động, vật nặng có những
dạng năng lượng gì và sự chuyển hóa giữa chúng như thế nào?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát thí nghiệm, suy nghĩ và đưa ra câu trả lời.
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 trong quá trình dao động, vật nặng có
sự chuyển hóa giữa động năng và thế 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 ra 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 thế năng trong dao động điều hòa
a. Mục tiêu: HS lập luận để rút ra được công thức tính thế năng trong dao động điều
hòa và nhận xét được sự biến đổi của thế năng theo thời gian của vật dao động điều hòa.
b. Nội dung: GV cho HS quan sát các đồ thị và nghiên cứu SGK để định hướng xác
định được công thức tính thế năng và sự biến đổi của thế năng theo thời gian của vật dao động điều hòa.
c. Sản phẩm học tập: HS tìm hiểu biểu thức thế năng trong dao động điều hòa và nhận
xét được sự biến đổi của thế năng trong dao động điều hòa.
d. Tổ chức hoạt động:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu biểu thức của thế I. THẾ NĂNG TRONG DAO ĐỘNG
năng trong dao động điều hòa ĐIỀU HÒA
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập 1. Biểu thức của thế năng trong dao động
- GV chiếu hình ảnh Đồ thị thế năng – thời điều hòa
gian trong dao động điều hòa (Hình 3.2) cho *Thảo luận 1 (SGK – tr22) HS quan sát.
Khi vật thực hiện một dao động toàn phần,


thế năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian 1
với giá trị thay đổi từ 0 đến m ω2 A2có hai 2
lần đạt giá trị cực tiểu và hai lần đạt giá trị
cực đại. Tức là thế năng của vật dao động
điều hòa đã biến thiên tuần hoàn được hai chu kì.
- Quan sát Hình 3.2, GV đặt câu hỏi: Đồ thị *Kết luận
chỉ sự biến thiên của thế năng theo thời gian - Thế năng trong dao động điều hòa được
có dạng như thế nào? tính theo công thức:
- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân theo
W = 1 m ω2 A2 cos2(ωt +φ )
các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK – t 2 0 tr22)
Do hàm cos (hoặc sin) bình phương có giá
Dựa vào công thức (3.2) và Hình 3.2, mô tả trị thay đổi từ 0 đến 1 nên thế năng trong
sự thay đổi của thế năng trong một chu kì dao động điều hòa có giá trị thay đổi từ 0
dao động của vật. đến W mω2 A2 tmax với W =1 tmax là giá trị cực 2
- HS làm việc cá nhân, nghiên cứu SGK và đại của thế năng.
dựa trên những gợi ý của GV để hoàn thành
Thảo luận 1 và rút ra biểu thức của thế năng
trong dao động điều hòa.
- GV tổng kết lại kiến thức và yêu cầu HS ghi chép vào vở.
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, quan sát hình ảnh,
chăm chú nghe GV giảng bài, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.