Giáo án Vật lí 12 Bài 2: Con lắc lò xo

BÀI 2. CON LẮC LÒ XO I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức
- Hiểu được cấu tạo của con lắc lò xo
- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo khi bỏ qua ma sát là dao động điều hòa.
- Viết được phương trình động lực học và phương trình dao động điều hoà của con lắc lò xo
- Viết được công thức tính chu kì (hoặc tần số) dao động điều hoà của con lắc lò xo,
viết được các công thức tính động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo và được
công thức lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa
- Nêu được nhận xét định tính về quá trình biến đổi năng lượng trong dao động điều hoà của con lắc lò xo b) Kĩ năng
- - Áp dụng được các công thức có trong bài để giải bài tập
- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.
c) Thái độ
- Quan tâm đến các sự kiện, hiện tượng liên quan đến chuyển động của con lắc lò xo
- Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học.
2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
- Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo.
- Năng lực tự học, đọc hiểu.
- Năng lực hợp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết quả thí nghiệm.
- Năng lực tính toán, Năng lực thực hành thí nghiệm: các thao tác và cách bố trí thí nghiệm. II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang, thí nghiệm mô phỏng dao động CLLX nằm ngang. 2. Học sinh:
- Các công thức ly độ, vận tốc, gia tốc, liên hệ giữa tần số góc với chu kỳ trong dao động điều hòa
- Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp...
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH 1. Hướng dẫn chung
Từ việc quan sát, thí nghiệm đơn giản về chuyển động con lắc lò xo, yêu cầu học
sinh dự đoán về chuyển động con lắc lò xo khi có ma sát và khi bỏ qua mọi ma sát,
thông qua đó khảo sát chuyển động con lắc lò xo về mặt động lực học và năng lượng
Chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian như sau: Thời lượng dự Các bước Hoạt động Tên hoạt động kiến


Tạo tình huống và phát biểu vấn đề về 5 phút Khởi động Hoạt động 1
chuyển động con lắc lò xo
- Khảo sát chuyển động của con lắc lò xo về Hình thành mặt động lực học 28 phút Hoạt động 2 kiến thức
- Khảo sát chuyển động của con lắc lò xo về mặt năng lượng
Hệ thống hóa kiến thức về chuyển động của Luyện tập Hoạt động 3 5 phút con lắc lò xo.
Áp dụng các kiến thức đã học về chuyển Vận dụng Hoạt động 4 7 phút
động con lắc lò xo, giải bài tập.
Áp dụng phương pháp khảo sát chuyển động Tìm tòi mở Ở nhà, Hoạt động 5
của con lắc lò xo nằm ngang để xác định rộng 30 phút ở lớp
chuyển động của con lắc lò xo thẳng đứng
2. Tổ chức từng hoạt động
Hoạt động 1 (Khởi động): Tạo tình huống xuất phát. a) Mục tiêu:
- Kiểm tra sự chuẩn bị kiến thức cũ GV đã giao về nhà. b) Nội dung:
+ Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh bằng phiếu trả lời câu hỏi của GV.
+ Quan sát vi deo và mô phỏng chuyển động con lắc lò xo khi có ma sát và khi bỏ qua mọi ma sát
c) Tổ chức hoạt động:
- GV phát phiếu kiểm tra cho các nhóm ( mỗi HS 1 tờ giấy có đánh số thứ tự từ 1 đến
5). YC HS ghi các phương án lựa chọn của mình vào phiếu khi GV đọc câu hỏi từ 1 đến
5. Sau đó thu bài của một số HS để chấm điểm.
- GV cho HS quan sát một đoạn video mô phỏng chuyển động con lắc lò xo khi bỏ qua mọi ma sát
- Yêu cầu HS thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu. HS mô tả cấu tạo con lắc lò xo,
chuyển động của con lắc lò xo quanh vị trí cân bằng, khái niệm vị ví cân bằng
- Tổ chức HS báo cáo kết quả trước lớp và dẫn dắt HS giải quyết vấn đề cần xác định.
d) Sản phẩm mong đợi: Ý kiến của các nhóm và nội dung ghi của học sinh.
- HS mô tả được cấu tạo con lắc lò xo, chuyển động của con lắc lò xo quanh vị trí cân
bằng, khái niệm vị ví cân bằng e) Đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn
của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).


- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình
báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của
HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
Hoạt động 2 (Hình thành kiến thức):
I. Khảo sát chuyển động của con lắc lò xo khi bỏ qua mọi ma sát a) Mục tiêu:
+ Chọn được hệ trục tọa độ thích hợp;
+ Phân tích được lực tác dụng và con lắc lò xo
+ Lập phương trình động lực học, công thức tính chu kỳ, tần số , biểu thức lực
kéo về của con lắc lò xo
- GV làm thí nghiệm con lắc lò xo nằm ngang để cho HS từ đó chọn được hệ trục tọa độ thích hợp nhất.
- Học sinh được hướng dẫn để phân tích lực tác dụng và con lắc lò xo, cách để làm
cho con lắc lò xo dao động
- GV tổ chức cho HS thiết lập các phương trình theo định luật Huc và định luật II Niu-tơn
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm thực hiện theo những yêu cầu sau:
+ Để khảo sát chuyển động của con lắc lò xo nằm ngang cần chọn hệ trục tọa độ như thế nào?.
+ Phân tích các lực tác dụng vào CLLX; Tác dụng của các lực đó?
+ Viết được biểu thức lực đàn hồi theo định luật Huc và biểu thức định luật II Niu- tơn
+ Kết hợp với kiến thức ở bài 1, Nêu được kết luận về dao động CLLX, đưa ra
được công thức tính chu kỳ, tần số góc CLLX
+Hình thành khái niệm lực kéo về, biểu thức, đặc điểm lực kéo về của CLLX
c) Tổ chức hoạt động:
- Các nhóm quan sát chuyển động CLLX để chọn được hệ trục tọa độ thích hợp.
- GV cho HS phân tích lực tác dụng và con lắc lò xo, cách để làm cho con lắc lò xo dao động
- GV chuyển giao nhiệm vụ: Viết được biểu thức lực đàn hồi theo định luật Huc và
biểu thức định luật II Niu- tơn
+ Kết hợp với kiến thức ở bài 1, kết luận về dao động CLLX, đưa ra được công thức
tính chu kỳ , tần số góc CLLX
+ Hình thành khái niệm lực kéo về, biểu thức, đặc điểm lực kéo về của CLLX
- Trong quá trình hoạt động nhóm, GV quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp
kịp thời khi các em cần hỗ trợ. Ghi nhận kết quả làm việc của cá nhân hoặc nhóm học sinh.
- Tổ chức cho các nhóm báo cáo kết quả và thảo luận để hoàn thành nhiệm vụ học tập.
d) Sản phẩm mong đợi: Viết được
- Dao động của con lắc lò xo khi bỏ qua ma sát là dao động điều hoà.


- Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo: và
- Lực kéo về: Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hoà chịu
lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ. e) Đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn
của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình
báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của
HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.
II. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng a) Mục tiêu:
- Xác định được biểu thức động năng của CLLX
- Xác định được biểu thức thế năng của CLLX
- Xác định được biểu thức cơ năng của CLLX b) Nội dung:
Dựa vào các công thức động năng, thế năng, cơ năng ở lớp 10 và các phương trình
vận tốc, ly độ của CLLX ở lớp 12, và sự hướng dẫn của GV, các nhóm thực hiện xây
dựng các biểu thức trên
c) Tổ chức hoạt động:
GV chuyển giao nhiệm vụ: Xây dựng thức động năng, biểu thức thế năng, biểu thức cơ năng của CLLX
d) Sản phẩm mong đợi:
- Xác định được biểu thức động năng của CLLX:
- Xác định được biểu thức thế năng của CLLX:
- Xác định được biểu thức thế năng của CLLX: Khi không có ma sát e) Đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn
của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình
báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép).