Giáo án Vật lí 12 Bài 6: Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các điịnh luật dao động của con lắc đơn

BÀI 6. THỰC HÀNH
KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức
- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn.
- Nêu được cách kiểm tra mối quan hệ giữa chu kì với chiều dài của con lắc đơn khi con lắc
dao động với biên độ góc nhỏ. b) Kĩ năng
- Biết cách sử dụng các dụng cụ và bố trí được thí nghiệm
+ Biết dùng thước đo chiều dài, thước đo góc, đồng hồ bấm giây hoặc đồng hồ đo thời gian hiện số.
+ Biết lắp ráp được các thiết bị thí nghiệm.
- Biết cách tiến hành thí nghiệm:
+ Thay đổi biên độ dao động, đo chu kì con lắc.
+ Thay đổi khối lượng con lắc, đo chu kì dao động.
+ Thay đổi chiều dài con lắc, đo chu kì dao động.
+ Ghi chép số liệu vào bảng.
- Biết tính toán các số liệu thu được từ thí nghiệm để đưa ra kết quả. + Tính được T, T2, T2/l.
+ vẽ được đồ thị T(l) và đồ thị T2(l).
+ Xác định chu kì dao động của con lắc đơn bằng cách đo thời gian t1 khi con lắc thực hiện
n1 dao động toàn phần, Tính T1 = t1/n1; tương tự T2 = t2/n2… từ đó xác định giá trị trung bình của T.
+ Đo chiều dài l của con lắc đơn và tính g theo công thức .
+ Từ đồ thị rút ra nhận xét. c) Thái độ
- Quan tâm đến các kiến thức liên quan đến chuyển động của con lắc đơn.
- Hứng thú trong quá trình thực hành.
2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh
- 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.
- Phân lớp ra làm 8 nhóm nhỏ, mỗi nhóm có một nhóm trưởng, một nhóm phó.
- Dặn dò các nhóm phân công nhiệm vụ cho từng thành viên, chuẩn bị bài theo các nội dung ở
phần báo cáo thực hành trong sgk.
- Chuẩn bị 8 bộ dụng cụ thí nghiệm. Mỗi bộ gồm có:
+ Một giá đở cao 1m để treo con lắc, có tấm chỉ thị nằm ngang có các vạch chia đối xứng. + Một cuộn chỉ.
+ Một đồng hồ bấm giây ( hoặc đồng hồ đeo tay có kim giây).
+ Một thước đo độ dài có giới hạn đo khoảng 500mm.
+ Ba quả nặng 20g; 50g ; 100g có móc treo. 2. Học sinh. Mỗi cá nhân HS
+ Đọc kĩ bài thực hành để xác định rõ mục đích và quy trình thực hành.


+ Trả lời câu hỏi cuối bài để định hướng bài thực hành.
+ Giấy kẻ ô milimet để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành.
+ Làm việc theo sự phân công của nhóm trưởng.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC CỦA HỌC SINH 1. Hướng dẫn chung
Từ việc nắm vững kiến thức bài con lắc đơn, trả lời các câu hỏi trong sách giáo khoa, từ đó
hình thành nên phương pháp khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn.
Chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian như sau: Thời lượng dự Các bước Hoạt động Tên hoạt động kiến 7 phút Khởi động Hoạt động 1
Xác định mục đích của bài thực hành Tìm hiểu Hoạt động 2
Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm 10 phút dụng cụ TN Tiến hành Hoạt động 3 Tiến hành TN 25 phút TN Nhận xét Hoạt động 4
Thu dọn dụng cụ, nhận xét và dặn dò 3 phút Báo cáo Hoạt động 5
Xử lí số liệu, báo cáo kết quả 45 phút
2. Tổ chức từng hoạt động
Hoạt động 1 (Khởi động): Xác định mục đích của bài thực hành a) Mục tiêu:
- Kiểm tra sự chuẩn bị kiến thức cũ GV đã giao về nhà.
- Tìm ra được mục đích của bài thực hành b) Nội dung:
- Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh bằng các câu hỏi trong sách giáo khoa bằng cách lập phiếu kiểm tra.
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 4).
Yêu cầu HS ghi các câu trả lời của mình vào phiếu. Sau đó thu bài của một số HS để chấm điểm.
- GV cho HS quan sát lại con lắc đơn và công thức tính chu kì con lắc đơn.
- Yêu cầu HS thảo luận theo nhóm xác định mục đích của bài thực hành.
- 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.
- Mục đích bài thực hành: Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối
lượng, chiều dài con lắc đơn dối với chu kì dao động T. Từ đó tìm ra công thức tính chu kì
và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại nơi thí nghiệm. 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 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. Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm
a) Mục tiêu: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm
- Tìm phương án tối ưu nhất với những dụng cụ thí nghiệm cụ thể để tiến hành thí nghiệm.
- Giới thiệu công dụng của từng dụng cụ. b) Nội dung:
- GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm để khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con
lắc đơn để cho HS nắm vững cách sử dụng từng dụng cụ. Từ đó thao tác thí nghiệm nhanh nhất
và cho kết quả chính xác nhất.
- Học sinh được hướng dẫn để nhận biết và biết cách sử dụng từng loại dụng cụ.
- GV cho các nhóm HS nhận dụng cụ
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm tảo luận và đưa các thiết bị cần thiết theo những yêu cầu sau:
+ Muốn khảo sát xem chu kì con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ phụ thuộc như thế nào
vào biên độ, chiều dài con lắc đơn, khối lượng vật nặng ta cần có nhưng dụng cụ cần thiết nào.
+ Chu kì con lắc đơn có phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm hay không? Làm cách nào để
phát hiện điều đó bằng thí nghiệm?
c) Tổ chức hoạt động:
- Các nhóm thảo luận từ đó đưa ra phương án thí nghiệm.
- GV cho HS báo cáo kết quả thảo luận và đưa ra phương án tối ưu nhất
- GV giới thiệu bộ dụng cụ có sẵn:
+ Một giá đở cao 1m để treo con lắc, có tấm chỉ thị nằm ngang có các vạch chia đối xứng. + Một cuộn chỉ.
+ Một đồng hồ bấm giây.
+ Một thước đo độ dài có giới hạn đo khoảng 500mm.
+ Ba quả nặng 20g; 50g ; 100g có móc treo.
d) Sản phẩm mong đợi:
Báo cáo kết quả hoạt động nhóm (phương án thí nghiệm và dụng cụ cần có) 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 3. Tiến hành thí nghiệm a) Mục tiêu:
- Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kì T của con lắc đơn.
- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng con lắc m đới với chu kì dao động T.
- Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn đới với chu kì dao động T. b) Nội dung:
- Dựa vào các dụng cụ và sự hướng dẫn của GV, các nhóm tiến hành thí nghiệm
c) Tổ chức hoạt động:


GV chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu nhóm trưởng của mỗi nhóm nhận dụng cụ TN cho nhóm
mình; kiểm tra dụng cụ và phân công nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm và thực hiện yêu cầu sau:
- Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kì T của con lắc đơn.
- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng con lắc m đới với chu kì dao động T.
- Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn đới với chu kì dao động T.
Gợi ý tổ chức hoạt động: HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA GV NỘI DUNG CƠ BẢN NHÓM HS GV: B ước 1 . Kiểm tra xem III. CAÙC BÖÔÙC TIEÁN
chu kỳ của con lắc đơn có HAØNH.
phụ thuộc vào biên độ hay
1. Chu kì dao động T của con lắc không?
đơn phụ thuộc vào biên độ dao
- Để kiểm tra xem chu kì của
động như thế nào?
con lắc đơn có phụ thuộc
- Chọn quả nặng m = 50g moùc
vào biên độ dao động hay - Giữ cho khối lượng m
vào đầu một dây không dãn có
không thì ta thay đổi đại
và chiều dài l của con lắc chiều dài l = 50cm.
lượng nào và giữ cho những không đổi. Chỉ thay đổi
- Kéo quả nặng m ra khoûi VTCB
đại lượng nào không đổi?
biên độ dao động của con một khoảng A = 3cm töông
- Thay đổi biên độ dao động lắc.
öùng với góc lệch thả dao động
của con lắc bằng cách nào? tự do GV trình bày cho học sinh - Kéo quả nặng m ra
- Đo thời gian con lắc thực hiện 10
biết các bước làm tiếp theo khoûi
dao động toàn phần. Ghi kết qủa như sgk.
VTCB một khoảng naøo ño vaøo baûng 6.1 trang 27. ñoù.
- Thực hiện lại thao tác treân với A = 6, 9, 18cm. -HS lắng nghe, ghi nhận
- Đo thời gian trong 10 dao động
toàn phần. ghi kết quả vào bảng 6.1
GV: Bước 2: Để kiểm tra
2. chu kỳ dao động của con lắc
xem chu kì của con lắc đơn
đơn phụ thuộc vào khối lượng m
có phụ thuộc vào khối lượng
của con lắc như thế nào?
m hay không thì ta thay đổi
- Chọn quả nặng m = 50g moùc
đại lượng nào và giữ cho
vào đầu một dây không dãn có
những đại lượng nào không chiều dài l = 50cm. đổi?
-Giữ cho biên độ và chiều - Kéo quả nặng m ra một khoảng
- Thay đổi khối lượng của dài l của con lắc không
A = 3cm với góc lệch roài con lắc bằng cách nào?
đổi. Chỉ thay đổi khối
thaû cho con laéc dao động tự GV trình bày cho học sinh lượng của con lắc do.
biết các bước làm tiếp theo
- Đo thời gian con lắc thực hiện 10 như sgk.
dao động toàn phần. Ghi kq vào 6.2
Thực hiện lại thao tác với :
- Mắc thêm các quả nặng m = 100g, 150g
để thay đổi KL m của con - Đo thời gian trong 10 dao động lắc.
toàn phần. Ghi kết quả vào bảng 6.2 -HS lắng nghe, ghi nhận
3. Chu kì dao độ của con lắc đơn
GV: Bước 3: Để kiểm tra
phụ thuộc vào chiều dài của con lắ
xem chu kì của con lắc đơn như thế nào?