Giáo án Vật Lí 12 Chương 2: Sóng cơ và sóng âm mới nhất

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm Với mục đích giúp các Thầy / Cô giảng dạy môn Vật Lí dễ dàng biên soạn Giáo án Vật Lí lớp 12, VietJack biên soạn Bộ Giáo án Vật Lí 12 Chương 2: Sóng cơ và sóng âm phương pháp mới theo hướng phát triển năng lực bám sát mẫu Giáo án môn Vật Lí chuẩn của Bộ Giáo dục. Hi vọng tài liệu Giáo án Vật Lí 12 này sẽ được Thầy/Cô đón nhận và đóng góp những ý kiến quí báu.

Mục lục Giáo án Vật Lí 12 Chương 2: Sóng cơ và sóng âm

• Giáo án Vật Lí 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ
• Giáo án Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng
• Giáo án Vật Lí 12 Bài 9: Sóng dừng
• Giáo án Vật Lí 12 Bài 10: Đặc trưng vật lí của âm
• Giáo án Vật Lí 12 Bài 11: Đặc trưng sinh lí của âm

Giáo án Vật Lí 12 Bài 7: Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ

a) Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa sóng cơ.

- Phát biểu được các khái niệm liên quan tới sóng cơ và sự truyền sóng cơ: sóng dọc, sóng ngang, vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa, tần số, tần số góc, chu kì, pha.

- Viết được phương trình sóng.

- Nêu được các đặc trưng của sóng hình sin.

b) Kĩ năng

- Phát triển ở học sinh kỹ năng quan sát, phân tích, tổng hợp để thu nhận kiến thức.

- Học sinh cần vận dụng linh hoạt kiến thức bài học để từ đó giải được một số bài tập liên quan và giải thích một số hiện tượng thực tế liên quan đến sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng làm việc cá nhân và làm việc theo nhóm cũng như tương tác với giáo viên.

- Vận dụng được các biểu thức để làm các bài tập đơn giản về sóng cơ trong SGK và SBT Vật lý 12.

- Tự làm các thí nghiệm về sóng cơ và sự truyền sóng trên một sợi dây như trong SGK.

- Quan sát và phân tích cũng như rút ra nhận xét từ thí nghiệm.

c) Thái độ

- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học.

- Có ý thức quan tâm đến các hiện tượng liên quan đến sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

- Có hứng thú trong học tập, có ý thức tìm hiểu và đam mê khoa học.

- Có ý thức học tập, có tác phong làm việc nghiêm túc.

2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

- Năng lực giải quyết vấn đề.

- Năng lực tự học, đọc hiểu và giải quyết vấn đề.

- Năng lực tìm tòi, chọn lọc, xử lí và tổng hợp thông tin từ các nguồn khác nhau (sách, báo, truyền hình, internet,…)

- Năng lực hợp tác nhóm.

- Năng lực tính toán, trình bày và trao đổi thông tin.

- Năng lực thực hành thí nghiệm.

II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1. Giáo viên

- Giáo án word, bài giảng điện tử powerpoint, máy vi tính, máy chiếu; bảng phụ, bút lông, phấn trắng và các thiết bị hỗ trợ khác.

- Đồ dùng dạy học: bộ thí nghiệm SGK hình 7.1, hình 7.2 và hình 7.3.

- Hình ảnh, video clip để minh họa các nội dung.

- Phiếu học tập.

2. Học sinh

- Sách giáo khoa, vở ghi, bút, giấy nháp, bảng phụ, phấn trắng, bút lông, nam châm dính bảng.

- Kiến thức cũ: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm tần số, chu kì, pha.

- Đọc bài mới, tìm hiểu các kiến thức liên quan đến sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP

1. Hướng dẫn chung

Chủ đề này thực hiện trong thời gian 02 tiết.

Chủ đề gồm các hoạt động: Khởi động → Hình thành kiến thức → Luyện tập - củng cố - vận dụng. Bước vận dụng - tìm tòi - mở rộng được giáo viên giao cho học sinh tự tìm hiểu ở nhà và nộp bài cho GV sau.

Có thể mô tả chuỗi hoạt động học và dự kiến thời gian như sau:

Các bước	Hoạt động	Tên hoạt động	Thời lượng dự kiến
Khởi động	Hoạt động 1 Hoạt động 2	Kiểm tra bài cũ Tạo tình huống học tập	3 phút 7 phút
Hình thành kiến thức	Hoạt động 3 Hoạt động 4 Hoạt động 5	Tìm hiểu định nghĩa và phân loại sóng cơ Tìm hiểu các đặc trưng của một sóng hình sin Xây dựng phương trình sóng cơ	20 phút 25 phút 20 phút
Luyện tập	Hoạt động 6	Luyện tập, củng cố bài học	10 phút
Tìm tòi, mở rộng	Hoạt động 7	Tìm hiểu thêm về mật độ năng lượng của sóng cơ	5 phút dặn dò
Tìm tòi mở rộng	Hoạt động 5

2. Hướng dẫn cụ thể từng hoạt động:

2.1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ

a) Mục tiêu hoạt động: Kiểm tra việc học sinh ôn tập kiến thức đã học để làm cơ sở chuẩn bị cho bài mới.

b) Gợi ý tổ chức hoạt động:

Câu hỏi 1: Phát biểu định nghĩa dao động điều hòa.

Câu hỏi 2: Phát biểu và viết hệ thức của các đại lượng vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa, tần số, tần số góc, chu kì, pha.

c) Sản phẩm hoạt động: Định nghĩa dao động điều hòa và các đại lượng vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa; tần số, tần số góc, chu kì, pha dao động.

2.2. Hoạt động 2 (Khởi động): Tạo tình huống học tập về sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

a) Mục tiêu hoạt động: Làm xuất hiện vấn đề cần nghiên cứu trong tiết học.

b) Nội dung: Mâu thuẫn nhận thức dẫn đến nhiệm vụ học tập của học sinh.

c) Gợi ý tổ chức hoạt động:

Giáo viên mô tả và hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm biểu diễn sóng cơ như SGK (hình 7.1). Thí nghiệm cho thấy, sau một thời gian tất cả các phân tử nước đã dao động. Như vậy, dao động đã lan truyền theo thời gian nhưng tại sao nút chai vẫn không bị đẩy ra xa ?

Từ tình huống, giáo viên đặt ra hai câu hỏi có vấn đề:

-   Dao động điều hòa lan truyền trong môi trường như hiện trên được gọi là gì? có đặc trưng gì, và được biểu diễn bằng phương trình toán học nào ?

Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời những câu hỏi trên.

d) Sản phẩm mong đợi: Ý kiến của các nhóm và nội dung ghi của học sinh.

- Dao động điều hòa lan truyền trong môi trường như hiện trên được gọi là sóng cơ

- Trong quá trình truyền sóng, chứ các không có sự lan truyền các phần tử vật chất mà chỉ lan truyền dao động.

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.

2.3. Hoạt động 3:Hình thành khái niệm sóng cơ và phân loại sóng cơ

a) Mục tiêu:

+ Thực hiện được thí nghiệm hình 7.1 SGK và thí nghiệm hình 7.2 SGK

+ Nêu được khái niệm sóng cơ, sóng dọc và sóng ngang.

b) Nội dung:

GV cho 4 nhóm học sinh tự tiến hai thí nghiệm như hình 7.1 SGK và hình 7.2 SGK. Từ đó, học sinh tự rút ra được các kiến thức về sóng cơ, sóng dọc và sóng ngang.

c) Tổ chức hoạt động:

Hoạt động của giáo viên	Hoạt động của học sinh	Nội dung
- Cho học sinh làm thí nghiệm và phân tích rút ra các định nghĩa - 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.	- Làm thí nghiệm và phân tích rút ra các định nghĩa - Định nghĩa sóng cơ (SGK) + Sóng ngang + Sóng dọc - Tiếp thu - Tiếp thu	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.

d) Sản phẩm mong đợi:

- Các thí nghiệm thành công.

- Khái niệm sóng cơ, sóng dọc và sóng ngang.

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.

2.4. Hoạt động 4: Hình thành kiến thức đặc trưng của một sóng hình sin

a) Mục tiêu:

+ Thực hiện được thí nghiệm hình 7.3 SGK.

+ Khảo sát và vẽ được đồ thị của sóng hình sin trên một sợi dây.

+ Nắm được các đặc trưng của một sóng hình sin (các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, tốc độ truyền sóng, bước sóng, năng lượng sóng)

b) Nội dung:

GV cho 4 nhóm học sinh tự tiến thí nghiệm như hình 7.3 SGK và khảo sát vẽ đồ thị của sóng hình sin trên một sợi dây. Từ đó, học sinh tự rút ra được các kiến thức về đồ thị của sóng hình sin, các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, tốc độ truyền sóng, bước sóng, năng lượng sóng.

c) Tổ chức hoạt động:

Hoạt động của giáo viên	Hoạt động của học sinh	Nội dung
- Cho học sinh làm thí nghiệm và khảo sát vẽ được đồ thị của sóng hình sin - Vẽ hình và giải thích cách tạo ra một sóng hình sin trên dây. - Yêu cầu học sinh trình bày cách truyền sóng của một sóng hình sin. - Yêu cầu học sinh nhắc lại các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, năng lượng của dao động điều hòa. Từ đó yêu cầu học sinh định nghĩa các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, tốc độ truyền sóng, bước sóng và năng lượng sóng. - Nhận xét về vận tốc dịch chuyển của đỉnh sóng. - Yêu cầu học sinh 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.	- Làm thí nghiệm và khảo sát vẽ được đồ thị của sóng hình sin - Theo dõi cách giải thích của GV - Trình bày cách truyền sóng của một sóng hình sin. - Học sinh nhắc lại các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, năng lượng của dao động điều hòa. Từ đó định nghĩa các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, tốc độ truyền sóng, bước sóng và năng lượng sóng. - Thực hiện - 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 - Tiếp thu	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 xuất hiện một sóng hình sin 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.

d) Sản phẩm mong đợi:

+ Khảo sát và vẽ được đồ thị của sóng hình sin trên một sợi dây.

+ Nắm được các đặc trưng của một sóng hình sin (các đại lượng: Biên độ, chu kì, tần số, tốc độ truyền sóng, bước sóng, năng lượng sóng)

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.

2.5. Hoạt động 5: Xây dựng phương trình sóng cơ

a) Mục tiêu:

- Xây dựng phương trình sóng cơ.

- Chứng tỏ được phương trình sóng cơ là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian.

b) Nội dung:

GV cho 4 nhóm học sinh tự thảo luận để đưa ra phương trình sóng cơ và nhận xét.

c) Tổ chức hoạt động:

Hoạt động của giáo viên	Hoạt động của học sinh	Nội dung
- 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. GV yêu cầu học sinh thảo luận nhóm để đưa ra phương trình sóng cơ và nhận xét. - Gọi học sinh lên bảng viết phương trình sóng tại M với φ = 0. - Gọi học sinh 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	- Tiếp nhận vấn đề. - 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 gốc tọa độ và gốc 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

d) Sản phẩm mong đợi:

- Xây dựng phương trình sóng cơ.

- Chứng tỏ được phương trình sóng cơ là một hàm vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian.

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.

2.6. Hoạt động 6: Luyện tập, củng cố và vận dụng

a) Mục tiêu

Hệ thống hóa kiến thức và vận dụng làm bài tập cơ bản về các đặc trưng của một sóng hình sin và phương trình sóng cơ.

Nội dung hoạt động: Học sinh hệ thống hóa kiến thức bài học và hoàn thành các bài tập được giao trong phiếu học tập.

b) Nội dung:

GV cho 4 nhóm học sinh tự thảo luận để đưa ra đáp án và báo cáo.

c) Tổ chức hoạt động:

Giáo viên yêu cầu làm việc nhóm, tóm tắt các kiến thức về sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

Yêu cầu học sinh hoàn thành các bài tập trong phiếu học tập theo nhóm.

đ) Sản phẩm hoạt động:

Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung ghi vở của học sinh.

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.

2.7. Hoạt động 7: (Vận dụng - tìm tòi mở rộng): Tìm hiểu thêm về mật độ năng lượng của sóng cơ

a) Mục tiêu

Tìm hiểu về mật độ năng lượng của sóng cơ

b) Nội dung:

GV cho học sinh tìm hiểu nội dung này theo 4 nhóm.

c) Tổ chức hoạt động:

Yêu cầu học sinh: Làm việc ở nhà, nộp báo cáo kết quả ở tiết tự chọn.

đ) Sản phẩm hoạt động:

Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung ghi vở của học sinh

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.

PHIẾU HỌC TẬP

CHỦ ĐỀ: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ (2 TIẾT)

Nhóm:

Danh sách các thành viên trong nhóm: ………………………………………………………………………………………………………………………...

Hãy hoàn thành những bài tập sau đây theo nhóm

Bài 1: Sóng cơ là

A. dao động lan truyền trong một môi trường.

B. dao động của một điểm trong một môi trường.

C. chuyển động của tất cả các phần tử vật chất trong môi trường.

D. sự truyền chuyển động của các phần tử vật chất trong môi trường.

Bài 2: Chọn câu đúng

A. Sóng dọc là sóng truyền dọc theo sợi dây.

B. Sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng, còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang.

C. Sóng dọc là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử của môi trường) trùng với phương truyền sóng.

D. Sóng dọc là sóng truyền theo trục tung, còn sóng ngang là sóng truyền theo trục hoành.

Bài 3: Quá trình truyền sóng là:

A. quá trình truyền pha dao động.     

B. quá trình truyền năng lượng.

C. quá trình truyền các phần tử vật chất.       

D. Cả A và B

Bài 4: Một sóng truyền trên mặt biển có bước sóng l = 2m. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng dao động cùng pha nhau là: 

A. 0,5m                    

B. 1m                        

C. 1,5m             

D. 2m

Bài 5: Một sóng cơ học có tần số 120Hz truyền trong một môi trường với vận tốc 60m/s, thì bước sóng của nó là:                         

A. 1m             

B. 2m                       

C. 0,5m                      

D. 0,25m

Bài 6: Sóng cơ có tần số dao động là 500Hz lan truyền với vận tốc v = 400m/s trong không khí..

a) Tính l

b) Tính độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 10cm trên phương truyền sóng.

Bài 7: Sóng cơ có tần số dao động là 500Hz lan truyền với vận tốc v = 300m/s trong không khí.

a) Tính độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau 1,05m trên phương truyền sóng .

b) Từ đó có nhận xét gì?

Bài 8: Sóng cơ truyền trong một môi trường dọc theo trục Ox với phương trình: u = cos(20t - 4x) (x tính bằng mét, t tính bằng giây). Tính tốc độ truyền sóng?

Giáo án Vật Lí 12 Bài 8: Giao thoa sóng

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ

a) Kiến thức

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.

- Nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng.

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

b) Kĩ năng

- Giải thích được sự hình thành các vân cực đại và cực tiểu giao thoa.

- Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.

- Quan sát và biết được các bước làm thí nghiệm giao thoa sóng.

c) Thái độ

- Quan tâm đến các sự kiện, hiện tượng liên quan đến sóng cơ, giao thoa sóng cơ.

- Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học.

2. Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

Hình thành và phát triển năng lực tự chủ và tự học, giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực ngôn ngữ, tính toán, năng lực tìm hiểu tự nhiên và xã hội, năng lực công nghệ, tin học, năng lực thẩm mỹ, thể chất. Cụ thể như sau:

- Năng lực tự học, đọc hiểu: Đọc SGK, tài liệu, phiếu học tập, ghi chép…

- Năng lực hợp tác nhóm: trao đổi thảo luận, trình bày kết quả thảo luận.

- Năng lực giải quyết vấn đề, sáng tạo: Hình ảnh quan sát được như thế nào? Chúng được hình thành như thế nào?

- Năng lực tính toán, năng lực thực hành thí nghiệm: các thao tác lý thuyết để đua ra phương trình sóng tại điểm M,…

II. CHUẨN BỊ

1. Giáo viên

- Thí nghiệm về giao thoa sóng nước.

- Các video thí nghiệm, hình ảnh giao thoa sóng nước.

- Những thiết bị, học liệu khác cần cho bài học…

2. Học sinh

- SGK, vở ghi bài, giấy nháp...

- Những nhiệm vụ khác do GV phân công liên quan đến bài học…

- Ôn lại phần tổng hợp dao động.

III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC  CỦA HỌC SINH

1. Hướng dẫn chung

Từ việc quan sát video thí nghiệm về sự truyền sóng trên mặt nước, yêu cầu học sinh nhắc lại sự truyền sóng (hình 7.1). Yêu cầu học sinh dự đoán hình ảnh quan sát được nếu dùng thí nghiệm tương tự hình 7.1, nhưng sử dụng 2 nguồn giống hệt nhau.

Thông qua quan sát thí nghiệm hướng dẫn học sinh giải thích thí nghiệm bằng thực nghiệm quan sát và chứng minh bằng còn đường lý thuyết từ đó giải quyết những vấn đề liên quan đến hieejn tượng giao thoa và nêu ra điều kiện giao thoa sóng.

Học sinh được giao nhiệm vụ tìm tòi khám phá giải quyết vấn đề, tự học cá nhân, thảo luận nhóm, báo cáo kết quả học tập, ghi chép thông tin… được tương tác thầy với trò, trò với trò, trò với thiết bị, phương tiện và học liệu (môi trường học tập).

Bài học được thiết kế theo chuỗi các hoạt động học: Tình huống xuất phát/ Nhiệm vụ mở đầu – Hình thành kiến thức – Hệ thống hóa kiến thức và luyện tập – Vận dụng vào thực tiễn – Tìm tòi mở rộng.

Dự kiến chuỗi hoạt động học như sau:

Các bước	Nội dung hoạt động
Tình huống xuất phát/ Nhiệm vụ mở đầu	Tạo tình huống và phát biểu vấn đề về giao thoa sóng nước.
Hình thành kiến thức	- Hiện tượng giao thoa sóng của 2 sóng trên mặt nước. - Cực đại và cực tiểu giao thoa. - Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp
Hệ thống hóa kiến thức và Luyện tập	- Hệ thống hóa kiến thức. - Bài tập về vị trí cực đại và cực tiểu giao thoa.
Vận dụng vào thực tiễn	Áp dụng các kiến thức đã học về giao thoa và điều kiện giao thoa để giải bài tập liên hệ thực tiễn.
Tìm tòi mở rộng	Áp dụng phương pháp khảo sát chuyển động của một vật bị ném để xác định chuyển động của các vật ném xiên. Tìm hiểu các điều kiện để các vận động viên nhảy xa, ném tạ, ném lao… đạt được thành tích tốt nhất…

2. Tổ chức từng hoạt động

Hoạt động 1: (Tạo tình huống xuất phát/ Nhiệm vụ mở đầu)

a) Mục tiêu

- Kiểm tra kiến thức cũ đã học về sóng cơ và sự truyền sóng cơ.

- Tìm hiểu về hình ảnh giao thoa sóng trên mặt nước.

b) Nội dung

+ Kiểm tra kiến thức cũ bằng hình thức vấn đáp.

+ Nhắc lại hình ảnh thí nghiệm hình 7.1 sgk. Gợi ý vấn đề bằng cách đặt câu hỏi: hiện trượng sóng trên mặt nước sẽ thay đổi như thế nào nếu sử dụng hai nguồn giống hệt nhau?

c) Tổ chức hoạt động

- GV phát vấn kiểm tra bài cũ.

- GV cho HS quan sát một đoạn video về thí nghiệm như hình 7.1 sgk. Yêu cầu học sinh mô tả lại hình ảnh quan sát.

- Yêu cầu học sinh dự đoán hình ảnh có thể quan sát được nếu sử dụng hai nguồn giống hệt nhau.

- Yêu cầu HS thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu. HS mô tả hình dạng sóng quan sát được. Giải thích hình ảnh quan sát được.

- Tổ chức HS báo cáo kết quả trước lớp và dẫn dắt HS giải quyết vấn đề cần xác định.

d) Sản phẩm: Ý kiến của các nhóm và nội dung ghi của học sinh.

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. Hiện tượng giao thoa của 2 sóng trên mặt nước

a) Mục tiêu

+ Mô tả được hiện tượng giao thoa sóng.

+ Giải thích được hiện tượng giao thoa sóng.

b) Nội dung

- GV làm thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nước: sử dụng 2 nguồn giống hệt nhau. (Trình chiếu video thí nghiệm, hình ảnh vân giao thoa).

- Học sinh quan sát thí nghiệm và được gợi ý để mô tả và giải thích hiện tượng giao thoa sóng.

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm học sinh thực hiện các yêu cầu sau:

+ Mô tả hiện tượng giao thoa sóng quan sát được qua thí nghiệm.

+ Giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng quan sát được.

+ Định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.

c) Tổ chức hoạt động

- Học sinh quan sát thí nghiệm (video thí nghiệm, hình ảnh vân giao thoa) về giao thoa sóng từ đó mô tả lại hình ảnh quan sát được.

- GV hướng dẫn các nhóm thảo luận để giải thích sự hình thành của các vân giao thoa quan sát được, từ đó đưa ra được định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.

- GV chuyển giao nhiệm vụ: Giải thích hiện tượng quan sát được.

- 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: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.

+ Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm S₁ và S₂. Trong đó:

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động.

* Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh.

+ Hiện tượng giao thoa là hiện tượng khi hai sóng gặp nhau, có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau. Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng.

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. Cực đại và cực tiểu

a) Mục tiêu

+ Viết được phương trình giao thoa sóng tại điểm M.

+ Xác định được vị trí cực đại giao thoa và cực tiểu giao thoa.

b) Nội dung

- Dựa vào phương trình truyền sóng, GV hướng dẫn học sinh viết phương trình truyền sóng từ các nguồn đến điểm M.

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, các nhóm học sinh thực hiện các yêu cầu sau:

+ Dao động tổng hợp tại M có biểu thức?

+ Dựa vào biểu thức, có nhận xét gì về dao động tổng hợp tại M?

+ Biên độ dao động tổng hợp a phụ thuộc yếu tố nào?

+ Những điểm dao động với biên độ cực đại là những điểm nào?

c) Tổ chức hoạt động

- GV hướng dẫn các nhóm thảo luận để giải thích sự hình thành của các vân giao thoa quan sát được, từ đó đưa ra được định nghĩa hiện tượng giao thoa sóng.

- GV chuyển giao nhiệm vụ: Giải thích hiện tượng quan sát được.

- 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: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.

- Biểu thức dao động tại một điểm M trong vùng giao thoa:

=> Dao động tại M vẫn là một dao động điều hoà với chu kì T và biên độ của dao động tại M:

- Vị trí các cực đại và cực tiểu giao thoa

+ Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa):

+ Những điểm đứng yên, hay là có dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa):

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.

III. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp

a) Mục tiêu

+ Nêu được điều kiện xảy ra giao thoa sóng.

+ Nêu được định nghĩa về sóng kết hợp.

b) Nội dung

- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, học sinh thực hiện các yêu cầu sau:

+ Tìm hiểu sách giao khao cho biết thế nào là hai nguồn kết hợp?

+ Nhận xét về phương dao động, tần số và hiệu số pha dao động của 2 nguồn sóng đã làm thí nghiệm.

+ Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa sóng.

c) Tổ chức hoạt động

- GV hướng dẫn cho học sinh tìm hiểu sách giáo khoa để đưa ra các khái niệm về nguồn kết hợp, sóng kết hợp.

- GV chuyển giao nhiệm vụ:

+ Nhận xét về 2 nguồn sóng được sử dụng trong thí nghiệm.

+ Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa sóng.

- 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: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.

- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng phương, cùng f và có hiệu số pha không phụ thuộc thời gian.

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp.

- Điều kiện để xảy ra hiện tựơng giao thoa sóng: 2 nguồn sóng là 2 nguồn kết hợp.

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng.

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 (Hệ thống hóa kiến thức và Luyện tập)

a) Mục tiêu: Hệ thống hóa kiến thức và vận dụng giải bài tập cơ bản về giao thoa sóng.

b) Nội dung:

- Học sinh làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức về công thức tính biên độ dao động tổng hợp tại M, công thức xác định cực đại và cực tiểu giao thoa.

- Học sinh làm việc nhóm, trả lời các câu hỏi và bài tập cơ bản về giao thoa sóng.

c) Tổ chức hoạt động:

- GV chuyển giao nhiệm vụ. HS ghi nhiệm vụ vào vở.

- Yêu cầu làm việc nhóm: viết công thức tính biên độ dao động tổng hợp tại M, công thức xác định cực đại, cực tiểu giao thoa và trả lời các câu hỏi và bài tập cơ bản.

- Học sinh giới thiệu sản phẩm của nhóm trước lớp và thảo luận.

- GV tổng kết, chuẩn hóa kiến thức.

d) Sản phẩm:

- Bảng báo cáo của nhóm và các phương án trả lời của học sinh.

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 4 (Vận dụng vào thực tiễn): Giải bài tập giao thoa sóng.

a) Mục tiêu:

- Giải được các bài tập đơn giản về giao thoa sóng.

b) Nội dung:

- GV chiếu bài tập có mô phỏng với các dữ kiện có sẵn.

- Học sinh làm việc cá nhân vào vở và làm việc nhóm nội dụng GV yêu cầu.

c) Tổ chức hoạt động:

- Các nhóm thảo luận kết quả và trình bày trên bảng.

- Yêu cầu cả lớp giải các bài tập 5, 6, 7- trang 88 SGK .

c) Sản phẩm:

- Bài giải của học sinh.

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 5 (Tìm tòi mở rộng): Yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa.

a) Mục tiêu:

- Hiểu rõ điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa sóng.

- Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa.

b) Nội dung

- Đề xuất được phương án thí nghiệm kiểm tra điều kiện xảy ra hiện tượng giao thoa.

- Nếu các dụng cụ thí nghiệm cần sử dụng.

- Thực hiện thí nghiệm khả thi để kiểm tra.

c) Tổ chức hoạt động

- GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ để thực hiện ngoài lớp học.

- HS ghi nhiệm vụ chuyển giao của GV vào vở. Sau đó về nhà tìm hiểu để thực hiện về nhiệm vụ này.

- HS báo cáo kết quả và thảo luận về nhiệm vụ được giao.

- GV tổng kết, chuẩn hóa kiến thức.

d) Sản phầm: Bài làm của học sinh.

e) Đánh giá:

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.

IV. Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đề

Câu 1. Hai nguồn kết hợp là nguồn phát sóng:

A. Có cùng tần số, cùng phương truyền

B. Cùng biên độ, có độ lệch pha không đổi theo thời gian

C. Có cùng tần số, cùng phương dao động, độ lệch pha không đổi theo thời gian

D. Có độ lệch pha không đổi theo thời gian

Câu 2. Tại hai điểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng cơ kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng. Có sự giao thoa của hai sóng này trên mặt nước. Tại trung điểm của đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độ cực đại. Hai nguồn sóng đó dao động

A. lệch pha nhau góc π/3

B. cùng pha nhau

C. ngược pha nhau.

D. lệch pha nhau góc π/2

Câu 3. Trong giao thoa của hai sóng trên mặt nước từ hai nguồn kết hợp, cùng pha nhau, những điểm dao động với biên độ cực tiểu có hiệu khoảng cách tới hai nguồn (k Є Z) là:

A. d₂ – d₁ = kλ

B. d₂ – d₁ = 2kλ

C. d₂ – d₁ = (k + 1/2)λ

D. d₂ – d₁ = kλ/2

Câu 4. Trong giao thoa của hai sóng trên mặt nước từ hai nguồn kết hợp, ngược pha nhau, những điểm dao động với biên độ cực tiểu có hiệu khoảng cách tới hai nguồn (k Є Z) là:

A. d₂ – d₁ = kλ

B. d₂ – d₁ = 2kλ

C. d₂ – d₁ = (k + 1/2)λ

D. d₂ – d₁ = kλ/2

Câu 5. Tại hai điểm S₁, S₂ cách nhau 5cm trên mặt nước đặt hai nguồn kết hợp phát sóng ngang cùng tần số f = 50Hz và cùng pha. Tốc độ truyền sóng trong nước là 25cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Hai điểm M, N nằm trên mặt nước với S₁M = 14,75cm, S₂M = 12,5cm và S₁N = 11cm, S₂N = 14cm. Kết luận nào là đúng:

A. M dao động biên độ cực đại, N dao động biên độ cực tiểu

B. M, N dao động biên độ cực đại

C. M dao động biên độ cực tiểu, N dao động biên độ cực đại

D. M, N dao động biên độ cực tiểu

Câu 6. Trên mặt chất lỏng có hai nguồn sóng dao động với cùng biên độ cùng tần số và cùng pha. Ta quan sát được hệ các vân đối xứng. Bây giờ nếu biên độ của một nguồn tăng lên gấp đôi nhưng vẫn dao động cùng pha với nguồn còn lại thì

A. Hiện tượng giao thoa vẫn xảy ra, hình dạng và vị trí của các vân giao thoa không thay đổi.

B. Hiện tượng giao thoa vẫn xảy ra, vị trí các vân không đổi nhưng vân cực tiểu lớn hơn và cực đại cũng lớn hơn.

C. Hiện tượng giao thoa vẫn xảy ra, nhưng vị trí các vân cực đại và cực tiểu đổi chỗ cho nhau.

D. Hiện tượng giao thoa vẫn xảy ra, vị trí các vân không đổi nhưng vân cực đại giảm xuống, vân cực tiểu tăng lên

Câu 7. Thực hiện giao thoa trên mặt chất lỏng với hai nguồn S₁, S₂ giống nhau. Phương trình dao động tại S₁ và S₂ đều là: u = 2cos(40πt) cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là 8m/s. Bước sóng có giá trị nào trong các giá trị sau?

A. 12cm

B. 40cm

C. 16cm

D. 8cm

Câu 8. Trên mặt nước phẳng lặng có hai nguồn điểm dao động S₁, S₂ là f = 120Hz. Khi đó trên mặt nước, tại vùng giao S₁, S₂ người ta qua sát thấy 5 gơn lồi và những gợn này chia đoạn S₁S₂ thành 6 đoạn mà hai đoạn ở hai đầu chỉ dài bằng một nửa các đoạn còn lại. Cho S₁S₂ = 5 cm. Bước sóng λ là:

A. λ = 4cm

B. λ = 8cm

C. λ = 2 cm

D. Kết quả khác.

Câu 9. Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động cùng pha với tần số 20Hz. Người ta thấy điểm M dao động cực đại và giữa M với đường trung trực của AB có một đường không dao động. Hiệu khoảng cách từ M đến A, B là 2 cm. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước bằng

A. 10cm/s

B. 20cm/s

C. 30cm/s

D. 40cm/s

Câu 10. Hai nguồn kết hợp S₁, S₂ cách nhau 50mm trên mặt thoáng thủy ngân dao động giống nhau x = acos60πt mm. Xét về một phía đường trung trực của S₁, S₂ thấy vân bậc k đi qua điểm M có MS₁ - MS₂ = 12mm và vân bậc (k + 3) đi qua điểm M’ có M’S₁ - M’S₂ = 36 mm. Tìm vận tốc truyền sóng trên mặt thủy ngân, vân bậc k là cực đại hay cực tiểu?

A. 24cm/s, cực tiểu

B. 80cm/s, cực tiểu

C. 24cm/s, cực đại

D. 80 cm/s, cực đại.

Tải xuống