Giáo án Vật lí lớp 11 (Kết nối tri thức) - Bài 15: Thực hành đo tốc độ truyền âm

TIẾT:
BÀI 15: THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ TRUYỀN ÂM
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Thông qua bài thực hành học sinh ôn lại kiến thức về sóng dừng, sóng dừng trong cột khí; các kiến thức liên quan về tốc độ, tần số và bước sóng cũng nhiư mối liên hệ gẵ các dại lượng.
- Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được tốc độ truyền âm bằng dụng cụ thực hành.
2. Năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học: 
+ Tự giác tìm tòi, khám phá để dưa ra phương án thí ngh...gọn gàng, khoa học.
b. Năng lực vật lí
- Biết sử dụng công thức liên hệ tốc độ, bước sóng và tần số để tính được tốc độ truyền âm trong không khí.
- Rèn luyện kĩ năng thực hành, phương pháp làm giảm sai số chủ quan trong khi xác định các giá trị của phép đo.
- Biết tính được sai số các đại lượng vật lí trong bài thực hành.
- Viết bài báo cáo một cách khoa học và chính xác.
3. Phẩm chất
- Chăm chỉ, tích cực hợp tác nhóm. 
- Chủ động trong việc tìm tòi, nghiên cứu xây dựng phương án thực h...giúp học sinh tò mò để xác định tốc độ truyền âm trong không khí.
b. Nội dung: 
- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: 
+ Vì sao khi nói/hú trước ngọn núi, âm vọng lại?
+ Khoảng cách giữa vị trí đứng và ngọn núi là L, thời gian từ khi nói/hú là t, vậy ta có thể ước lượng được tốc dộ truyền âm trong không khí lúc này hay không?
+ Bây giờ chúng ta có thể xây dựng một phương án để đo tốc độ truyền âm trong không khí ở dây một cách chính xác hơn dựa vào hiện tượng sóng dừng được không?
c. Sản phẩm h...à ngọn núi là L, thời gian từ khi nói/hú là t, vậy ta có thể ướt lượng được tốc dộ truyền âm trong không khí lúc này hay không?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ
- Các nhóm thảo luận, ghi chép vào giấy.
- HS trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV.
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
- Các nhóm tiến hành thảo luận và Báo cáo kết quả đã thảo luận. Cử đại diện trình bày.
Bước 4: GV kết luận nhận định
- GV tiếp nhận và nhận xét câu trả lời của HS.
- GV dẫn dắt HS vào bài: Xây dựng phương án thực hành như thế nào ...g các dụng cụ đó.
d. Tổ chức thực hiện:
Các bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1: GV giao nhiệm vụ
- GV cho HS nghiên cứu SGK, mục I. 
- Giới thiệu các dụng cụ đo:
+ Ống trụ làm bằng thuỷ tinh hữu cơ trong suốt, có đường 
kính trong 40 mm, dài 670 mm, có chia độ 0 ÷ 660 mm (1)
+ Pít-tông làm bằng thép bọc nhựa, có vạch dấu, nối với dây kéo và ròng rọc, có thể di chuyển dễ dàng trong ống (2).
+ Máy phát tần số phát ra tín hiệu có dạng sin (3).
+ Một loa nhỏ (4).
+ Giá đỡ ống trụ (5).
...được các phương án thí nghệm đo tốc độ truyền âm trong không khí.
b. Nội dung: 
- GV tổ chức cho HS tìm hiểu SGK để đưa ra phương án tiến hành thực nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí.
c. Sản phẩm học tập: 
- Thiết kế được phương án thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí với các dụng cụ vừa tìm hiểu
d. Tổ chức thực hiện:
Các bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1: GV giao nhiệm vụ
- Thiết kế được phương án thí nghiệm đo tốc độ truyền âm trong không khí với các dụng cụ vừa t... Nối máy phát tần số với loa, bật công tắc nguồn của máy phát tần số, điều chỉnh biên độ và tần số để nghe rõ âm (hoặc dùng búa cao su gõ vào một nhánh của âm thoa), đồng thời dịch chuyển dần pít-tông ra xa loa. Câu hỏi:
+ Khi pít-tông di chuyển, độ to của âm thanh nghe được thay đổi như thế nào?
+ Khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng nào của sóng âm?
+ Cần đo đại lượng nào để tính được tốc độ truyền âm?
Bước 3: Báo cáo, ...n tiếp của pít-tông mà âm thanh nghe được to nhất cho phép xác định đại lượng bước sóng. Vì khoảng cách giữa hai vị trí liên tiếp của cực đại giao thoa bằng nửa bước sóng. Từ đó ta xác định được bước sóng của âm.
+ Để đo được tốc độ truyền âm ta cần xác định thêm đại lượng chu kì (tần số) dựa trên đồ thị xuất hiện ở máy phát tần số.
Bước 4: GV kết luận nhận định
- GV kiểm tra lắp đặt TN, đánh giá, nhận xét.

Hoạt động 2.3. Tiến hành thí nghiệm
a. Mục tiêu: 
- Tiến hành thí nghiệm để lấy được...vụ
- GV yêu cầu HS đọc sách mục III tiến hành làm thí nghiệm như phương án thiết kế.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ
- Tiến hành làm thí nghiệm như phương án thiết kế; thảo luận nhóm để tiến hành TN chính xác và nhanh nhất.
+ Điều chỉnh máy phát tần số đến giá trị 500 Hz,
+ Dùng dây kéo pít-tông di chuyển trong ống thuỷ tinh, cho đến lúc âm thanh nghe được to nhất. Xác định vị trí âm thanh nghe được là lớn nhất lần 1. Đo chiều dài cột khí l1 Ghi số liệu vào Bảng 15.1. Thực hiện thao tác thêm h...ránh chỉnh lí số liệu sau khi thực nghiệm).
- Sử dụng một số phân mềm trên điện thoại hay máy tính có thể thay thế cho máy phát âm tần.
Hoạt động 2.4. Kết quả thí nghiệm, xử lí số liệu, tính sai số và viết kết quả đo
a. Mục tiêu: 
 - Ghi đúng kết quả đo vào bảng 15.1
 - Tính ra được kết quả tốc độ truyền âm trong không khí 
 - Tính được sai số và ghi kết quả đo chính xác 
b. Nội dung: 
- Tiến hành thí nghiệm để ghi kết quả đo vào bảng 15.1
 - Áp dụng công thức v=λT hoặc v = lf tính ra đư