Giáo án Vật lí lớp 11 (Kết nối tri thức) - Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

TIẾT:
BÀI 3: VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Viết được phương trình vận tốc và phương trình gia tốc của một vật dao động điều hòa.
- Nhận biết được đồ thị của vận tốc và gia tốc theo thời gian là đường hình sin. Vận tốc của vật dao động sớm pha π2 so với li độ, còn gia tốc của vật dao động ngược pha so với li độ.
- Vẽ được đồ thị của vận tốc – thời gian; đồ thị của gia tốc – thời gian.
- Nêu được các đặc điểm của gia tốc trong dao động điều hòa: véc tơ...g vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa.
2. Phát triển năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học: 
+ Tự giác tìm tòi, khám phá để lĩnh hội được kiến thức và biết liên hệ các ví dụ có trong thực tế về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa.
+ Biết nâng cao khả năng tự đọc hiểu SGK
+ Có tinh thần xây dựng bài, hợp tác làm việc nhóm. 
- Năng lực giải quyết vấn đề: 
+ Nhận biết và phân biệt được các ví dụ trong thực tế về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa.
+ Hiểu được khá...ng quá trình thảo luận chung.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Giáo viên:
- SGK, SGV, Giáo án.
- Các video, hình ảnh sử dụng trong bài học.
- Các ví dụ lấy ngoài.
- Máy chiếu (nếu có).
2. Học sinh: SGK, vở ghi, giấy nháp, bút, thước kẻ.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1. Mở đầu
a. Mục tiêu: Hoạt động này, từ một hoạt động tương đối quen thuộc nhưng sẽ được mô tả bằng thuật ngữ vật lý, không bằng ngôn ngữ hằng ngày, tạo cho HS sự hào hứng trong việc tìm hiểu nội dung bài học.
b. N...n.
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
GV gọi một số HS trả lời, HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: GV kết luận nhận định
GV đánh giá kết quả của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học mới: Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa.
Hoạt động 2. Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu phương trình của vận tốc.
a. Mục tiêu: HS nhận biết được phương trình vận tốc, tính toán được vận tốc trong dao động điều hòa, nêu được một số đặc điểm của vận tốc.
b. Nội dung: 
- GV cho HS đọc phần đọc hi... luôn cùng chiều với chiều chuyển động; vật chuyển động theo chiều dương Þ v > 0 ; vật chuyển động ngược chiều dương Þ v < 0; 
▪ Vận tốc của vật DĐ ĐH biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn so với với li độ.
▪ Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên; li độ đổi dấu khi qua vị trí cân bằng. 
▪ Ở vị trí biên (xmax = ± A ): Độ lớn : vmin = 0 
▪ Ở vị trí cân bằng (xmin = 0 ): Độ lớn cực đại : vmax = ω.A. 
▪ Quỹ đạo dao động điều hoà là một đoạn thẳng. 
2/ Giữa tọa độ và vận tốc (v sớ...để trả lời câu hỏi. 
- HS trao đổi thông tin trong phần thảo luận nhóm để đưa ra câu trả lời hợp lí nhất.
- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
- HS giơ tay trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV.
- Đại diện của mỗi nhóm HS đứng tại chỗ trả lời câu hỏi ở phần thảo luận. 
- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung
- HS đưa ra được các câu trả lời theo yêu cầu của GV.
Bước 4: GV kết luận nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển...có dạng là một đường hình sin.
- Ví dụ: Trên đồ thị như hình vẽ là đồ thị vận tốc – thời gian của hai dao động điều hòa:
- Vận tốc cực đại vmax: vmax1 = 4π cm/s; vmax2 = 2π cm/s.
- Chu kì T: T12=T22 = 0,2 s ð T1 = T2 = 0,4 s.
- Tần số góc w: w1 = w2 = = 5π (rad/s).
- Biên độ A: A1 = 4π5π = 0,8 cm; A2 = 2π5π = 0,4 cm.
d. Tổ chức hoạt động:
Các bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1: GV giao nhiệm vụ
- GV đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời PHT: 
- GV chia lớp thành 4 nhóm rồi yêu cầu mỗi nh...ủa mỗi nhóm HS đứng tại chỗ trả lời câu hỏi ở phần thảo luận. 
- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung
- HS đưa ra được các câu trả lời theo yêu cầu của GV.
Bước 4: GV kết luận nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa.
a. Mục tiêu: HS nhận biết được phương trình gia tốc, tính toán được gia tốc trong dao động điều hòa, nêu được một số đặc điểm của gia tốc.
b. Nội dung: 
- GV ch...φ) = –ω2x 
hay a = ω2Acos(ωt + φ ± π) (cm/s2) hoặc (m/s2)
¶ Nhận xét: 
▪ Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ hoặc sớm pha π/2 so với vận tốc. 
▪ Vecto gia tốc luôn hướng về VTCB O và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. 
▪ Ở vị trí biên (xmax =±A ), gia tốc có độ lớn cực đại : |amax|=ω2.A . 
▪ Ở vị trí cân bằng (xmin = 0 ), gia tốc bằng amin = 0 . 
▪ Khi vật chuyển động từ VTCB ra biên thì vật chuyển động chậm dần : v.a < 0 hay a...ả lời câu hỏi. 
- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.
- HS đọc thông tin SGK, vận dụng cùng những kiến thức đã được học để trả lời câu hỏi. 
- HS trao đổi thông tin trong phần thảo luận nhóm để đưa ra câu trả lời hợp lí nhất.
- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.
Bước 3: Báo cáo, thảo luận
- HS giơ tay trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV.
- Đại diện của mỗi nhóm HS đứng tại chỗ trả lời câu hỏi ở phần thảo luận. 
- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung
-