Soạn mới giáo án Vật lí 11 CTST bài 10: Thực hành đo tần số của sóng âm và tốc độ truyền âm

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu hình ảnh về loa điện động, búa và âm thoa gắn trên hộp cộng hưởng (Hình 10.1) và hình ảnh bố trí thí nghiệm đo tần số của sóng âm (Hình 10.2) cho học sinh quan sát.

- GV giới thiệu các dụng cụ thí nghiệm, chức năng của từng thiết bị để HS tìm hiểu.

- GV chia lớp thành 6 – 8 nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm thảo luận và trả lời nội dung Thảo luận 1 (SGK – tr62)

Dựa vào bộ dụng cụ thí nghiệm, hãy thiết kế và thực hiện phương án để đo tần số của sóng âm.

- Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như Hình 10.2.

Bước 2: Sử dụng nguồn âm là loa điện động, đặt loa gần micro.

Bước 3: Bật micro và dao động kí ở chế độ làm việc.

Bước 4: Bật máy phát tần số.

Bước 5: Điều chỉnh dao động kí để ghi nhận được tín hiệu.

- GV yêu cầu HS thực hiện thí nghiệm theo nhóm, thu thập số liệu rồi ghi kết quả vào Bảng 10.1 SGK.

- HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm, ghi nhận kết quả quan sát vào phiếu báo cáo, xử lí kết quả thí nghiệm đo tần số của sóng âm và trả lời nội dung Thảo luận (SGK – tr63)

Thảo luận 2 (SGK – tr63)

Trình bày cách tính sai số tuyệt đối của phép đo. Liệt kê một số nguyên nhân gây ra sai số trong phương án thí nghiệm và đề xuất cách khắc phục.

Thảo luận 3 (SGK – tr63)

So sánh kết quả tần số đo được với giá trị tần số được ghi trên âm thoa hoặc hiển thị trên màn hình của máy phát tần số. Rút ra kết luận.

- Sau khi HS phát biểu, GV nhận xét và đánh giá phần trình bày của các nhóm.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS tiếp tục làm việc nhóm, trả lời nội dung Luyện tập (SGK – tr63)

Hiện nay, ứng dụng SmartScope Oscilloscope trên điện thoại thông minh có thể được sử dụng để ghi nhận đồ thị dao động âm. Sử dụng ứng dụng này, kết hợp với ứng dụng quay màn hình điện thoại, hãy tiến hành lại thí nghiệm đo tần số của sóng âm và so sánh kết quả đo được với kết quả trong phương án thí nghiệm (sử dụng dao động kí điện tử). Phân tích ưu, nhược điểm của hai phương án này.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, tiến hành thí nghiệm và thảo luận trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, nhận xét về kết quả thí nghiệm.

- Các nhóm HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung mới.

1. Thí nghiệm đo tần số của sóng âm

*Thảo luận 1 (SGK – tr62)

- Dao động kí điện tử (máy hiện sóng điện tử - electronic oscilloscope là thiết bị điện tử dùng để quan sát các dao dộng điện hoặc các dao động được hiển thị dưới dạng sóng.

- Thực hiện thiết kế phương án và tiến hành các bước thí nghiệm như gợi ý SGK. Sau khi điều chỉnh dao động kí và ghi nhận được tín hiệu, đếm số ô khoảng cách giữa hai đỉnh liên tiếp rồi nhân với thang đo tương ứng trên máy để thu được giá trị chu kì của sóng âm. Từ đó có thể xác định được tần số của sóng âm.

*Thảo luận 2 (SGK - tr63)

- Cách tính sai số tuyệt đối:

+ Tính giá trị trung bình:

+ Tính sai số tuyệt đối trung bình:

+ Tính sai số tuyệt đối:  là sai số dụng cụ.

- Nguyên nhân gây ra sai số:

+ Thao tác trong quá trình thí nghiệm chưa chính xác.

+ Môi trường thí nghiệm có nhiều tạp âm.

+ Thiết bị thí nghiệm có độ chính xác không cao.

- Cách khắc phục:

+ Kiểm tra các thiết bị trước khi làm thí nghiệm.

+ Đảm bảo trong môi trường thí nghiệm yên tĩnh, tránh xa các nguồn âm khác.

+ Thao tác thí nghiệm chính xác.

*Thảo luận 3 (SGK – tr63)

- So sánh kết quả đo tần số sóng âm khi sử dụng loa điện động (A) với giá trị tần số được hiển thị trên màn hình của máy phát tần số (B), nếu giá trị A sai lệch không quá 10% so với giá trị B thì kết quả đo được coi là tốt.

- So sánh kết quả đo tần số sóng âm khi sử dụng âm thoa (C) với giá trị tần số được ghi trên âm thoa (D), nếu giá trị C sai lệch không quá 10% so với giá trị D thì kết quả được coi là tốt.

- Nếu kết quả đo không tốt thì cần tìm cách khắc phục sai số như đã đề cập ở Thảo luận 2 và thực hiện lại các bước tiến hành thí nghiệm.

*Luyện tập (SGK – tr63)

- Một số gợi ý giúp HS có thể đưa ra nhận xét:

+ Phương án sử dụng ứng dụng SmartScope Oscilloscope trên điện thoại thông minh đơn giản, nhanh gọn, dễ sử dụng nhưng có nhược điểm là kết quả đo được không chính xác do dễ bị nhiễu bởi tác động của môi trường.

+ Phương án sử dụng dao động kí điện tử cho kết quả chính xác hơn nhưng bố trí thí nghiệm phức tạp, yêu cầu nhiều dụng cụ hơn.