Tai liệu

Trng THPT Hng Quang Giỏo ỏn ụn tp 12 Tit 1 Ngày soạn: 5/3/09 DAO NG C HC I Mc tiờu 1. Kin thc trng tõm: Giỳp hc sinh nm vng lý thuyt i cng v dao ng iu hũa v vit phng trỡnh dao ng. 2. K nng: Hc sinh vn dng nhng kin thc vo lm bi tp 3. T tng, liờn h thc t, giỏo dc hng nghip: Giỏo dc hc sinh tớnh cn thn, chớnh xỏc, lm vic cú khoa hc. II. PHNG PHP DY HC: Nờu vn III. CHUN B CA THY V TRề: 1. Thy: h thng lý thuyt 2. Trũ: Hc bi c,. IV. TIN TRèNH TIT DY 1. n nh t chc: 2. Kim tra bi c: 3. Ni dung bi mi I. Lý thuyt: 1. Dao động: Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn: Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động đợc lặp lại nh cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. Chu kỳ T: Là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại nh cũ. Tần số f: Tần số là số lần dao động trong một đơn vị thời gian. 1 f T = ; đơn vị tần số là héc ( Hz ). 3. Con lắc lò xo, dao động điều hoà: Con lắc lò xo gồm một hòn bi khối lợng m gắn vào một lò xo có độ cứng k ( khối lợng không đáng kể ). Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng, trục Ox trùng với đờng chuyển động. Con lắc lò xo dao động dới tác dụng của lực hồi phục tỉ lệ với độ dịch chuyển của vật ra khỏi vị trí cân bằng: F = - kx + k là hệ số đàn hồi ( Độ cứng ) của lò xo, đơn vị: N/m. + dấu trừ chỉ lực F ngợc chiều với độ dịch chuyển x. Với F = - kx , theo định luật II Niu tơn F = ma. Ta có : ma = - kx a = - k m x ,, x = - k m x Trang 1 Trng THPT Hng Quang Giỏo ỏn ụn tp 12 ,, x + 2 x = 0, với = k m . Phơng trình dao động: x = A sin( t + ) Dao động điều hoà là dao động đợc mô tả bằng định luật dạng sin (hoặc co sin) trong đó A, , là những hằng số. Trong phơng trình dao động: x gọi là li độ, A gọi là biên độ dao động. Chu kỳ dao động T = 2 = 2 m k II Khảo sát dao động điều hoà. 1. Chuyển động tròn đều và dao động điều hoà. Một dao động điều hoà có thể đợc coi nh hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một đờng thẳng nằm trong mặt phẳng quĩ đạo. 2. Pha và tần số dao động điều hoà: a. ( t + ) gọi là pha của dao động. b. gọi là pha ban đầu. c. gọi là tần số góc. 3. Dao động tự do: Dao động tự do là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc đặc tính của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. Hệ có khả năng thực hiện dao động tự do. 4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà: V = x / = A cos ( t + ) A = v / = x // = - 2 A sin ( t + ) = - 2 x. 5. Dao động của con lắc đơn: * Phơng trình s = S 0 sin ( t + ) = o sin ( t + ) Chu kỳ dao động của con lắc đơn: T = 2 = 2 l g . III. năng lợng trong dao động điều hoà. 1. Sự biến đổi năng lợng trong quá trình dao động: Trong quá trình dao động của con lắc lò xo, luôn có sự biến đổi năng lợng qua lại giữa động năng và thế năng. 2. Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà: + Động năng : E đ = 1 2 mv 2 với v = A cos ( t + ) + Thế năng : E t = 1 2 kx 2 với x = A sin ( t + ) + Cơ năng : E = E đ + E t = 1 2 mv 2 + 1 2 kx 2 = 1 2 kA 2 . Trong suốt quá trình dao động cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phơng biên độ dao động. IV sự tổng hợp dao động Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số: + Cho hai dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số : x 1 = A 1 cos( t + 1 ) ; x 2 = A 2 cos( t + 2 ) Trang 2 Trng THPT Hng Quang Giỏo ỏn ụn tp 12 Dao động tổng hợp cũng là dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số x = x 1 + x 2 = A sin( t + ) Với: 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 ( )A A A A A cos = + + tg = 1 1 2 2 1 1 2 2 sin sinA A A cos A cos + + + Hai dao động thành phần cùng pha: 2 - 1 = 2n A = A 1 + A 2 + Hai dao động thành phần ngợc pha: 2 - 1 = (2n + 1) A = 1 2 A A + Nếu độ lệch pha bất kỳ, ta có: 1 2 A A < A < A 1 + A 2 V dao động tắt dần và dao động cỡng bức 1. Dao động tắt dần: - Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. - Nguyên nhân do lực cản môi trờng. - Sự tắt dần của dao động có lợi hay có hại tuỳ theo mục đích và yêu cầu cụ thể. 2. Dao động cỡng bức: - Là dao động của một vật chịu tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn F n = Hsin( t + ) , gọi là lực cỡng bức. - Tần số dao động cỡng bức = tần số ngoại lực. - Tần số lực cỡng bức thờng khác tần số riêng vật dao động 3. Sự cộng hởng: - Là hiện tợng biên độ của dao động cỡng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động. - Cộng hởng có hại hay có lợi tuỳ từng trờng hợp cụ thể. 4. Sự tự dao động: - Là dao động đợc duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực. - Tần số và biên độ vẫn giữ nguyên nh khi hệ dao động tự do. Tit 2 +3 Ngày soạn: 7/3/09 BI TP V DAO NG IU HềA I. MC CH YấU CU: 1. Kin thc trng tõm: Giỳp hc sinh nm vng cỏc gii dng bi tp i cng v dao ng iu hũa v vit phng trỡnh dao ng. 2. K nng: Hc sinh vit thnh tho phng trỡnh dao ng 3. T tng, liờn h thc t, giỏo dc hng nghip: Trang 3 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 Giáo dục học sinh tính cẩn thận, chính xác, làm việc có khoa học. II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Diễn giảng, đàm thoại. III. CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Thầy:, hệ thống bài tập 2. Trò: Học bài cũ, giải hệ thống bài tập đã giao. IV. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3.Nội dung Đặt vấn đề: GV: Vận dụng các kiến thức đã học về dao động ta xét các bài tập sau: NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ II. Bài tập: 1. Bài tập 1: a. So sánh phương trình đã cho với x Asin( t )= ω + ϕ ta có: A 5 cm= 2 rad/ sω = π 2 2 T 1 s 2 π π = = = ω π 1 f= 1Hz T = b. Tìm li độ: Thay t=2s vào phương trình ta được: x 10sin(20 ) 10sin 5 2cm 4 4 = + = = π π π c.Vận tốc cực đại: v Acos( t ) = + ω ω ϕ Vận tốc cực đại khi max cos( t ) 1 v A 20 .10 200 cm / s + = ⇒ = = = ω ϕ ω π π Bài 2: a. Phương trình dao động: Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x Asin( t )= ω + ϕ với: A 8 cm= 2 = rad/ s T π ω = π Bài 1 :Cho các dao động điều hòa : x 10sin(10 t ) 4 π π = + (cm,s) a. Xác định ω ϕ A, , ,T,f. b. Xác định li độ dao động khi t=2s. c. Xác định vận tốc cực đại của vật GV: Hãy xác địnhA, ω ,T! HS: A 5 cm= 2 rad/ sω = π 2 2 T 1 s 2 π π = = = ω π 1 f= 1Hz T = GV: .Hãy xác định li độ HS: Thay t=2s vào phương trình ta được: x 10sin(20 ) 10sin 5 2cm 4 4 = + = = π π π GV: Hãy tính vận tốc cực đại! HS: Vận tốc cực đại khi max cos( t ) 1 v A 20 .10 200 cm / s + = ⇒ = = = ω ϕ ω π π Bài 2: Một vật dao động điều hòa với chu kì là 2s biên độ dao động là 8cm. Viết phương trình dao động của vật. Chọn gốc thời gian lúc vật ở biên dương. GV: Hãy viết phương trình dao động! HS: Làm việc theo nhóm. Trang 4 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 Thay điều kiện ban đầu: t 0 x 8cm v 0 =   =   =  vào hệ x Asin( t ) v Acos( t ) = ω + ϕ   = ω ω +ϕ  ta được: 8 8sin cos 0 = ϕ   ϕ =  rad 2 π ⇒ ϕ = Vậy x 8sin( t )(cm,s) 2 π = π + Bài 3: a. Phương trình dao động: Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x Asin( t )= ω + ϕ với: A 5 cm= k 40 = =20 rad / s m 0.1 ω = Thay điều kiện ban đầu: t 0 x 5cm v 0 =   = −   =  vào hệ x Asin( t ) v Acos( t ) = ω + ϕ   = ω ω +ϕ  ta được: 5 5sin cos 0 − = ϕ   ϕ =  rad 2 π ⇒ ϕ = − Vậy x 5sin(20t )(cm,s) 2 π = − b. Lực đàn hồi: Độ giãn ban đầu của lò xo: 0 mg 0,1.10 l 0,025m k 40 ∆ = = = . HS: Các nhóm cho biết kết quả. HS: Nhận xét. GV: Kết luận Bài 3: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k=40N/m và vật có khối lượng 100g. Kéo vật xuống dưới VTCB theo phương thẳng đứng một đoạn 5 cmvà thả nhẹ. Bỏ qua ma sát. a. Viết phương trình dao động của vật. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian lúc thả vật .Lấy 2 π =10. b. Tính lực đàn hồi cực đại, cực tiểu Lấyg=10m/s 2 . GV: Hãy viết phương trình dao động! HS: Làm việc cá nhân viết phương trình. HS: Nhận xét kết quả. GV: Kết luận. Trang 5 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 Lực đàn hồi cực đại: ( ) ( ) ñhmax 0 F k x l 40 0,05 0,025 1,2N = + ∆ = + = Lực đàn hồi cực tiểu: Vì 0 ñhmin l x F 0∆ < ⇒ = GV: Hãy tính lực đàn hồi cực đại. HS: Làm việc theo nhóm báo cáo kết quả. HS: Nhận xét GV: Hãy tính lực đàn hồi cực tiểu. HS: Làm việc cá nhân. GV: Nhận xét kết luận. 5. Củng cố Cho học sinh nhận xét phương pháp giải dạng bài tập viết phương trình dđ. Rút kinh nghiệm của mỗi giáo viên dạy và các bài tập vận dung theo từng lớp ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Trang 6 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Tiết 6+7 Ngµy so¹n: 15/3/09 BÀI TẬP VỀ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1. Kiến thức trọng tâm: Giúp học sinh nắm vững cách giải dạng bài tập xác định năng lượng dao động, xác định dao động tổng hợp. 2. Kĩ năng: Học sinh tính được động năng, thế năng, cơ năng; tính được A, ϕ của dđ tổng hợp. 3. Tư tưởng, liên hệ thực tế, giáo dục hướng nghiệp: Giáo dục học sinh tínhcẩn thận, chính xác. II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Đàm thoại, diễn giảng. III. CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: Trang 7 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 1. Thầy: Hệ thống bài tập.Dụng cụ: 2. Trò: Kiến thức cũ: học bài cu, giải hệ thống bài tập đã cho. IV. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra vở bài tập của học sinh. 3. Đặt vấn đề: GV: Vận dụng các kiến thức về năng lượng dao động và tổng hợp dao động ta xét các bài tập sau 4. Bài mới: NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ I. Lý thuyết: * 2 2 1 E m A 2 = ω * 2 2 1 2 1 2 2 1 A A A 2A A cos( ) ϕ ϕ = + − − * 1 1 2 2 1 1 2 2 A sin A sin tg A cos A cos ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + = + II. Bài tập: 1. Bài tập 1: Giải: a. Ta có ( ) k 100 10 rad/ s m 0,1 ω = = = π Cơ năng của con lắc : ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 1 E m A 0,1 10 5.10 2 2 0,125 J − = = = ω π b. Thế năng của con lắc : ( ) ( ) 2 2 2 t 1 1 E kA 100 2,5.10 2 2 0,03125 J − = = = Động năng của con lắc : ( ) ñ t E E E 0,125 0,03125 0,093 J = − = − = GV : Hướng dẫn học sinh hệ thống lại các công thức cần nhớ. HS : Hệ thống các công thức cần nhớ. Bài 1:Một con lắc lò xo có m=100g, độ cứng k=100N/mdao động điều hòa với biên độ dao động là 5cm. a. Tính năng lượng dao động. b. Tính động năng thế năng của dao động ứng khi vật có li độ 2,5cm GV: Hãy xác định tần số góc của dao động? GV: Hãy tính cơ năng của con lắc. HS: Tính cơ năng. ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 1 E m A 0,1 10 5.10 2 2 0,125 J − = = = ω π GV: Hãy tính thế năng của con lắc. HS: ( ) ( ) 2 2 2 t 1 1 E kA 100 2,5.10 2 2 0,03125 J − = = = GV: Hãy tính động năng của con lắc. ( ) ñ t E E E 0,125 0,03125 0,093 J = − = − = Bài 2: Một vật khối lượng 100g thực hiên đồng thời hai dao động điều hòa: Trang 8 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 Bài 2: Giải: a.Phương trình dao động tổng hợp: Biểu diễn hai dao động x 1 x 2 bằng các véc tơ quay 1, 2 A A ur uur : ( ) ( ) 2 1 1 2 1 2 A 3cm A 3cm A A A , 0 A , rad 2 = = ∆ = ∆ = ur ur ur ur π Từ giản đồ véc tơ: Phương trình dao động tổng hợp: ( ) ( ) x 5sin 5 t 0,93 cm,s= π + b. Li độ: Ap dụng hệ thức độc lập với thời gian: ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 v v x A x A 5 x 5 4,9 cm 5 + = ⇒ = − ω ω π = − = π b. Động năng, thế năng: Động năng của vật: 1 1 x 3sin5 t(cm,s) x 4sin(5 t )(cm,s) 2 π π π =    = +   a. Viết phương trình dao động tổng hợp. b. Tính li độ của vật khi nó có vận tốc 5 π cm/s c. Tính động năng, thế năng của dao động ở tại thời điểm trên. GV: Hãy biểu diễn hai dao động tahnhf phần từ đó tìm véc tơ mô tả dao động tổng hợp. HS: Vẽ hình tìm xác định vếc tơ tổng theo qui tắc hình bình hành GV: Từ giản đồ véc tơ hãy xác định A và pha ban đầu ϕ . HS: ( ) 2 2 2 2 2 2 1 2 A A A 3 4 5 A 5 cm = + = + = ⇒ = ( ) 2 A 4 sin 0,8 A 5 0,93 rad ϕ = = = ⇒ ϕ = GV: Hãy xác định li độ. HS: Ap dụng hệ thức độc lập với thời gian: ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 v v x A x A 5 x 5 4,9 cm 5 + = ⇒ = − ω ω π = − = π GV: Hãy xác định động năng. HS: Động năng của vật: ( ) ( ) 2 2 2 ñ ñ 1 1 E mv 0,1 5 .10 2 2 E 0,00125 J − = = = π GV: Hãy xác định thế năng. Trang 9 Trường THPT Hồng Quang Giáo án ôn tập 12 ( ) ( ) 2 2 2 ñ ñ 1 1 E mv 0,1 5 .10 2 2 E 0,00125 J − = = = π Cơ năng của con lắc : ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 1 E m A 0,1 5 5.10 2 2 0,03125 J − = = = ω π Thế năng của con lắc : ( ) t ñ t E E E 0,03125 0,00125 E 0,03 J = − = − = Cơ năng của con lắc : ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 1 1 E m A 0,1 5 5.10 2 2 0,03125 J − = = = ω π Thế năng của con lắc : ( ) t ñ t E E E 0,03125 0,00125 E 0,03 J = − = − = 5. Củng cố Nhắc lại một số lưu ý khi giải bài toán tính năng lương dao động, tổng hợp dao động. Lưu ý cách xác định góc ϕ bằng máy tính điện tử Tiết 8+9 Ngµy so¹n: 25/3/09 . BÀI TOÁN VỀ SÓNG CƠ, SÓNG DỪNG VÀ GIAO THOA I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1. Kiến thức trọng tâm: Giúp học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập sóng, giao thoa và sóng dừng 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng thành thạo các công thức giao thoa sóng va sóng dừng để giải toán 3. Tư tưởng, liên hệ thực tế, giáo dục hướng nghiệp: Giáo dục học sinh tính cẩn thận. II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Đàn thoại, luyện tập. III. CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Thầy: Giáo án 2. Trò: Học bài cũ, giải hệ thống bài tập đã giao IV. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Đặt vấn đề: GV: Vận dụng các kiến thức về sóng, giao thoa sóng và sóng dừng giải các bài tập sau: 4. Bài mới: TL NỘI DUNG HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ 1 I. Lý thuyết: Phương trình sóng: GV: Hướng dẫn học sinh tóm tắt lí thuyết. Trang 10 [...]... 5cm 2 π 2π ω= = = 4π ( rad / s ) T 0,5 ⇒ uO = 5sin(4πt) ( cm,s ) GV: Viết phương trình sóng tại M cách O 50 cm 2πd ) HS: u M = asin(ωt − λ Trong đó: λ = vT = 40.0,5 = 20 ( cm ) b Phương trình dao động tai M : 2πd u M = asin(ωt − ) λ Trong đó: λ = vT = 40.0,5 = 20 ( cm ) 2π.50 ) 20 ⇔ uA = 5sin(4πt − 5π) ( cm,s ) ⇒ uA = 5sin(4πt − 2π.50 ) 20 ⇔ uA = 5sin(4πt − 5π) ( cm,s ) ⇒ u A = 5sin(4πt − 30 c Những . ) a 5cm 2 2 4 rad/ s T 0,5 = π π ω = = = π ( ) O u 5sin(4 t) cm,s⇒ = π . b. Phương trình dao động tai M : M 2 d u asin( t ) π = ω − λ Trong đó: ( ) vT 40.0,5 20 cmλ = = = ( ) A A 2 .50 u 5sin(4