giáo án 12 Cb mới

 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang Ngày soạn: ……/ ……/ ………. Ngày giảng: ……/ …… / ……… Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 1: DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. Mục đích yêu cầu: - Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số), của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Trọïng tâm: Dao động điều hòa; T, f (ω) của dao động điều hòa; Chuyển động của con lắc lò xo. * Phương pháp: Pháp vấn, thực nghiệm. II. Chuẩn bò: - GV: lò xo, quả nặng; (hoặc dây cao su thay cho lò xo). - HS: xem sách GK. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn đònh: B. Kiểm tra: GV giới thiệu chương trình. C. Bài mới. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I/ * GV nêu ví dụ: gió rung làm bông hoa lay động; quả lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung khi gãy… * GV nhận xét: những ví dụ trên, ta thấy vật chuyển động trong một vùng không gian hẹp, không đi quá xa một vò trí cân bằng nào đó -> chuyển động như vậy gọi là dao động. I. DAO ĐỘNG: Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vò trí cân bằng. - Vò trí cân bằng thường là vò trí khi vật đứng yên. II/ * GV nêu ví dụ về dao động tuần hoàn: dao động của con lắc đồng hồ. * Hs nhắc lại ở lớp 10, các khái niệm, ký hiệu, đơn vò của: - Chu kỳ? (Là khoảng thời gian ngắn nhất vật thực hiện 1 lần dao động; [T], (s)) - Tần số? (Là số lần dao động vật quay được trong 1s. [n]: (Hz)) VD: 1 dao động -> T(s) f dao động <- 1(s)  f = ? II. DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN: Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. Chu kỳ: là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ (hay là khoảng thời gian để vật thực hiện được một lần dao động). Ký hiệu: T, đơn vò:s (giây) Tần số: là đại lượng nghòch đảo của chu kì, là số lần dao động trong một đơn vò thời gian. Ký hiệu: f, đơn vò Hz (Hezt). Biểu thức: T 1 f = III/ Xét con lắc lòxo: III. CON LẮC LÒ XO. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A. Con lắc lò xo: Xét con lắc lò xo gồm: một hòn bi có khối lượng m, gắn vào một lò xo có khối lượng không đáng kể, lò xo có độ cứng k. Cả hệ thống được đặt trên một rãnh nằm ngang, chuyển động của hòn bi là chuyển động không ma sát. - Chọn hệ trục x’Ox nằm ngang, chiều dương từ trái sang phải. Gốc tọa độ O là lúc hòn bi đứng yên (vò trí cân bằng). - Kéo hòn bi ra khỏi vò trí cân bằng (O) một khoảng x = A, làm xuất hiện một lực đàn hồi F có xu hướng kéo hòn bi về Trang 1  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang - Hs nhắc lại: bt đluật Hooke? bt đl II Newton? * Lưu ý : bt: F = -kx, trong đó: k: hệ số đàn hồi. x: độ dời của vật hay độ biến dạng. Dấu “-“ chỉ rằng lực đàn hồi luôn luôn hướng về vò trí cân bằng, nghóa là khi chiếu lực lên trục x’x thì nó luôn ngược dấu với x. vò trí cân bằng. Khi buông tay, dưới tác dụng của lực đàn hồi F , hòn bi dao động quanh vò trí cân bằng (Ngoài ra còn xuất hiện hai lực cân bằng là trọng lực và phản lực của thanh ngang, hai lực này xuất hiện theo phương thẳng đứng không ảnh hưởng gì tới chuyển động của viên bi). Theo đònh luật Hooke, trong giới hạn đàn hồi: F = -kx (Dấu trừ chứng tỏ lực F luôn ngược chiều với độ dòch chuyển x của hòn bi) . Áp dụng đònh luật II Newton: F = ma => ma = - kx Đặt: m k m k =ω=ω 2 hay Vậy ta có pt: a = - ω 2 x (1) * Ta biết, theo đònh nghóa thì: - Vận tốc tức thời: t x v ∆ ∆ = - Gia tốc tức thời: t v a ∆ ∆ = Khi ∆t vô cùng nhỏ, thì trở thành đạo hàm của x theo t, hoặc v theo t. Vậy, ta có thể viết: dt dx t v v : hayx'v lim 0 t === > Δ Δ Δ 2 2 dt xd Δ Δ Δ ==== > dt dv t v a : hayv'a lim 0 t Từ pt dao động: x = A.sin(ωt = ϕ) + Vận tốc tức thời: v = x’ = ωA.cos (ωt + ϕ). + Gia tốc tức thời: a = v' = x” = -ω 2 A.sin (ωt + ϕ). Mặt khác, theo ý nghóa đạo hàm: + Vận tốc bằng đạo hàm bậc nhất của quãng đường: v = x’ + Gia tốc bằng đạo hàm bậc nhất của vận tốc (hay bằng đạo hàm bậc hai của quãng đường): a = v’ = x’’ Từ (1) ta có thể viết lại: x’’ + ω 2 x (2) Phương trình (2) là một phương trình vi phân bậc hai nghiêïm có dạng: x = Asin( ω t + ϕ ) (4) đây là phương trình chuyển động của con lắc lò xo. * GV hướng dẫn và nhắc thêm: - HS có thể cho biết đồ thò hàm sin là một đồ thò như thế nào? - Ngoài phương trình dạng sin, chúng ta còn có phương trình dạng cos: x = A.cos( ω t + ϕ ) - Nhắc lại đơn vò của các đại lượng trong phương trình x? ([x]: (m); [A]: (m); [ ϕ] : (rad); [ωt + ϕ ]: (rad); [ω]: (rad/s)) B. Dao động điều hòa: Hàm sin là một hàm dao động điều hòa nên ta nói con lắc lò xo dao động điều hòa. 1. Đònh nghóa dao động điều hòa: dao động điều hòa là một dao động được mô tả bằng một đònh luật dạng sin (cosin) đối với thời gian. 2. Phương trình dao động điều hòa: x = Asin(ωt + ϕ ) hoặc x = Acos(ωt + ϕ ) Trong đó: A, ω, ϕ là những hằng số. x: li độ dao động: là độ lệch của vật ra khỏi vò trí cân bằng. A: biên độ dao động: là giá trò cực đại của li độ dao động (x max = A). ϕ : pha ban đầu của dao động (pha ban đầu của dao động khi t = 0). (ωt + ϕ) : pha của dao động (pha dao động của vật ở tại thời điểm t). ω: tần số gốc: là đại lượng trung gian cho phép xác đònh Trang 2  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang tần số (f) và chu kỳ (T) của dao động: f2 T 2 π= π =ω * Hs nhắc lại: hàm sin là một hàm tuầnhoàn có chu kỳ bằng bao nhiêu? 4. Chu kỳ của dao động điều hòa: Chúng ta biết hàm sin là một hàm tuần hoàn có chu kỳ 2π, do đó: x = A.sin(ωt+ ϕ) = A.sin(ωt + 2π + ϕ)       ϕ+ ω π +ω= ) 2 t(sinA Vậy, li độ của dao động ở thời điểm       ω π + 2 t cũng bằng li độ của nó ở thời điểm t => khoảng thời gian T= ω π2 là chu kỳ của dao động điều hòa. * Ta có: ?f 2 T mà T 1 f ==> ω π == * Con lắc lò xo: ω π ==ω 2 T mà m k , => T =? * Nếu có phương trình dạng cos: x = Acos(ωt + ϕ), thì: v, a =? (v = x’ = - ω A.sin( ω t+ ϕ ) a = v' = - ω 2 Acos( ω t+ ϕ )) 5. Một số điểm lưu ý: * Ta có: T 1 f = ; vậy: π ω = 2 f tần số của dao động điều hòa. * Đối với con lắc lò xo, ta có: k m T π= ω π = 2 2 và m k f π = 2 1 * Cách chuyển phương trình dao động từ dạng cos sang dạng sin: x = A. cos(ωt + ϕ) = A sin(ωt+ϕ + ) 2 π D. Củng cố: * Nhắc lại: - Đònh nghóa về: dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số) của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Hướng dẫn trả lời các câu hỏi Sgk trang 7. E. Dặn dò: Hs xem trước bài: “Khảo sát dao động điều hòa”. Trang 3  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang Ngày soạn: ……/ ……/ ………. Ngày giảng: ……/ …… / ……… Tiết 2: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. Mục đích yêu cầu: - Hiểu cách chiếu một chuyển động tròn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. - Nắm được các khái niệm: pha, pha ban đầu, tần số góc, dao động tự do, chu kỳ riêng và biểu thức của chu kỳ con lắc đơn. * Trọïng tâm: Chuyển động tròn đều và dao động điều hòa; Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa; Chu kỳ của con lắc đơn. * Phương pháp: Pháp vấn, thực nghiệm. II. Chuẩn bò: - GV: một con lắc đơn dài khoảng 1m. Các đường biểu diễn x, v, a (hình 1.3 – Sgk trang 10) - HS: xem sách GK. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn đònh: B. Kiểm tra: 1. Đònh nghóa: dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa? Phân biệt 3 dao động đó? 2. Viết phương trình của dao động điều hòa? Giải thích và đònh nghóa của các đại lượng trong phương trình dao động đó? Đònh nghóa chu kỳ và tần số của dao động điều hòa? 3. Công thức xác đònh T, f của con lắc lò xo? C. Bài mới. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I. * GV Trình bày: Chiếu M t xuống trục xx' tại P, ta được tọa độ: x= OP = ? => x = ? => Kết luận gì ve điểm dao động của P trên trục xx' I. Chuyển động tròn đều và dao động điều hòa. Xét một điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm 0, bán kính A, với vận tốc góc là w (rad/s) Chọn C là điểm gốc trên đường tròn. Tại: - Thời điểm ban đầu t = 0, vò trí của điểm chuyển động là M 0 , xác đònh bởi góc ϕ. - Thời điểm t ≠ 0, vò trí của điểm chuyển động là M t , Xác đònh bởi góc (wt + ϕ) Chọn hệ trục tọa độ x’x đi qua 0 và vuông góc với 0C. Tại thời điểm t, chiếu điểm M t xuống x’x là điểm P  có được tọa độ x = OP, ta có: x = OP = OM t sin(ωt + ϕ). Hay: x = A.sin (ωt + ϕ). Vậy chuyển động của điểm P trên trục x’x là một dao động điều hòa. Kết luận: Một dao động điều hòa có thể được coi như hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. II. * HS nhắc lại ở bài trước, các đại lượng: ϕ?; (wt + ϕ)?; w?; f? * HS Nhắc lại: ?f w 2 màT T 1 f ==> π == II. Pha và tần số của dao động điều hòa. * Pha của dao động điều hòa: + Tại thời điểm ban đầu t 0 , điểm P được xác đònh bởi góc ϕ: pha ban đầu (hay góc pha ban đầu) cho phép xác đònh trạng thái ban đầu. + Pha của dao động điều hòa (ωt + ϕ) là đại lượng cho phép xác đònh trạng thái dao động ở mỗi thời điểm t bất kỳ (rad/s). * Tần số góc của dao động điều hòa: Vận tốc góc ω cho biết số vòng quay của điểm M trong thời gian 1s; đồng thời cũng là số lần dao động của P trong Trang 4 M t M o C P x 0 x x' wt ϕ  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang 1s, nó cho phép xác đònh lượng: π ω = 2 f . Với: f: tần số; ω: tần số góc (tần số vòng). III. * Gv diễn giảng: Xét con lắc, có độ cứng (k) và hòn bi (m). Pt d/động: x = A.sin(ωt+ϕ). Chọn t = 0 là gốc thời gian, là lúc ta buông tay và hòn bi bắt đầu dao động x = A, Thay t = 0 và x = A vào pt x => 2 π =ϕ => ) 2 tA.sin(x π ω += * GV Nhận xét: Như vậy ta đã xác đònh được: A, ϕ, Τ, ω. Τrong đó: A, ϕ là điều kiện ban đầu, phụ thuộc cách kích thích dao động, hệ trục tọa độ và gốc thời gian. Nhưng T, ω lại không đổi (không phụ thuộc yếu tố bên ngoài) => dao động của con lắc lò xo là một dao động tự do IV. Từ pt: x = A.sin(wt+ϕ) Học sinh xác đònh v = ?, a = ? + Từ các pt x, v, a => kết luận gì? + Học sinh xác đònh ở các thời điểm: t = 0, 2 T t, 4 T t == , t = T thì li độ x, vận tốc v, gia tốc a có những giá trò nào, biến thiên như thế nào? III. Dao động tự do. 1. Đònh nghóa: Dao động tự do là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ (ở đây ta xét con lắc), không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài thì gọi là dao động tự do. Ví dụ: con lắc lò xo dao động theo chu kỳ riêng là: k m 2T π= nghóa là: T dao động chỉ phụ thuộc m, k của lò xo. 2. Điều kiện để hệ dao động tự do: là các lực ma sát phải rất nhỏ (có thể bỏ qua). IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa: Xét phương trình dao động: x = A.sin(wt+ϕ) Tại t = 0 là lúc buông ta thì 2 π =ϕ , vậy pt sẽ là: ) 2 π += A.sin(wtx Vận tốc tức thời: )wAsin(wt)wAcos(wtx'v π+= π +== 2 Gia tốc tức thời: ) 2 -Asin(wtw)Asin(wtwv'a 22 π = π +−=== 2 ''x Kết luận: khi hòn bi dao động điều hòa với phương trình x, thì vận tốc v, và gia tốc a cũng biến thiên theo đònh luật dạng sin hoặc cosin, tức là chúng biến thiên điều hòa cũng tần số với hòn bi. Hay, sau mỗi chu kỳ w 2 T π = thì tọa độ x, vận tốc và gia tốc a lại có giá trò như cũ. Đồ thò: Hình 1.3 SGK V.* HS nhắc lại ở lớp 10: cấu tạo của con lắc đơn? * Hs phân tích: + Xét tại M, hòn bi chòu tác dụng của hai lực? V. Dao động của con lắc đơnXét một con lắc đơn gồm một hòn bi nhỏ và nặng (coi như một chất điểm), treo vào đầu một sợi dây không giãn (sợi dây có khối lượng không đáng kể). Con lắc ở vò trí cân bằng là vò trí CO Chọn O làm điểm gốc, chiều dương hướng sang phải. Đẩy hòn bi tới A theo cung OA = s 0 rồi buông tay ra, ta thấy con lắc dao động quanh vò trí cân bằng CO với biên độ góc là α 0 (với α 0 nhỏ: α 0 ≤ 10 0 ) Trang 5 2 π ϕ = ) 2 π += A.sin(wtx k m 2T π =  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang + Tác dụng của lực P ? từ đó phân tích P thành các lực thành phần như thế nào? * Gv hướng dẫn: theo ĐL II Newton, ta có: ?a.am =⇒=⇒=+=++ 2121 F 0TF mà maFFT  Lấy cung OM làm hệ trục tọa độ, O là điểm gốc, chiều dương hướng sang phải (theo chiều tác dụng lực), chiếu biểu thức vecto trên lên hệ trục tọa độ, thì F 2 = ? => a = ? Vì α rất bé, nên: l s sin ≈α≈α Mà: a = x’’ => s'’ = ? * HS nhận xét: Từ pt: s'’ = -w 2 s hs nhận xét xem nó tương đương pt nào đã học? Từ đó có thể rút ra nghiệm cho pt?  Kết luận gì về dao động của con lắc đơn? => Từ biểu thức: ?T l g ==>=ω * HS nhắc lại: Nhắc lại dao động tự do? Vậy dao động của con lắc đơn có xem là dao động tự do không? (xét khi g không đổi: ở vò trí cố đònh) Tại một điểm M bất kỳ: OM = s , hòn bi được xác đònh bằng góc α, và chòu tác dụng bởi 2 lực: Trọng lực P , Lực căng dây T Phân tích lực P thành 2 lực thành phần: + 1 F theo phương của dây cân bằng với lực căng dây + F vuông góc với phương của dây, làm hòn bi chuyển động nhanh dần về phía cân bằng O. Theo đònh luật II Newton, ta có: (*) m F a 2 = Chọn trục tọa độ x’Ox trùng với dây cung OM, chiều dương như trên, chiếu biểu thức (*) lên hệ trục tọa độ => α−= α− = sin.g m sin.mg a Vì α 0 ≤ 10 0 => α nhỏ (rất nhỏ) => l s sin ≈α≈α Vậy: s. l g l s .ga −=−= . Đặt: l g =ω => l g w 2 = => s'’ = -w 2 s Phương trình s'’ có nghiệm là: s = s 0 sin(wt+ ϕ ) đây là phương trình chuyển động của con lắc đơn. Kết luận: chuyển động của con lắc đơn là một dao động điều hòa với tần số góc là l g =ω . Chu kỳ của con lắc đơn là: g l 2 2 T π= ω π = Lưu ý: Chu kỳ của con lắc đơn có độ lớn phụ thuộc g, l, nhưng xét ở vò trí cố đònh (g không đổi) thì dao động của con lắc được xem là dao động tự do. Biểu thức T chỉ đúng với các dao động nhỏ. D. Củng cố: Nhắc lại các đònh nghóa: - Mối quan hệ giữa chuyển động tròn và dao động điều hòa - Dao động tự do. E. Hướng dẫn: - BTVN: 5 – 6 – 7 sgk trang 12 Trang 6 g l T π 2=  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang Ngày soạn: ……/ ……/ ………. Ngày giảng: ……/ …… / ……… Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Tiết 1 – 2: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì? - Viết được: + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà. - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0. - Làm được các bài tập tương tự như Sgk. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P 1 P 2 và thí nghiệm minh hoạ. 2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Tiết 1 Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Lấy các ví dụ về các vật dao động trong đời sống: chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động → ta nói những vật này đang dao động cơ → Như thế nào là dao động cơ? - Khảo sát các dao động trên, ta nhận thấy chúng chuyển động qua lại không mang tính tuần hoàn → xét quả lắc đồng hồ thì sao? - Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc không. Nhưng nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ → dao động tuần hoàn. - Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng. - Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ → dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn. I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên. 2. Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M II. Phương trình của dao động điều hoà 1. Ví dụ - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc ω. - P là hình chiếu của M lên Ox. - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M 0 với Trang 7 M P 1 x P O ωt ϕ +  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang - Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động? - Khi đó toạ độ x của điểm P có phương trình như thế nào? - Có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hoàn thành C1 - Hình dung P không phải là một điểm hình học mà là chất điểm P → ta nói vật dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x chính là li độ của vật. - Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, ω và ϕ trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và ω > 0. + Để xác định ϕ cần đưa phương trình về dạng tổng quát x = Acos(ωt + ϕ) để xác định. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((ωt + ϕ) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết ϕ? - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(ωt + ϕ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc · 1 POM trong chuyển động tròn đều. - Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O. x = OMcos(ωt + ϕ) - Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà → dao động của điểm P là dao động điều hoà. - Tương tự: x = Asin(ωt + ϕ) - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà. - Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. - Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t. - Xác định được x tại thời điểm ban đầu t 0 . - Một điểm dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. · 1 0 POM ϕ = (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với · 1 ( )POM t ω ϕ = + rad - Toạ độ x = OP của điểm P có phương trình: x = OMcos(ωt + ϕ) Đặt OM = A x = Acos(ωt + ϕ) Vậy: Dao động của điểm P là dao động điều hoà. 2. Định nghĩa - Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) + x: li độ của dao động. + A: biên độ dao động, là x max . (A > 0) + ω: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s. + (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad. + ϕ: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm. 4. Chú ý (Sgk) Tiết 2 Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Dao động điều hoà có tính tuần hoàn → từ đó ta có các định nghĩa - HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà 1. Chu kì và tần số - Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. + Đơn vị của T là giây (s). Trang 8  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang - Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc ω, chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào? 2 2 f T π ω π = = - Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz). 2. Tần số góc - Trong dao động điều hoà ω gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. 2 2 f T π ω π = = Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian → biểu thức? → Có nhận xét gì về v? - Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian → biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì? x = Acos(ωt + ϕ) → v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ. → a = v’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) - Gia tốc luôn ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB) IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) - Ở vị trí biên (x = ±A): → v = 0. - Ở VTCB (x = 0): → |v max | = ωA 2. Gia tốc a = v’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x - Ở vị trí biên (x = ±A): → |a max | = - ω 2 A - Ở VTCB (x = 0): → a = 0 Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà x = Acosωt (ϕ = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều hoà là dao động hình sin. - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. V. Đồ thị trong dao động điều hoà IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà. V.DẶN DÒ: Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập VI. RÚT KINH NGHIỆM Trang 9 A t 0 x A− 2 T T 3 2 T  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc Giang Ngày soạn: ……/ ……/ ………. Ngày giảng: ……/ …… / ……… Tiết 4: CON LẮC LÒ XO I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. - Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm không khí. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Viết phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về con lắc lò xo Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Minh hoạ con lắc lò xo trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát và Y/c HS cho biết gồm những gì? - HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo. - HS trình bày minh hoạ chuyển động của vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay. I. Con lắc lò xo 1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định. 2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng. Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Vật chịu tác dụng của những lực nào? - Ta có nhận xét gì về 3 lực này? - Khi con lắc nằm ngang, li độ x và - Trọng lực P r , phản lực r N của mặt phẳng, và lực đàn hồi F r của lò xo. - Vì 0P N + = r r nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồi của lò xo. x = ∆l II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo F k l = − ∆ r r → F = -kx Trang 10 k m N r P r F r v = 0 k F = 0 m N r P r k m N r P r F r O A A x [...]... (Sgk) 3 c im - Dao ng cng bc cú A khụng i v cú f = fcb - A ca dao ng cng bc khụng ch ph thuc vo Acb m cũn ph thuc vo chờnh lch gia fcb v fo Khi fcb cng gn fo thỡ A cng ln Kin thc c bn IV Hin tng cng hng 1 nh ngha - Hin tng biờn dao ng cng bc tng n giỏ tr cc i khi tn s f ca lc cng bc tin n bng tn s riờng f0 ca h dao ng gi l hin tng cng hng - iu kin fcb = f0 2 Gii thớch (Sgk) - HS nghiờn cu Sgk: Lỳc ú... của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Báo cáo tình hình lớp - Tình hình học sinh - Trả lời câu hỏi của thày - Yêu cầu: trả lời về mực đích thực hành, các bớc tiến hành - Nhận xét bạn - Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em Trang 23 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiến hành thí nghiệm thực hành Phơng án 1 * Nắm đợc các bớc tiến hành... các nhóm, HD tìm kết quả cho chính xác - Tính toán ra kết quả theo yêu cầu của bài Hoạt động 3 ( phút) : Phơng án 2 * Nắm đợc các bớc tiến hành thí nghiệm ảo, ghi kết quả Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Làm TH theo HD của thày - Sử dụng thí nghiệm ảo nh SGK - Quan sát và ghi KQ TH - Hớng dẫn HS làm thí nghiệm theo các bớc - Tính toán kết quả - Cách làm báo cáo TH - Nhận xét HS -... trình bày - Tính toán - Nội dung trình bày - Ghi chép KQ - Kết quả đạt đợc - Nêu nhận xét - Nhận xét , bổ xung, tóm tắt Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng, củng cố Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Nộp báo cáo TH - Thu nhận báo cáo - Ghi nhận - Tóm kết quả TH - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy Hoạt động 4 ( phút): Hớng dẫn về nhà Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Xem... phng biờn dao ng - Khi khụng cú ma sỏt, c nng ca con lc n c bo ton  Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang + Vit c phng trỡnh ng lc hc ca con lc lũ xo V.DN Dề: - V nh hc bi v xem trc bi mi -V nh lm c cỏc bi tp trong Sgk.v sỏch bi tp VI RT KINH NGHIM Trang 12 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang Ngy son: / / Ngy... Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn bin dng l liờn h nh th no? - Giỏ tr i s ca lc n hi? - Du tr ( - ) cú ý ngha gỡ? - T ú biu thc ca a? Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang F = -kx r - Du tr ch rng F luụn luụn hng v VTCB k a= x m - T biu thc ú, ta cú nhn xột gỡ v - So sỏnh vi phng trỡnh vi phõn dao ng ca con lc... hin tng cng hng xy ra - Gii thớch c nguyờn nhõn ca dao ng tt dn V.DN Dề: - V nh hc bi v xem trc bi mi - V nh lm c cỏc bi tp trong Sgk.v sỏch bi tp IV RT KINH NGHIM - Ti sao khi fcb = f0 thỡ A cc i? Trang 17 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang Ngy son: / / Ngy ging: / / Tit 8: TNG HP HAI DAO NG IU HO CNG PHNG, CNG TN S PHNG PHP GIN FRE-NEN I MC TIấU 1... Nờu c iu kin hin tng cng hng xy ra - Gii thớch c nguyờn nhõn ca dao ng tt dn V.DN Dề: Trang 19 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang - V nh hc bi v xem trc bi mi - V nh lm c cỏc bi tp trong Sgk.v sỏch bi tp IV RT KINH NGHIM Trang 20 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : V Ngc Dng - Trng THPT Lc Ngn 4 Bc Giang Ngy son: / / Ngy ging: / / Tit 9: BI TP I... Acos(5t + ) Trong ú: 2 A= A12 + A 2 +2A1A 2cos( 2 - 1 ) =2,3c m tg = A1 sin 1 + A 2 sin 2 = 1310 = 0,73 (rad A1 cos 1 + A 2 cos 2 Vy: x = 2,3cos(5t + 0,73 ) Gii Bi tõp thờm: Cho hai dao ng * Hs chộp c túm tt a phng trỡnh tng hp: * Vn dng phng phỏp gii gii cựng phng, cựng tn s: x = x1 + x2= Acos(100t+) bi toỏn x1 = 4cos100 t (cm) x2 = 4cos(100 t + ) (cm) Trang 21 2 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son... gin ta cú: x M1 2 A = A12 + A2 = 4 2cm = rad 4 Vy x = 4 2 cos(100t+ ) 4 IV.CNG C: Qua tit bi tp ny chỳng ta cn nm c - Bi toỏn tng hp dao ng bng 3 cỏch: vn dng cụng thc, dung gin Fre-nen, dựng bin i lng giỏc V.DN Dề: - V nh xem li bi tp v xem trc bi mi - V nh lm bi tp trong sỏch bi tp IV RT KINH NGHIM Trang 22 Giỏo ỏn Vt Lý 12 Ban c bn Biờn son : . xo. V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới -Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập VI. RÚT KINH NGHIỆM Trang 12  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng. độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo F k l = − ∆ r r → F = -kx Trang 10 k m N r P r F r v = 0 k F = 0 m N r P r k m N r P r F r O A A x  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ. dao động điều hòa - Dao động tự do. E. Hướng dẫn: - BTVN: 5 – 6 – 7 sgk trang 12 Trang 6 g l T π 2=  Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản  Biên soạn : Vũ Ngọc Dũng - Trường THPT Lục Ngạn 4 – Bắc