giáo án cơ bcanr lý lớp 12

Giáo án: 12 Cơ bản CH¦¥NG I DAO §éNG C¥ Bµi 1(T1) Dao ®éng ®iÒu hoµ Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt: 1 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được định nghĩa của dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa - Viết được biểu thức của phương trình của dao động điều hòa giải thích được các đại lượng trong phương trình - Nêu được dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các btập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo nằm ngang. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp *Vào bàiDo là bài đầu chương nên ta có thể giới thiệu sơ lược nội dung của chương sau đó vào bài trực tiếp) * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Dao động cơ (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I. Dao động cơ - Lấy ví dụ về dao động - Theo gợi ý của GV định 1. Thế nào là dao động cơ? trong thực tế mà hs có thể nghĩa dao động cơ. Dao động cơ là chuyển động là chuyển thấy từ đó yêu cầu hs định động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là nghĩa dao động cơ. vị trí cân bằng. - Lấy một con lắc đơn cho - Quan sát và trả lời câu hỏi 2. Dao động tuần hoàn dao động và chỉ cho hs dao của GV - Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng động như vậy là dao động - Đình nghĩa dao động tuần thái chuyển động của vật được lặp lại như tuần hoàn hòan (SGK) cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng - Dao động tuần hoàn là gì? thời gian bằng nhau. - Kết luận - Ghi tong kết của GV - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa Hoạt động 2: Phương trình của dao động điều hòa (25 phút) - Vẽ hình minh họa ví dụ - Quan sát - Yêu cầu hs xác định góc - M có tọa độ góc φ + ωt MOP sau khoảng thời gian t. - Yêu cầu hs viết phương trình hình chiếu của OM lên x = OM cos(ωt + ϕ ) x - Đặt OM = A yêu cầu hs viết lại biểu thức x = A cos(ω.t + ϕ ) - Nhận xét tính chất của hàm cosin - Hàm cosin là hàm điều hòa II. Phương trình của dao động điều hòa 1. Ví dụ 1 Giáo án: 12 Cơ bản - Rút ra P dao động điều hòa - Tiếp thu - Yêu cầu hs định nghĩa dựa vào phương trình - Định nghĩa (SGK) - Giới thiệu phương trình dao động điều hòa -Tiếp thu và chuẩn bị trả lời - Giải thích các đại lượng các câu hỏi cuảt GV +A + (ωt + φ) +φ - Nhấn mạnh hai chú ý của dao động liên hệ với bài sau. - Phân tích ví dụ để cùng GV rút ra các chú ý về quỹ đạo dao động và cách tính pha cho dao động điều hòa - Tổng kết - Ghi vào vở - Giả sử M chuyển động ngược chiều dương vận tốc góc là ω, P là hình chiếu của M lên Ox. Tại t = 0, M có tọa độ góc φ Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt Khi đó: OP = x ⇒ điểm P có phương trình là: x = OM cos(ωt + ϕ ) - Đặt A = OM ta có: x = A cos(ω.t + ϕ ) Trong đó A, ω, φ là hằng số - Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P được gọi là dao động điều hòa 2. Định nghĩa Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình x = A cos(ωt + φ) gọi là phương trình của dao động điều hòa * A là biên độ dao động, là li độ cực đại của vật. A > 0. * (ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t * φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ < 0, φ>0, φ = 0) 4. Chú ý a) Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. b) 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 MOP trong chuyển động tròn đều. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố - Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà? - Phân biệt được dao động tuần hoàn và dao động điều hoà? 2. BTVN - C©u hái tõ 1 ®Õn 5- trang 8- SGK. - Bµi tËp 7, 8, 9 trang 9- SGK. 2 Giáo án: 12 Cơ bản Bµi 1(T2) Dao ®éng ®iÒu hoµ Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt: 2 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. - Nắm được công thức của vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa. 2. Về kĩ năng - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. æn ®Þnh tæ chøc: 2. Bµi cò: (5phút) -Định nghĩa và viết phương trình dao động điều hoà? -Cho biết tên gọi và đơn vị các đại lượng trong đó. * Vào bài - Tiết trước ta nghiên cứu xong phương trình dao động điều hòa là dạng cosin, hôm nay ta sẽ tìm hiểu tiếp về phương trình vận tốc và gia tốc của nó như thế nào? * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa (15phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao - Giới thiệu cho hs nắm - Tiếp thu động điều hòa được thế nào là dao động tòn 1. Chu kì và tần số phần. Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta nói vật thực hiện 1 dao động toàn phần. - Yêu cầu hs nhắc lại cách - Nhắc lại kiến thức lớp 10: * Chu kì (T): của dao động điều hòa là định nghĩa chu kì và tần số “chu kì là khoảng thời gian khoảng thời gian để vật thực hiện một dao của chuyển động tròn? vật chuyển động 1 vòng” động toàn phần. Đơn vị là s “Tần số là số vòng chuyển * Tần số (f): của dao động điều hòa là số động trong 1 giây” dao động tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc Hz. 2. Tần số góc - Theo gợi ý của GV phát Trong dao động điều hòa ω được gọi là - Liên hệ dắt hs đi đến định biểu định nghĩa của các đại tần số góc. nghĩa chu kì và tần số, tần số lượng cần tìm hiểu Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối góc của dao động điều hòa. liên hệ: - Nhận xét chung - Ghi nhận xét của GV 2π ω= = 2πf T Hoạt động 2: Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa (15phút) IV. Vận tốc và gia tốc của dao động điều - Yêu cầu hs nhắc lại biểu hòa ∆f ( x ) lim = f ' ( x) thức của định nghĩ đạo hàm 1. Vận tốc ∆t →0 ∆x - Gợi ý cho hs tìm vận tốc - Khi Δt → 0 thì v = x’ Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời 3 Giáo án: 12 Cơ bản tại thời điểm t của vật dao Tiến hành lấy đạo hàm v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) động ⇒ v = x' - Hãy xác định giá trị của v * Tại x = ± A thì v = 0 tại * Tại x = 0 + Tại x = ± A thì v = vmax = ω.A + Tại x = 0 gian. v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) - Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian * Tại x = ± A thì v = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A 2. Gia tốc Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời - Tương tự cho cách tìm hiểu - Theo sự gợi ý của GV tìm gian hiểu gia tốc của dao động a = v’ = x” = -ω2A cos(ωt + φ) gia tốc điều hòa. a = - ω2x - Ghi nhận xét của GV * Tại x = 0 thì a = 0 - Nhận xét tổng quát * Tại x = ± A thì a = amax = ω2A Hoạt động 3: Đồ thị của dao động điều hòa (10 phút) - Yêu cầu hs lập bảng giá trị - Khi φ = 0 V. Đồ thị của dao động điều hòa của li độ với đk pha ban đầu x = A cosωt T 3T bằng không t ωt x t 2 2 0 0 A T T/4 π/2 0 T/2 π -A - Nhận xét gọi hs lên bản vẽ Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 3T/4 3π/2 0 đồ thị. có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao T 2π A động hình sin. - Củng cố bài học IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố 1. Một vật dao động điều hòa theo quy luật x = Acos(ωt + φ) vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại khi: A. li độ có trị số cực đại B. gia tốc có trị số cực đại C. pha dao động có trị số cực đại D. pha dao động có trị số bằng không 2. Một vật dao động điều hòa. Mệnh đề nào sau đây không đúng A. Li độ của vật biến thiên theo hàm sin hoặc cosin theo thời gian B. Ở các vị trí biên thì gia tốc có giá trị cực đại C. Vectơ vận tốc của vật đổi chiều khi vật qua vị trí cân bằng D. Chu kì dao động là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT có liên quan. Ngày giảng: Tuần: Tiết: 3 4 Giáo án: 12 Cơ bản Bài 2 CON LẮC LÒ XO ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa. - Nắm được 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. - Nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc lò xo 2. Về kĩ năng - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. - Viết được phương trình động học của con lắc lò xo. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo nằm ngang. (Nếu có thể chuẩn bị con lắc lò xo trên đệm không khí) III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã tìm hiểu xong dao động điều hòa về mặt động học.Bây giờ ta se tìm hiểu tiếp về mặt động học và năng lượng. Để làm được điều đó ta dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Con lắc lò xo (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I. Con lắc lò xo - Vẽ hình hoặc cho hs quan - Mô tả con lắc lò xo Con lắc lò xo gồm một vật nặng m gắn vào sát con lắc lò xo yêu cầu hs 1 đầu của lò xo có độ cứng k và khối lượng mô tả con lắc? không đáng kể. Đầu còn lại của lò xo cố định. - Quan sát con lắc khi cân - Có một vị trí cân bằng Con lắc có 1 vị trí cân bằng mà khi ta thả bằng. Nhận xét? vật ra vật sẽ đứng yên mãi. - Nếu kéo ra yêu cầu hs dự - Chuyển động qua lại quanh Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng buông ra doán chuyển động của nó. vị trí cân bằng vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa - Kết luận - Ghi chép kết luận hai vị trí biên Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học (15 phút) II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về - Nêu giả thuyết về con lắc - Tiếp thu mặt động lực học lò xo. Chọn trục tọa độ, vẽ hình. - Yêu cầu hs phân tích các - Lên bảng tiến hành phân lực tác dụng lên con vật m? tích lực - Gợi ý cho hs tiến hành tìm - Áp dụng định luật II NT Xét vật ở li độ x, lò xo giản một đoạn Δl = phương trình động lực học tiến hành tính toán theo gợi x. Lực đàn hồi F = - kΔl của con lắc lò xo. ý của GV Tổng lực tác dụng lên vật ⇒ a + ω2x = 0 5 Giáo án: 12 Cơ bản F = - kx Theo định luật II Niu tơn k a=− x m 2 - Yêu cầu hs tìm tần số góc Đặt ω = k/m và chu kì. ⇒ a + ω2x = 0 k * Tần số góc: ω = Vậy dao động của con lắc lò xo là dao động m điều hòa. m * Chu kì: T = 2π k k * Tần số góc: ω = m - Từ phương trình lực làm m * Chu kì: T = 2π cho vật chuyển động rút ra - Nhận xét về dấu và độ lớn k khái niệm lực kéo về. của lực kéo về * Lực kéo về - Kết luận chung Lực hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo - Ghi kết luận về. Lực kứo vè có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dao động điều hòa. Hoạt động 3: Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng (14 phút) III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt - Yêu cầu hs viết biêu thức - Động năng năng lượng tính động năng, thế năng của 1. Động năng của con lắc lò xo 1 2 W = mv đ con lắc? 1 2 Wđ = mv 2 - Thế năng 2 2. Thế năng của con lắc lò xo 1 Wt = kx 2 1 2 Wt = kx 2 - Nhận xét sự biến thiên của * Thế năng và động năng 2 thế năng và đông năng? của con lắc lò xo biến thiên * Thế năng và động năng của con lắc lò xo điều hòa với chu kì T/2. biến thiên điều hòa với chu kì T/2. - Viết biểu thức tính cơ năng 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn 1 1 và yêu cầu hs nhận xét? W = mv 2 + kx 2 cơ năng 2 2 1 1 1 1 W = mv 2 + kx 2 ⇒ W = kA 2 = mω 2 A 2 2 2 2 2 1 1 - Kết luận ⇒ W = kA 2 = mω 2 A 2 2 2 - Nhận xét và kết luận (SGK) Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương với biên độ dao động Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. - Yêu cầu hs kết luận về dao - Dao độngcủa con lắc lò động của con lắc lò xo? xo là dao động điều hòa. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (3 phút) 1. Củng cố 1. Chọn công thức đúng khi tính chu kì dao động của con lắc m k A. T = 2π B. T = 2π k m 1 m 1 k C. T = D. T = 2π k 2π m 2. BTVN 6 Giáo án: 12 Cơ bản - Làm tất cả bài tập trong SGK và SBT. Đọc trứớc bài CON LẮC ĐƠN. 7 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 5 Bài 3 CON LẮC ĐƠN ---------o0o-------- I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được cấu tạo con lắc đơn. - Điều kiện để vật nặng con lắc đơn dao động điều hòa. Viết được công thức tính chu kì, tần số góc của dao động. - Viết được công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn - Nêu nhận xét định tính về sự biến thiên năng lượng của con lắc đơn và chu kì biến thiên đó. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. - Viết được phương trình động học của con lắc đơn. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc đơn treo vào giá đỡ - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc đơn. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã tìm hiểu xong dao động điều hòa về mặt động học của con lắc lò xo và khảo sát về năng lượng của nó.Bây giờ ta se tìm hiểu tiếp về con lắc đơn xem dao động của nó có là dao động đh hay không và năng lượng của nó như thế nào. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Con lắc đơn (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I. Con lắc đơn - Vẽ hình hoặc cho hs quan - Mô tả con lắc lò xo sát con lắc đơn yêu cầu hs mô tả con lắc? - Quan sát con lắc khi cân - Có một vị trí cân bằng bằng. Nhận xét? - Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng - Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó. - Kết luận - Ghi chép kết luận Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không giãn có chiều dài l và khối lượng không đáng kể. Con lắc có 1 vị trí cân bằng là vị trí dây treo thẳng đứng Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng một góc α buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên 8 Giáo án: 12 Cơ bản Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học (20 phút) - Nêu giả thuyết về con lắc - Tiếp thu II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về đơn. Chọn trục tọa độ, vẽ mặt động lực học hình. - Yêu cầu hs phân tích các - Lên bảng tiến hành phân lực tác dụng lên con vật m? tích lực - Gợi ý cho hs tiến hành tìm phương trình động lực học - Áp dụng định luật II NT của con lắc đơn. tiến hành tính toán theo gợi ý của GV Xét vật khi lệch khỏi vị trí cân bằng với li độ ⇒ a + ω2x = 0 góc α hay li độ cong s = lα - Thành phần lực kéo về Pt = -mgsinα - Yêu cầu hs kết luận về dao - Áp dụng định luật II Niu tơn động của con lắc đơn? - Dao độngcủa con lắc đơn Pt = ma là dao động điều hòa. s - Nếu α nhỏ thì sinα ≈ α = - Yêu cầu hs tìm tần số góc l và chu kì. s g ⇒ − mg = ma = ms" ⇔ s"+ s = 0 k l l * Tần số góc: ω = m g Đặt ω2 = ⇒ s"+ω 2 s = 0 m l * Chu kì: T = 2π * Vậy dao động của con lắc đơn là dao động k điều hòa. Với phương trình - Từ phương trình lực làm s = s0 cos( ωt + ϕ ) cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về. - Nhận xét về dấu và độ lớn g * Tần số góc: ω = của lực kéo về l l - Kết luận chung - Ghi kết luận T = 2π * Chu kì: g Hoạt động 3: Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng (10 phút) III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt 1 2 - Yêu cầu hs viết biêu thức - Động năng Wđ = 2 mv năng lượng tính động năng, thế năng của - Thế năng 1. Động năng của con lắc đơn con lắc? 1 Wt = mgl (1 − cos α ) Wđ = mv 2 2 * Thế năng và động năng 2. Thế năng của con lắc đơn của con lắc lò xo biến thiên - Chọn góc thế năng ở vị trí cân bằng điều hòa với chu kì T/2. - Nhận xét sự biến thiên của Wt = mg (1 − cos α ) 1 thế năng và đông năng? W = mv 2 + mgl (1 − cos α ) * Thế năng và động năng của con lắc lò xo 2 biến thiên điều hòa với chu kì T/2. - Viết biểu thức tính cơ năng W= hs 3. Cơ năng của con lắc đơn. Sự bảo toàn - Nhận xét và kết luận và yêu cầu hs nhận xét? cơ năng (SGK) 1 - Làm câu C3 - Hướng dẫn hs làm câu C3 W = mv 2 + mgl (1 − cos α ) = hs 2 Đọc SGK đưa ra phương Bỏ qua ma sát thì cơ năng được bảo toàn. - Dựa vào công thức tính 9 Giáo án: 12 Cơ bản chu kì gợi ý cho hs xác định án đo gia tốc rơi tự do gia tốc trọng trường và kết hợp SGK đưa ra phương án áp dụng - Ghi nhận kết luận - Kết luận IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do - Người ta dùng con lắc đơn để đo gia tốc trọng trường của trái đất. + Đo chu kì tương ứng với chiều dài của con lắc nhiều lần 4π 2 + Áp dụng g = 2 l T IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (4 phút) 1. Củng cố 1. Chọn ccông thức đúng khi tính chu kì dao động của con lắc l g A. T = 2π B. T = 2π g l 1 l 1 g D. T = 2π g 2π l 2. Một con lắc dao động với biên độ nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi: A. thay đổi chiều dài con lắc B. thay đổi gia tốc trọng trường C. tăng biên độ góc lên 300 D. thay đổi khối lượng con lắc . 2. BTVN - Làm tất cả bài tập trong SGK và SBT. Đọc trứớc bài C. T = 10 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 7 Bài 4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được khái niệm dao động tắt dần, dao động duy trì và dao động cưỡng bức - Nắm được nguyên nhân và quá trình tắt - Nắm được hiện tượng cộng hưởng - Phân biệt được dao động duy trì và dao động cưỡng bức. - Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao về hiện tượng cộng hưởng trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Một số ví dụ về hiện tượng cộng hưởng, dao động cưỡng bức có lợi và có hại… III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã khảo sát con lắc lò xo và con lắc đơn nhưng những điều kiện mà ta xét là điều kiện lí tưởng. Thức tế ta không thể làm cho con lắc dao động mãi mãi chỉ với một tác động ban đầu. Như vậy thì dao động của các con lắc đến một lúc nào đó sẽ không còn dao động nữa, hôm nay ta sẽ tìm hiểu nguyên nhân gây ra hiện tượng trên qua bài “DAO ĐỘNG TĂT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Dao động tắt dần, dao động duy trì (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I. Dao động tắt dần - Tiến hành TN với con lắc - Quan sát và nhận xét: biên 1. Thế nào là dao động tắt dần. đơn cho hs quan sát và nhận độ giảm dần. Dao động có biên độ giảm dần theo thời xét biên độ. gian được gọi là dao động tắt dần - Gợi ý cho hs định nghĩa - Định nghĩa dao động tắt dao động tắt dần. dần (SGK) - Gọi hs giải thích - Đọc SGK giải thích 2. Giải thích - Nhận xét - Tiếp thu Trong dao động của con lắc thì ma sát làm - Giới thiệu ứng dụng của - Ứng dụng: giảm xóc ô tô, mất đi một phần năng lượng của dao động dao động tắt dần mô tô… làm cho biên độ giảm dần. - Yêu cầu hs nêu những ứng 3. Ứng dụng dụng mà hs biết. - Ghi nhận kết luận Dao động tắt dần được ứng dụng trong các - Kết luận thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô, mô - Muốn dao động duy trì - Cung cấp đủ phần năng tô. . . phải làm như thế nào? lượng bị mất đi. II. Dao động duy trì - Hình thành kn dao động - KN dao động duy trì Để dao động không tắt dần người ta dùng duy trì (SGK) thiết bị cung cấp năng lượng đúng bằng năng - Yêu cầu hs lấy VD dao - Lấy VD về dao động duy lượng tiêu tốn sau mỗi chu kì. Dao động như động duy trì trì thế gọi là dao động duy trì. - Kết luận - Ghi kết luận Hoạt động 2: Dao động cưỡng bức (10 phút) 11 Giáo án: 12 Cơ bản III. Dao động cưỡng bức 1. Thế nào là dao động cưỡng bức? Dao động được duy trì bằng cách tác dụng vào nó một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. - Yêu cầu hs tìm VD về dao - Tìm vài ví dụ về dao động Gọi là dao động tuần hoàn động cưỡng bức. cưỡng bức 2.Ví dụ 3. Đặc điểm - Nhận xét về đặc điểm của - Tiếp thu các đặc điểm của - Dao động cưỡng bức có biên độ không dao động cưỡng bức dao động cưỡng bức đổi, tần số bằng tần số lực cưỡng bức. - Biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức và sự chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của dao động Hoạt động 3: Hiện tượng cộng hưởng (15 phút) IV. Hiện tượng cộng hưởng - Nêu vài hiện tượng cộng - Tiếp thu 1. Định nghĩa hưởng trên thực tế (Cây cầu Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức ở Xanh petecbua – Nga và tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cây cầu ở Ta kô ma - Mỹ) cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f 0 của - Hình thành kn cộng hưởng. hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. - Tìm điều kiện cộng hưởng? - Định nghĩa HTCH (SGK) * Điều kiện cộng hưởng: f = f0 - Giải thích - Điều kiện f = f0 2. Giải thích Khi f = f0 thì năng lượng được cung cấp - Tiếp thu một cách nhịp nhàng biên độ tăng dần lên. - Yêu cầu hs tìm tầm quan Biên độ cực đại khi tốc độ cung cấp năng trọng của hiện tượng cộng lượng bằng tốc độ tiêu hao năng lượng hưởng 3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng + Có lợi - Hiện tượng cộng hưởng hưởng + Có hại có hại: làm sập nhà cửa, cầu - Hiện tượng cộng hưởng có hại: làm sập … nhà cửa, cầu … - Kết luận - Hiện tượng cộng hưởng - Hiện tượng cộng hưởng có lợi: hộp đàn có lợi: hộp đàn guitar, guitar, violon…. violon…. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3%. Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động toàn phần là bao nhiêu? A. 3% B. 9% C. 4,5% D. 6% 2. BTVN Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT Vật Lý 12 - Giới thiệu dao động cưỡng - Tiếp thu bức 12 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:8 Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Biểu diễn được phương trình dao động điều hòa bằng phương pháp vectơ quay - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre – nen để tìm phương trình dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao về hiện tượng cộng hưởng trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Hình 5.2 trên khổ giấy lớn III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Véc tơ quay (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Gợi ý cho hs từ so sánh - Nhớ lại kiến thức cũ và I. Vectơ quay một vật chuyển động tròn theo gợi ý của GV định hình Ta có thể biểu diễn một dao động x = A cos(ωt + ϕ ) bằng một vectơ quay tai đều với vật vật dao động kn vectơ quay. điều hòa. thời điểm ban đầu có các đặc điểm sau: - Từ đó hướng dẫn hs biểu - Tìm ba đặc điểm của vectơ + Có góc tai góc tọa độ của Ox diễn dđđh bằng vectơ quay. quay (SGK) + Có độ dài bằng biên độ dao động; OM = A. - Tìm các đặc điểm của + Hợp với Ox một góc ϕ vectơ quay. Hoạt động 2: Phương pháp giản đồ Fre – nen (20 phút) - Đặt vấn đề tổng hợp một - Hs tìm phương pháp tính II. Phương pháp giản đồ Fre-nen vật tham gia hai dao động tổng chúng. 1. Đặt vấn đề đièu hòa cùng lúc. Xác định - Đọc hai pt Tìm tổng của hai dao động tổng hợp dao động như thế x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) nào? x 2 = A2 cos(ωt + ϕ 2 ) x 2 = A2 cos(ωt + ϕ 2 ) - Hướng dẫn cách tính cần - Tiếp thu - Bài toán đơn giản nếu A1 = A2 và phức phải dùng giản đồ Fre-nen. tạp khi A1 ≠ A2 vì vậy ta dùng phương pháp - Gợi ý cho hs dựa vào giản đồ Fre-nen cho tiện. Vectơ quay để tính tổng. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen - Yêu cầu hs lên bảng biểu Tiếp thu diễn vectơ quay của hai pt dđđh. - Biễu diễn vectơ quay của phương trình tổng của hai dđđh. 13 Giáo án: 12 Cơ bản Ta lần lượt ta vẽ hai vec tơ quay đặt trưng - Lên bảng biễu diễn bằng cho hai dao động: vectơ quay - Nhận xét ? - Yêu cầu hs tiến hành làm - Nhận xét dao động tổng câu C2 - Ta thấy OM 1 và OM 2 quay với tốc độ hợp. (SGK) góc ω thì OM cũng quay với tốc độ góc là - Nhận xét kết quả của hs ω. tìm được và sửa chữa. - Phương trình tổng hợp x = A cos(ωt + ϕ ) - Từ công thức tính biên độ nhận xét ảnh hưởng của độ * Kết luận: “Dao động tổng hợp của hai dao lệch pha. động điều hòa cùng phương, cùng tần số là - Tiến hành làm câu C2 một dao động điều hòa cùng phương, cùng Tìm hai công thức (1) và tần số với hai dao động đó” (2). Trong đó: A 2 = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos(ϕ 2 − ϕ1 ) (1) - Nhận xét chung * Nếu hai dao động cùng pha tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 (2) A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 2 ∆ϕ = ϕ 2 − ϕ1 = 2nπ với n = 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha ± 1;±2;±3... Ta thấy - Cho hs đọc SGK ví dụ ⇒ A = A + A 1 2 * Nếu hai dao động cùng pha trong SGK và thảo luận cách * Nếu hai dao động ngược giải bài ví dụ. ∆ϕ = ϕ 2 − ϕ1 = 2nπ với n = ± 1;±2;±3... pha ⇒ A = A1 + A2 (lớn nhất) - Yêu cầu hs lên bảng trình ∆ϕ = ϕ 2 − ϕ1 = (2n + 1)π * Nếu hai dao động ngược pha với n = ± 1;±2;±3... bày. ∆ϕ = ϕ 2 − ϕ1 = (2n + 1)π - Kết luận bài học ⇒ A = A1 − A2 với n = ± 1;±2;±3... - Đọc SGK và thảo luận theo ⇒ A = A1 − A2 (nhỏ nhất) bàn về cách giải 4. Ví dụ Tính tổng hai dao động x1 = 3 cos(5πt )(cm) - Lên bảng trình bày x 2 = 4 cos(5πt + - Ghi nhận kết luận của GV π )(cm) 3 Giải Áp dụng các công thức đã học x = 6,1 cos(5πt + 0,19π )(cm) IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) Hai dao động ngược pha khi A. φ2 – φ1 = 2nπ B. φ2 – φ1 = nπ C. φ2 – φ1 = (n – 1)π D. φ2 – φ1 = (2n – 1)π 14 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 10 Bài 6: (T1) THỰC HÀNH: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí. - Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật đã biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó. - Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới. * Biết dùng phương pháp thực nghiệm để: - Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm. 2π ≈ 2 với g = 9,8m/s2, từ đó - Tìm ra bằng thí nghiệm T = a l , với hệ số a ≈ 2, kết hợp với nhận xét tỉ số g nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn. Ứng dụng kết quả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm. 2. Kĩ năng: - Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép. - Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%. - Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số. Xử lí số liệu bằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra công thức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. - Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50g. - Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01s, cộng thêm sai số chủ quan của người đo là 0,2s thì sai số của phép đo sẽ là ∆t = 0,01s + 0,2s = 0,21s. Thí nghiệm với con lắc đơn có chu kì T ≈ 1,0 s, nếu đo ∆t ∆T 0,21 = ≈ ≈ 2% . thời gian của n = 10 dao động là t ≈ 10s, thì sai số phạm phải là: t T 10 2 Thí nghiệm cho ∆T ≈ 1. ≈ 0, 02s . Kết quả này đủ chính xác, có thể chấp nhận được. Trong trường 100 hợp dùng đồ hồ đo thời gian hiện số với cổng quang điện, có thể đo T với sai số ≤ 0,001s. 2. Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc kĩ bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành. - Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành. - Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. III. Tiến hành thí nghiệm: Tiết 1: Nêu phương án tiến hành thí nghiệm 1. T ∈ A như thế nào? - m =0.5g,l=50cm ,không đổi - A = 3,6,9cm - Tiến hành đo thời gian t thực hiện trong 10 dao động toàn phần và kết quả bảng 6.1 15 Giáo án: 12 Cơ bản A(cm) A1 = 3cm A2 = 6cm A3 = 9cm A l ................. ................. ................. sin α = Góc lệch( α 0 ) ................. ................. ................. Thời gian thực hiện 10 dao động Chu kỳ T(s) t1 = .... ± ..... t 2 = .... ± ..... t 3 = .... ± ..... T1 = .... ± ..... T2 = .... ± ..... T3 = .... ± ..... ................. ................. A4 = 18cm t 4 = .... ± ..... T4 = .... ± ..... 2. T ∈ m như thế nào? - A = 3cm,l = 50cm,không đổi - m1 , m2 , m3 - Tiến hành đo thời gian t thực hiện trong 10 dao động toàn phần và kết quả bảng 6.2 m(g) Thời gian thực hiện 10 dao động Chu kỳ T(s) ................. m1 T1 = .... ± ..... ................. m2 T2 = .... ± ..... ................. m3 T3 = .... ± ..... 3. T ∈ l như thế nào? - A = 3cm, m =0.5g,không đổi - l = 45cm,50cm,55cm - Tiến hành đo thời gian t thực hiện trong 10 dao động toàn phần và kết quả bảng 6.3 Chiều dài(cm) Thời gian t = Chu kỳ T 2 (s 2 ) T2 2 ( s / cm) 10T(s) l l1 = .... ± ..... t1 = .... ± ..... T1 = .... ± ..... T12 = .... ± ..... T12 = ... ± ... l1 l 2 = .... ± ..... t 2 = .... ± ..... T2 = .... ± ..... T22 = .... ± ..... l 3 = .... ± ..... t 3 = .... ± ..... T3 = .... ± ..... T32 = .... ± ..... T22 = ... ± ... l2 T32 = ... ± ... l3 * Dựa vào bảng 6.1,6.2,6.3 để tính các đại lượng trong bảng và rút ra nhận xét về ảnh hưởng của biên độ, chiều dài , và khối lượng 16 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 11 Bài 6: (T2) THỰC HÀNH: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Cho học sinh tiến hành đo đạc, lấy số liệu , ghi vào bảng và xử lý số liệu. CHO HỌC SINH GHI BÁO CÁO THỰC HÀNH Kết luận: a. Từ các nhận định ở trên ta suy ra: chu kỳ con lắc đơ dao động với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không phụ thuộc vào.............mà tỉ lệ với ..........của con lắc theo công thức:...... T = a l , trong đó kết quả thí nghiệm cho ta gía trị a =........ b. Theo công thức lý thuyết về chu kỳ dao động của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ: 2π l ≈2 T = 2π (*) trong đó g g So sánh kết quả đo a cho thấy công thức (*) đã được nghiệm đúng hay không được nghiệm đúng c. Tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm theo giá trị a thu được từ thực nghiệm 17 Giáo án: 12 Cơ bản CH¦¥NG Ii: Sãng c¬ häc vµ ©m häc Néi dung chÝnh cña ch¬ng: * Sãng vµ sù truyÒn sãng. TÇn sè sãng, bíc sãng, ph¬ng tr×nh sãng. * Giao thoa sãng. Sãng dõng. * Çc ®Æc trng vËt lÝ vµ çc ®Æc trng sinh lÝ cña ©m. Ngày giảng: Tuần: Tiết:12 Bµi 7(T1) Sãng c¬ häc vµ sù truyÒn sãng ---------o0o--------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Phát biểu được định nghĩa sóng cơ - Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha. - Viết được phương trình sóng. - Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản về sóng cơ trong SGK hoặc SBT vật lý 12. - Tự làm thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Hình 5.2 trên khổ giấy lớn III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Trong đời sóng hằng ngày, chúng ta thường nghe nói nhiều loại sóng khác nhau như: sóng nước, sóng âm, sóng siêu âm, sóng vô tuyến, sóng điện từ, sóng ánh sáng…Vậy sóng là gì? Quy luật chuyển động của sóng và các đặc trưng cho nó là gì? Sóng có tác dụng gì có ý nghĩa gì đối với đời sống và kĩ thuật. Để tìm hiểu nó ta vào bài mới “SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Sóng cơ (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I. Sóng cơ - Đặt vấn đề: Nếu ném một - Các vòng tròn đồng tâm lồi 1. Thí nghiệm hòn đá xuống nước quan sát lõm xen kẻ nhau và kết luận. - Vừa làm thí nghiệm vừa vẽ - Quan sát thí nghiệm và hội hình. Gọi hs nêu hiện tượng ý trả lời và rút ra kết luận phân tích rút ra định nghĩa + Dạng hình sin sóng. + Dao động chuyển động 2. Định nghĩa xa dần tâm Sóng cơ là dao động lan truyền trong một + Dao động của nút chai môi trường. tại chỗ - Sóng nước truyền theo các phương khác - Yêu cầu hs định nghĩa sóng - Định nghĩa sóng cơ (SGK) nhau với cùng một vận tốc v cơ. - Đặt vấn đề về phương dao 18 Giáo án: 12 Cơ bản động của phần tử sóng. + Nếu phương dao động vuông góc với phương truyền sóng + Phương dao động trùng phương truyền sóng. - Giải thích thêm phần tạo thành sóng của các phân tử - Cung cấp cho hs môi trường truyền sóng của sóng dọc, sóng ngang và sóng cơ. 3. Sóng ngang Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng + Sóng dọc - Trừ sóng nước, còn sóng ngang chỉ truyền trong chất rắn. - Tiếp thu 4. Sóng dọc Sóng dọc là sóng mà trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng - Tiếp thu với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí. Sóng cơ không truyền được trong chân không. Hoạt động 2: Các đặc trưng của một sóng hình sin (20 phút) II. Các đặc trưng của một sóng hình sin. - Vẽ hình và giải thích cách - Tiếp thu 1. Sự truyền của một sóng hình sin tạo ra một sóng hình sin trên Kích thích một đầu dây căng thẳng, đầu dây. - Theo dõi cách giải thích còn lại cố định cho nó dao động hình sin. - Trình bày cách truyền sóng của GV Trên dây cũng xuất hiện một sóng hình sin của một sóng hình sin. Từ hình vẽ ta thấy đỉnh sóng dịch chuyển theo phương truyền sóng với vận tốc v. - Đưa ra khái niệm bước - Tiếp thu khái niệm bước 2. Các đặc trưng của một sóng hình sin sóng sóng a./ Biên độ của sóng: Biên độ A của sóng là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. - Nhận xét về vận tốc dịch b./ Chu kì của sóng: Là chu kì dao động chuyển của đỉnh sóng. - Tiếp thu của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. - Yêu cầu hs đọc SGK và rút 1 f = gọi là tần số của sóng ra các đặc trưng của một - Đọc SGK và nêu ra các đặc T sóng hình sin trưng của một sóng hình sin c./ Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ lan a./ Biên độ sóng a./ Biên độ sóng truyền dao động trong môi trường. Đối với 1 môi trường vận tốc truyền sóng b./ Chu kì của sóng b./ Chu kì của sóng là một giá trị không đổi. d./ Bước sóng: Bước sóng λ là quãng c./ Tốc độ truyền sóng c./ Tốc độ truyền sóng đường mà sóng truyền được trong một chu kì v λ = vT = d./ Bước sóng d./ Bước sóng f e./ Năng lượng của sóng: Là năng lượng e./ Năng lượng của sóng e./ Năng lượng của sóng của các phần tử của môi trường có sóng - Quá trình truyền sóng là (SGK) truyền qua. quá trình truyền năng lượng - Tiếp thu + Sóng ngang IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1. Sóng cơ là gì? A. Là dao động lan truyền trong một môi trường B. Là dao động của một điểm trong ,một môi trường C. Là một dạng đặc biệt của một môi trườngD. Là sự truyền chuyển động của các phần tử trong môi trường 2. Chọn câu đúng A. Sóng dọc là sóng truyền dọc theo sợi dây B. Sóng dọc là sóng truyền theo phương thẳng đứng, còn sóng ngang là sóng truyền theo phương nằm ngang C. Sóng dọc là sóng trong đó phương dao động (của các phần tử của môi trường) trùng với phương truyền D. Sóng dọc là sóng truyền theo trục tung, còn sóng ngang là sóng truyền theo trục hoành. 19 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:13 Bµi 7(T2) Sãng c¬ häc vµ sù truyÒn sãng I. Môc tiªu cÇn ®¹t ®îc 1. VÒ kiÕn thøc - Lập được phương trình sóng và nêu được ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình. - Nêu được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ (biên độ, chu kì, tần số, bước sóng, vận tốc truyền sóng) 2. VÒ kü n¨ng - Lập được phương trình sóng và nêu được ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình. - Lµm ®îc çc bµi tËp t¬ng tù nh ë SGK. 3. VÒ th¸i ®é -RÌn luyÖn phong çch lµm viÖc khoa häc, ®éc lËp nghiªn cøu, t¸c phong lµnh m¹nh vµ cã tÝnh tËp thÓ. II. chuÈn bÞ 1.Gi¸o viªn: - Chậu nước có đường kính 50cm. - Lò xo để làm TN sóng ngang và sóng dọc. - Hình vẽ phóng to các phần tử của sóng ngang ở các thời điểm khác nhau. 2.Häc sinh: - Đọc bài trước ở nhà III. Ph¬ng ph¸p gi¶ng d¹y: Gîi më, ®µm tho¹i vµ diÔn gi¶ng. IV. Ho¹t ®éng d¹y häc 1. æn ®Þnh tæ chøc: 2. Bµi cò: (5phót) -Phát biểu được định nghĩa sóng cơ. -Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kỳ, bước sóng, pha. 3. Bµi míi * Vào bài - Tiết trước ta đã tìm hiểu các đặc trưng cơ bản của một sóng hình sin và các khái niệm về sóng dọc và sóng ngang. Tiết này ta sẽ tìm hiểu về phương trình dao động của một sóng trong một môi trường. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Phương trình sóng (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung III. Phương trình sóng - Giáo viên đặt vấn đề - Theo dõi và làm theo - Chọn góc tọa độ và góc thời gian sao cho: nghiên cứu định lượng của hướng dẫn của GV t u 0 = A cos ωt = A cos 2π chuyển động sóng, sự cần - Pt sóng tại 0 T thiết phải lập phương trình t Khi dao động truyền từ O đến M thì M dao sóng: sự phụ thuộc li độ x và u 0 = A cos ωt = A cos 2π T động giống như O ở thời điểm t-Δt trước đó. thời gian t. ⇒ Pt sóng tại M là: - Gọi hs lên bảng viết - Pt sóng tại M u M = A cos ω (t − ∆t ) phương trình sóng tại M với t x t x u M = A cos 2π ( − ) φ = 0. u M = A cos 2π ( − ) T λ T λ - Phương trình trên là phương trình của một sóng hình sin truyền theo trục x. - Gọi hs nhận xét sự phụ - Nhận xét: Phương trình - Phương trình sóng tại M là một phương thuộc li độ của sóng tại một sóng tại M là một phương trình tuần hoàn theo thời gian và không gian điểm vào t và x từ đó kết trình tuần hoàn theo thời + Sau một chu kì dao động tại một điểm luận tính tuần hoàn của sóng gian và không gian lập lại như cũ + Theo thời gian 20 Giáo án: 12 Cơ bản + Theo không gian + Sau một chu kì dao + Cách nhau một bước sóng thì các điểm động tại một điểm lập lại dao động giống hệt nhau như cũ + Cách nhau một bước sóng thì các điểm dao động giống hệt Hoạt động 2: Bài tập SGK (15phút) - Yêu cầu hs đọc SGK bài 6, - Đọc bài và thảo luận trả lời Bài 6 7 trang 40. Thảo luận và trả bài 6, 7 trang 40 SGK Đáp án A lời -------------//-----------Bài 7 - Nhận xét Đáp án C ------------//------------ Yêu cầu hs đọc và tóm tắt - Đọc bài 8. Thực hiện bài Bài 8 bài 8. toán theo gợi ý của GV - Ta có 5 gợn sóng tức là có 4 bước sóng. - Gợi ý cho hs 5 gợn sóng 20,45 − 12,4 20,45 − 12,4 4λ = = 4,025 4λ = = 4,025 liên tiếp tức là 4 bước sóng. 2 2 - Gọi hs lên bảng làm bài ⇒ λ = 1,006cm ≈ 1cm ⇒ λ = 1,006cm ≈ 1cm - Nhận xét ⇒ v = λf = 0,5 m/s ⇒ v = λf = 0,5 m/s - Ghi nhận xét GV BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM (10phót) 1. Nguån ph¸t sãng S trªn mÆt níc t¹o dao ®éng víi tÇn sè f = 100Hz g©y ra çc sãng cã biªn ®é a = 0,4cm. BiÕt kho¶ng çch gi÷a 7 gîn låi (bông sãng) liªn tiÕp lµ 3cm. VËn tèc truyÒn sãng trªn mÆt níc lµ bao nhiªu ? Chän ®¸p ¸n §óng. A. v = 25 cm/s; B. v = 50 cm/s; C. v = 100 cm/s; D. v = 150 cm/s; 2. Kho¶ng çch gi÷a hai bông sãng níc trªn mÆt hå b»ng 9m. Sãng lan truyÒn víi vËn tèc b»ng bao nhiªu, nÕu trong thêi gian 1 phót sãng ®Ëp vµo bê 6 lÇn ? Chän ®¸p ¸n §óng. A. v = 0,9m/s; B. v = 2/3m/s C. v = 3/2m/s; D. v = 0,54m/s 3. §Çu A cña mét d©y ®µn håi dao ®éng theo ph¬ng th¼ng ®øng víi chu k× T = 10s. BiÕt vËn tèc truyÒn sãng trªn d©y lµ v = 0,2m/s, kho¶ng çch gi÷a hai ®iÓm gÇn nhau nhÊt dao ®éng ngîc pha lµ bao nhiªu ? Chän ®¸p ¸n §óng. A. d = 1m; B. d = 1,5m; C. d = 2m; D. d = 2,5m. 4. Ngêi ta t¹o ra sãng dõng tõ mét thanh vËt liÖu bÞ g¾n chÆt vµo hai ®iÓm K vµ L (h×nh 3.1). Bíc sãng. cña sãng ®ã b»ng bao nhiªu ?Chän ®¸p ¸n §óng. A. λ = 20m; B. λ = 20m; C. λ = 60m; D. λ = 120m; IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) * Vận dụng trả lời các câu hỏi 1,2,3,4,5 SGK - Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT lý 12. - Chuẩn bị trước bài “GIAO THOA SÓNG” Ngày giảng: Tuần: Tiết:14 21 Giáo án: 12 Cơ bản Bµi 8: GIAO THOA SÓNG ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng -Viết được công thức xác định vị trí của cực đai và cực tiểu giao thoa . 2. Về kĩ năng - Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu và giao thoa. - Vận dụng được công thức để giải thích bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC -Thí nghiệm hình 8.1 SGK III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ở bài trước ta đã tìm hiểu về tính chất của một sóng và phương trình của một điểm. Giả sử ta có hai nguồn sóng tạo nên những gợn sóng cùng một môi trường thì dao động của một điểm trong vùng sóng gặp nhau như thế nào? Để tìm hiểu nó ta sẽ nghiên cứu qua bài “GIAO THOA SÓNG” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1:Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước: (15phót) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh GV : Trình bày TN giao thoa - Theo dõi thí nghiệm của sóng nước GV (Hình 8-1 SGK ) -Trả lời C1 : - Trả lời câu C1 theo goiự ý của GV Những hypebol liền nét biểu diễn những chổ gặp nhau của hai sóng tăng cường lẫn nhau, những đường hypebol nét đứt biểu diễn những chổ găp nhau của hai sóng triệt tiêu lẫn nhau . Nội dung I-HIỆN TƯỢNG GIAO THOA CỦA 2 SÓNG NƯỚC 1)Thí nghiệm : -Gõ nhẹ cần rung cho dao động ⇒ trên mặt nước có những gợn sóng ổn định hình các đường hypebol có tiêu điểm S1S2 PS 2 S 1 2) Giải thích : -Những đường cong dao động với biên độ -Tiếp thu cực đại ( 2 sóng gặp nhau tăng cường lẫn nhau) -Những đường cong dao động với biên độ - Giải thích hiện tượng cực tiểu đứng yên ( 2sóng gặp nhau triệt tiêu lẫn nhau) -Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa Hoạt động 2: Cực đại và cực tiểu. Điều kiện để có giao thoa (20 phút) KHÔNG HỌC CÁCH ĐI II- CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 22 Giáo án: 12 Cơ bản ĐẾN CÔNG THỨC (ĐỌC THÊM ) CHỈ HỌC CÔNG π (d 2 − d1 ) =1 THỨC (8.2) ,KẾT LUẬN - Khi cos λ VÀ (8.3) ,KẾT LUẬN -M dao động với biên độ cực đại khi nào ? (Hai dao động cùng pha ∆ϕ = 2kπ = - Tiếp thu d 2π suy ra : λ d 2 − d1 = k λ ) d2 –d1 : gọi là hiệu đường đi - Phát biểu (SGK) - Dựa vào biểu thức phát biểu điều kiện để biên độ dao động tại M cực đại π (d 2 − d1 ) =0 λ -M dao động với biên độ cực - Tính tóan theo gợi ý của GV tiểu khi nào ? (Hai dao động ngược pha ∆ϕ = (2k + 1)π = d 2π Suy ra : - Phát biểu (SGK) λ λ d 2 − d1 = ( 2k + 1) ) 2 - Dựa vào biểu thức phát biểu điều kiện để biên độ dao động tại M cực đại - Khi cos - Tiếp thu -GV : Trình bày ĐK để có giao thoa a) Ví trí các cực đại giao thoa : M dao động với Amax khi : π (d 2 − d1 ) cos =1 λ π (d 2 − d1 ) = ±1 Suy ra : cos Hay : λ π (d 2 − d1 ) = kπ λ Suy ra : d 2 − d1 = k λ (*) ; ( k = o; ±1; ±2.... ) • Hiệu đường đi = một số nguyên lần bước sóng • Quỹ tích các điểm này là những đường Hypebol có 2 tiêu điểm là S 1 và S2 gọi là những vân giao thoa cực đại. • k = 0 ⇒ d1 = d2 Quỹ tích là đường trung trực của S1S2 b) Ví trí các cực tiểu giao thoa : M dao động với AM = 0 khi : π (d 2 − d1 ) cos =0 λ π (d 2 − d1 ) π = kπ + Hay : λ 2 1   Suy ra : d 2 − d1 =  k + ÷λ ; 2  (k = 0; ±1; ±2....) • Hiệu đường đi = một số nửa nguyên lần bước sóng • Quỹ tích các điểm này là những đường Hypebol có 2 tiêu điểm là S 1 và S2 gọi là những vân giao thoa cực tiểu . III- ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP • Điều kiện : Hai sóng nguồn kết hợp a) Dao động cùng phương , cùng tần số. b) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian. • Hai nguồn kết hợp phát ra 2 sóng kết hợp. • Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng .Quá trình vật lý nào gây ra được hiện tượng giao thoa là một quá trình sóng . IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố 1. Hiện tượng giao thoa là hiện tượng A. giao thoa của hai sóng tại một điểm của môi trường 23 Giáo án: 12 Cơ bản B. tổng hợp của hai dao động C. tạo thành các gợn lồi lõm D. hai sóng, gặp nhau có những điểm tăng cường nhau, có những đểm chúng luôn triệt tiêu nhau. 2. Hai nguồn kết hợp là hai nguồn có A. cùng biên độ B. Cùng tần số C. cùng pha ban đầu D. cùng tần số và hiệu số pha không đổi theo thời gian 2. BTVN - Về nhà làm các bài tậ trang 45 SGK và các bài tập bài GTS ở SBT lí 12 Chuẩn. 24 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:15 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU TIẾT HỌC - Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về phương trình sóng và giao thoa sóng thông qua giải các bài tập. - Rèn luyện kĩ năng phân tích bài toán dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệ giữa các phương trình đã học. II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Phương pháp giải bài tập - Lựa chọn cac bài tập đặc trưng III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (10 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Để củng cố kiến thức đã học ta sẽ tiến hành giải một số bài tập có liên quan qua tiết bài tập. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung GV: Hãy nêu công thức liên I.Tóm tắt lý thuyết: v hệ giữa vận tốc, chu kỳ và HS: λ = v.T = f . 1. Phương trình sóng: bước sóng ? v λ = v.T = f GV: Phương trình dao động  t x  t x của sóng tại một điểm ? HS: u = Acos 2π  −  u = Acos 2π  −  T λ  T λ  GV: Khi nào ta có cực đại HS: Khi có cực đại giao thoa 2.Vị trí cực đại giao thoa : d2 – d1 = k λ ; ( k = 0, ± 1, ± 2,…). giao thoa, cực tiểu giao là khi hai sóng gặp nhau cùng pha, hay hiệu đường đi của 3.Vị trí cực tiểu giao thoa: thoa ? hai sóng là: 1 d2 – d1 = ( k+ ) λ ; ( k = 0, ± 1, ± 2,…). d2 – d1 = k λ ; ( k = 0, ± 1, 2 ± 2,…). -Khi có cực tiểu giao thoa là khi hai sóng gặp nhau cùng pha, hay hiệu đường đi của 1 hai sóng là: d2 – d1 = ( k+ ) 2 λ ; ( k = 0, ± 1, ± 2,…). * Bài tập SGK trang 40 (15 phút) - Yêu cầu hs đọc các bài tập - Đọc SGK thảo luận đai 6,7 SGK thảo luận theo nhóm diện lên trả lời và giải thích. 2 đến 3 hs trả lời. - Kết luận chung - Ghi nhận kết luận của GV - Yêu cầu hs đọc và tóm tắt - Đọc bài 8 bài 8. - Yêu cầu hs trình bày cách - Tìm bước sóng. Dựa vào giải công thức đã học tính vận tốc - Tiến hành giải - Gọi hs lên bảng giải. - Ghi nhận - Nhận xét, kết luận Bài 6 Đáp án A Bài 7 Đáp án C Bài 8 - 5 gợn liên tiếp ⇒ có 4 λ Mà λ = vf 20,45 − 12,4 = 4,025cm 4λ = 2 λ = 1cm = 1.10-2m v = 10-2.50= 0,5 m/s Hoạt động 2: Bài tập SGK trang 45 (20 phút) 25 Giáo án: 12 Cơ bản - Yêu cầu hs đọc các bài tập 5,6 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời. - Yêu cầu hs đọc và tóm tắt bài 7 và 8. - Yêu cầu hs trình bày cách giải - Gọi hs lên bảng giải. - Nhận xét, kết luận - Đọc SGK thảo luận đai diện Bài 5.Đáp án D lên trả lời và giải thích. Bài 6.Đáp án D Bài 7 - Đọc bài 7 d1 − d 2 = kλ d1' − d 2' = ( k + 1)λ - Dựa vào công thức Do M và N cùng nằm trên S1S2 nên d1 − d 2 = kλ đã học tính vận tốc d1' = d1 + ∆d và hai điểm liên tiếp tức là d 2' = d 2 − ∆d d1' − d 2' = ( k + 1)λ . Tìm Δd Giải hệ 4 phương trình trên ta được - Tiến hành giải ∆d = 0,625cm - Đọc bài 8 - Trên S1S2 có 12 điểm đứng Bài 8. Trên S1S2 có 12 điểm đứng yên λ λ tức là có 11 khoảng yên tức là có 11 khoảng 2 2 λ - Tìm λ suy ra v 11 = 11 ⇒ λ = 2cm - Ghi nhận 2 Vậy v = λf = 2.26 = 52cm / s Bài tập thêm Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài 1: Một người ngồi ở bờ biển trông thấy có 20 ngọn sóng qua mặt trong 72 giây, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m. a. Tính chu kì dao động của sóng biển. b. Tính tần số sóng biển. c. Tính vận tốc truyền sóng biển. GV: Hãy xác định chu kì dao HS: Xét tại một điểm có 10 động. ngọn sóng truyền qua ứng với 72 = 4 ( s) 9 chu kì. T = 9 1 1 GV: Hãy xác định tần số dao HS: f = = = 0,25 ( s ) T 4 động. HS: GV: Hãy xác định vận tốc λ 10 truyền sóng λ =vT ⇒ v= = = 2,5 ( m / s ) T 4 Bài 2: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Vận tốc truyền sóng là 40cm/s. a. Viết phương trình sóng tại O. b. Viết phương trình sóng tại M cách O 50 cm. c. Tìm những điểm dao động HS: uO = asin(ωt) cùng pha với O. GV: Viết phương trình sóng tại Trong đó: O. a = 5cm 2 π 2π ω= = = 4π ( rad / s ) T 0,5 Nội dung Bài 1: a. Chu kì dao động: Xét tại một điểm có 10 ngọn sóng truyền qua ứng với 9 chu kì. 72 T= = 4 ( s) 9 b. Tần số dao động của sóng biển: 1 1 f = = = 0,25 ( s ) T 4 c. Vận tốc truyền sóng biển: Ta coù: λ 10 λ =vT ⇒ v= = = 2,5 ( m / s ) T 4 Bài 2: a. Phương trình dao động của nguồn: uO = asin(ωt) a = 5cm 2 π 2π Trong đó: ω= = = 4π ( rad / s ) T 0,5 26 Giáo án: 12 Cơ bản ⇒ uO = 5sin(4πt) ( cm,s ) . HS: u M = asin(ωt − 2πd ) λ GV: Viết phương trình sóng tại Trong đó: M cách O 50 cm. λ = vT = 40.0,5 = 20 ( cm ) 2π.50 ) 20 ⇔ uA = 5sin(4πt − 5π) ( cm,s ) HS:Phương trình dao động: 2πd N u N = asin(ωt − ) Hiệu λ GV: Tìm những điểm dao động 2π d số pha : ∆ϕ = cùng pha với O. λ Để hai dao động cùng pha : ∆ϕ = 2nπ 2π ⇒ d = 2nπ ⇔ d = nλ ( n ∈ Z ) λ ⇒ u A = 5sin(4πt − ⇒ uO = 5sin(4πt) ( cm,s ) . 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 ) c. Những điểm dao động cùng pha với O: Phương trình dao động: 2πd N u N = asin(ωt − ) λ 2π d Hiệu số pha : ∆ϕ = λ Để hai dao động cùng pha : ∆ϕ = 2nπ 2π ⇒ d = 2nπ ⇔ d = nλ ( n ∈ Z ) λ ⇒ uA = 5sin(4πt − IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN.- Về nhà làm lại các bài tập đã được hướng dẫn và đọc trước bài sóng dừng. 27 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:16 Bµi 9 SÓNG DỪNG I. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC 1. Về kiến thức - Bố trí thí nghiệm để có sóng dừng trên dây - Nhận biết được hiện tượng sóng dừng - Giải thích được sự tạo thành sóng dừng - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi. 2. Về kĩ năng: -Áp dụng hiện tượng sóng dừng để tính vận tốc truyền sóng trên dây đàn hồi. 3. Về thái độ -Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và có tính tập thể. II. CHUẨN BỊ 1.Giáo viên: - Một dây mềm dài chừng 3 m Ðt - Cần rung có f ổn định - Sợi dây chun tiết diện đều đường kính 1mm, dài 1m một đầu buộc quả nặng 20g véc qua ròng rọc. 2Học sinh: -Ôn lại phương trình sóng. III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: -Gợi mở, đàm thoại và diễn giảng. IV. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Bài cũ: (5phót) * Nêu hai cách định nghĩa bước sóng? * Viết ba dạng tương đưưng của phương trình sóng? 3. Bài mới: (5phót) ĐVĐ: - Khi çc em ®ang ë trong mét çi héi trêng lín hoÆc trong mét hang ®éng çc em hÐt lªn mét tiÕng th× lËp tøc çc em sÏ nghe thÊy mét ©m thanh ph¸t l¹i nhng nhá h¬n mét chót tõ trong héi trêng hoÆc trong hang ph¸t ra . TiÕng thø hai lµ do song ©m ®· ph¶n x¹ trªn têng nhµ hoÆc trªn çc v¸ch ®¸ . §Ó tr¸nh x¶y ra sù ph¶n x¹ sãng ©m çc r¹p h¸t ®· ®îc x©y dùng nh thÕ nµo? * Tiến trình giảng dạy I.Sự phản xạ của sóng:(10phót) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung I- PHẢN XẠ CỦA SÓNG GV : Trình bày TN 1) Phản xạ của sóng trên vật cản cố -Tay cầm đầu P của dây mềm định : dài chừng vài m ,giật mạnh a) TN : A đầu nó lên trên rồi hạ xuống B về chổ cũ ⇒ biến dạng dây h1 hướng lên trên và truyền từ P HS : quan sát TN –rút ra các .a đến Q .Đến Q nó phản xạ trở kết luận b) Kết luận : lại từ Q đến P nhưng biến -Khi phản xạ trên vật cản cố định biến dạng của dây hướng xuống dạng bị đổi chiều . dưới -Khi phản xạ trên vật cản cố định , sóng -Nếu cho P dao động điều phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng k hòa có sóng hình sin từ P đến tới ở điểm phản xạ . Q (sóng tới ) đến Q sóng bị 2) Phản xạ trên vật cản tự do phản xạ .Sóng phản xạ ngược a) TN : pha với sóng tới . b) Kết luận : λ k 4 28 Giáo án: 12 Cơ bản - Làm tương tự cho sóng phản xạ trên dây có đầu tự do. II- SÓNG DỪNG (20phót) Hoạt động của giáo viên Đặt vấn đề : -Nếu sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau thì có hiện tượng gì xảy ra ? (đó là 2 sóng kết hợp) - Quan sát TN nhận xét - Ghi nhận kết luận Khi phản xạ trên vật cản tự do , sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm tới . Hoạt động của học sinh Nội dung II- SÓNG DỪNG 1) Sóng dừng : - Tiếp thu và phát biểu kết luận a)TN : -Cho đầu P dao động liên tục sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao - Trả lời vấn đề của GV thoa với nhau vì chúng là các sóng kết -Nếu hai sóng gặp nhau thì hai hợp . sóng sẽ giao thoa. A B - Khi giao thoa sẽ có những h2 điểm cực đại và những điểm cực tiểu. -Trên dây có những .điểm luôn đứng yên (nút) và những điểm dao động với biên độ cực đại ( bụng ) - Rút ra khái niệm sóng dừng b) Định nghĩa : Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp - Tiếp thu và ghi vào vở xuất hiện các nút và các bụng . 2) Sóng dừng trên một sợi dây có hai - Nhận xét về khoảng cách đầu cố định giũa các nút và các bụng - Theo sự gợi ý của GV rút a a) Khoảng cách giữa 2 nút ( hoặc 2 bụng các công thức λ liên tiếp ) bằng -Hướng dẫn HS tự rút ra các λ 2 l= k công thức 2 b) Điều kiện để có sóng dừng : λ và λ l= k l = k k = 1,2,3, . . . . 2 λ 2 l = (2k + 1) 4 k : số bụng Số nút = k+1 λ 3) Sóng dừng trên một sợi dây có một Và : l = (2k + 1) 4 -Ghi nhận kết luận của GV đầu cố định , một đầu tự do: λ l = (2k + 1) k= 0,1,2 ,3 . . . . . - Kết luận và nhận xét chung 4 λ k : số bụng ( nguyên , không kể ) 4 số nút = k +1 IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1. Chọn câu đúng Tại điểm phản xạ thì sóng phản xạ A. luôn ngược pha với sóng tới B. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định B. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do D. cùng pha với sóng tới nếu vật cản là cố định. 2. Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng A. một bước sóng B. hai bước sóng C. Một phần tư bước sóng D. một nửa bước sóng 2.BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 49 và bài tập trong SBT lý 12 Ngày giảng: 29 Giáo án: 12 Cơ bản Tuần: Tiết:17 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU. 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: II. CHUẨN BỊ . 1.Giáo viên: Bài tập có nội dung phân loại HS 2.Học sinh: ôn lại kiến thức cũ và các bài tập SGK và SBT (15phót) II. Bài tập:(25phót) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung GV: Hãy nêu điều kiện để có HS: 1) Sóng dừng trên một I.Tóm tắt lý thuyết: sóng dừng trên dây sợi dây có hai đầu cố định 1)Sóng dừng trên một sợi dây có hai Điều kiện để có sóng dừng : đầu cố định λ λ l= k l= k k = 1,2,3, k = 1,2,3, . . . . 2 2 .... k : số bụng Số nút = k+1 k : số bụng Số nút = 2) Sóng dừng trên một sợi dây có một k+1 đầu cố định , một đầu tự do: 2) Sóng dừng trên một sợi λ l = (2 k + 1) k= 0,1,2 ,3 . . . . . dây có một đầu cố định , một 4 đầu tự do: λ k : số bụng ( nguyên , không kể ) λ 4 l = (2k + 1) k= 4 số nút = k +1 0,1,2 ,3 . . . . . k : số bụng ( nguyên , không λ kể ) 4 số nút = k +1 Hoạt động của giáo viên - Yêu cầu hs đọc các bài tập 7,8 SGK thảo luận theo nhóm 2 đến 3 hs trả lời. - Yêu cầu hs đọc và tóm tắt bài 9 và 10. - Yêu cầu hs trình bày cách giải - Gọi hs lên bảng giải. Hoạt động của học sinh Nội dung - Đọc SGK thảo luận đai diện Bài 7.Đáp án B lên trả lời và giải thích. Bài 8.Đáp án D Bài 9 - Đọc bài 9,10 Dây dao động với một múi. Vậy l = λ/2 hay λ= 2*l - Dựa vào công thức sóng dừng λ =2*0.6=12 m trên một sợi dây có hai đầu cố Dây dao động với ba bụng. Vậy l/3 = định đã học và công thức tính λ’/2 hay λ’= 2*l / 3 =l/3 vận tốc λ' =1,2/3 = 0,4 m - Tiến hành giải Bài 10. Giữa bốn nút có ba bụng tức là trên dây có ba nửa bước sóng là : 30 Giáo án: 12 Cơ bản λ hay là λ = 2* l / 3 2 v v 3v 3*80 f = = = = = 100( Hz ) λ 2l 2l 2*1, 2 3 l=3 - Nhận xét, kết luận Bài tập thêm : Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung Bài 3: Một dây dàn dài 60cm Bài 3: phát ra âm có tần số 100Hz. Vì hai đầu sợi dây cố định: Quan sát trên dây đàn ta thấy λ l = n Vôùi n=3 buïng soùng. có 3 bụng sóng. Tính vận tốc 2 truyền sóng trên dây. 2l 2.60 = 40 ( cm,s ) GV: Tính vận tốc truyền sóng HS: Vì hai đầu sợi dây cố định: λ = = n 3 λ l = n Vôùi n=3 buïng soùng. Vận tốc truyền sóng trên dây: 2 v λ = ⇒ v = λf = 40.100 = 4.103 ( cm / s ) 2l 2.60 f λ= = = 40 ( cm,s ) n 3 Vận tốc truyền sóng trên dây: v λ = ⇒ v = λf = 40.100 = 4.103 ( cm / s ) f IV.Củng cố luyÖn tËp.(5phót) Nhắc nhở một số lưu ý khi giải toán. V. Híng dÉn häc sinh lµm bµi tËp ë nhµ. 31 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 18 Bµi 10 ®Æc trng vËt lý cña ©m ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được các khái niệm: sóng âm, nguồn âm, âm nghe được, hạ âm, siêu âm. - Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau - Nắm được ba đặc trưng vật lý của âm là: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được công thức để giải bài toán đơn giản về âm. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Thí nghiệm hình 10.4 SGK III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5phút) 3. Bài mới * Vào bài - Hằng ngày tai ta nghe được vô số các loại âm thanh êm tai có, chói tai có. Vậy âm thanh là gì và chúng có những đặc điểm vật lý gì ta sẽ tìm hểu thông qua bài “ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA SÓNG ÂM” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Âm. Nguồn âm (10 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs NỘI DUNG - Yêu cầu hs tự đưa ra định - Đoc SGK và trả lời câu hỏi của I- Âm. Nguồn âm nghĩa âm (SGK) GV 1) Âm là gì ? -Âm là những sóng âm - Mở rộng định nghĩa sóng - Định nghĩa sóng âm (SGK) truyền trong các môi trường rắn âm. ,lỏng ,khí , khi đến tai gây cảm giác âm. -Sóng âm là những sóng cơ học - Gợi ý, hướng dẫn và giới - Tiếp thu truyền trong các môi trường rắn, thiệu cho hs nắm tần số âm là lỏng, khí . tần số sóng âm. -Tần số của sóng âm cũng là tần số âm. - Dùng âm thoa , đàn ghi ta - Quan sát TN của GV 2)Nguồn âm : làm nguồn âm để làm TN cho HS xem - Là các vật dao động phát ra âm -Yêu cầu hs trả lời C1 ? - Trả lời C1: - f của âm phát ra = f dao động của -Trong cây đàn sợi dây dao động nguồn âm. phát ra âm -Trong sáo thì cột không khí dao động phát ra âm -Trong âm thoa thì 2 nhánh dao động phát ra âm. -Nêu định nghĩa nguồn âm ? -Định nghĩa nguồn âm( là các vật dao động phát ra âm) - Cho hs đọc SGK trả lời các 3) Âm nghe được , hạ âm, siêu âm: câu hỏi: Âm nghe được ? hạ - Đọc SGK trả lời các câu hỏi của -Âm nghe được (âm thanh)là những 32 Giáo án: 12 Cơ bản âm ? siêu âm ? - Chốt lại vấn đề sau khi học sinh trả lời -Âm truyền được trong các môi trường nào ? - Tốc độ âm phụ thuộc vào cái gì ? -Môi trường nào truyền âm tốt nhất ? (Xem bảng 10-1SGK ) -Trả lời C3? GV. âm có tác dụng gây ra cảm giác âm. Có f từ 16 Hz đến 20.000Hz - Ghi nhận xét và kết luận của GV -Hạ âm : có f < 16Hz -Siêu âm : có f > 20.000Hz 4 ) Sự truyền âm a) Môi trường truyền âm : - Âm truyền được trong các môi -Âm truyền được qua các môi trường trường rắn lỏng khí rắn, lỏng ,khí -Môi trường rắn truyền âm tốt nhất -Âm không truyền được trong chân . không . b) Tốc độ âm : -Tốc độ âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng, nhiệt độ của mội trường . - Vrắn > Vlỏng > Vkhí Trả lời C3: -Ta trông thấy tia chớp và khá lâu mới nghe thấy tiến sấm. Hoạt động 2: Những đặc trưng vật lý của âm (20 phút) II- Những đặc trưng vật lý của âm -Nhạc âm : âm có f xác định -Tạp âm : không có f xác định 1) Tần số : Là một trong những đặc trưng quan trọng nhất của âm. 2) Cường độ âm và mức cường độ - Hướng dẫn hs đọc SGK và âm : đi đến định nghĩa cường độ - Định nghĩa cường độ âm (SGK) a) Cường độ âm ( I ) : Tại một điểm âm. là đại lượng đo bằng lượng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó ,vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. -Đơn vị I ( W/m2 ) - Xem bảng 10-3 SGK ? - Xem bảng 10-3 SGK b) Mức cường độ âm ( L ): là lôga Từ đó nêu định nghĩa mức cường thập phân tỉ số I và I0 . độ âm . I L = lg I0 -12 2 I0 = 10 W/m cường độ âm chuẩn có f = 1000 Hz - Giới thiệu điều kiện để chọn - Tiếp thu nhạc âm để xét các đặc điểm - Nhắc lại đặc điểm thứ nhất là tần số âm. - Tiếp thu 1 B 10 - Yêu cầu hs viết lại biểu thức - Viết lại biểu thức I tính múc cường độ âm bằng L(dB ) = 10 lg dB I0 -1dB = L(dB ) = 10 lg I I0 dB ( đêxiben) 3) Âm cơ bản và họa âm : -Khi nhạc cụ phát một âm có tần số f 0 (âm cơ bản) thì cũng đồng thời phát ra các âm có tần số 2 f0;3 f0 33 Giáo án: 12 Cơ bản - Đưa một số đồ thị về âm cùng tần số do nhiều nhạc cụ phát ra - Gợi ý cho hs nắm được đâu là âm cơ bản đâu là họa âm. Đường biểu diễn dao động của âm la ( f = 440Hz) phát ra bởi: ;4 f0 . . . . Các họa âm ( có cường độ khác nhau ) a.Âm thoa -Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm. b.Sáo -Tổng hợp đồ thị dao động của các họa âm gọi là đồ thị dao động của nhạc âm đó. - Cho hs đọc SGK để tìm đăc trưng thứ 3 của âm - Đọc SGK và phát biểu về đăc -Vậy : đặc trưng vật lí thứ ba của trưng vật lý thứ 3 của âm âm là đồ thị dao động của âm đó. - Chốt lại vấn đề khi hs phát - Ghi kết luận vânbs đề của GV biểu vào vở IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1. Siêu âm là A. có tần số lớn B. có cường đô rất lớn C. có tần số trên 20000Hz D. truyền trong mọi môi trường nhanh hơn âm 2. Cường độ âm được đo bằng A. Oat trên mét vuông B. Oát C. Niu tơn trên mét vuông D. Niu tơn trên mét 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 55 và bài tập trong SBT lý 12 trang 15 và 16 34 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:19 Bµi 11 ®Æc trng sinh lý cña ©m ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được được ba đặc trưng sinh lí của âm:độ cao, độ to và âm sắc - Nêu được ba đặc trưng vật lý tương ứng với ba đặc trưng sinh lí 2. Về kĩ năng - Giải thích được các hiện tượng thực tế liên quan đến đặc trưng sinh lí của âm 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Thí nghiệm hình 10.4 SGK III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Tiết trước tya đã biết được âm có ba đặc trưng vật lí. Nhưng cảm nhận âm của con người không chỉ phụ thuộc vào các đăc trưng vật lí của âm mà còn phụ thuộc vào các dặc trưng sinh lí của âm. Vậy âm có bao nhiêu đặc trưng sinh lí ta sẽ tìm hiểu trong bài “ĐẶC TRƯNG SINH LÝ CỦA SÓNG ÂM” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Độ cao (10 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs NỘI DUNG I- ĐỘ CAO Cảm giác mà âm gây cho cơ - Tiếp thu - Là đặc tính sinh lí của âm gắn liền với tần quan thính giác không chỉ phụ số thuộc các đặc trưng vật lí mà còn ohụ thuộc sinh lí tai người .Tai phân biệt các âm - f càng lớn nghe càng cao và ngược lại khác nhau nhờ ba đặc trưng - f càng nhỏ nghe càng trầm. sinh lí của âm là :độ cao , độ to , âm sắc. - Gợi ý cho hs nắm được khái - Chú ý lắng nghe gợi ý của niệm về độ cao. GV - Độ cao của âm gắn liền với - Đọc SGK trả lời: Độ cao đặc trưng vật lí nào? của âm gắn liền với tần số âm Hoạt động 2: Độ to (15 phút) -Độ to của âm không tăng - Tiếp thu theo I mà tăng theo L - Gơi ý cho hs tìm hiểu độ to - Độ to của âm không những của âm phụ thuộc những yếu phụ thuộc cường độ âm mà tố nào? còn phụ thuộc tần số âm - Kết luận và nhận xét II- ĐỘ TO -Là đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm. -Độ to của âm không trùng với cường độ âm. -Độ to của âm không những phụ thuộc cường độ âm mà còn phụ thuộc tần số âm - Ghi kết luận của GV 35 Giáo án: 12 Cơ bản Hoạt động 3: Âm sắc (10 phút) - Nếu cho nhiều nhạc cụ cùng - Tiếp thu III- ÂM SẮC phát ra âm thanh có tần số f ta dễ dàng nhận ra âm do nhạc cụ nào phát ra đó là nhờ đăc -Là một đặc tính sinh lí của âm ,giúp ta trưng thứ 3 là âm sắc phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau -Tại sao âm do âm thoa , sáo phát ra . kèn săcxô . . . cùng phát ra - Vì có âm sắc khác nhau . nốt La nhưng ta vẫn phân biệt được chúng? - Vậy âm sắc là gì? - Là một đặc tính sinh lí của âm ,giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát -Nếu ghi đồ thị dao động của ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị 3 âm ta sẽ được 3 đồ thị dao - Âm sắc có liên quan mật dao động âm . động khác nhau ,nhưng có thiết với đồ thị dao động âm cùng chu kỳ. ( Xem Hình 10-3 SGK) - Nhận xét, kết luận IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1. Độ cao của âm A. là đặc trưng vật lí của âm B. là một đặc trưng sinh lí của âm C. vừa là đặc trưng vật lí vừa là đặc trưng sinh lí D. là tần số của âm 2. Âm sắc là A. màu sắc của âm B. một tính chất giúp ta nhận biết nguồn âm C. một đặc trưng sinh lí của âm D. một đặc trưng vật lí của âm 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 59 và bài tập trong SBT lý 12 trang 17 và 18 Ngµy gi¶ng: 36 Giáo án: 12 Cơ bản TuÇn: TiÕt:22 CHƯƠNG III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 12 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều. - Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều. - Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dòng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường độ dòng điện cực đại, chu kì. - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều. - Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở. - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều. - Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độ dòng điện xoay chiều (nếu có thể). 2. Học sinh: Ôn lại: - Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun. - Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Giới thiệu về những nội dung chính trong chương III - Các nội dung chính trong chương: + Các tính chất của dòng điện xoay chiều. + Các mạch điện xoay chiều cơ bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen. + Công suất của dòng điện xoay chiều. + Truyền tải điện năng; biến áp. + Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha. + Các động cơ điện xoay chiều. * Vào bài - Sau khi học xong hai chương DAO ĐỘNG CƠ và SÓNG CƠ ta thấy phương trình dao động điều hòa và phương trình sóng cơ có dạng tương đồng (có cùng một dạng). Hôm nay ta sẽ tìm hiểu thêm một dạng phương trình cũng tương tự đó là phương trình tức thời của các đại lượng như dòng điện hoặc điện áp của dòng điện xoay chiều. Dòng điện xoay chiều có đặc điểm gì ta sẽ tìm hiểu trong bài: “ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Khái niệm về dòng điện xoay chiều (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Giới thiệu cho hs tiếp xúc - Tiếp thu với phương trình của dòng - So sánh và rút ra các đại I. Khái niệm về dòng điện xoay chiều điện xoay chiều hình sin lượng tương ứng - Phương trình dòng điện xoay chiều hình sin - Từ phương trình yêu cầu hs - I0 > 0 được gọi là giá trị i = I 0 cos(ωt + ϕ ) nhớ lại kiến thức cũ, so sánh cực đại của dòng điện tức Trong đó: I0 > 0 được gọi là giá trị cực đại với các đại lượng đặc trưng thời của dòng điện tức thời cho dao động điều hòa, tìm - ω > 0 gọi là tần số góc. - ω > 0 được gọi là tần số góc. đại lượng đặc trưng cho 2π T= được gọi là chu kì T = 2π được gọi là chu kì của i dòng điện i? ω ω của i f = 1/T gọi là tần số của i f = 1/T gọi là tần số của i - α = ωt+φ gọi là pha của i - α = ωt+φ gọi là pha của i 37 Giáo án: 12 Cơ bản - Nhận xét và kết luận - Ghi nhận kết luận của GV Hoạt động 2: Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều (15 phút) - Đặt giả thuyết về cuộn dây - Tiếp thu quay điều trong từ trường - Φ = NBS cos ωt II. Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều ω đều - Dòng điện xoay chiều xuất hiện trong vòng - Viết công thức tính từ dây kín khi ta quay vòng dây kín đó trong thông qua mạch? môt từ trường đều với vận tốc góc không đổi ω - Khi quay vòng dây trong khoảng thời gian α t > 0 từ thông qua mạch là Φ = NBS cos ωt - Theo định luật Faraday ta có - Nếu xét trong khoảng thời dΦ e=− = NBS sin ωt gian nhỏ. Hãy viết phương - Sđđ trong dây ∆ dt trình suất điện động trong dΦ Nếu vòng dây kín và có điện trở R e=− = NBS sin ωt cuộn dây? dt NBS i= sin ωt - Dòng điện trong cuộn dây - Dòng điện trong vòng dây R đươc tính như thế nào? NBS NBS i= sin ωt - Đặt I 0 = R R NBS - Đặt theo gợi ý GV - Gợi ý hs đặt I 0 = Ta được i = I 0 sin ωt R - Nhận xét kết luận - Ghi kết luận Hoạt động 3: Giá trị hiệu dụng (10phút) - Giới thiệu đưa về dạng - Tiếp thu dòng điện không đổi. So sánh tìm trị hiệu dụng. - Yêu cầu hs phát biểu đinh - Định nghĩa (SGK) nghĩa cường độ dòng điện. - Giới thiệu về các đại lượng có giá trị hiệu dụng và công - Tiếp thu thức tính của nó. III. Giá trị hiệu dụng I0 - Vậy I = gọi là dòng điện hiệu dụng 2 - Định nghĩa cường độ dòng điện hiệu dụng: (SGK) * Ngoài cường độ dòng điện có trị hiệu dụng thì các đại lương khác của điện xoay chiều điều có trị hiệu dụng Giá trị cực đại Giá trị hiệu dụng = IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố Nhắc lại các công thức đã học .Và hệ thống lại kiến thức bài hoc 38 Giáo án: 12 Cơ bản Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt:23 Bài 13 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa điện trở thuần - Phát biểu được định luật Ôm đối với mạch điện xoay chiều chứa tụ điện - Nắm được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều. - Nắm được độ lệch pha giữa điên áp và dong điện trong cách mạch điện trên 2. Về kĩ năng - Vận dụng đươc công thức tính dung kháng của mạch và các định luật Ôm. - Giải được các bài tập đơn giản về cách mạch điện xoay chiều 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: - Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều. - Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độ dòng điện xoay chiều (nếu có thể). 2. Học sinh: Ôn lại: - Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun. - Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới Hoạt động 1 ( phút): Giới thiệu về những nội dung chính trong chương III - Các nội dung chính trong chương: + Các tính chất của dòng điện xoay chiều. + Các mạch điện xoay chiều cơ bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen. + Công suất của dòng điện xoay chiều. + Truyền tải điện năng; biến áp. + Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha. + Các động cơ điện xoay chiều. * Vào bài - Ta đã tìm hiểu về đại cương của dòng điện xoay chiều. Nhưng khi cho dòng điện xoay chiều chạy trong một mạch điện cụ thể thì nó có đăc điểm gì?Ta sẽ tìm hiểu vấn đề này qua bài “CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU”. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Tìm hiểu về độ lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện () Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Biểu thức của dòng điện - Có dạng: i = Imcos(ωt + ϕ) Nếu cho dòng điện xoay chiều có dạng : xoay chiều có dạng? i = I 0 cos ωt = I 2 cos ωt - Chọn điều kiện ban đầu Thì : u = U 0 cos(ωt + ϕ ) = U 2cos (ωt + ϕ ) thích hợp để ϕ = 0 → i = ϕ : là độ lệch pha giữa u và i Imcosωt = I 2 cosωt - Ta sẽ đi tìm biểu thức của - HS ghi nhận các kết quả Nếu ϕ > 0 ⇒ u sớm pha hơn i u ở hai đầu đoạn mạch. chứng minh bằng thực Nếu ϕ < 0 ⇒ u trễ pha ϕ hơn i - Trình bày kết quả thực nghiệm và lí thuyết. nghiệm và lí thuyết để đưa Nếu ϕ = 0 ⇒ u và i cùng pha - Tiếp thu về độ lệch pha ra biểu thức điện áp hai đầu 39 Giáo án: 12 Cơ bản mạch. giữa u và i - Lưu ý: Để tránh nhầm lẫn, phương trình điện áp có thể viết: u = Umcos(ωt+ ϕu/i) = U 2 cos(ωt+ ϕu/i) Hoạt động 2: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở (phút) - GV chính xác hoá các kết - Điện áp tức thời, điện áp I. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa điện trở luận của HS. cực đại và điện áp hiệu dụng. 1) Quan hệ u và i : - Y/c HS phát biểu định luật - HS nêu nhận xét: Hai đầu R có u = U 0 cos ωt Ohm đối với dòng điện một + Quan hệ giữa I và U. u U Định luật Ôm : i = = 0 cos ωt chiều trong kim loại. + u và i cùng pha. R R U0 - HS phát biểu Đặt : I 0 = Thì i = I 0 cos ωt R 2) Phát biểu: (SGK) 3) Nhận xét : u và i cùng pha Hoạt động 3:Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện (phút) - GV làm thí nghiệm như sơ - HS quan sát mạch điện và II. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện đồ hình 13.3 Sgk. ghi nhận các kết quả thí 1) Thí nghiệm : nghiệm. -Nguồn điện một chiều : I = 0 - Ta có nhận xét gì về kết + Tụ điện không cho dòng -Nguồn điện xoay chiều : I ≠ 0 quả thu được? điện một chiều đi qua. -Kết luận : Dòng xoay chiều có thể tồn tại + Tụ điện cho dòng điện trong mạch điện có chứa tụ điện xoay chiều “đi qua”. 2) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ a) Cho hiệu điện xoay chiều giữa 2 đầu tụ C: - HS theo hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện. - Dựa vào biểu thức của u và - HS viết lại biểu thức của i i, ta có nhận xét gì? và u (i nhanh pha hơn u góc π/2 → u chậm pha hơn i góc π/2) - ZC đóng vai trò gì trong công thức? - Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ → ZC có đơn vị là gì? điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện 1 ZC = áp ở hai đầu tụ điện trễ pha ωC π/2 so với cường độ dòng - Nói cách khác: Trong mạch điện). điện xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác dụng làm cho cường độ dòng điện tức thời sớm pha π/2 so với điện áp tức thời. - Dựa vào biểu thức định - Là đơn vị của điện trở (Ω). luật Ohm, ZC có vai trò là điện trở trong mạch chứa tụ - Biểu hiện sự cản trở dòng điện → hay nói cách khác nó điện xoay chiều. A ~ i B u C u = U 0 cos ωt = U 2 cos ωt π i = U ωC 2 cos(ωt + ) 2 -Nếu lấy pha ban đầu dòng điện = 0 thì : i = I 2 cos ωt π u = U 2 cos(ωt − ) 2 c) So sánh pha dao động của u và i : π i sớm pha hơn u một góc 2 - Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện qua tụ điện sớm pha π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện). d) Định luật Ôm: U 1 I= Với dung kháng : Z C = ZC Cω 40 Giáo án: 12 Cơ bản là đại lượng biểu hiện điều gì? 1 - Khi nào thì dòng điện qua - Từ ZC = ta thấy: Khi ωC tụ dễ dàng hơn? ω nhỏ (f nhỏ) → ZC lớn và ngược lại. - Vì dòng điện không đổi (f = 0) → ZC = ∞ → I = 0 3) Ý nghĩa của dung kháng : -dung kháng là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện . -Nếu C càng lớn ⇒ Zc càng nhỏ , dòng điện bị cản trở càng ít . -Nếu ω ( f ) càng lớn ⇒ Zc càng mhỏ ,dòng điện bị cản trở càng ít . Hoạt động 4: Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần ( phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Cuộn cảm thuần là gì? - HS nghiên cứu Sgk để trả III. Mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn (Cuộn cảm thuần là cuộn lời cảm thuần cảm có điện trở không đáng Cuộn dây thuần cảm: có R không đáng kể kể, khi có dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm sẽ xảy ra hiện tượng tự cảm.) 1) Hiện tượng tự cảm trong mạch điện - Hiện tượng tự cảm ở lớp - Dòng điện qua cuộn dây xoay chiều : 11học rồi đề nghị nhắc lại . di tăng lên → trong cuộn dây Khi ∆t → 0 Thì e = − L - Đặt vào hai đầu của một xảy ra hiện tượng tự cảm, dt cuộn thuần cảm (có độ tự di di 2) Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có e = −L =L cảm L, điện trở trong r = 0) cuộn cảm thuần dt dt một điện áp xoay chiều, tần a)Giả sử dòng điện chạy trong cuộn dây có số góc ω, giá trị hiệu dụng U dạng: → trong mạch có dòng điện i = I 2 cos ωt - HS ghi nhận và theo sự xoay chiều hướng dẫn của GV để khảo - Điện áp hai đầu của cảm π sát mạch điện này. Ta có : u = U 2 cos(ωt + ) thuần có biểu thức như thế 2 nào? - Trong đoạn mạch chỉ có c) So sánh pha dao động của u và i : - Dựa vào phương trình i và một cuộn cảm thuần: i trễ π u có nhận xét gì về pha của i trễ pha hơn u một góc pha π/2 so với u, hoặc u sớm 2 chúng? pha π/2 so với i. i = I 2 cosωt → π u = U 2cos(ω t + ) 2 Hoặc u = U 2 cosωt → π i = I 2cos(ω t − ) 2 - Là đơn vị của điện trở (Ω). d) Định luật Ôm: - ZL đóng vai trò gì trong U công thức? I= Với cảm kháng: Z L = Lω ZL → ZL có đơn vị là gì? - Tương tự, ZL là đại lượng 3) Ý nghĩa cảu cảm kháng : - Biểu hiện sự cản trở dòng biểu hiện điều gì? -Cảm kháng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều. - Với L không đổi, đối với điện xoay chiều của cuộn cảm . - Vì ZL = ωL nên khi f lớn dòng điện xoay chiều có tần thì ZL lớn, L lớn thì ZL lớn số lớn hay bé sẽ cản trở lớn -Khi L lớn và khi ω ⇒ ZL lớn , dòng điện bị Tiếp thu lưu ý của GV đối với dòng điện xoay cản trở càng nhiều . chiều. 41 Giáo án: 12 Cơ bản -R làm yếu dòng điện do hiệu ứng Jun còn cuộn cảm làm yếu dòng điện do định luật Len-xơ IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN 1. Củng cố Nhắc lại các công thức đã học Và hệ thống lại kiến thức bài hoc 2. BTVN- Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 66 và bài tập trong SBT lý 12 trang 18 và 19 42 Giáo án: 12 Cơ bản Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt: 25 BÀI 14 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp. - Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen. - Viết được công thức tính tổng trở. - Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. - Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp. - Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện. 2. Về kĩ năng - Vận dụng đươc công thức tính tổng trở của mạch và viết được phương trình của dòng điện và điện áp của mạch R, L, C - Giải được các bài tập đơn giản về cách mạch điện xoay chiều 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm gồm có dao động kí điện tử (hai chùm tia), các vôn kế và ampe kế, các phần tử R, L, C. 2. Học sinh: Ôn lại phép cộng vectơ và phương pháp giản đồ Fre-nen để tính tổng hai dao động điều hoà cùng tần số. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ: - Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần. - Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức tính cảm kháng. 3. Bài mới * Vào bài - Bài trước ta đã timg hiểu các mạch điện xoay chiều riêng lẻ và mạch đó là một số mạch đơn giản nhất. Bây giờ chúng tãe tìm hiểu mạch phức tạp hơn đó là “MẠCH CƠ R, L, C NỐI TIẾP” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Phương pháp giản đồ Fre-nen (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Tại một thời điểm, dòng - HS ghi nhận định luật về I. Phương pháp giản đồ Fre-nen điện trong mạch chạy theo 1 điện áp tức thời. 1) Định luật về điện áp tức thời : Trong mạch điện xoay chiều gồm nhiều đoạn chiều nào đó → dòng một mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa chiều → vì vậy ta có thể áp hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện dụng các định luật về dòng áp tức thời giữa hai đầu của từng đọan mạch điện một chiều cho các giá ấy . trị tức thời của dòng điện u = u 1 + u2 + u 3 + … xoay chiều. U = U1 + U2 + U3 + … - Xét đoạn mạch gồm các 2) Phương pháp giản đồ Fre-nen : điện trở R1, R2, R3 … mắc Mạch Định luật Ôm nối tiếp. Cho dòng điện một Các chiều có cường độ I chạy R vétơquayU và qua đoạn mạch → U hai đầu i đoạn mạch liên hệ như thế nào với Ui hai đầu từng đoạn u = u1 + u2 + u3 + … 43 Giáo án: 12 Cơ bản mạch? - Biểu thức định luật đối với dòng điện xoay chiều? - Khi giải các mạch điện xoay chiều, ta phải cộng (đại số) các điện áp tức thời, các điện áp tức thời này có đặc điểm gì? → Ta sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen đã áp dụng cho phần dao động → biểu diễn những đại lượng hình sin bằng những vectơ quay. - Chúng đều là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số. - HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Frenen. - HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L và đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ. u, i cùng pha C uuur r I U UR = IR R u trễ pha so với i π 2 L UC= IZC uuur UC r I uur UL r I UL = IZL U sớm pha π so với i 2 Hoạt động 2: Mạch có R, L, C nối tiếp (20 phút) - Trong phần này, thông qua - HS vận dụng các kiến thức về phương pháp giản đồ Frephương pháp giản đồ Fre-nen nen để tìm hệ thức giữa U và để cùng giáo viên đi tìm hệ thức I của một mạch gồm một R, giữa U và I. một L và một C mắc nối + Giả sử UC > UL (ZC > ZL) r tiếp. U L - Hướng dẫn HS vẽ giản đồ r r Fre-nen trong cả hai trường UR I hợp: UC > UL (ZC > ZL) và O ϕ UC < UL (ZC < ZL) r - Dựa vào hình vẽ (1 trong r U LC hai trường hợp để xác định U hệ thức giữa u và i r - Có thể hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen theo kiểu đa UC giác lực (nếu cần). + Giả sử UC < UL (ZC < ZL) r - Y/c HS về nhà tìm hệ thức liên hệ giữa U và I bằng giản U L đồ còn lại. r U LC O - Đối chiếu với định luật Ôm trong đoạn mạch chỉ có R → R + (Z L − ZC ) đóng vai 2 2 trò là điện trở → gọi là tổng trở của mạch, kí hiệu là Z. r UC ϕ r U r r I UR - Tính thông qua tanϕ U LC với tan ϕ = UR - Nếu chú ý đến dấu: II. Mạch có R, L, C nối tiếp 1) Định luật Ôm cho đoạn mạch có R,L,C mắc nối tiếp-Tổng trở : Giả sử cho dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức : i = I 0 cos ωt Ta viết được b.thức các điện áp tức thời: - 2 đầu R : u R = U OR cos ωt π - 2 đầu L : u L = U OL cos(ωt + ) 2 π - 2 đầu C : uc = U OC cos(ωt − ) 2 L C B A R -Hiệu điện thế đoạn mạch AB : u = u R + uL + uC u = U 0 cos(ωt + ϕ ) -Phương ur uuur uurpháp uuur giản đồ Fre-nen: U = U R + U L + UC -Theo giản đồ : U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 U U I= = R 2 + ( Z L − ZC )2 Z -Tổng trở của mạch : Z = R 2 + (Z L − ZC )2 -Định luật Ôm : I= U Z 44 Giáo án: 12 Cơ bản - Dựa vào giản đồ → độ lệch pha giữa u và i được tính như thế nào? - Chú ý: Trong công thức bên ϕ chính là độ lệch pha của u đối với i (ϕu/i) tan ϕ = U L − UC Z L − Z C = UR R - Khi đó ϕ = 0 → u cùng pha i. Tổng trở Z = R → Imax ZL = ZC - Nếu ZL = ZC, điều gì sẽ xảy ra? (Tổng trở của mạch lúc này có giá trị nhỏ nhất). - Điều kiện để cộng hưởng điện xảy ra là gì? 2) Độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện : U − UC Z L − ZC tan ϕ = L = UR R • Nếu ZL > ZC ⇒ ϕ > 0 :u sớm pha hơn i ( tính cảm kháng ) • Nếu ZL < ZC ⇒ ϕ < 0 :u trễ pha hơn i ( tính dung kháng ) • Nếu : ZL = ZC ⇒ ϕ = 0 : u và i cùng pha ( cộng hưởng điện ) 3) Cộng hưởng điện : 1 a) ĐKCH : ZL = ZC ⇔ LC = 2 ω U U = b) Hệ quả : I max = Z min R IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1)Cho mạch điện xoay chiều có R = 50 Ω ; L = 159mH ; C = 31,8 µ F .Điệp áp 2 đầu đoạn mạch có biểu π thức là : u = 120 cos100π t ( V) .Tính Z ? và viết i trong mạch ?( Z = 50 2(Ω) i = 1, 2 2 cos(100π t + )( A) 4 2) Cho mạch điện : L C A B Biết L = 0,318H ; C = 15,9 µ F ; i = 2 cos100π t ( A) Tính Z ? viết u ? 45 Giáo án: 12 Cơ bản Ngaøy giaûng: Tuaàn: tieát: 28 BÀI 15 CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Phát biểu được định nghĩa và thiết lập được công thức của công suất trung bình tiêu thụ trong một mạch điện xoay chiều. - Phát biểu được định nghĩa của hệ số công suất. - Nêu được vai trò của hệ số công suất trong mạch điện xoay chiều. - Viết được công thức của hệ số công suất đối với mạch RLC nối tiếp. 2. Về kĩ năng - Vận dụng đươc công thức tính công suất và hệ số công suất của mạch R, L, C - Giải được các bài tập đơn giản về cách mạch điện xoay chiều 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: - Nh÷ng ®iÒu lu ý trong SGV. - Çc çch x¸c ®Þnh c«ng xuÊt cña dßng ®iÖn xoay chiÒu. 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về mạch RLC nối tiếp. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài: Tương tự như mạch điện một chiều, các linh kiện trong mạch điện xoay chiều cũng tiêu thụ điện năng. Hôm nay ta tìm hiểu công thức tính công suất và điện năng của mạch xoay chiều như thế nào qua bài “CÔNG SUẤT TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU. HỆ SỐ CÔNG SUẤT” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: ( phút): Tìm hiểu công suất của mạch điện xoay chiều (25 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs Nội dung 2 - Biểu thức tính công suất điện I. Công suất của mạch điện xoay U 2 tiêu thụ trong mạch điện không P = RI = R = UI chiều đổi là gì? 1. Biểu thức của công suất - Điện áp hai đầu mạch: - Vậy P = UIcosϕ u = U 2 cosωt - Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: - Tiếp thu i = I 2 cos(ωt+ ϕ) Mạch i ~ - Công suất điện tiêu tụ trung bình trong một chu kì: P = UIcosϕ - Nếu thời gian dùng điện t >> T, thì P cũng là công suất tiêu thụ điện trung 46 Giáo án: 12 Cơ bản bình của mạch trong thời gian đó (U, I không thay đổi). 2. Điện năng tiêu thụ của mạch điện W = P.t - Giới thiệu điện năng têu thụ Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về hệ số công suất (15 phút) - Giới thiệu hệ số công suất - Vì |ϕ| không vượt quá 900 nên - Hệ số công suất có giá trị 0 ≤ cosϕ ≤ 1. trong khoảng nào? - Chỉ có L: cosϕ = 0 - Y/c HS hoàn thành C2. - Gồm R nt L: - Các thiết bị tiêu thụ điện R trong nhà máy → có L → i nói cosϕ = 2 R + ω2L chung lệch pha ϕ so với u. Khi vận hành ổn định P trung bình P = UIcosϕ với cosϕ > 0 P giữ không đổi → Công suất → I= trung bình trong các nhà máy? UI cosϕ - Nếu r là điện trở của dây dẫn P2 1 2 → công suất hao phí trên Php = rI = r 2 U cos 2ϕ đường dây tải điện? → Hệ số công suất ảnh hưởng - Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh như thế nào? - Nhà nước quy định: cosϕ ≥ doanh của công ti điện lực. 0,85 - Giả sử điện áp hai đầu mạch điện là: U U u = U 2 cosωt I= = - Cường độ dòng điện tức thời 1 2 Z 2 R + ( ω L − ) trong mạch: ωC i = I 2 cos(ωt+ ϕ) 1 ωL − - Định luật Ôm cho đoạn ωC tan ϕ = mạch có biểu thức? R - Mặt khác biểu thức tìm ϕ? - Từ đây ta có thể rút ra biểu cosϕ = R Z thức cosϕ? Bằng công suất toả nhiệt trên - Có nhận xét gì về công suất trung bình tiêu thụ trong R. mạch? IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) 1. Củng cố 1) Hệ số công suất của mạch điện RLC nối tiếp bằng R Z Z A. RZ B. L C. D. C Z Z Z 2) Hệ số công suất trong mạch RLC nối tiếp với ZL = ZC A. bằng 0 B. bằng 1 C. phụ thuộc R II. Hệ số công suất 1. Biểu thức của hệ số công suất - Từ công thức (1), cosϕ được gọi là hệ số công suất. 2. Tầm quan trọng của hệ số công suất - Các động cơ, máy khi vận hành ổn đinh, công suất trung bình được giữ không đổi và bằng: P = UIcosϕ với cosϕ > 0 P → I= UI cosϕ P2 1 U 2 cos 2ϕ - Nếu cosϕ nhỏ → Php sẽ lớn, ảnh hưởng đến sản xuất kinh doanh của công ti điện lực. 3. Tính hệ số công suất của mạch điện R, L, C nối tiếp 2 → Php = rI = r cosϕ = R Z R cosϕ = 1 2 ) ωC - Công suất trung bình tiêu thụ trong mạch: UR P = UI cosϕ = U Z Z hay R 2 + (ω L − 2 U  = R  ÷ = RI 2 Z D. phụ thuộc ZL ZC Ngaøy giaûng: 47 Giáo án: 12 Cơ bản Tuaàn: tieát: 29 BAØI 16 TRUYEÀN TAÛI ÑIEÄN NAÊNG – MAÙY BIEÁN AÙP ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Viết được biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí trên đường dây tải điện, trong đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu quả nhất. - Phát biểu được định nghĩa, nêu được cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Viết được hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp. - Viết được biểu thức giữa I trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp. 2. Về kĩ năng - Vận dụng đươc hệ thức giữa điện áp của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp - Vận dụng đươc hệ thức giữa I của cuộn thứ cấp và của cuộn sơ cấp trong máy biến áp - Giải được các bài tập đơn giản về MBA 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: Thí nghiệm tìm các tính chất, hệ thức cơ bản của một máy biến áp (loại dùng cho HS). 2. Học sinh: Ôn lại về suất điện động cảm ứng, về vật liệu từ. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Trong thực tế như cầu tiêu thụ điện năng rất lớn. Điên năng được tiêu thụ nhay khi sản xuất được vì vậy nhu cầu truyền tải từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ là rất cần thiết và quan trọng. Để giải quyết vấn đề lớn về điện năng buộc các nhà sản xuất phải tính toán và giải bài toán khá phức tạp trong truyền tải điện năng. Chúng ta sẽ tìm hiểu các bước cơ bản của bài toán này và thiết bị giúp các nhà sản xuất giải quyết vấn đề là gì? Ta tì hiểu qua bài “TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG. MÁY BIẾN ÁP”. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về bài toán truyền tải điện năng đi xa. (10 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs Nội dung - Điện năng phải được tiêu - HS ghi nhận nhu cầu của việc I. Bài toán truyền tải điện năng đi xa thụ ngay khi sản xuất ra. Vì truyền tải điện năng đi xa. - Công suất phát từ nhà máy: vậy luôn luôn có nhu cầu Pphát = UphátI truyển tải điện năng với số trong đó I là cường độ dòng điện hiệu lượng lớn, đi xa tới hàng dụng trên đường dây. trăm, hàng nghìn kilômet. - Công suất hao phí do toả nhiệt trên - Công suất phát điện của nhà Pphát = UphátI đường dây: 2 2 máy? Pphá Pphát R t 2 2 R 2 2 Php = RI = R 2 = Pphá t 2 - Gọi điện trở trên dây là R → Php = RI = R 2 = Pphát 2 U phát Uphá t U phát U phát công suất hao phí do toả nhiệt → Muốn giảm Php ta phải giảm R (không trên đường dây? thực tế) hoặc tăng Uphát (hiệu quả). - Giảm R (không thực tế) hoặc - Pphát hoàn toàn xác định → muốn giảm Php ta phải làm gì? tăng Uphát (tăng Uphát 10 lần thì Php giảm 100 lần) có hiệu quả rõ rệt. - Tại sao muốn giảm R, lại phải tăng S và tăng khối l - Kết luận: Vì R = ρ lượng đồng? S Trong quá trình truyền tải điện năng, → Muốn giải quyết bài toán - Lúc “đưa” điện năng lên phải sử dụng những thiết bị biến đổi điện truyền tải điện năng đi xa ta 48 Giáo án: 12 Cơ bản áp. đường dây truyền tải → tăng điện áp. Tới nơi tiêu thụ → giảm điện áp. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về máy biến áp (15 phút) - Máy biến áp là thiết bị dùng - Biến đổi điện áp (xoay chiều). II. Máy biến áp để làm gì? - Là những thiết bị có khả năng biến đổi - Bộ phận chính là một khung - HS đọc Sgk và nêu cấu tạo điện áp (xoay chiều). sắt non có pha silic gọi là lõi của máy biến áp. 1. Cấu tạo và nguyên tắc của máy biến biến áp, cùng với hai cuộn áp dây có điện trở nhỏ và độ tự - Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt * Cấu tạo: (Sgk) cảm quấn trên hai cạnh đối mỏng ghép cách điện với nhau diện của khung. để tránh dòng Fu-cô và tăng - Cuộn D1 có N1 vòng được cường từ thông qua mạch. nối với nguồn phát điện → - Số vòng dây ở hai cuộn phải cuộn sơ cấp. - Cuộn D2 có N2 vòng được khác nhau, tuỳ thuộc nhiệm vụ nối ra cơ sở tiêu thụ điện của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại. năng → cuộn thứ cấp. - Nguồn phát tạo ra điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu U2 D2 U 1 D1 cuộn sơ cấp → có hiện tượng gì ở trong mạch? - Do cấu tạo hầu như mọi - Dòng điện xoay chiều trong đường sức từ do dòng sơ cấp cuộn sơ cấp gây ra sự biến thiên * Nguyên tắc hoạt động gây ra đều đi qua cuộn thứ từ thông trong hai cuộn. - Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai cấp, nói cách khác từ thông đầu cuộn sơ cấp. Nó gây ra sự biến thiên qua mỗi vòng dây của hai từ thông trong hai cuộn. cuộn là như nhau. - Gọi từ thông này là: → Từ thông qua cuộn sơ cấp Φ0 = Φmcosωt và thứ cấp sẽ có biểu thức như thế nào? - Từ thông qua cuộn thứ cấp Φ1 = N1Φ0 - Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp: biến thiên tuần hoàn → có Φ2 = N2Φ0 Φ1 = N1Φmcosωt hiện tượng gì xảy ra trong Theo định luật cảm ứng điện Φ2 = N2Φmcosωt cuộn thứ cấp? từ, trong cuộn thứ cấp xuất hiện - Trong cuộn thứ cấp xuất hiện suất điện - Ở hai đầu cuộn thứ cấp có 1 suất điện động cảm ứng. động cảm ứng e2: điện áp biến thiên tuần hoàn dΦ với tần số góc ω → mạch thứ e2 = − = N 2ωΦ m sinωt cấp kín → I biến thiên tuần dt hoàn với tần số f. - Vậy, nguyên tắc hoạt động của máy biến Dựa vào hiện tượng cảm ứng → Tóm lại, nguyên tắc hoạt áp dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. điện từ. động của máy biến áp là gì? Hoạt động 4 ( phút): Khảo sát thực nghiệm một máy biến áp (15 phút) - Giới thiệu máy biến áp và 2. Khảo sát thực nghiệm một máy biến vẽ sơ đồ khảo sát. áp - HS ghi các kết quả từ thực N2 U2 N2 U2 - Nếu >1 → sẽ như nghiệm, xử lí số liệu và nêu các - Hai tỉ số và luôn bằng nhau: N1 U1 N1 U1 nhận xét. thế nào? N 2 U2 cần phải làm gì? N1 = U1 - HS ghi nhận định nghĩa. 49 Giáo án: 12 Cơ bản - Nếu - HS trình bày các nguyên nhân. - I2 không vượt quá một giá trị chuẩn để không quá nóng do toả nhiệt (thường không quá 55oC) → máy biến áp làm việc bình thường. - Trong hệ thức bên chỉ là gần đúng với sai số dưới 10%. - Y/c trình bày sự tổn hao điện năng trong một MBA gồm những nguyên nhân nào? - Với các máy khi làm việc bình thường (H > 98%), có thể viết: U2I2 = U1I1 → công suất biểu kiến ở cuộn thứ cấp xấp xỉ bằng công suất biểu kiến ở cuộn sơ cấp. Đơn vị (V.A) N2 > 1: máy tăng áp. N1 N2 < 1: máy hạ áp. N1 - Kết luận: (Sgk) - Khi một máy biến áp ở chế độ không tải, thì nó hầu như không tiêu thụ điện năng. - Nếu U 2 I1 N 2 = = U1 I 2 N1 - Kết luận: (Sgk) 3. Hiệu suất của máy biến áp coâng suaát tieâu thuï ôû maïch thöù caáp coâng suaát ñöa vaøo ôû maïch sô caáp * Chú ý - Sự tổn hao điện năng trong một máy biến áp gồm có: + Nhiệt lượng Jun trong các cuộn dây. + Nhiệt lượng Jun sinh ra bởi dòng điện Fu-cô. + Toả nhiệt do hiện tượng từ trễ. Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về ứng dụng của máy biến áp (2 phút) - Y/c HS nêu các ứng dụng - HS nghiên cứu Sgk và những III. Ứng dụng của máy biến áp của máy biến áp. hiểu biết của mình để nêu các 1. Truyền tải điện năng. ứng dụng. 2. Nấu chảy kim loại, hàn điện. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Nắm được nguyên tắc hoạt động của máy biến áp. Công thức - Muốn truyền tải điện năng đi xa làm thế nào ít hao phí trên dây tải điện - Máy biến áp được ứng dụng để làm gì V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm được các bài tập trong SGK.và SBT IV. RÚT KINH NGHIỆM ................................................................................................................................................................................................ 50 Giáo án: 12 Cơ bản BAØI TAÄP Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt: 30 I. MỤC TIÊU: 1.KiÕn thøc: - Củng cố các kiến thức: + Công suất + Hệ số công suất 2Kü n¨ng: - Vận dụng kiến thức giải bài tập - Rèn luyện kỹ năng giải bài tập - Rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong giải bài tập trắc nghiệm II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn học sinh sao cho giải nhanh, chính xác - Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện 2. Học sinh: - Xem lại các kiến thức công suất tiêu thụ của mạch điện xoay chiều, hệ số công suất. - Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - Ổn định, kiểm tra sĩ số - Báo học sinh vắng - Kiểm tra: - Trả bài. + Công suất trong mạch điện xoay chiều? + Công suất tính hệ số công suất? Ý nghĩa hệ số công suất? Hoạt động 2: ( 10 phút) Hệ thống kiến thức Hoạt động của GV Hoạt động của hs cos ϕ = RI2 P = UI - Công suất? - Hệ số công suất? - Từ đó suy ra công thức tính công suất? - Các trường hợp riêng? - Điện năng tiêu thụ? cos ϕ = UR R = U Z P = UI cos ϕ = RI2 ϕ = 0 ⇒ cos ϕ = 1 ⇒ P max = UI π ϕ = ± ⇒ cos ϕ = 0 2 ⇒ P =0 W = P . t (J) Nội dung 1. Công suất P = UI cos ϕ = RI2 2. Hệ số công suất: U R cos ϕ = R = U Z 0 ≤ cos ϕ ≤ 0 P = UI cos ϕ = RI2 • ϕ = 0 ⇒ cos ϕ = 1 ⇒ P max = UI → Đoạn mạch chỉ có R, đoạn mạch xảy ra cộng hưởng điện. π • ϕ = ± ⇒ cos ϕ = 0 2 ⇒ P =0 → Đoạn mạch chỉ có L , đoạn mạch chỉ có C, đoạn mạch có L và C (R = 0). Các đoạn mạch này không tiêu thụ điện năng. 3. Điện năng tiêu thụ 51 Giáo án: 12 Cơ bản W = P . t (Wh) Hoạt động 3 ( 5 phút) Giải bài tập trắc nghiệm. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS * Cho học sinh đọc suy nghĩ chọn -Chọn đáp án đúng, giải thích đáp án Hoạt động 4:( 20 phút) Bài tập Tự luận HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS Z L = ω L = 2π fL - Tính ZL, ZC? 5.10−3 = 2π .1000. = 10Ω π 1 1 ZC = = = 10Ω 50.10−6 ωC 2π .1000. π - Tính tổng trở Z = R 2 + ( Z L − Z C )2 = R NỘI DUNG Bài 2 trang 85 C Bài 3 trang 85 B Bài 4 trang 85 A Bài 5trang 85 A Câu 15. 1 D Câu 15.2 A Câu 15.3 D Câu 15.4 A NỘI DUNG Câu 6 trang 85 Ta có: Z L = ω L = 2π fL 5.10−3 = 10Ω π 1 1 ZC = = = 10Ω 50.10−6 ωC 2π .1000. π = 2π .1000. Z = R 2 + ( Z L − Z C )2 = R * Công suất: U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 U P = RI 2 = R ( ) 2 Z 2 2 U 100 = = = 333W R 30 * Hệ số công suất R cosϕ = = 1 Z Câu 15. 5 a. U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 ⇒ U R = 502 − (60 − 30) 2 = 40V ⇒ U R = 502 − (60 − 30) 2 = 40V - Tính I R UR = = 0,8 Z U P = 20 = URI = 40 I ⇒ I = 0,5A - Tìm R R= R UR = = 0,8 Z U b. P = 20 = URI = 40 I ⇒ I = 0,5A Suy ra: U 40 R= R = = 80Ω I 0,5 U Z L = L = 60Ω I Z 60 3 ⇒L= L = = H ω 100π 5π - Tính công suất - Tìm hệ số công suất - Tìm UR - Tính hệ số công suất - Tính ZL từ đó suy ra L U P = RI 2 = R ( ) 2 Z 2 2 U 100 = = = 333W R 30 R cosϕ = = 1 Z cosϕ = U R 40 = = 80Ω I 0,5 UL = 60Ω I Z 60 3 ⇒L= L = = H ω 100π 5π ZL = cosϕ = 52 Giáo án: 12 Cơ bản UC = 120Ω I 1 1 ⇒C = = ω Z C 100π 120 ZC = UC = 120Ω I 1 1 ⇒C = = ω Z C 100π 120 ZC = - Tính ZC, suy ra C = 1 10−3 F 12π - Tính UL U L2 − 2U LU C + U C2 − U L2 = 0 U = U + (U L − U C ) 2 ⇔ 1202 − 1202 = (U L − U C )2 − U L2 U L2 − 2U LU C + U C2 − U L2 = 0 ⇒ UL = - Tính UR Câu 15.6 U d2 = U R2 + U L2 ⇔ 1202 − 120 2 = (U L − U C ) 2 − U L2 2 R 2 C 1 10−3 F 12π U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 U d2 = U R2 + U L2 2 = 2 U 120 = = 60V 2U C 120.2 U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 ⇒ U R = U 2 − (U L − U C ) 2 U C2 1202 ⇒ UL = = = 60V 2U C 120.2 U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 ⇒ U R = U 2 − (U L − U C )2 = 60 3V Hệ số công suất R U 60 3 cosϕ = = R = = 0,5 3 Z U 120 = 60 3V - Tính hệ số công suất? cosϕ = R U R 60 3 = = = 0,5 3 Z U 120 V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm được các bài tập trong SGK.và SBT IV. RÚT KINH NGHIỆM ................................................................................................................................................................................................ 53 Giáo án: 12 Cơ bản BAØI TAÄP Ngµy gi¶ng: TuÇn: TiÕt:31 I. Mục tiêu 1. Kiến thức: Vận dụng kiến thức: - Biểu thức của điện năng hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy ra những giải pháp giảm điện năng hao phí - Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của máy biến áp. - Biểu thức giữa I, U, N trong cuộn thứ cấp và trong cuộn sơ cấp của một máy biến áp. 2. Kĩ năng: - Vận dụng các công thức vào việc giải một số dạng bài tập cơ bản . II. Chuẩn bị 1.Giáo viên: - Phiếu bài tập TNKQ - Bài tập trong SGK; SBTVL; SNC. 2.Học sinh : OÂn laïi caùc kieán thöùc veà ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha, truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng, m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu. III. Tiến trình dạy học Hoaït ñoäng 1 : Kieåm tra baøi cuõ Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. Hoaït ñoäng 2 : Giaûi caùc caâu hoûi traéc nghieäm. HOẠT ĐỘNG CỦA GV * Cho học sinh đọc suy nghĩ chọn đáp án HOẠT ĐỘNG CỦA HS -Chọn đáp án đúng, giải thích NỘI DUNG Câu 2 trang 91: C Câu 3 trang 91: A Câu 3 trang 94: C Hoaït ñoäng 3 : Giaûi caùc baøi taäp töï luaän. HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - Cho học sinh đọc đề. a. Để là máy tăng áp thì số Bài tóan cho những dữ vòng cuộn thứ cấp phải lớn kiện gì? hơn cuộn sơ Tóm tắt bài tóan N1=200vòng, N2=1000vòng U2 N2 N Biểu thức liên hệ giữa = ⇒ U 2 = 2 U1 U1 N1 N1 U và I có dạng như thế nào? - U2 được tính như thế nào? = 1000 220 = 11000V 200 b.Cuộn sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn vì N1 < N2 -Cho học sinh đọc đề. -Bài tóan cho những dữ kiện gì? -Tóm tắt bài tóan - Biểu thức công suất có dạng như thế nào? - P1 = P2 =U2I2 NỘI DUNG BT4/91 Để là máy tăng áp thì số vòng cuộn thứ cấp phải lớn hơn cuộn sơ Suy ra : N1=200vòng, N2=1000vòng Ta có: U2 N2 N = ⇒ U 2 = 2 U1 U1 N1 N1 = 1000 220 = 11000V 200 b.Cuộn sơ cấp có tiết diện dây lớn hơn vì N1 < N2 BT5/91 a. Bỏ qua sựhao phícủa máy biến áp(biến áplý tưởng) P1 = P2 =U2I2= 220.30 54 Giáo án: 12 Cơ bản - Cường độ dòng điện cuộn sơ cấp được tính như thế nào? ⇒ I1 = P1 6600 = = 1,32 A U 1 5000 = 6600W b. Cường độ hiệu dụng ở cuộn sơ cấp P 1 = U1I1 ⇒ I1 = P1 6600 = = 1,32 A U 1 5000 BT6/91 a. Cường độ hiệu dụng trên BT6/91 -Cho học sinh đọc đề. a. Cường độ hiệu dụng trên đường dây tải điện -Bài tóan cho những dữ kiện gì? p 4000 400 đường dây tải điện I ra = 2 = = A -Tóm tắt bài tóan p 4000 400 U ra 110 11 I ra = 2 = = A U ra 110 11 b. Độ sụt thế ∆U = R.I ra = 2 400 = 72, 73V 11 c. Điện áp ở cuối đường dây tải Utt = U2 - ∆ U = 110 – 72,73 = 37,27 V d. Công suất tổn hao trên đường dây ∆P = RI ra2 = 2( 400 2 ) = 2644, 63W 11 b. Độ sụt thế ∆U = R.I ra = 2 400 = 72, 73V 11 c. Điện áp ở cuối đường dây tải Utt = U2 - ∆ U = 110 – 72,73 = 37,27 V d. Công suất tổn hao trên đường dây ∆P = RI ra2 = 2( 400 2 ) = 2644, 63W 11 V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới - Về nhà làm được các bài tập trong SGK.và SBT IV. RÚT KINH NGHIỆM ................................................................................................................................................................................................ 55 Giáo án: 12 Cơ bản Ngaøy giaûng: Tuaàn: tieát: 32 BÀI 17 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện 3 pha. 2. Về kĩ năng - Phân tích được hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha và các cách mắc mạch ba pha 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: - Thí nghiệm biểu diễn về máy phát điện xoay chiều ba pha gồm: 3 cuộn dây lệch 1 góc 120 0 trong không gian, một nam châm có thể quay quanh trục, hệ 4 đèn LED được măc thành mạch hình sao và hình tam giác 2. Học sinh: Ôn lại các kiến thức về hiện tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ ở lớp 11. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) -Nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của máy biến áp? Dùng máy biến áp để làm gì và ứng dụng ở đâu? 3. Bài mới * Vào bài - Trên các đường dây điện quốc gia ta thấy thường một hệ thống dây gồm 3 hoặc 4 soiự dây. Đây là đường điện 3 pha vì thực tế khi truyền tải điện đi xa để tiết kiệm dây dẫn người ta dung dòng điện ba pha. Vậy dòng điện ba pha là gì và làm sao để có dòng ba pha? Ta sẽ tìm hiểu qua bài “MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều một pha (15 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs Nội dung - Cho HS nghiên cứu mô hình máy - HS nghiên cứu từ mô hình và I. Máy phát điện xoay chiều một pha phát điện xoay chiều 1 pha → Máy Sgk về trả lời. Cấu tạo: phát điện xoay chiều hoạt động dựa - Phần cảm (roto) tạo ra từ thông vào nguyên tắc nào? biến thiên bằng các nam châm → Nó có cấu tạo như thế nào? + Các cuộn nam châm điện của - Nêu cấu tạo của máy phát điện quay. xoay chiều một pha - Phần ứng (stato) gồm các cuộn phần cảm (ro to): N dây giống nhau, cố định trên một S S vòng tròn. + Từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên tuần hoàn với tần số: f = np + Các cuộn dây của phần ứng (stato): trong đó: n (vòng/s) p: số cặp cực. B1 B2 B3 Hoạt động 2 Tìm hiểu về máy phát điện xoay chiều 3 pha (20 phút) - Giới thiệu về hệ 3 pha. - HS ghi nhận về hệ 3 pha. III. Hệ ba pha - Hệ ba pha gồm máy phát ba pha, đường - Thông báo về máy phát dây tải điện 3 pha, động cơ ba pha. 56 Giáo án: 12 Cơ bản điện xoay chiều 3 pha. - Nếu suất điện động xoay chiều thứ nhất có biểu thức: e1 = e0 2 cosωt thì hai suất điện động xoay chiều còn lại có biểu thức như thế nào? - Y/c HS nghiên cứu Sgk và mô hình để tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha. N - HS nghiên cứu Sgk và ghi nhận về máy phát điện xoay chiều 3 pha. e1 = e0 2cosω t - Lệch pha nhau 1200 (2π/3 rad) 2π nên: e2 = e0 2cos(ωt − ) 3 2π e2 = e0 2cos(ωt − ) 4π 3 e3 = e0 2cos(ωt − ) 3 4π e3 = e0 2cos(ωt − ) - Cấu tạo: (Sgk) 3 - HS tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều 3 pha dựa ~ vào Sgk và mô hình. . S 1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha - Là máy tạo ra 3 suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần sồ, cùng biên độ và lệch pha nhau 1200 từng đôi một. ~ ~ 1 0 3 2 2. Cách mắc mạch ba pha - Trong mạch ba pha, các tải được mắc với - Nhắc lại đã học ở phần nhau theo hai cách: CN trình bày hai cách mắc: a. Mắc hình sao. + Mắc hình sao. b. Mắc hình tam giác. + Mắc hình tam giác. 3. Dòng ba pha - Dòng điện xoay chiều do - Dòng ba pha là hệ ba dòng điện xoay máy phát điện xoay chiều chiều hình sin có cùng tần số, nhưng lệch - HS nghiên cứu Sgk để trả lời: ba pha phát ra là dòng ba pha với nhau 1200 từng đôi một. là hệ ba dòng điện xoay chiều pha. 4. Những ưu việt của hệ ba pha hình sin có cùng tần số, nhưng → Chúng có đặc điểm gì? - Tiết kiệm dây dẫn. lệch pha với nhau 1200 từng đôi - Nếu các tải là đối xứng → - Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, một. ba dòng điện này sẽ có cùng dùng phổ biến trong các nhà máy, xí biên độ. nghiệp. - HS nghiên cứu Sgk và liên hệ - Hệ ba pha có những ưu thực tế để tìm những ưu việt việt gì? của hệ ba pha. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố 1. Trong máy phát điện xoay chiều một pha, từ trường quay có vec tơ B quay 300 vòng/phút tạo bởi 20 cực của nam châm điện quay voiứ tốc độ bao nhiêu? A. 10 vong/s B.20 vòng/s C. 5 vòng/s D. 50 vòng/s 2. BTVN 57 Giáo án: 12 Cơ bản Ngaøy giaûng: Tuaàn: tieát: 33 BÀI 18 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ---------o0o-------I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Trình bày được khái niệm từ trường quay. - Trình bày được cách tạo ra từ trường quay. - Trình bày được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha. 2. Về kĩ năng - Phân tích được hoạt động của động cơ không đồng bộ và động cơ không đồng bộba pha 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Giáo viên: Chuẩn bị một động cơ không đồng bô ba pha đã tháo ra để chỉ cho HS nhình thấy được các bộ phận chính của động cơ. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về động cơ điện ở lớp 9. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) -Bài cũ: Mô tả được sơ đồ cấu tạo và giải thích được nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều 1 pha và máy phát điện 3 pha. 3. Bài mới * Vào bài - Ở tiết trước ta có đề cập đến vấ đề ưu điểm của dòng điện xoay chiều ba pha là cung cấp điện cho các động cơ ba pha. Hôm nay ta sẽ tìm hiểu một loại động cơ dùng dòng điện ba pha đó là “ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1Tìm hiểu nguyên tắc chung của động cơ điện xoay chiều (20 phút) Hoạt động của GV Hoạt động của hs Nội dung - Động cơ điện là thiết bị dùng - Từ điện năng sang cơ năng. I. Nguyên tắc chung của động cơ điện để biến đổi từ dạng năng lượng xoay chiều nào sang dạng năng lượng - HS nghiên cứu Sgk và thảo - Tạo ra từ trường quay. nào? luận. - Y/c HS nghiên cứu Sgk và - Quay đều quanh trục ∆ và r mô hình để tìm hiểu nguyên B ⊥ ∆ → từ trường quay. tắc chung của động cơ điện - Từ thông qua khung biến xoay chiều. thiên → i cảm ứng → xuất - Đặt trong từ trường quay một (hoặc - Khi nam châm quay đều, từ hiện ngẫu lực từ làm cho nhiều) khung kín có thể quay xung quanh trường giữa hai cực của nam khung quay theo chiều từ trục trùng với trục quay của từ trường. châm sẽ như thế nào? trường, chống lại sự biến - Đặt trong từ trường đó một thiên của từ trường. khung dây dẫn cứng có thể - Luôn luôn nhỏ hơn. Vì quay quanh trục ∆ → có khung quay nhanh dần “đuổi h.tượng gì xuất hiện ở khung theo” từ trường. Khi ω ↑ → - Tốc độ góc của khung luôn luôn nhỏ hơn dây dẫn? ∆Φ ↓ → i và M ngẫu lực từ tốc độ góc của từ trường, nên động cơ - Tốc độ góc của khung dây ↓. Khi M vừa đủ cân bằng hoạt động theo nguyên tắc này gọi là động từ cơ không đồng bộ. dẫn như thế nào với tốc độ góc với M thì khung quay đều. cản của từ trường? II.Động cơ không đồng bộ ba pha : - Giới thiệu vài nét Đọc thêm 58 Giáo án: 12 Cơ bản IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố -Trình bày ngắn gọn nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ -Nêu ngắn gọn cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của động cơ không đồng bộ ba pha 2. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 97 và SBT trang 28 59 Giáo án: 12 Cơ bản Ngaøy giaûng: Tuaàn: tieát: 34,35 THỰC HÀNH KHÀO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU RLC NỐI TIẾP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu và viết được các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng I, hệ số công suất cosϕ trong đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp. - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn các điện áp trong các loại đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp. 2. Kĩ năng: - Sử dụng được đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết quả đo, xác định đúng sai số đo. - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r của ống dây, điện dung C của tụ điện, góc lệch ϕ giữa cường độ dòng điện i và điện áp u ở từng phần tử của đoạn mạch. 3. Thái độ: Trunng thực, khách quan, chính xác và khoa học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Nhắc HS tìm hiểu nội dung bài thực hành, ôn lại các kiến thức liên quan về dòng điện xoay chiều, đặc biệt và phương pháp giản đồ Fre-nen. - Trả lời câu hỏi trong phần “Tóm tắt lí thuyết” để định hướng việc thực hành. - Chuẩn bị đủ và kiểm tra cận thận các dụng cụ cần cho từng nhóm thực hành. - Tiến hành lắp thử mạch, đo, vẽ giản đồ theo nội dung bài thực hành trong Sgk để phát hiện các điểm cần điều chỉnh và rút ra các kinh nghiệm cần lưu ý. - Lập danh sách các nhóm thực hành gồm 3 - 4 HS. 2. Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành. - Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành. - Trả lời câu hỏi ở cuối bài để biết cách dùng đồng hồ đa năng hiện số và luyện cách vẽ giản đồ Fre-nen. - Chuẩn bị 1 compa, 1 thước 200mm và 1 thước đo góc và lập sẵn ba bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Hoaït ñoäng cuûa HS Söï trôï giuùp cuûa GV Hoaït ñoäng 1. Cô sôû lyù thuyeát vaø xaây döïng phöông aùn tieán haønh thí nghieäm Nghe GV giôùi thieäu veà caùc duïng cuï ño, ghi cheùp - Giôùi thieäu taát caùc caùc duïng cuï ñaõ coù theo yeâu nhöõng ñieàu caàn bieát. caàu vaø ñaõ ñöôïc chuaån bò tröôùc, giôùi thieäu sô löôïc veà hoaït ñoäng vaø caùch söû duïng caùc duïng cuï - Nhôù laïi caùc hoaït ñoäng cuûa ñoàng hoà hieån thò soá, ño. nguoàn - Neâu yeâu caàu cuûa baøi thöïc haønh. - Neâu caâu hoûi: Baèng moät soá duïng cuï ñaõ cho vaø - Ghi nhôù yeâu caàu cuûa baøi thöïc haønh. caùc kieán thöùc ñaõ hoïc haõy ñöa ra phöông aùn tieán haønh thí nghieäm ñaùp öùng yeâu caàu cuûa baøi thöïc - Trình baøy caùc yù töôûng caù nhaân. haønh. 60 Giáo án: 12 Cơ bản - Veõ hình maïch ñieän - Gôïi yù, daãn daét HS duøng caùc phöông aùn khaû thi. - Neâu keát luaän veà caùc phöông aùn khaû thi. - Phaân tích maïch ñieän - Thoáng nhaát caùc phöông aùn khaû thi. Hoaït ñoäng 2. Tieán haønh laøm baøi thöïc haønh - Hoaït ñoäng nhoùm. Nhaän nhieäm vuï. - Toâ chöùc hoaït ñoäng nhoùm. - Giao nhieäm vuï cuï theå cho töøng nhoùm. - Laøm thí nghieäm theo nhoùm: - Quan saùt HS tieán haønh laøm thí nghieäm. - Giaûi ñaùp caùc thaéc maéc khi caàn thieát. - Laép maïch ñieän nhö hình veõ - Bao quaùt toaøn boä lôùp hoïc, theo doõi HS laøm thí nghieäm. - Choïn Voânkeá phuø hôïp 12V - Hoã trôï nhöõng nhoùm HS kó naêng thao taùc yeáu. - Kieåm tra toaøn boä duïng cuï thí nghieäm. - Ño UMN, UMP, UNP, UPQ, UMQ, - Giaûi ñaùp caùc thaéc maéc khi caàn thieát. - Veõ caùc vectô quay töông öùng - Bao quaùt toaøn boä lôùp hoïc, theo doõi HS laøm thí nghieäm. + Laëp laïi thí ngieäm vaøi laàn vôùi caùc koaûng caùch NQ - Hoã trôï nhöõng nhoùm HS kó naêng thao taùc yeáu. khaùc nhau. - Kieåm tra toaøn boä duïng cuï thí nghieäm. + Xöû lí soá lieäu Hoaït ñoäng 3. Vaän duïng, cuûng coá ( ... phuùt) - Suy nghó vaø trình baøy caâu traû lôøi. - Yeâu caàu HS traû lôøi caùc caâu hoûi a, b phaàn 5 . - Traû lôøi caâu hoûi a, b phaàn 5 SGK. - Nhaän xeùt caâu traû lôøi cuûa HS. Hoaït ñoäng 4. Höôùng daãn veà nhaø ( ... phuùt) - Ghi keát quaû thí nghieäm, ghi nhôù yeâu caàu cuûa GV. - Yeâu caàu HS veà nhaø vieát baùo caùo. haïn noäp baøi. - Nhöõng söï chuaån bò cho baøi sau. - Yeâu caàu: HS chuaån bò baøi sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................ 61 Giáo án: 12 Cơ bản 62 [...]... SGK trang 49 và bài tập trong SBT lý 12 Ngày giảng: 29 Giáo án: 12 Cơ bản Tuần: Tiết:17 BÀI TẬP I MỤC TIÊU 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 cơng thức giao thoa sóng va sóng dừng để giải tốn 3 Tư tưởng, liên hệ thực tế, giáo dục hướng nghiệp: II CHUẨN BỊ 1 .Giáo viên: Bài tập có nội dung phân... cầu hs trình bày cách - Tìm bước sóng Dựa vào giải cơng thức đã học tính vận tốc - Tiến hành giải - Gọi hs lên bảng giải - Ghi nhận - Nhận xét, kết luận Bài 6 Đáp án A Bài 7 Đáp án C Bài 8 - 5 gợn liên tiếp ⇒ có 4 λ Mà λ = vf 20,45 − 12, 4 = 4,025cm 4λ = 2 λ = 1cm = 1.10-2m v = 10-2.50= 0,5 m/s Hoạt động 2: Bài tập SGK trang 45 (20 phút) 25 Giáo án: 12 Cơ bản - u cầu hs đọc các bài tập 5,6 SGK thảo luận... cơng thức (*) đã được nghiệm đúng hay khơng được nghiệm đúng c Tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm theo giá trị a thu được từ thực nghiệm 17 Giáo án: 12 Cơ bản CH¦¥NG Ii: Sãng c¬ häc vµ ©m häc Néi dung chÝnh cđa ch¬ng: * Sãng vµ sù trun sãng TÇn sè sãng, bíc sãng, ph¬ng tr×nh sãng * Giao thoa sãng Sãng dõng * Çc ®Ỉc trng vËt lÝ vµ çc ®Ỉc trng sinh lÝ cđa ©m Ngày giảng: Tuần: Tiết :12. .. trên mét 2 BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK trang 55 và bài tập trong SBT lý 12 trang 15 và 16 34 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:19 Bµi 11 ®Ỉc trng sinh lý cđa ©m -o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 Về kiến thức - Nắm được được ba đặc trưng sinh lí của âm:độ cao, độ to và âm sắc - Nêu được ba đặc trưng vật lý tương ứng với ba đặc trưng sinh lí 2 Về kĩ năng - Giải thích được các hiện tượng... biên độ giảm 3% Phần năng lượng của con lắc bị mất đi trong một dao động tồn phần là bao nhiêu? A 3% B 9% C 4,5% D 6% 2 BTVN Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT Vật Lý 12 - Giới thiệu dao động cưỡng - Tiếp thu bức 12 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:8 Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN -o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 Về kiến thức -... nghĩa + Dạng hình sin sóng + Dao động chuyển động 2 Định nghĩa xa dần tâm Sóng cơ là dao động lan truyền trong một + Dao động của nút chai mơi trường tại chỗ - Sóng nước truyền theo các phương khác - u cầu hs định nghĩa sóng - Định nghĩa sóng cơ (SGK) nhau với cùng một vận tốc v cơ - Đặt vấn đề về phương dao 18 Giáo án: 12 Cơ bản động của phần tử sóng + Nếu phương dao động vng góc với phương truyền sóng... =2*0.6 =12 m trên một sợi dây có hai đầu cố Dây dao động với ba bụng Vậy l/3 = định đã học và cơng thức tính λ’/2 hay λ’= 2*l / 3 =l/3 vận tốc λ' =1,2/3 = 0,4 m - Tiến hành giải Bài 10 Giữa bốn nút có ba bụng tức là trên dây có ba nửa bước sóng là : 30 Giáo án: 12 Cơ bản λ hay là λ = 2* l / 3 2 v v 3v 3*80 f = = = = = 100( Hz ) λ 2l 2l 2*1, 2 3 l=3 - Nhận xét, kết luận Bài tập thêm : Hoạt động của giáo. .. bµi tËp ë nhµ 31 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết: 18 Bµi 10 ®Ỉc trng vËt lý cđa ©m -o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 Về kiến thức - Nắm được các khái niệm: sóng âm, nguồn âm, âm nghe được, hạ âm, siêu âm - Nêu được ví dụ về các mơi trường truyền âm khác nhau - Nắm được ba đặc trưng vật lý của âm là: tần số âm, cường độ âm, mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm... 3.1) Bíc sãng cđa sãng ®ã b»ng bao nhiªu ?Chän ®¸p ¸n §óng A λ = 20m; B λ = 20m; C λ = 60m; D λ = 120 m; IV CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) * Vận dụng trả lời các câu hỏi 1,2,3,4,5 SGK - Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT lý 12 - Chuẩn bị trước bài “GIAO THOA SĨNG” Ngày giảng: Tuần: Tiết:14 21 Giáo án: 12 Cơ bản Bµi 8: GIAO THOA SĨNG -o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 Về kiến thức - Mơ tả được hiện tượng... nhà làm các bài tậ trang 45 SGK và các bài tập bài GTS ở SBT lí 12 Chuẩn 24 Giáo án: 12 Cơ bản Ngày giảng: Tuần: Tiết:15 BÀI TẬP I MỤC TIÊU TIẾT HỌC - Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về phương trình sóng và giao thoa sóng thơng qua giải các bài tập - Rèn luyện kĩ năng phân tích bài tốn dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệ giữa các phương trình đã học II PHƯƠNG ... lắc m k A T = 2π B T = 2π k m m k C T = D T = 2π k 2π m BTVN Giáo án: 12 Cơ - Làm tất tập SGK SBT Đọc trứớc CON LẮC ĐƠN Giáo án: 12 Cơ Ngày giảng: Tuần: Tiết: Bài CON LẮC ĐƠN -o0o I MỤC... Tuần: Tiết: Giáo án: 12 Cơ Bài CON LẮC LỊ XO -o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức - Nắm cơng thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hòa - Nắm cơng thức tính chu kì lắc lò xo - Cơng thức... phần bao nhiêu? A 3% B 9% C 4,5% D 6% BTVN Làm tất tập SGK SBT Vật Lý 12 - Giới thiệu dao động cưỡng - Tiếp thu 12 Giáo án: 12 Cơ Ngày giảng: Tuần: Tiết:8 Bài TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ CÙNG

giáo án cơ bcanr lý lớp 12

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan