TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ,CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ, PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN ---o0o---I.. MỤC TIÊU BÀI HỌC - Biểu diển được một dao động điều hoà bằng véctơ quay.. - Trình bày
Trang 1TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ,
CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ, PHƯƠNG
PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
-o0o -I MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Biểu diển được một dao động điều hoà bằng véctơ quay.
- Trình bày được nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen
- Nêu được cách sử dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai dao
động điều hoà cùng tần số và cùng phương dao động
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) + Nêu đặc điểm của dao động tắt dần.
Nguyên nhân của nó là gì?
+ Nêu đặc điểm của dao động duy trì và dao động cưỡng bức
3 Bài mới
* Vào bài
- Trong thực tế, máy đặt trên bệ máy khi máy hoạt động thì cả máy và
bệ máy cùng dao động Như vậy, lúc này dao động ta thấy đươcj là dao động
tổng hợp của hai dao động thành phần Vậy làm cách nào ta có thể viết được
phương trình dao động tổng hợp này (với điều kiện hai dao động này là dao
động điều hòa) Muốn làm được điều đó ta sẽ tìm hiểu sang bài 5 TỔNG
HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA , CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN
SỐ.PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
* Tiến trình giảng dạy
Hoạt động 1: Véc tơ quay (7 phút)
Hoạt động của giáo
viên
- Gợi ý cho hs từ so sánh
một vật chuyển động
tròn đều với vật vật dao
động điều hòa
- Từ đó hướng dẫn hs
biểu diễn dđđh bằng
vectơ quay
- Tìm các đặc điểm của
vectơ quay
- Nhớ lại kiến thức cũ và theo gợi ý của GV định hình kn vectơ quay
- Tìm ba đặc điểm của vectơ quay (SGK)
I Vectơ quay
Ta có thể biểu diễn một dao động
x= A cos(ωtt+ϕ) bằng một vectơ quay tai thời điểm ban đầu có các đặc điểm sau:
+ Có góc tai góc tọa độ của Ox + Có độ dài bằng biên độ dao động; OM = A
+ Hợp với Ox một góc ϕ
Trang 2Hoạt động 2: Phương pháp giản đồ Fre – nen (20 phút)
- Đặt vấn đề tổng hợp
một vật tham gia hai dao
động đièu hòa cùng lúc
Xác định tổng hợp dao
động như thế nào?
- Hướng dẫn cách tính
cần phải dùng giản đồ
Fre-nen
- Gợi ý cho hs dựa vào
Vectơ quay để tính tổng
- Yêu cầu hs lên bảng
biểu diễn vectơ quay của
hai pt dđđh
- Biễu diễn vectơ quay
của phương trình tổng
của hai dđđh
- Nhận xét ?
- Yêu cầu hs tiến hành
làm câu C2
- Nhận xét kết quả của
hs tìm được và sửa chữa
- Từ công thức tính biên
độ nhận xét ảnh hưởng
- Hs tìm phương pháp tính tổng chúng
- Đọc hai pt
x1=A1cos(ωtt +ϕ1)
x2=A2cos( ωtt+ϕ2)
- Tiếp thu
- Tiếp thu
- Lên bảng biễu diễn bằng vectơ quay
- Nhận xét dao động tổng hợp (SGK)
- Tiến hành làm câu C2
Tìm hai công thức (1)
và (2)
* Nếu hai dao động cùng pha
II Phương pháp giản đồ Fre-nen
1 Đặt vấn đề
Tìm tổng của hai dao động
x1=A1cos(ωtt +ϕ1)
x2=A2cos( ωtt+ϕ2)
- Bài toán đơn giản nếu A1 = A2
và phức tạp khi A1 ¿ A2 vì vậy ta dùng phương pháp giản đồ Fre-nen cho tiện
2 Phương pháp giản đồ Fre-nen
Ta lần lượt ta vẽ hai vec tơ quay đặt trưng cho hai dao động:
-Ta thấy ⃗OM 1 và ⃗OM 2 quay với tốc độ góc ω thì ⃗OM cũng quay
với tốc độ góc là ω
- Phương trình tổng hợp
x= Acos(ωtt+ϕ)
* Kết luận: “Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao dộngddieeuf hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó”
Trong đó:
A2=A12+A22+2 A1A2cos(ϕ2−ϕ1)
(1)
tan ϕ= A1sin ϕ1+A2sin ϕ2
A1cosϕ1+A2cosϕ2
Trang 3của độ lệch pha.
- Nhận xét chung
- Cho hs đọc SGK ví dụ
trong SGK và thảo luận
cách giải bài ví dụ
- Yêu cầu hs lên bảng
trình bày
- Kết luận bài học
Δϕ=ϕ2−ϕ1=2 nππ với
n = ±1;±2;±3
⇒A= A1+A2
* Nếu hai dao động ngược pha
Δϕ=ϕ2−ϕ1=(2 nπ+1)π với n = ±1;±2;±3
⇒A=|A1−A2|
- Đọc SGK và thảo luận theo bàn về cách giải
- Lên bảng trình bày
- Ghi nhận kết luận của GV
(2)
3 Ảnh hưởng của độ lệch pha
Ta thấy
* Nếu hai dao động cùng pha
Δϕ=ϕ2−ϕ1=2 nππ với n =
±1;±2;±3
⇒A= A1+A2 (lớn nhất)
* Nếu hai dao động ngược pha
Δϕ=ϕ2−ϕ1=(2 nπ+1)π với n = ±1;±2;±3
⇒A=|A1−A2| (nhỏ nhất)
4 Ví dụ
Tính tổng hai dao động
x1=3cos(5πt )(cm )
x2=4cos(5πt+ π
3 )(cm )
Giải
Áp dụng các công thức đã học
x=6,1cos(5 πt+0,19 π)(cm)
IV CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút)
1 Củng cố 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