SKKN tổng hợp dao động điều hòa

SKKN tổng hợp dao động điều hòa tham khảo

Tóm tắt nội dung đề tài Đề tài đề cập vấn đề phơng pháp tổng hợp dao động điều hoà (THDĐĐH) Trớc ngời ta đề cập đến phơng pháp nh: phơng pháp cộng hàm lợng giác, phơng pháp giản đồ véc tơ, phơng pháp tổng hợp đồ thị Ta thấy ba phơng pháp dùng để THDĐĐH, cách để thực phơng pháp THDĐĐH Nếu gọi phơng pháp THDĐĐH cho ta phù hơp tợng vật lý tên gọi phơng pháp dùng để giải tập liên quan đến tợng Khi nhìn nhận phơng pháp riêng lẻ nh phơng pháp cộng hàm lợng giác, phơng pháp giản đồ véc tơ hay phơng pháp tổng hợp đồ thị đề cập đợc vấn đề tổng hợp dao động góc độ toán học Còn nói phơng pháp THDĐĐH tên gọi mang tên tợng vật lý Với quan điểm toán THDĐĐH đợc thể cách sinh động qua nội dung năm chơng sách giáo khoa vật lý 12 - Khi xem xét chơng dao động lý thuyết mang ý nghĩa mặt động học khảo sát kỹ thêm mặt động lực học lợng có vớng mắc tập tổng hợp dao động chơng dao động chủ yếu để vận dụng công thức mà cha gắn đợc vào tợng vật lý cụ thể - Chơng sóng tợng tổng hợp dao động thể cách sinh động qua tợng giao thoa sóng, giáo viên khai thác chơng làm bật ý nghĩa vật lý lý thuyết Đặc biệt chơng có u điểm bật học sinh quan sát đợc tợng vật lý cách trực tiếp, giáo viên cần thiết khai thác liên hệ cho học sinh - Bài toán điện xoay chiều đoạn mạch RLC nối tiếp hiệu điện hai đầu đoạn mạch tổng hiệu điện phần tử đoạn mạch Trong chơng điện xoay chiều có hệ thống tập phong phú, học sinh cần đợc rèn luyện cách việc sử dụng cộng véc tơ quay để giải toán điện xoay chiều Ngoài giáo viên đa thêm số tập sử dụng việc cộng hàm số lợng giác hay tổng hợp đồ thị - Chơng dao động điện từ đề cập đến lý thuyết THDĐĐH, ta gặp toán tổng hợp dao động mạch dao động có nhiều tụ nhiều cuộn cảm mắc nối tiếp song song - Chơng tính chất sóng ánh sáng toán THDĐĐH đợc đề cập cách định tính so với chơng trớc Trong chơng xét cách đơn giản vị trí vân tối, vân sáng mà đề cập đến giá trị trung gian hay cờng độ sáng Khi giải toán THDĐĐH qua chơng học sinh suy luận tơng tự Với cách suy luận tơng tự học sinh nắm vững kiến thức nội dung chơng em chủ động xây dựng đợc nội dung kiến thức A Lí chọn đề tài I Mở đầu Trong chơng trình vật lý 12 toán tổng hợp dao động toán quan trọng Kiến thức tổng hợp dao động sở bản, tiền đề để em học tiếp chơng sau Khi học chơng (Chơng II, III, IV, V, VI sách giáo khoa nâng cao chơng I, II, III, IV, V sách giáo khoa bản) em vận dụng kiến thức tổng hợp dao động vào giải toán vật lý mức độ khác Trong chơng Dao động toán tổng hợp dao động mang ý nghĩa công thức toán học, ý nghĩa Vật lý đợc thể chơng sau Trong chơng trình vật lý phổ thông toán tổng hợp dao động đợc xét cho tổng hợp hai dao động phơng, tần số Khi giải toán tổng hợp dao động phơng, tần số ta đa vào phơng pháp gọi Phơng pháp THDĐĐH Có ba cách để thực phơng pháp THDĐĐH sử dung giản đồ véc tơ, sử dụng việc cộng hàm lợng giác việc tổng hợp đồ thị Một vấn đề áp dụng phơng pháp THDĐĐH, đề cập cách trực tiếp cho học sinh lý thuyết tổng hợp dao động nghĩa giáo viên truyền đạt cho học sinh lý thuyết kết hợp với ví dụ sau tập THDĐĐH Với cách trình bày nh học sinh có điều kiện hiểu rõ điều mối liên hệ với kiến thức vật lý Nghĩa ta không xét lý thuyết tổng hợp dao động cách chung chung mà xem xét lý thuyết gắn với tợng vật lý II Một số suy nghĩ giáo viên học sinh toán tổng hợp dao động: Bài toán tổng hợp dao động chơng trình Vật lý 12 Bài toán tổng hợp dao động sách giáo khoa cải cách giáo dục nói vật thực đồng thời hai dao động điều hoà (DĐĐH) phơng, tần số dao động vật dao động tổng hợp Sách giáo khoa phân ban có số điều chỉnh quan điểm nói sách giáo khoa ban có nói rõ Trong chơng sau gặp vật chịu tác động đồng thời nhiều dao động Chẳng hạn nh màng nhĩ tai, màng rung micrô thờng xuyên nhận đợc nhiều dao động gây sóng âm Hay sóng truyền tới điểm môi trờng điểm nhận đợc lúc dao động gây sóng Trong trờng hợp ấy, vật dao động nh nào? Sách giáo khoa ban nâng cao có nói Có máy đặt bệ, píttông máy chuyển động dao động so với khung máy, khung máy lại dao động so với bệ máy chuyển động pít tông so với bệ máy gọi tổng hợp hai dao động nói Sách giáo khoa đa ví dụ pít tông dao động bệ máy ví dụ mang tính mô hình ví dụ muốn đa cho giáo viên học sinh nhìn nhận tợng tổng hợp dao động dới dạng mô hình, hay nói cách khác ví dụ thể mặt động học lý thuyết tổng hợp dao động Nếu xét thêm quan điểm động lực học ví dụ không Trong sách giáo khoa sách tập nói đến Một vật thực đồng thời hai dao động điều hoà phơng, tần số điều cần ý giáo viên học sinh Theo quan niệm cũ khái niệm đợc giáo viên học sinh sử dụng thờng xuyên nhng theo sách giáo khoa sách tập quan niệm không phù hợp Thực tế nói tổng hợp dao động có phù hợp hay không phù hợp với vật độc lập có nhiều ý kiến ngợc nhau, thiết nghĩ cha nên bàn sâu vấn đề Ngời viết suy nghĩ điều ta nên vận dụng toán vào trờng hợp phù hợp, trờng hợp cha rõ nên bàn bạc thêm Khi ta tập trung vào nội dung đợc kiểm tra cho kết phù hợp với lý thuyết, lý thuyết tổng hợp dao động thể rõ mối quan hệ qua lại lý thuyết thực tiễn Một số nhầm lẫn thờng gặp a Một số ví dụ Qua nghiên cứu qua trình giảng dạy cho thấy rằng, cha khẳng định lý thuyế tổng hợp dao động không phù hợp với dao động vật Nhng đa ví dụ vật dao động tổng hợp ví dụ phải đợc kiểm nghiệm tính toán cụ thể Nếu tính toán kiểm tra cho kết phù hợp đa vào giảng dạy, số ví dụ thờng đợc đa vào giảng dạy trớc nên hạn chế Chúng ta đa ví dụ cho kết phù hợp tốt với lý thuyết chẳng hạn nh ta xem xét tổng hợp dao động tợng giao thoa VD1: Có ý kiến cho tợng dao động tổng hợp lắc cần phải xem xét theo quan điểm khác nh sau: Nếu kích thích dao động theo điều kiện ban đầu x 1(0)=a1, x1(0)=b1 vật dao động với phơng trình x1 Nếu kích thích dao động theo điều kiện ban đầu x 2(0)=a2, x2(0)=b2 vật dao động với phơng trình x2 Nếu kích thích dao động theo điều kiện ban đầu x(0)=a 1+a2, x(0)=b1+b2 dao động vật tổng hợp dao động x1 x2 Nếu nói theo quan điểm nh ta xem vật tham gia đồng thời hai DĐĐH Thiết nghĩ vật tham gia đồng thời hai DĐĐH hai dao động phải đợc thực đồng thời vật * Có ý kiến cho dao động tổng hợp dao động thành phần vật phải tơng ứng với chuyển động chuyển động tuyệt đối, chuyển động tơng đối chuyển động kéo theo (VD2) Ta xét ví dụ xem áp dụng đợc lý thuyết THDĐĐH hay không? VD2: Con lắc chuyển động giá DĐĐH, dao động lắc giá dao động giá dao động thành phần dao động lắc đất dao động tổng hợp Thực tế cho thấy ví dụ dao động lắc dao động cỡng bức, dao động thực theo hai giai đoạn: + Giai đoạn chuyển tiếp dao động riêng chuyển động tơng đối cha tắt hẳn + Giai đoạn ổn định dao động riêng chuyển động tơng đối tắt, lúc dao động lắc dao động cỡng b Một số quan điểm thờng gặp lý thuyết tổng hợp dao động Nhiều giáo viên dạy lý thuyết THDĐĐH nhấn mạnh chơng dao động mà nhấn mạnh lý thuyết chơng sau Thiết nghĩ vấn đề nên làm ngợc lại, giáo viên cần thiết nói cho học sinh chơng dao động ta nghiên cứu lý thuyết mặt toán học Và mạnh dạn cho học sinh nội dung áp dụng lý thuyết cho chơng sau Một ví dụ điển hình tổng hợp dao động để học sinh quan sát cách trực quan Giáo viên cho học sinh phụ thuộc dao động tổng hợp với nhiều yếu tố dao động thành phần thí nghiệm giao thoa sóng Trong thí nghiệm giao thoa sóng giáo viên cần rõ cho học sinh dao động thành phần dao động tổng hợp, vị trí dao động cực đại, cực tiểu, Trong trình giảng dạy giáo viên cần thiết tách tập tập tổng hợp dao động tợng vật lý Bài tập tổng hợp dao động chơng dao động xem tập tổng hợp dao động Trong chơng sau chơng dao động toán xem toán vật lý Thông thờng dạy lý thuyết tổng hợp dao động giáo viên không khái quát cho học sinh cách thực việc giải tập tổng hợp dao động Việc hệ thống lại toán tổng hợp dao động áp dụng cho chơng có tác dụng tạo cho học sinh có nhìn khái quát toán tổng hợp dao động B Nội dung I Lý thuyết tổng hợp dao động Các cách thực phơng pháp tổng hợp dao động điều hoà Một đại lợng biến thiên điều hoà biểu diễn hàm số dạng sin cos, ta biểu diễn đại lợng biến thiên điều hoà dới dạng đồ thị hàm sin cos cách khác để biểu diễn DĐĐH dùng véc tơ quay Khi biểu diễn DĐĐH theo cách tơng đơng Khi xét THDĐĐH dựa vào cách biểu diễn lại tuỳ vào toán cụ thể Tuỳ vào trờng hợp khác ta sử dụng cách khác thuận lợi + Nếu hai dao động biên độ, phơng, tần số ta dùng phơng pháp cộng hàm số lợng giác nhanh + Nếu hai dao động khác biên độ, phơng, tần số áp dụng phơng pháp véc tơ quay thích hợp + Trong trờng hợp tổng quát giáo viên sử dụng việc tổng hợp đồ thị để tổng hợp dao động điều hoà Sử dụng việc tổng hợp đồ thị khái quát hơn, nhng trờng hợp sử dụng đợc cách ta sử dụng cách để giải toán thuận lợi a Tổng hợp dao động cách cộng hàm số lợng giác Khi thực tổng hợp hai đại lợng biến thiên điều hoà biểu diễn dới dạng hàm sin, cos Giáo viên hớng dẫn học sinh thực phép cộng để giải toán, trờng hợp dễ thực dao động thành phần có biên độ VD: Cho hai DĐĐH phơng, tần số có phơng trình lần lợt là: x1=4cost, x2=4cos(t+/2) Tìm dao động tổng hợp Đối với toán giải cách đơn giản việc cộng hàm số lợng giác Dao động tổng hợp có phơng trình là: x=x1+x2=4cost+4cos(t+/2)=8cos/4cos(t+/4)=4 cos(t+/4) Trong trờng hợp đặc biệt dao động thành phần không biên độ nhng ta thực việc cộng hàm lợng giác VD: Cho hai dao động thành phần có phơng trình là: x1=4cost, x2=4 sint viết phơng trình dao động tổng hợp Đối với ta biến đổi x1=4cost=8sin cost, x2=4 sint=8cos sint Phơng trình dao động tổng hợp: x=x1+x2=8(sin cost+ cos sint)=8cos(t+ ) b Tổng hợp dao động việc công véc tơ quay (Phơng pháp sách giáo khoa trình bày) Cho hai hàm dạng sin: x1=A1cos(t+1) x2=A2cos(t+2) Chúng ta tìm biểu thức tổng hợp chúng x=x1+x2 phơng pháp giản đồ Fre-nen (còn gọi phơng pháp giản đồ véc tơ quay) Vẽ véc tơ quay OM biểu diễn DĐĐH x1 OM biểu diễn x2 vào thời điểm t=0 Theo quy ớc mục 9, Bài thì: OM có độ dài A1 hợp với trục x góc (Ox, OM )=1 vào lúc t=0 OM có độ dài A2 hợp với trục x góc (Ox, OM )=2 vào luc t=0 Vẽ hình bình hành mà hai cạnh OM OM , đờng chéo hình bình hành OM tổng hai véc tơ OM OM OM = OM + OM Véc tơ OM có hình chiếu trục x tổng x1 x2 x=x1+x2 Sau sách giáo khoa tính toán hình vẽ đợc dao động tổng hợp có biên độ pha ban đầu xác định theo biểu thức A2=A12+A22+2A1A2cos(2-1) (1) PM A sin + A sin 1 2 tan= OP = A cos + A cos (2) 1 2 Phơng pháp THDĐĐH đợc thực theo cách nh đợc gọi phơng pháp véc tơ quay (vì điều có sách giáo khoa nên không trình bày đầy đủ) Trong trờng hợp định giải toán không thực đầy đủ bớc nh phơng pháp nêu mà áp dụng công thức (1) (2) để xác định biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp Có trờng hợp có dao động thành phần ta cần tìm dao động tổng hợp mà có nhiều dao động ta vẽ giản đồ véc tơ, tổng hợp cặp dao động thành phần VD: Khi dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch ABC nh hình vẽ đo đợc điện áp UAB=30V, UBC=40V a Điện áp đoạn AC bao nhiêu? L R B C b Nếu tăng tần số điện áp lên gấp đôi độ A lệch pha điện áp cờng độ dòng điện bao nhiêu? Gợi ý: Đây tập cho học sinh dùng giản đồ véc tơ đơn giản để giải toán điện xoay chiều c Tổng hợp dao động cách tổng hợp đồ thị Phơng pháp có tác dụng khái quát cho học sinh nắm vững kiến thức, em hiểu tổng hợp dao động phơng pháp đồ thị phơng pháp trực quan có tác dụng khái quát cho học sinh Trong nội dung giáo viên dùng thí nghiệm ảo làm dẫn chứng học sinh hình dung, kết hợp với việc giáo viên dùng đồ thị để vẽ minh hoạ (đề tài có kèm theo đĩa CD thí nghiệm ảo minh hoạ) Sau trình bày minh hoạ xong giáo viên đa vài tập nhỏ để củng cố kiến thức cho học sinh VD: Cho hai DĐĐH phơng có phơng trình: x1=4cost, x2=6cos(t+/2) a Vẽ đồ thị dao động thành phần dao động tổng hợp hình vẽ b Nhận xét mối quan hệ li độ dao động thành phần li độ dao động tổng hợp Nhận xét: Đây toán nhỏ củng cố cho học sinh dùng phơng pháp đồ thị xác định dao động tổng hợp Thí nghiệm tổng hợp dao động Giáo viên phân tích thí nghiệm giao thoa sóng nớc, thí nghiệm giáo viên dẫn dắt để em tiếp thu đợc nhiều nội dung kiến thức tổng hợp dao động - Dao động mặt nớc có nguồn - Dao động mặt nớc có hai nguồn kết hợp - Đặc điểm vị trí có biên độ cực đại, cực tiểu điểm có biên độ dao động trung gian Khi tập trung phân tích cho học sinh rõ yếu tố có tác dụng tốt việc khắc sâu kiến thức cho học sinh a Dụng cụ thí nghiệm Ta sử dụng dụng cụ thí nghiệm thí nghiệm giao thoa sóng nớc, dụng cụ gồm có: - Khay đựng nớc - Cần rung có hai nhánh tháo lắp nhánh (ứng với hai nguồn sóng A B) - Đèn chiếu sáng b Tiến hành thí nghiệm - Lắp nhánh A vào cần rung khảo sát dao động điểm M mặt nớc sóng truyền từ nguồn A truyền tới Câu hỏi: Quan sát dao động điểm M cho biết điểm M dao động nguyên nhân nào? - Tháo nhánh A lắp nhánh B, dao động M dao động nguồn B truyền tới Câu hỏi: Giáo viên hỏi tơng tự nhng dành cho học sinh khác? - Lắp hai nhánh A B, dao động M dao động tổng hợp sóng từ hai nguồn A B truyền tới Câu hỏi: Lúc nguyên nhân dao động điểm M gì? Trong điều kiện khó quan sát đợc xác biên độ dao động thành phần dao động tổng hợp nguyên nhân tợng lu ảnh võng mạc Tuy nhiên tơng quan tần số lu ảnh với tần số dao động ta quan sát đợc biên độ dao động thành phần biên độ dao động tổng hợp Trong trờng hợp không quan sát đợc rõ giáo viên giải thích thêm cho học sinh nguyên nhân tợng lu ảnh võng mạc Em quan sát nhận xét biên độ dao động thành phần biên độ dao động tổng hợp, so sánh biên độ dao động thành phần so với biên độ dao động tổng hợp? Trong THDĐĐH biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc vào đại lợng nào? Các em biết biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ dao động thành phần góc lệch pha dao động thành phần Câu hỏi: Tại biên độ dao động M lại phụ thuộc vào vị trí phao mặt nớc (khi điểm M thay đổi)? Gợi ý: + Em so sánh pha dao động nguồn? + Sóng truyền đến điểm cách nguồn khoảng d lệch pha so với sóng nguồn lợng bao nhiêu? + Những điểm có hiệu đờng nh dao động cực đại, điểm hiệu đờng nh dao động cực tiểu? Từ em giải thích đặc điểm dao động tổng hợp điểm đờng cực đại, cực tiểu Thí nghiệm có tác dụng tốt việc khắc sâu kiến thức cho học sinh lý thuyết tổng hợp dao động c Kết luận - Dao động M dao động tổng hợp sóng từ hai nguồn truyền đến - Biên độ dao động M phụ thuộc vào góc lệch pha dao động thành phần nguồn truyền đến d Một số thí nghiệm khác Giáo viên kết hợp với phơng tiện dạy học nh máy chiếu, thí nghiệm ảo, dao động ký điện tử để đa thêm số thí nghiệm khác có tính trực quan để học sinh nắm vững lý thuyết tổng hợp dao động: Một số thí nghiệm ảo thực máy chiếu (Các thí nghiệm đợc gửi đĩa CD kèm theo với sáng kiến kinh nghiệm) - Thí nghiệm ảo biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp dới dạng véc tơ quay - Thí nghiệm ảo biểu diễn dao động tổng hợp dao động thành phần phơng pháp đồ thị - Thí nghiệm ảo tợng giao thoa ánh sáng - Thí nghiệm ảo tợng giao thoa ánh sáng (độ rộng vân chịu ảnh hởng tợng nhiễu xạ) - Thí nghiệm tợng giao thoa sóng nớc (Thí nghiệm thay sách 12 BGD) II Bài tập áp dụng lý thuyết tổng hợp dao động điều hoà Các dạng tập tổng hợp dao động điều hoà Chúng ta phân chia toán THDĐĐH thành dạng tập định tính tập định lợng Trong nội dung đề tài muốn có cách phân chia khác chút có tác dụng nhấn mạnh ý nghĩa vật lý lý thuyết ta phân chia tập THDĐĐH thành hai dạng: - Bài tập tổng hợp dao động chơng dao động (bài tập THDĐĐH bản) - Bài toán tổng hợp dao động gắn với tợng vật lý a Bài tập tổng hợp dao động chơng dao động (bài tập tổng hợp dao động điều hoà bản) Trong chơng tập tổng hợp dao động có đặc trng riêng, mục tiêu tập tổng hợp dao động chơng chủ yếu rèn luyện kỹ vận dụng công thức học sinh mà cha áp dụng vào giải toán vật lý cụ thể Giáo viên cho học sinh áp dụng đầy đủ cách giải toán tổng hợp dao động là: phơng pháp giản đồ véc tơ, phơng pháp đồ thị phơng pháp cộng hàm lợng giác Chúng ta xem tập tổng hợp dao động chơng dao động tập tổng hợp dao động sở để giải tập tổng hợp dao động chơng Để xây dựng cách giải tập THDĐĐH cho chơng ta phải dựa vào tập tổng hợp dao động Khi nắm vững toán THDĐĐH giáo viên hớng học sinh xây dựng kiến thức nội dung liên quan chơng sau b Bài toán tổng hợp dao động gắn với tợng vật lý Khi rèn luyện kỹ cho học sinh việc giải tập tổng hợp dao động giáo viên tiến hành theo trình tự từ đơn giản đến phức tạp Trớc hết ta đa cho học sinh tập định tính tập định lợng đơn giản nh: - So sánh nhanh pha, chậm pha, lệch pha vuông pha dao động VD: Học sinh cần nắm đợc đặc điểm góc lệch pha sóng tới sóng phản xạ đầu sợi dây trờng hợp đầu dây bụng sóng, nút sóng - Việc biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay, biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp véc tơ quay tơng ứng VD1: Học sinh cần nắm vững lệch pha, nhanh pha, chậm pha cờng độ dòng điện đoạn mạch có tụ điện, có điện trở, có cuộn cảm em hiểu đợc xây dựng định luật ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp VD2: Khi giải toán điện xoay chiều nh sau: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn cảm có điện trở không đáng kể Đo hiệu điện điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện ta đợc giá trị UR=100V, UL=200V, UC=100V Xác định hiệu điện hai đầu đoạn mạch? Mặc dù toán đơn giản nhng giải học sinh dễ mắc sai lầm, có số học sinh không nắm vững tính kết việc cộng giá trị hiệu điện lại để đợc kết toán Để khắc phục điều giáo viên cần hớng dẫn cho học sinh sử dụng định luật ôm (Z= R + ( Z L Z C ) U = U R2 + (U L U C ) ), em cần nắm vững việc biểu diễn dao động véc tơ quay Nắm vững việc biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp giản đồ véc tơ - Học sinh nắm đợc biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại, cực tiểu Sau hớng dẫn cho học sinh giải tập đơn giản giáo viên đa vào toán phức tạp hai chơng giao thoa sóng điện xoay chiều giáo viên cần rèn cho học sinh nhiều kỹ giải toán Trong hai chơng có nhiều toán thể đầy đủ yếu tố định tính, định lợng Học sinh cần vận dụng đợc tốt phơng pháp để giải toán hai chơng - Đối với toán giao thoa sóng thờng đợc dùng phơng pháp cộng hàm sin cos để giải, toán điện xoay chiều học sinh cần phải sử dụng thành thạo việc tổng hợp véc tơ quay (định luật ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp đợc thiết lập từ phơng pháp giản đồ véc tơ) Đó trờng hợp phổ biến thực tế điều kiện cụ thể giáo viên giáo viên đa toán để học sinh rèn luyện đợc cách khác giải toán THDĐĐH - Có trờng hợp vận dụng kiến thức THDĐĐH xây dựng công thức vật lý để giải toán vật lý Khi có công thức vật lý rồi, có học sinh lại không ý đến lý thuyết THDĐĐH nữa, mà sử dụng công thức có để giải toán Vì việc hớng dẫn cho học sinh xây dựng công thức cần đợc thực dới hớng dẫn giáo viên phát huy tối đa hoạt động học sinh em nắm đợc chất tợng vật lý xảy toán Ngoài giáo viên đa vào toán mà học sinh không vận dụng đợc công thức có sẵn, toán có tác dụng khắc sâu cho em ý nghĩa vật lý VD1: Khi xây dựng công thức tợng giao thoa ánh sáng giáo viên học sinh cần xác định vị trí nh cho vân sáng, vị trí nh cho vân tối Nhng giải toán giao thoa ánh sáng học sinh thờng sử dụng công thức có sẵn vị 10 sinh nhận xét làm Một học sinh nhận xét làm bạn bạn? Hoạt động 6: Học sinh giải số tập Giáo viên phát phiếu Học sinh làm tập học tập cho học sinh vào phiếu học tập? Sau thời gian phút Một học sinh làm giáo viên thu khoảng 10 lên giải phiếu em làm xong trớc, nhận xét Giáo viên nhận xét lời giải nêu ý Em viết phơng trình dao động thành phần dao động tổng hợp toán? Yêu cầu học sinh biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp đồ thị? Giáo viên nhận xét bổ sung phơng trình: x1=4cost, x2=6cos(t+/2) a Vẽ đồ thị dao động thành phần dao động tổng hợp hình vẽ b Nhận xét mối quan hệ li độ dao động thành phần li độ dao động tổng hợp Câu 1: (Bài tập vật lý 12 nâng cao NXBGD 2007) Hai DĐĐH phơng, tần số có độ lệch pha Biên độ hai dao động lần lợt A1, A2 Biên độ A dao động tổng hợp có giá trị: A Lớn A1+A2 B Nhỏ |A1-A2| C Luôn (1/2)(A1+A2) D Nằm khoảng từ |A 1-A2| đến A1+A2 Học sinh viết biểu thức Câu 2: (Bài tập vật lí 12 Nguyễn dao động thành phần Đình Noãn-Nguyễn Danh Bơ) Một dao động tổng hợp dao động tổng hợp từ hai DĐĐH Học sinh vẽ đồ thị phơng, chu kỳ T=0,5s, biên độ A=2cm Dao động thứ có pha ban đầu không dao động thứ hai có pha ban đầu nhanh pha dao động thứ góc /2 a Viết phơng trình dao động tổng hợp b Biểu diễn phụ thuộc li độ hai dao động thành phần dao động tổng hợp theo thời gian hệ toạ độ Hoạt động 7: Củng cố - Học sinh nắm đợc cách phơng pháp tổng hợp dao động toán tổng hợp dao động - Giáo viên thêm tập nhà để học sinh củng cố kiến thức 24 Câu 1: Một chất điểm chuyển động tròn đờng tròn bán kính r tâm O với tốc độ góc không đổi thời điểm t=0 véc tơ nối tâm đờng tròn với vị trí chất điểm lập với trục Ox góc Hãy xác định toạ độ hình M chiếu chất điểm trục Ox chất x O điểm chuyển động Câu 2: Có hai DĐĐH phơng, tần số góc , có biên độ dao động A1, A2 có pha ban đầu 1, a Hãy biểu diễn hai DĐĐH hai véc tơ quay giản đồ véc tơ b Khi véc tơ quay hình bình hành xác định véc tơ tổng hai véc tơ quay A=A1+ A2 có đặc điểm nh c Véc tơ tổng A có độ dài thời điểm ban đầu lập với trục Ox góc bao nhiêu? Câu 3: Hai động điều hoà phơng, có phơng trình: )cm x = sin(t + )cm Phơng trình dao động tổng hợp vật là: 4 A x = sin(t + )cm B x = sin(t + )cm 12 5 C x = sin(t + )cm D x = sin(t + )cm 12 x1 = sin(t + Giáo án 2: Giáo án tự chọn I Thời gian dạy Giáo án thứ giáo viên tiến hành sau dạy xong chơng Tính chất sóng ánh sáng II Mục tiêu: - Giáo viên hớng dẫn học sinh hệ thống lại kiến thức tổng hợp dao động qua chơng sách giáo khoa 12 - Các nội dung vận dụng kiến thức THDĐĐH chơng đợc thực trình giảng dạy Trong giáo án có mục đích hệ thống lại số dạng tập qua chơng - Khi thực giáo án giáo viên kiểm tra nắm bắt kiến thức học sinh học Giáo viên tiến hành bổ sung để học sinh nắm đợc số dạng tập qua chơng - Từ việc hệ thống lại kiến thức học sinh có điều kiện tìm đợc mối liên hệ nội dung kiến thức qua chơng có tác dụng tốt việc ôn tập kiến thức học sinh Hoạt động 1: ổn định lớp, hỏi cũ Trong trờng hợp ta áp dụng lý thuyết lý thuyết tổng hợp hợp 25 DAO đẫNG đIềU HOà để giải toán? Bài toán tổng hợp dao động: Bài toán tổng hợp hai hai đại lợng biến thiên dạng sin cos phơng, tần số (chú ý đại lợng có chất) III Nội dung Hoạt động 2: Chơng dao động Hoạt động Hoạt động trò Kiến thức thầy Dao động - Bài toán THDĐĐH bản: + Phơng pháp cộng hàm số lợng giác Ngời ta sử dụng + Phơng pháp giản đồ véc tơ Frenen cách + Tổng hợp đồ thị để xác định dao - Học sinh nêu - Các dạng tập: động tổng hợp cách + Biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp véc tơ quay hai DĐĐH? - Học sinh nêu + Liên hệ DĐĐH chuyển động Em nêu dạng tập tròn dạng tập + Xác định biên độ pha ban đầu bản? dao động tổng hợp + Xác định dao động tổng hợp việc cộng hàm lợng giác tổng hợp đồ thị Hoạt động 3: Chơng Sóng sóng âm Hoạt động Hoạt động trò Kiến thức thầy Khi sóng truyền Giao thoa sóng Hiện tợng sóng a Kiến thức tập có liên quan đến môi trờng làm dao động nh phần tử môi trờng - Viết phơng trình sóng điểm dao động phơng truyền, sóng tới, sóng phản nào? xạ Trong tợng - Xác định dao động tổng hợp sóng xảy Nếu có hai sóng kết + Viết phơng trình dao động tổng hợp tợng tổng hợp truyền đến điểm môi trờng điểm hai nguồn truyền đến hợp dao động? điểm dao động + Biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc tổng hợp vào vị trí điểm ta xét trờng giao thoa lệch pha dao động Em viết phthành phần ơng trình dao dao Giáo viên gọi học b Ví dụ động hai sinh lên viết phơng (Bài tập vật lí 12 Nguyễn Đình Noãnnguồn truyền đến trình dao động Nguyễn Danh Bơ) Hai nguồn kết hợp điểm? điểm K, M, N pha bề mặt chất lỏng Các Viết phơng trình Gọi học sinh khác sóng phát với tần số 50Hz, biên độ 26 A=2mm vận tốc v=60cm/s Nếu coi biên độ không giảm theo khoảng cách, tính biên độ dao động điểm mặt chất lỏng cách nguồn sóng d1, d2 tơng ứng là: a Điểm K: d1=5,2cm; d2=8,8cm b Điểm M: d1=6,5cm; d2=4,7cm c Điểm N: d1=5,2cm; d2=8,8cm Hoạt động 4: Chơng dao động điện, dòng điện xoay chiều Hoạt động Hoạt động trò Kiến thức thầy Giản đồ véc tơ Học sinh vẽ giản đồ véc Dòng điện xoay chiều định luật tơ viết phơng trình a Kiến thức số mạch điện định luật ôm - Giản đồ véc tơ định luật ôm cho số mạch điện số mạch điện bản? Giản đồ véc tơ Học sinh vẽ giản đồ véc + Đoạn mạch có R + Đoạn mạch có L biểu thức định luật tơ, viết biểu thức ôm cho đoạn mạch định luật ôm cho đoạn + Đoạn mạch có C mạch RLC nối tiếp + Đoạn mạch RLC trờng hợp cộng hRLC nối tiếp? ởng + Đoạn mạch RLC trờng hợp ZL>ZC + Đoạn mạch RLC trờng hợp ZL[...]... Dao động điểm M khi có 2 nguồn Lúc này nguyên nhân - Học sinh giải thích - Dao động điểm M lúc này là dao dao động của điểm M là dao động tại điểm M khi có 2 nguồn dao động tổng hợp do hai nguồn truyền gì? đến So sánh biên độ dao động - Biên độ dao động tổng hợp thay động thành phần với - Biên độ dao động biên độ dao động tổng thành phần tại các điểm đổi do góc lệch pha giữa các dao nh nhau, biên độ dao. .. có pha ban đầu bằng không và dao động thứ hai có pha ban đầu nhanh pha hơn dao động thứ nhất một góc /2 a Viết phơng trình của dao động tổng hợp b Biểu diễn sự phụ thuộc của li độ hai dao động thành phần và dao động tổng hợp theo thời gian trên cùng một hệ toạ độ Hoạt động 7: Củng cố - Học sinh nắm đợc các cách của phơng pháp tổng hợp dao động của bài toán tổng hợp dao động cơ bản - Giáo viên ra thêm... sử dao động của vật là x=x 1+x2(1) , ta sẽ tiến hành khảo sát dao động tổng hợp trong trờng hợp này 33 * Nhận xét: Về mặt Toán học Vật tham gia đồng thời hai dao động x1 và x2 nghĩa là các dao động thành phần này phải cấu thành dao động tổng hợp Các dao động thành phần đợc gây ra bởi các lực hồi phục tơng ứng: Dao động x1 đợc gây ra bởi lực F1=-kx1(2) Dao động x2 đợc gây ra bởi lực F2=-kx2(3) Dao động. .. các dao động nh thế phần tử của môi trờng - Viết phơng trình sóng tại một điểm dao động trên phơng truyền, sóng tới, sóng phản nào? xạ Trong hiện tợng - Xác định dao động tổng hợp sóng khi nào xảy Nếu có hai sóng kết + Viết phơng trình dao động tổng hợp ra hiện tợng tổng hợp truyền đến một điểm trong môi trờng tại một điểm do hai nguồn truyền đến hợp dao động? thì điểm đó dao động + Biên độ dao động tổng. .. giác + Phơng pháp giản đồ véc tơ Frenen + Tổng hợp bằng đồ thị - Các dạng bài tập: Bài tập định + Biểu diễn các dao động thành phần và dao động Dao động cơ tính, định ltổng hợp bởi véc tơ quay ợng + Liên hệ giữa DĐĐH và chuyển động tròn đều + Xác định về biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp + Xác định dao động tổng hợp bằng việc cộng hàm lợng giác và tổng hợp đồ thị - Viết phơng trình sóng tại... III Nội dung Hoạt động 2: Chơng dao động cơ Hoạt động của Hoạt động của trò Kiến thức cơ bản thầy 1 Dao động cơ - Bài toán THDĐĐH cơ bản: + Phơng pháp cộng hàm số lợng giác Ngời ta sử dụng + Phơng pháp giản đồ véc tơ Frenen những cách nào + Tổng hợp bằng đồ thị để xác định dao - Học sinh nêu các - Các dạng bài tập: động tổng hợp cách + Biểu diễn các dao động thành phần và dao động tổng hợp bởi véc tơ... chu kỳ T=0,5s, cùng biên độ A=2cm Dao động thứ nhất có pha ban đầu bằng không và dao động thứ hai có pha ban đầu nhanh pha hơn dao động thứ nhất một góc /2 a Viết phơng trình của dao động tổng hợp b Biểu diễn sự phụ thuộc của li độ hai dao động thành phần và dao động tổng hợp theo thời gian trên cùng một hệ toạ độ Gợi ý: b Chơng giao thoa sóng cơ Khi dạy chơng dao động cơ giáo viên cần thiết đa bài... thành phần và dao động tổng hợp trên đồ thị? Giáo viên nhận xét và bổ sung phơng trình: x1=4cost, x2=6cos(t+/2) a Vẽ đồ thị các dao động thành phần và dao động tổng hợp trên cùng một hình vẽ b Nhận xét về mối quan hệ giữa li độ dao động thành phần và li độ dao động tổng hợp Câu 1: (Bài tập vật lý 12 nâng cao NXBGD 2007) Hai DĐĐH cùng phơng, cùng tần số có độ lệch pha Biên độ của hai dao động lần lợt... trong dao động thành phần và của dao động tổng hợp là nh nhau Nh vậy trong trờng hợp này tần số các dao động thành phần bằng tần số của 35 dao động tổng hợp Trong trờng hợp này do đặc trng của sự truyền sóng những điểm các sóng chồng lên nhau có tính chất cộng đợc Biên độ của sóng tổng hợp bằng tổng biên độ các sóng thành phần, vận tốc của một phần tử khi có nhiều sóng truyền qua đồng thời bằng tổng. .. với hiệu điện thế Hoạt động 5: Chơng dao động và sóng điện từ Hoạt động của Hoạt động của trò Kiến thức cơ bản thầy 4 Dao động điện từ Học sinh gặp bài toán tổng hợp dao động trong trờng hợp mạch dao động có nhiều tụ hoặc cuộn cảm mắc nối tiếp hoặc song song VD: Tìm câu trả lời sai: Học sinh trả lời A Trong mạch dao động cờng độ mạch câu hỏi trắc Một học sinh trả lời chính bằng tổng cờng độ dòng điện