Giáo án vật lý 12 tiet 8 t4

 Giáo án Vật lí 12  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang Bài5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO FRE-NEN Tiết 8-Tuần Ngày 10/8/2010 I Mục tiêu: Sử dụng giản đồ vec tơ quay để tổng hợp dao động điều hòa phương tần số II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Giảng giải – vấn đáp-hướng dẫn giải III Chuẩn bị: 1.Giáo viên: Các hình vẽ 5.1 5.2 Học sinh: Ôn lại biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay Xem lại bảng lượng giác IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY Hoạt động : Ổn định lớp Hoạt động : Kiểm tra cũ: -Thế dao động tắt dần ? Nguyên nhân gây ? -Thế dao động trì ? -Thế dao động cưỡng ?Nêu đặc điểm dao động cưỡng ? -Hiện tượng cộng hưởng ? Nêu điều kiện để có tượng cộng hưởng ? -Hoạt động : Tìm hiểu Véc tơ quay HOẠT ĐỘNG CỦA G.V HOẠT ĐỘNG CỦA H.S NỘI DUNG -GV vẽ hình 5.1 bảng thuyết -Vẽ hình vào tập lắng nghe I Véc tơ quay: trình: Dđđh x =Acos(ωt + ϕ) GV thuyết trình • Dđđh x =Acos(ωt + ϕ) uuur biểu diễn véctơ quay biểu diễn véctơ quay uuur OM OM Trên trục toạ độ Ox M ϕ O Trên trục toạ độ Ox véctơ có: + Gốc: Tại O + Độ dài biên độ dao động: OM = A + Hợp với trục Ox góc ϕ Khi điểm M chuyển động tròn x véctơ có: ω t + Gốc: Tại O + Độ dài biên độ dao động: OM = A + Hợp với trục Ox góc ϕ • Khi cho véc tơ quay với vận tốc góc ω quanh vectơ điểm O , hình chiếu véc tơ uuur OM quay với vận tốc góc ω quanh điểm O mặt phẳng chứa trục Ox, hình chiếu véc tơ uuuu r OM x = Acos(ωt + ϕ) P uuuu r OM trục Ox: trụcOx: x = Acos(ωt + ϕ) Hoạt động :Tìm hiểu PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN -GV đặt vấn đề : Lấy ví dụ -Nghe GV trình bày ghi vào vật đồng thời tham gia hai dao tập động điều hoà phương tần số:x1 = A1cos(ωt + ϕ1) x2 = A2cos(ωt + ϕ2) -GV treo hình vẽ sẳn bảng(hình -Học sinh vẽ vectơ quay 5.2) -Thuyết trình: Khi véc tơ OM biểu diễn dao động điều uuu r uuu r OM1 , OM quay với vận tốc hòa x1 OM biểu diễn dao góc ω ngược chiều kim đồng đồ, uuuu r uuuu r góc hợp OM1 ,OM ∆ϕ=ϕ2–ϕ1 không đổi nên hình bình hành OM1MM2 quay theo với vận tốc góc ω không biến dạng quay Véc tơ tổng uuuu r OM động điều hòa x2 Học sinh vẽ vectơ quay biểu diễn dao động điều hòa tổng hợp ? Học sinh quan sát nghe GV thuyết trình đường chéo hình bình hành quay quanh O với vận tốc góc ω Mặt khác: OP = OP1 + OPu2uuu r hay x = x1 +x2 nên véc tơ tổng OM biểu diễn cho dao động tổng hợp, phương trình dao động tổng hợp có dạng: x =Acos(ωt+ϕ) -Thông báo: Lập hệ thức lượng cho tam giác OMM1 để rút công thức tính biên độ dao động tổng hợp Tam giác OMM1 cho : OM II PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Đặt vấn đề: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình là: x1 = A1cos(ωt + ϕ1), x2 = A2cos(ωt + ϕ2) Hãy khảo sát dao động tổng hợp hai dao động phương pháp Fre-nen Phương pháp giản đồ Fre-nen: uuur -Biểu diễn x1=A1cos(ωt + ϕ1)bằngvectơ : OM1 Có : + Gốc O + Độ lớn:OM1=A1 + Tại thời điểm ban đầu t= ( ) t =0 =ϕ uuur Biểudiễnx2=A cos(ωt+ϕ )bằngvectơ: OM Có : + Gốc O + Độ lớn:OM2 = A2 + Tại thời điểm ban đầu t= OM2 -Ghi chép vào tập học u r ·uu OM1 hợp với Ox: OM1 , Ox ( hợp ) uuur uuur u r ·uu OM , Ox • Vẽ với t =0 =ϕ Ox: M2 OM1 , OM véc tơutổng: uuur uuuur uuuur OM = OM1 + OM Vì OP = OP1 + OP M ϕ ∆ϕ M1 O P P P x  Giáo án Vật lí 12  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang A + A + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) tgϕ = A1 sin ϕ + A2 sin ϕ A1 cos ϕ + A2 cos ϕ 2 Hay : x = x1 + x2 2 -Hãy trả lời câu C2 ? uuur -Ta có định lí hàm cos: A2=A12+A22-2A1A2cos π − ( ϕ − ϕ1 )  A2=A12+A22+2A1A2 ϕ2 − ϕ1 ) Theo hình vẽ: cos( ur uu r uur A = A1 + A2 (1) Chiếu (1) lên truc ox : Vậy: véctơ OM biểu diễn cho dao động tổng hợp có dạng: x = Acos(ωt + ϕ) Vậy, dao động tổng hợp hai dao động điều hoà phương, phương, tần số dao động điều hoà phương tần số với hai dao động * Biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp: - Biên độ: Tam giác OMM1 cho : · M) OM = OM1 + M1M − 2OM1 M1Mcos(OM A cos ϕ = A1 cos ϕ + A2 cos ϕ A sin ϕ = A1 sin ϕ + A2 sin ϕ (3) Lập tỉ số tgϕ = (3) ta có : (2) A1 sin ϕ1 + A sin ϕ A1 cos ϕ1 + A cos ϕ -Nghe giảng ghi nhận học GV diễn giản kết hợp hình vẽ ảnh hưởng độ lệch pha A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) Trong đó: ϕ − ϕ1 : độ lệch pha Hay A= - Pha ban đầu: tgϕ = A1 sin ϕ1 + A sin ϕ2 A1 cos ϕ1 + A cos ϕ2 3.Ảnh hưởng độ lệch pha : -Nếu:ϕ2–ϕ1 = 2nπ ( dđ pha) →A = Amax = A1+A2 -Nếu:ϕ2–ϕ1 =(2n+1)π ( dđ ngược pha) →A=Amin = A - A - Hs đọc đề A2 = A12 + A22+2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1) (2) Chiếu (1) lên trục oy: 2 4.Ví dụ : SGK trang 24 Cho dao động điều hoà, phương, tần số x1 =3 cos(5πt )(cm) - Yêu cầu hs đọc đề toán π x2 =4 cos(5πt + )(cm) Tìm ptdđ tổng hợp ? -Hs thay số tính toán đáp số nội dung -Yêu cầu hs áp dụng công thức: A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ2 − ϕ1 ) tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ A1 cos ϕ + A2 cos ϕ Giải Áp dụng công thức: A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ2 − ϕ1 ) A = 32 + 42 + 2.3.4.cos 600 ≈ 6,1cm tan ϕ = A1 sin ϕ + A2 sin ϕ + 4sin 600 = = 0,6928 A1 cos ϕ + A2 cos ϕ + 4c os600 => ϕ = 34, ≈ 19π Vậy phương trình dao động tổng hợp là: x = 6,1cos(5π t + 0,19π )(cm) Hoạt động 5:Củng cố-giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên -Về nhà xem Bài tập nhà: Bài 4,5,6 trang 25 SGK - Các tập thêm: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình là: x1= sin(10t +π/6)cm, x2 = cos(10t)cm a.Dùng phương pháp véc tơ quay để viết phương trình dao động tổng hợp b.Tính vận tốc vật qua vị trí cân Hoạt động học sinh -Nhận nhiệm vụ nhà -Ghi chép tập nhà làm  ... Giáo án Vật lí 12  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang A + A + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1... thay số tính toán đáp số nội dung -Yêu cầu hs áp dụng công thức: A2 = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ2 − ϕ1 ) tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ A1 cos ϕ + A2 cos ϕ Giải Áp dụng công thức: A2 = A12 + A22 + A1... Hs đọc đề A2 = A12 + A22+2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1) (2) Chiếu (1) lên trục oy: 2 4.Ví dụ : SGK trang 24 Cho dao động điều hoà, phương, tần số x1 =3 cos(5πt )(cm) - Yêu cầu hs đọc đề toán π x2 =4 cos(5πt