giáo án vật lí 12

Nội dung bài mới : Hoạt động 110’: Dao động , dao động tuần hoàn H.S NỘI DUNG GV Nêu vớ dụ: gió rung làm bông hoa lay động; quả lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng

Trang 1

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

Tiết 1 – 2 Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

I Mục tiêu :

- Thông qua quan sát để có khái niệm về chuyển động, dao động

- Biết các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà

• Kỹ năng

- Biết tính toán và vẽ đồ thị x(t), v(t) và a(t)

- Hiểu rõ các khái niệm T và f

về dao động điều hoà

II Chuẩn bị:

1 Giáo viên:+ Con lắc dây, con lắc lò xo đứng và ngang, đồng hồ bấm giây.

2 Học sinh:

+ Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác

+ Ý nghĩa vật lý của đạo hàm

III.Tiến trình bài dạy :

1.Ổn định lớp(1’):

2.Kiểm tra bài cũ:Không

3.Vào bài(2’): Trong đời sống hằng ngày, ta thường gặp những vật dao động Đó là những chùm

đèn đong đưa, chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, các pittông lên xuống trong động cơ ô tô Đó là dây đàn ghita, màng trống, màng rung động…Trong chương này ta sẽ nghiên cứu một số đặc trưng của dao động dựa trên các mô hình như con lắc lò xo, con lắc đơn

4 Nội dung bài mới :

Hoạt động 1(10’): Dao động , dao động tuần hoàn

H.S

NỘI DUNG

GV Nêu vớ dụ: gió rung làm

bông hoa lay động; quả lắc

đồng hồ đung đưa sang phải

sang trái; mặt hồ gợn sóng;

dây đàn rung khi gãy…

Chuyển động của vật nặng

trong 3 trường hợp trên có

những đặc điểm gì giống nhau

?

Dao động cơ học là gì ?

Nhận xét về các đặc điểm của các chuyển động này?

quan sát dao động của quả lắc đồng hồ từ đó đưa ra khái niệm dao động tuần hoàn

I DAO ĐỘNG CƠ

1 Thế nào là dao động cơ

- Ví dụ : Chuyển động của quả lắc đồng hồ , dây đàn ghi ta rung động

…

Khái niệm :

Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.

2 Dao động tuần hoàn.

Dao động tuần hoàn: là dao động

mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại

vị trí cũ theo hướng cũ

VD: Dao động của lắc đồng hồ

Trang 2

Hoạt động 2(20’) : Phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa

- Thời điểm ban đầu t = 0, vị trí

xác định bởi góc j

Xác đinh hình chiếu của chất

điểm M tai thời điểm t

lên trục Oy

yêu cầu HS nêu đinh nghia dao

động điều hòa

Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại

lượng trong công thức trên ?

Một dao động điều hòa có thể

được coi như hình chiếu của

một chuyển động tròn đều

xuống một đường thẳng nằm

trong mặt phẳng quỹ đạo

Vẽ hình minh họa chuyển động tròn đều của chất điểm

Xác định vị trí của vật chuyển động tròn đều tại các thời điểm

Xác định hình chiếu của chất

x = OP = OMt cos (ωt + ϕ).

Nêu định nghĩa dao động điều hòa

Trả lời C1 cho biết ý nghĩa của các đại

lượng:

+ Biên độ, + pha dao động, + pha ban đầu

+ Li độ + Tần số góc

xuống x’x là điểm P  có đượctọa độ x = OP, ta có: x

Vậy chuyển động của điểm P trên trục x’x là một dao động điều hòa

II PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1Ví dụ

Xét một điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm 0, bán kính A, với vận tốc góc là

3 Phương trình phương trình x=Acos(ω t+ϕ)

thì:

+ x : li độ của vật ở thời điểm t (tính từ VTCB)

+A: gọi là biên độ dao động: là

li độ dao động cực đại ứng với cos(ωt+ϕ) =1

Hoạt động 3(10’): Khái niện tần số góc , chu kì , tần số của dao động

Trang 3

Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc ,

chu kì , tần số giao viên hướng

dẫn hs đưa ra khái niệm chu kì

1 Chu kì và tần số

a Chu kì (T):

C1 : Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ.

C2: chu kì của dao động điều hòa là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động

b Tần số (f)

Tần số của dao động điều hòa

là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây

2 Tần số góc

kí hiệu là ω đơn vị : rad/s Biểu thức :

Hoạt động 4(20’): Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa

Hãy viết biểu thức vận tốc

trong giao động điều hòa?

Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân

bằng, vật nặng có vận tốc như

thế nào ??

Pha của vận tốc v như thế nào

so với pha của ly độ x ?

GV; Viết biểu thức của gia tốc

trong dao động điều hòa ?

Trang 4

KL : Gia tốc luôn luôn ngược

chiều với li độ

Hoạt động 5(10’): Đồ thị của dao động điều hòa

Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị

x,v,a trong

v = -Aωsin( 2πT t)

a = -Aω2cos( 2πT t)

Xác định li độ , vận tốc , gia tốc tại các thời điểm t=

0 , t = T/4 ,

t = T/2 , t = 3T/4 , t = T

V ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

v 0 -Aω 0 Aω

0 a -Aω2 0 Aω2 0

Aω2 IV.Củng cố dặn dò(2’): -Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 7,8 ,9, 10 ,11 trang 9 Sgk V Rút kinh nghiệm:

Tiết 3 Bài 2: CON LẮC LÒ XO

I.

Mục tiêu :

Trang 5

• Kiến thức:

- Biết cách thiết lập về phương trình động lực học của con lắc lò xo

- Biết cách tính toỏn và tỡm ra biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo - Có

kĩ năng giải các bài tập có liên quan - Củng cố sự bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tỏcdụng của lực thế

+ Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác

+ Ý nghĩa vật lý của đạo hàm

+ Ôn lại các khái niệm: động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn cơ năng của vật chịu tác dụng của lực thế

III Tiến trình bài dạy :

1 Ổn định lớp(1’)

2 Kiểm tra bài cũ (3’)

1 Định nghĩa dao động điều hoà Viết biểu thức của lực điều hoà

2 Trình bày mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều

3 Bài tập 8,10 trang 9 SGK

3 Vào bài: (1’)Hôm nay ta sẽ nghiên cứu một số đặc trưng của dao động dựa trên các mô hình như

con lắc lò xo

4 Nội dung bài mới:

Hoạt động 1(10’): Cấu tạo con lắc lò xo và nêu các phương án kích thích cho vật m dao động

2 Cách kích thích dao động

- Kéo hòn bi ra khỏi vị trí cân bằng (O) một khoảng x = A, rồi buông tay,

Hoạt động 2(15’): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt định lượng

Khi bi dao động, tại vị trí bất kỳ

Trọng lực P = mg phản lực, Q

II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỊNH LƯỢNG

Trang 6

Trả lời câu hỏi C1

* Đối với con lắc lò xo

k

m

T = π ω

π

= 2 1

Trang 7

GV Hóy biến đổi

toán học để dẫn

đến biểu thức bảo

toàn cơ năng ??

2mω

2A2

1 cos 2( t+ )

2

4mω

2A2 +1c [ ]

4 os 2( t+ )ω ϕ

W = Wt + Wđ

2mω2A2[cos2(ωt + ϕ) + sin2(ωt + ϕ) )

2mω2A2 = 1

2 = const

Cơ năng bảo toàn !

2kx

2 =1

2kA

2cos2(ωt+ϕ) (2a)

2mω

2A2cos2(ωt+ϕ) (2b)

3 Cơ năng của con lắc lò xo Sử bảo toàn

cơ năng

W W= +W = mv + kx

W = kA = mω A = hằng số

- cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động

- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bở qua mọi ma sát

IV Củng cố dặn dò(1’)

- Trong mọi dao động điều hòa , cơ năng được bảo toàn

- Trả lời câu hỏi 2,3 trang 13 SGK

- Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 4,5, 6 trang 13 Sgk

V.

Rút kinh nghiệm :

………

Tiết 4 Bài 3: CON LẮC ĐƠN

I.

Mục tiêu :

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc đơn

- Nắm vững các công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản

- Củng cố kiến thức về dao động điều hoà đó học bài trước và gặp lại trong bài này

1 Giáo viên:

Trang 8

2 Kiểm tra bài cũ(3’):

1.Nêu công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo

2 Viết công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo

3 Bài tập 5, 6 trang 13SGK

3 Vào bài(1’): Hôm nay ta sẽ nghiên cứu một số đặc trưng của dao động dựa trên các mô hình như

con lắc đơn

4.Nội dung bài mới:

Hoạt động 1(8’):Con lắc đơn

H.S

NỘI DUNG

+Nêu cấu tạo con lắc đơn?

+Cho biết phương dây treo

khi con lắc cân bằng?

+ Khi con lắc dao động thì

quỹ đạo của nó là gỡ và vị trí

của nú được xác định bởi đại

lượng nào?

Con lắc đơn gồm một vậtnặng có kích thước nhỏ,

có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây mềm không dón có chiều dài l

và có khối lượng không đáng kể

Mô tả dao động

I THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN

1 Câu tạo

gồm :+ một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây + sợi dây mềm khụng dón có chiều dài l

và có khối lượng không đáng kể

2 Kích thích dao động

Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khái vị trí cân bằng

một góc rồi thả nhẹ

Hoạt động 2(15’): Khảo sát dao động của con lắc về mặt động lực học:

Con lắc chịu tác dụng của

những lực nào ?

Theo định luật II Newton

phương trình chuyển động của

vật được viết như thế nào ?

Giáo viên giới thiệu đây là

II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT ĐỘNG HỌC

Qα

O

M

Trang 9

s = A cos ( ωt + ϕ ).

α = αocos(ωt + ϕ)Hãy suy luận tìm công thức tínhchu kỳ T , tần số f của con lắc đơn ?

(3.1)cho thấy d đ của con lắc

đơn không phải d đ đ h

s = Acos(ωt + ϕ ).

Vậy: Dao động của con lắc

đơn với góc lệch bé là dao động

điều hoà với chu kỳ

Hoạt động 3(10’) : Khảo sát dao động của con lắc về mặt năng lượng

Nhắc lại động năng của con lắc lò

xo Sau đó chứng minh để đưa ra

Nắm các công thức

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶY NĂNG LƯỢNG

1 Động năng của con lắc đơn

Trang 10

công thức động năng , thế năng và

W W= +W = mv +mgl − α

Hoạt động 4(5’) : Ứng dụng xác định gia tốc rơi tự do

Dầu mỏ và khoáng sản nằm

dưới bề mặt Trái Đất có thể gây

ra giá trị bất thường về gia tốc

rơi tự do Vì thế các nhà địa

4 lgT

π

= => Muốn đo g cần đo chiều dài và chu kỳ của con lắc đơn

………

Trang 11

………

Tiết 5 Bài 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.

I.

Mục tiêu :

cản đối với vật dao động Ma sát nhỏ dẫn đến tắt dần chậm Ma sát lớn dẫn đến tắt dẫn nhanh và dẫnđến không dao động - Biết được nguyên tắc làm cho dao động có ma sát được duy trì

Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực và có biên độ phụ thuộcvào tần số ngoại lực Biên độ cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số dao động riêng của hệ Biên độdao động cưỡng bức cực đại gọi là cộng hưởng Cộng hưởng rõ khi ma sát nhỏ

hưởng

hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế và kể ra được một vài ứng dụng

1 Giáo viên:Chuẩn bị thí nghiệm ở 4.3 nếu điều kiện cho phép Nếu chuẩn bị không được thì thông

báo kết quả.Chuẩn bị 4 con lắc lò xo dao động trong các môi trường nhớt khác nhau.Hình vẽ trang 19sgk

2 Học sinh: Đọc trước bài học.

III.Tiến trình dạy học:

2 Kiểm tra bài cũ(3’): Nhắc lại khái niệm dao động điều hòa và dao động tuần hoàn Nhận xét giá

trị của A , E trong dao động điều hòa và dao động tuần hoàn

3 Vào bài(1’): Tại sao ôtô, xe máy lại cần có thiết bị giảm xóc?-Tại sao một đoàn quân đi đều bước

qua cầu có thể làm sập cầu?-Tại sao giọng hát cao và khỏe của nam ca sĩ người Ý, En-ri-cô

Ca-ru-xô (Enrico Caruso) lại có thể làm vỡ chiếc cốc thủy tinh?

Hoạt động 1(10’):DAO ĐỘNG TẮT DẦN

Làm thí nghiệm về dao động tắt

dần của con lắc lò xo trong các

môi trường: không khí, nước,

dầu, dầu rất nhớt

Cho biết quan hệ:

+chiều lực cản và chiều chuyển

động của vật, + công lực cản và

cơ năng.?

Dùng lập luận về bảo toàn năng

lượng suy ra sự giảm dần của

biên độ

Nêu nhận xét ?

Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Hs: Quan sát và rút ra các nhận

2 Giải thích :

Trang 12

Nếu không có ma sát thì cơ

năng của con lắc biến đổi thế

nào?

Nếu có ma sát nhớt thì cơ năng

biến đổi thế nào?

Biên độ có liên quan với cơ

năng thế nào?

Biên độ biến đổi thế nào?

Nêu nguyên nhân dao động tắt

Năng lượng không đổi

Năng lượng giảm dần.

• Lực cản môi trường luôn luôn

ngược chiều chuyển động củavật nên luôn luôn sinh công âm,làm cho cơ năng vật dao độnggiảm, dẫn đến biên độ dao độngcũng giảm theo thời gian

nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.

3 Ứng dụng của tắt dần:

Hoạt động 2(10’): Dao động duy trì:

Dự đoán xem để cho dao động

không tắt dần và có chu kì

không đổi như chu kì dao động

riêng thì ta phải làm gì?

Thường người ta dùng một một

nguồn năng lượng và một cơ

cấu truyền năng lượng thích

hợp để cung cấp năng lượng

cho vật dao động trong mỗi chu

kì Giới thiệu cơ chế duy trì dao

động con lắc ở hình bên

Hs: Nêu nguyên tắc duy trì dao

động trong đưa võng

Cung cấp năng lượng ?

Nêu định nghĩa dao động duy

trì

Mô tả

II Dao động duy trì:

• Nếu cung cấp thêm năng

lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do

ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì.

Đưa võng, dao động duy trì củacon lắc minh hoạ ở

Hoạt động 3(10’): Dao động cưỡng bức:

Làm thí nghiệm ảo về dao động

cưỡng bức

Thuyết giảng về dao động

cưỡng bức như phần nội dung

Quan sát thí nghiệm

Quan sát và rút ra các đặc điểm của dao động cưỡng bức

III Dao động cưỡng bức: 1.Thế nào là dao động cưỡng

bức ?

Dao động gây ra bởi một ngoại lực tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức.

2.Ví dụ : Khi đến mỗi bến, xe

buýt chỉ tạm dừng nên không tắtmáy Hành khách trên xe nhậnthấy thân xe dao động nhỏ Đó

là dao động cưỡng bức dưới tácdụng của lực tuần hoàn gây ra

Trang 13

Tỉ lệ với biên độ F0 của ngoạilực.

chênh lệch giữa tần số ngoại lực

và tần số dao động riêng của hệdao động tự do

lực

Hoạt động 4(10’): Hiện tượng cộng hưởng:

Hiện tượng cộng hưởng là gì ?

Ứng dụng của hiện tượng cộng

hưởng

Quan sát và rút ra hiện tượng

và khái niệm cộng hưởng

Giá trị cực đại của biên độ

A của dao động cưỡng bứcđạt được khi tần số góc củangoại lực bằng tần số góc

Nếu ma sát giảm thì giá trịcực đại của biên độ tăng

Hiện tượng cộng hưởng rõnét hơn

do, thì biên độ dao độngcưỡng bức đạt giá trị cực đại

Hiện tượng này gọi là hiện

tượng cộng hưởng

f = f0 thì Acb = Amax

Nếu ma sát giảm thì giá trị

cực đại của biên độ tăng

2.Giải thích : Khi f =f0 : hệđược cung cấp năng lượngmột cách nhịp nhàng đúnglúc , do đó biên độ dao động

khi tốc độ tiêu hao nănglượng bằng tốc độ cung cấpnăng lượng cho hệ

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :

ta có thể dùng một lực nhỏtác dụng lên một hệ dao động

có khối lượng lớn để làm cho

hệ này dao động với biên độlớn (em bé đưa võng cho

Trang 14

Kể một vài mẫu chuyện về tác dụng

điện xoay chiều, lên dây đàn

+Tác dụng có hại:

Cầu, bệ máy, trục máy

khung xe … đều là các chi tiết có thể xem như một dao động tự do có tần số riêng f 0

nào đó Khi thiết kế các chi tiết này cần phải chú ý đến

sự trùng nhau giữa tần số ngoại lực f và tần số riêng f 0 Nếu sự trùng nhau này xảy

ra (cộng hưởng) thì có thể làm gãy các chi tiết này.

IV Củng cố (2’):

- Thế nào là dao động tắt dần, giải thích tại sao dao động tắt dần

- Dao động cưỡng bức Hiện tượng cộng hưởng

* Bài tập về nhà:Câu hỏi 1,2,3,4 ;Bài 5,6 trang 21 Sgk

Bài tập thêm:

Bài 1: a Người đi bộ bước đều xách xô nước Chu kì dao động của nước trong xô là T0 = 0,9s, mỗi bước đi dài l = 60cm Nước trong xô sánh mạnh nhất khi người đi với vận tốc là bao nhiêu

Tàu bị kích động khi qua chổ nối hai thanh ray Khi tàu chạy với vận tốc 45km/h, thì con lắc daođộng với biên độ lớn nhất Tính chiều dài mỗi thanh ray

Bài 2: Con lắc lò xo treo trên toa xe lửa đang chạy thẳng đều với vận tốc v = 4m/s, con lắc bị kích

động khi qua chổ nối hai thanh ray Cho mỗi đoạn ray dài 4m, khối lượng vật m = 100g

Tìm độ cứng k của lò xo để con lắc dao động với biên độ lớn nhất

V.

Rút kinh nghiệm :

………

Trang 15

………

Tiết 6 Bài5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO FRE-NEN I.

Mục tiêu :

và Xur2

ở thời điểm t = 0 - Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp hai dao động

cùng tần số

hiện tượng tổng hợp dao động trong kỹ thuật và đời sống

1 Giáo viên: Các hình vẽ liên quan nếu cần.

2 Học sinh: Ôn lại biểu diễn dao động điều hoà bằng véc tơ quay Xem lại bảng lượng giác

III Tiến trình dạy học:

2 Kiểm tra bài cũ(3’): Dao động cưỡng bức là gì? Nêu đặc điểm về dao động này Khi nào biên độ

dao động cưởng bức đạt giá trị cực đại, biên độ cực đại này phụ thuộc vào yếu tố nào?

3 Vào bài(1’): Nhiều tình huống vật lý liên quan đến việc áp dụng đồng thời hai hay nhiều dao động

điều hòa cho cùng một hệ dao động Chẳng hạn như: màng nhĩ của tai ta, màng rung của chiếc micrô…thường xuyên chịu tác động đồng thời của nhiều dao động.Trong bài này chúng ta chỉ xét sự tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số Do tính chất của lực điều hòa là tỉ lệ với

li độ nên việc tìm li độ của dao động tổng hợp được quy về việc tính tổng đại số hai li độ của hai dao động thành phần

Hoạt động 1(10’): Véc tơ quay

H.S

NỘI DUNG

Viết biểu thức hình chiếu của

sánh với phương trình li độ dao

diễn bằng véc tơ quay OMuuur

Trang 16

động điều hoà? Trên trục toạ độ Ox véc tơ này

có:

+ Gốc: Tại O + Độ dài: OM = A

trong mặt phẳng chứa trục Ox,

Hoạt động 2(30’):Phương pháp vecto quay

Gv: Lấy một số ví dụ

về một vật đồng thời

tham gia hai dao động

điều hoà cùng phương

OM biểu diễn dao động

Học sinh vẽ vectơ quay

OM biểu diễn dao động

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen:

Trang 17

quay đều quanh O với

OP = OP + OP

tơ tổng OM uuuur

biểu

diễn cho dao động

tổng hợp, và phương

trình dao động tổng

hợp có dạng:

Cho biết ý nghĩa của

độ lệch pha?

công thức tính biên độ dao động tổng hợp

A2 =

1 2 2 1 2cos( 2 1)

A +A + A A ϕ ϕ−

tgϕ =

+ +

x1 và x2 cùng pha

• Vẽ uuur1

OM , uuur2

OM và véc tơ tổng:

OM uuuur

=OM uuuur1

+OM uuuur2

Vậy: véc tơ uuur

O M biểu diễn cho dao động tổng

** Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

a Biên độ:

·

1

A2 = A2 + A1 +2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1)

b Pha ban đầu:

• Ta có tgϕ = y

x=

A sin A sin tg

A cos A cos

ϕ =

3.Ảnh hưởng của độ lệch pha :

• Nếu: ϕ2 – ϕ1 = 2kπ → A = Amax = A1+A2

• Nếu: ϕ2 – ϕ1 =(2k+1)π→A=Amin = A - A1 2

A + A

4.Ví dụ : SGK trang 24

IV Củng cố dặn dò(2’)

• Muốn tổng hợp ba dao động cùng tần số trở lên, thì ta tổng hợp hai dao động lại với nhau,

rồi dùng dao động tổng hợp này để tổng hợp với dao động thứ ba, thứ tư … cứ thế ta thực hiện cho đến dao động cuối cùng

Các bài tập thêm:

Bài 1: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có các phương

a.Dùng phương pháp véc tơ quay để viết phương trình dao động tổng hợp

b.Tính vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng

Bài 2: Cho hai dao động điều hòa cùng phương cùng chu kì T = 2s Dao động thứ nhất tại thời điểm

đầu có ly độ bằng 0 và vận tốc âm Viết phương trình dao động tổng hợp của hai dao động trên

V: Rút kinh nghiệm: Nên dạy phần độ lệch pha trước khi tổng hợp !

Trang 18

Tiết 7 – 8 : Bài 6: 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

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

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

Trang 19

- 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 ởphần báo cáo thực hành trong Sgk

III Tiến hành thí nghiệm:

Tiết 1: Nêu phương án tiến hành thí nghiệm

sin Góc lệch(α0 ) Thời gian thực

hiện 10 dao động Chu kỳ T(s)

- Tiến hành đo thời gian t thực hiện trong 10 dao động toàn phần và kết quả bảng 6.2

- Tiến hành đo thời gian t thực hiện trong 10 dao động toàn phần và kết quả bảng 6.3

2

2 s T

) / ( 2

2

cm s l T

1

2

l T

2

2 = ±

l T

3

2

3 = ±

l T

Trang 20

* Dựa vào bảng 6.1,6.2,6.3 để tớnh cỏc đại lượng trong bảng và rỳt ra nhận xột về ảnh hưởng của biờn

độ, chiều dài , và khối lượng

4 Kết luận:

a Từ cỏc nhận định ở trờn ta suy ra: chu kỳ con lắc đơ dao động với biờn độ nhỏ, tại cựng một nơi,

quả thớ nghiệm cho ta gớa trị a =

b Theo cụng thức lý thuyết về chu kỳ dao động của con lắc đơn dao động với biờn độ nhỏ:

So sỏnh kết quả đo a cho thấy cụng thức (*) đó được nghiệm đỳng hay khụng được nghiệm đỳng

c Tớnh gia tốc trọng trường g tại nơi làm thớ nghiệm theo giỏ trị a thu được từ thực nghiệm

Tiết 2: 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

Tiết 9 – 10 - 11 BÀI TẬP

I Mục tiờu:Giỳp học sinh vận dụng kiến thức đó học về dao động cơ học, con lắc lũ xo, con lắc đơn,

tổng hợp 2 dao động để giải bài tập

* Giỏo viờn: chuẩn bị cõu hỏi trắc nghiệm

* HS: nắm vững kiến thức để giải bài tập

III Tiến trỡnh dạy học:

Hoạt động 1: Củng cố kiến thức

* Hướng dẫn HS củng cố kiến thức

* Nắm vững kiến thức:

1 Dao động cơ học điều hoà là chuyển động của một vật mà li độ biến đổi theo định luật dạng sin

theo thời gian:

tơ này quay quanh O với vận tốc góc ω, vào thời điểm ban đầu t = 0, véc tơ hợp với trục

dao động

Một vật khối lợng m, mỗi khi dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng(VTCB) O một đoạn x, chịu tác

dụng của một lực F = - kx thì vật ấy sẽ dao động điều hoà quanh O với tần số góc

3 Dao động tự do là dao động xảy ra trong một hệ dới tác dụng của nội lực, sau khi hệ đợc kích

thích ban đầu Hệ có khả năng thực hiện dao động tự do gọi là hệ dao động Mọi dao

động tự do của một hệ dao động đều có cùng tần số góc ω gọi là tần số góc riêng của hệ ấy

Trang 21

4 Con lắc lò xo; con lắc đơn và Trái Đất; con lắc vật lý và Trái Đất là những hệ dao động Dới

đây là bảng các đặc trng chính của một số hệ dao động

Cấu trúc Hòn bi (m) gắn vào lòxo (k) Hòn bi (m) treovào đầu sợi dây

(l)

Vật rắn (m, I) quayquanh trục nằmngang

x là li độ dài

Trọng lực củahòn bi và lựccăng của dâytreo:

s l

g m

F= −

s là li độ cung

Mô men của trọnglực của vật rắn vàlực của trục quay:

Cơ năng

2 2 2

2

1 2

1

A m kA

E= = ω E=mgl(1−cosα 0)

2 0

s l

g m 2

1

=

5 Dao động tự do không có ma sát là dao động điều hoà, khi có ma sát là dao động tắt dần, khi

ma sát lớn dao động không xảy ra

thời gian chuyển tiếp, hệ sẽ dao động với tần số f của ngoại lực, dao động này đợc gọi làdao động cỡng bức

Biên độ dao động cỡng bức phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số của ngoại lực và tần số dao

động riêng Khi tần số của lực cỡng bức bằng tần số dao động riêng của hệ thì biên độ dao động đạt giá trị cực đại, đó là hiện tợng cộng hởng

có cùng tần số thì có thể dùng phơng pháp Fresnel: vẽ các véc tơ quay biểu diễn cho các dao động thành phần, xác định véc tơ tổng, suy ra dao động tổng hợp

Hoạt động 2: Vận dụng để giải một số cõu trắc nghiệm

Giỏo viờn: Phỏt cõu hỏi trắc nghiệm

Học sinh: Tiến hành giải

Cõu hỏi trắc nghiệm:

Chuỷ ủeà 1: DAO ẹOÄNG ẹIEÀU HOỉA:

Caõu 1: Trong dao ủoọng dieàu hoứa x=Acos(ωt+ϕ), vaọn toỏc bieỏn ủoồi ủieàu hoứa theo phửụng trỡnh:

Trang 22

Câu 3: Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:

a vmax = ωA b vmax = ω2A c vmax = -ωA d vmax = - ω2A

Câu 4: Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của gia tốc là :

a amax = ωA b amax = ω2A c amax = - ωA d amax = - ω2A

Câu 5: Trong dao động điều hòa của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi:

a Lực tác dụng đổi chiều b Lực tác dụng bằng không

c Lực tác dụng có độ lớn cực đại d Lực tác dụng có độ lớn cực đại

Câu 6: Gia tốc của vật dao động điều hòa bằng không khi:

a Vật ở vị trí có li độ cực đại b Vận tốc của vật đạt cực tiểu

c Vật ở vị trí có li độ bằng không d Vật ở vị trí có pha dao động cực đại

Câu 7: Trong dao động điều hòa:

a Vận tốc biến đổi điều hòa cùng pha so với li độ

b Vận tốc biến đổi điều hòa ngược pha so với li độ

c Vận tốc biến đổi điều hòa sớm pha

2

a Gia tốc biến đổi điều hòa cùng pha so với li độ

b Gia tốc biến đổi điều hòa ngược pha so với li độ

c Gia tốc biến đổi điều hòa sớm pha π2 so với li độ.

d Gia tốc biến đổi điều hòa chậm pha

2

a Gia tốc biến đổi điều hòa cùng pha so với vận tốc

a Gia tốc biến đổi điều hòa ngược pha so với vận tốc

c Gia tốc biến đổi điều hòa sớm pha

2

Câu 10: Một vật dao động diều hòa theo phương trình x= 6 cos( )4 πt cm, biên độ dao động củavật là:

Trang 23

Câu 13: Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình 

3 πt π

của chất điểm tại thời điểm t = 1s là:

a π (rad) b 2π (rad) c 1 , 5π(rad) d 0 , 5 π(rad)

Câu 14: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x= 6 cos( )4 πt cm, tọa độ của vật tại thờiđiểm t = 10s là:

Câu 18: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 4 cm và chu kì T = 2 s, chọn gốc thời gian là

lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương Phương trình dao động của vật là:

2

1 2

1

kA kx

Câu 20: Một vật có khối lượng 750g dao động điều hòa với biên độ 4 cm, chu kì 2 s, (lấy π2 = 10

) Năng lượng dao động của vật là:

a E = 60kJ b E = 60J c E = 6mJ d E = 6J

Chủ đề 2: CON LẮC LÒ XO Câu 21: Phát biểu nào sau đây là không đúng với con lắc lò xo ngang:

a Chuyển động của vật là chuyển động thẳng

b Chuyển động của vật là chuyển động biến đổi đều

c Chuyển động của vật là chuyển động tuần hòan

d Chuyển động của vật là một dao động điều hòa

Câu 22: Con lắc lò xo ngang dao động điều hòa, vận tốc của vật bằng không khi vật chuyển động

qua:

a Vị trí cân bằng

b Vị trí vật có li độ cực đại

c Vị trí mà lò xo không bị biến dạng

d Vị trí mà lực đàn hồi của lò xo bằng không

Trang 24

Câu 23: Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m và lò xo có độ cứng k, dao động điều hòa với chu

kì:

a T = 2 π m k b T = 2 π m k c T = 2 π g l d T = 2 π g l

Câu 24: Con lắc lò xo dao động điều hòa, khi tăng khối lượng của vật lên 4 lần thì tần số của vật

là:

a.Tăng lên 4 lần b Giảm đi 4 lần

c Tăng lên 2 lần d Giảm đi 2 lần

Câu 25: Con lắc lò xo gồm vật m = 100g và lò xo k = 100 N/m, (lấy π2= 10) dao động điều hòavới chu kì là:

a T = 0,1 s b T = 0,2 s c T = 0,3 s d T = 0,4 s

Câu 26: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T = 0,5 s, khối lượng của quả nặng là

a k = 0,156 N/m b k = 32 N/m c k = 64 N/m d k = 6400 N/m

Câu 27: Con lắc lò xo ngang dao động với biên độ A = 8 cm, chu kì T = 0,5 s, khối lượng của vật

a Fmax = 525 N b Fmax = 5,12 N c Fmax = 256 N d Fmax = 2,56 N

Câu 28: Con lắc lò xo gồm vật m = 400g và lò xo k = 40 N/m Người ta kéo quả nặng ra khỏi vị

trí cân bằng một đọan 4 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động Cơ năng dao động của con lắc là:

a E = 320 J b E = 6,4.10-2 J c E = 3,2.10-2 J d E = 3,2J

Câu 29: Một con lắc lò xo gồm quả nặng có khối lượng 1kg và một lò xo có độ cứng 1600N/m.

Khi quả nặng ở vị VTCB, người ta truyền cho nó vật tốc ban đầu bằng 2 m/s Biên độ dao độngcủa quả nặng là:

a A = 5 m b A = 5 cm c A = 0,125 m d A = 0,125 cm

Chủ đề 3:CON LẮC ĐƠN Câu 30: Con lắc đơn gồm vật nặng khối lượng m treo vào sợi dây l tại nơi có gia tốc trọng trường

g, dao động điều hòa với chu kì T phụ thuộc vào:

a l và g b m và l c m và g d m, l và g

Câu 31: Con lắc đơn chiều dài l dao động điều hòa với chu kì:

Câu 32: Con lắc đơn dao động điều hòa, khi tăng chiều dài của con lắc lên 4 lần thì tần số dao

động của con lắc là:

a.Tăng lên 2 lần b Giảm đi 2 lần

c Tăng lên 4 lần c Giảm đi 4 lần

Câu 33: Con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì 1s tại nơi có gia tốc trọng trường

9,8 m/s2, chiều dài của con lắc là:

a l = 24,8 m b l = 24,8 cm c l = 1,56 m d l = 2,45 m

Câu 34: Ở nơi mà con lắc đơn đếm giây (chu kì 2s ) có chiều dài 1m, thì con lắc đơn có độ dài 3m

sẽ dao động với chu kì là:

a T = 6 s b T = 4,24 s c T = 3,46 s d T = 1,5 s

Câu 35: Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 4s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có

li độ cực đại là:

a t = 0,5 s b t = 1,0 s c t = 1,5 s d t = 2,0 s

Trang 25

Chủ đề 4:TỔNG HƠP DAO ĐỘNG Câu 36: Hai dfao động điều hòa cùng pha khi độ lệch pha giữa chúng là:

a ∆ ϕ = nπ (với n∈Z) b ∆ ϕ =(2n+ 1)π (với n∈Z)

2 1

2 π

ϕ = +

4 1

3

Câu 38: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ

lần lượt là 8 cm và 12 cm Biên độ của dao động tổng hợp là:

a A = 2 cm b A = 3 cm c A = 5 cm d A = 21 cm

Câu 39: Một chất điểm tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số x1 =

a A = 1,84 cm b A = 2,60 cm c A = 3,40 cm d A = 6,67 cm

Chủ đề 5: DAO ĐỘNG TẮC DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

VÀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG Câu 40: Nhận xét nào sau đây là đúng:

a Dao động tắc dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn

b Dao động duy trì có chu kì bằng chu kì dao động riêng của con lắc

c Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

d Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức

Câu 41: Phát biểu nào sau đây là đúng:

a Dao động duy trì là dao động tắc dần mà người ta làm mất lực cản của môi trường đối vớivật dao động

b Dao động duy trì là dao động tắc dần mà người ta đã tác dụng ngọai lực biến đổi điều hòatheo thời gian vào vật dao động

c Dao động duy trì là dao động tắc dần mà người ta đã tác dụng ngọai lực vào vật dao độngcùng chiều với chiều chuyển động trong một phần của từng chu kì

c Dao động duy trì là dao động tắc dần mà người ta đã kích thích lại dao động sau khi daođộng bị tắc hẳn

a Biên độ của dao động riêng chỉ phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu để tạo lên daođộng

b Biê độ của dao động tắc dần giảm dần theo thời gian

c Biên độ của dao động duy trì phụ thuộc vào phần năng lượng cung cấp thêm cho dao độngtrong mỗi chu kì

d Biên độ của dao động cưỡng bức chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức

a Trong dao động tắc dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành nhiệt năng

b Trong dao động tắc dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành hóa năng

Trang 26

c Trong dao động tắc dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành điện năng.

d Trong dao động tắc dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành quang năng

a Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động điều hòa

b Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động riêng

c Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động tắc dần

d Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức

CHƯƠNG II: SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM

Tiết 12 – 13 Bài 7: SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ I.Mục tiêu:

* Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa sĩng cơ

- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sĩng: sĩng dọc, sĩng ngang,tốc độ truyền sĩng,tần số, chu kỳ, bước sĩng, pha

- Viết được phương trình sĩng

- Nêu được các đặc trưng của sĩng là biên độ, chu kỳ hay tần số, bước sĩng và năng lượng sĩng

- Giải các bài tập đơn giản về sĩng cơ

Ơn lại các bài về dao động điều hịa

III Tiến trình dạy học

2 Kiểm tra bài cũ:

3 Vào bài(2’): Đi tắm biển chẳng ai ngạc nhiên trước các con sĩng bạc đầu, từ ngồi khơi chạy xơ

vào bờ Làn sĩng điện phát ra từ đài phát thanh, truyền hình, hằng ngày đem tới chúng ta những tin tức nĩng hổi bằng cả lời nĩi lẫn hình ảnh.Vậy, sĩng là gì?

Hoạt động 1(15’): Tìm hiểu sĩng cơ

- Ban đầu, đặt cần rung cho

mũi S cao hơn mặt nước

1-2mm Gõ nhẹ cho cần rung dao

Quan sát và rút ra kết luận I Sĩng Cơ:

1 Thí nghiệm:

- Một cần rung tạo bởi mộtthanh thép mỏng, đàn hồi , mộtđầu được kẹp chặt bằng êtơ, đầukia cĩ gắn một mũi nhọn S Dướicần rung cĩ một chậu nước rộng

- Hạ cần rung xuống thấp mộtchút, cho S chạm nhẹ vào mặtnước tại điểm O Gõ nhẹ cho cầnrung dao động, ta thấy mẩu nútchai cũng dao động Vậy, dao

Trang 27

động Ta thấy mẩu nút chai nhỏ

ở M vẫn bất động

- Hạ cần rung xuống thấp một

chút, cho S chạm nhẹ vào mặt

nước tại điểm O Gõ nhẹ cho

cần rung dao động, ta thấy mẩu

nút chai cũng dao động Vậy,

dao động từ điểm O đã truyền

qua nước tới M Dao động lan

truyền qua nước được gọi là

sóng và nước là môi trường

truyền sóng, còn S ( hay O, vì

O tiếp xúc với S) gọi là nguồn

phát sóng

? Trả lời C1

Trong thí nghiệm, điểm O,

rồi điểm M của mặt nước dao

động lên, xuống theo phương

thẳng đứng, trong khi sóng

truyền từ O tới M theo phương

nằm ngang Như vậy, dao động

của hai điểm O, M-và nói

chung, của mọi điểm trong môi

trường–luôn luôn vuông góc

với phương truyền sóng Sóng

như vậy gọi là sóng ngang

Trong sóng dọc, mọi điểmO, M

của môi trường đều dao động

theo phương song song với

phương truyền sóng

C1: Ta trông thấy các ngọn sóng tròn, đồng tâm Kan rộng dần Nút chai không bị đẩy ra xa O

động từ điểm O đã truyền quanước tới M Dao động lan truyền

qua nước được gọi là sóng và nước là môi trường truyền sóng,

còn S ( hay O, vì O tiếp xúc với

S) gọi là nguồn phát sóng

C1: Ta trông thấy các ngọn sóng tròn, đồng tâm Kan rộng dần Nút chai không bị đẩy ra

xa O

2 Định nghĩa Sóng là dao động lan truyền trong một môi trường.

3 Sóng ngang: sóng ngang là sóng trong đó phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng

4 Sóng dọc: sóng dọc là sóng trong đó phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng

* Chú ý : Sóng cơ không truyền được trong chân không

Hoạt động 2(15’): Các đặc trưng của một sóng hình sin

Trang 28

dài chừng vài mét, có một đầu

Q gắn vào tường Cầm đầu

pcủa dây, kéo cho dây căng

ngang, rồi đưa nhanh đầu P lên

phía trên, Sau thời gian ∆t,

biến dạng đó truyền tới điểm

Sau một chu kỳ dao động củ

một khoảng:

PP1 =λ =v.T

2 Các đặc trưng củ một sóng hình sin

f

v T

v =

= λ

- Giả sử ở thời điểm t, phương

trình chuyển động của đầu A của

dây là:

- Điểm M ở cách A mọt khoảng

x bắt đầu dao động muộn hơn

điểm A một khoảng thời gian:

Vậy trạng thái dao động của

M giống như trạng thái dao động

của A trước đó một khoảng thời

gian ∆t và phương trình chuyển

động của M là:

- Giả sử ở thời điểm t, phương trình chuyển động của đầu A của dây là:

- Điểm M ở cách A mọt khoảng x bắt đầu dao động muộn hơn điểm A một khoảng thời gian:

Vậy trạng thái dao động của Mgiống như trạng thái dao động của Atrước đó một khoảng thời gian ∆t vàphương trình chuyển động của M là:

Trang 29

- Tích TV ở mẫu số của biểu

thức này là quãng đường mà sóng

truyền được trong một chu kì

Vậy, nó là một đại lượng không

Phương trình này được gọi là

phương trình truyền của một

sóng sin tính ( hay sóng hình sin)

theo trục x, còn gọi tắt là phương

trình sóng

- Tích TV ở mẫu số của biểu thứcnày là quãng đường mà sóng truyềnđược trong một chu kì Vậy, nó làmột đại lượng không đổi và chính làbước sóng λ đã nói ở trên Ta có:

Phương trình này được gọi là

phương trình truyền của một sóng

sin tính ( hay sóng hình sin) theo trục

x, còn gọi tắt là phương trình sóng

IV Củng cố, dặn dò:(2’)

Sóng là dao động lan truyền trong môi trường

Mặt sóng là quỹ tích các điểm mà sóng truyền tới sau cùng một thời gian

Mặt sóng của sóng phát đi từ một nguồn điểm S, trong một môi trường đẳng hướng là một mặtcầu, tâm S

Sóng ngang là sóng trong đó, phương dao động (của chất điểm ta đang xét) vuông góc vớiphương truyền sóng

Sóng dọc là sóng trong đó, phương dao động song song (hoặc trùng) với phương truyền sóng.Bước sóng λ là quãng đường sóng truyền trong thời gian bằng một chu kỳ:

Trang 30

Li độ dao động của một điểm ở cách nguồn một khoảng x, tại thời điểm t là:

- Giải bài tập SGK và xem trước bài mới

V.Rút kinh ghiệm tiêt dạy:………

………

Tiết 14 Bài 8: GIAO THOA SÓNG

I Mục tiêu:

* Kiến thức:

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giaothoa của hai sóng

- Viết được công thức xác định vị trí của cực đại và cực tiểu giao thoa

* Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng

giao thoa

1 Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.

2 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp dao động.

2 Kiểm tra bài cũ:( 3’)

- Sóng cơ là gì?

- Sóng ngang và sóng dọc có điểm gì khác nhau?

- Bước sóng là gì? Bước sóng có phụ thuộc vào môi trường không?

- Viết phương trình sóng

- Một sợi dây dài 5m, có khối lượng 300g được căng bằng một lực 2,16N Tính vận tốc truyềnsóng trên dây

3 Vào bài(1’): Nếu tại một điểm M có hai sóng truyền đến thì điểm M dao động như thế nào ?

Phương trình có biểu thức ra sao?

Hoạt động 1 (15’): Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm

hình 8.1

- HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm và quan sát kết quả thínghiệm

- HS nêu các kết quả quan sát được từ thí nghiệm

- Những điểm không dao động nằm trên họ các đường hypebol (nét đứt) Những điểm dao động rất mạnh nằm trên họ các đường hypebol

I Hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước:

1 Thí nghiệm:

- Gõ cho cần rung nhẹ:+ Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm

S1 và S2 Trong đó:

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động

* Có những điểm đứng

S

2

Trang 31

- Trả lời câu hỏi C1

- Qua hiện tượng trên cho thấy, hai

sóng khi gặp nhau tại M có thể luôn

luôn hoặc tăng cường lẫn nhau, hoặc

triệt tiêu lẫn nhau

- Hiện tượng đặc trưng nghĩa là sao

(nét liền) kể cả đường trung trực của S1S2

- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ

Lưu ý: Họ các đường hypebol

này đứng yên tại chỗ

yên dao động rất mạnh

2 Giải thích:

Qua hiện tượng trên cho thấy, hai sóng khi gặp nhau tại M có thể luôn luôn hoặc tăng cường lẫn nhau, hoặc triệt tiêu lẫn nhau

3 Hiện tượng giao thoa:

- Hiện tượng giao thoa: là hiện tượng khi hai sóng kếthợp gặp nhau, có những điểm chúng luôn luôn tăngcường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng

- Các đường hypebol gọi là

vân giao thoa của sóng

mặt nước

Hoạt động 2 (15’): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.

cos2 1 1

d t

- Hai nguồn đồng bộ: phát

- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng f và có hiệu

số pha không phụ thuộc thời gian

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp

- Xét điểm M trên mặt

khoảng d1, d2.+ δ = d2 – d1: hiệu đường

đi của hai sóng

Trang 32

thuộc yếu tố nào?

- Những điểm dao động với biên độ

cực đại là những điểm nào?

- Hướng dẫn HS rút ra biểu thức cuối

cùng

- Y/c HS diễn đạt điều kiện những

điểm dao động với biên độ cực đại

- Quỹ tích những điểm dao động với

biên độ cực đại và những điểm đứng

yên?

2 1

1hoặc

2

d − =d kλ k+ ÷λ

cos2 2 2

d t

cos ( 2 1)

1

πλ

d − =d k+ ÷λ

(k = 0, ±1, ±2…)

- Là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

cos2 1 1

d t

- Biên độ của dao động tại M:

a Những điểm dao động

với biên độ cực đại (cực

đại giao thoa)

d2 – d1 = hằng số

Đĩ là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

Hoạt động 3 (9’): Điều kiện để cĩ giao thoa Sĩng kết hợp

Trang 33

có hiệu số pha không phụ thuộc thời

gian (lệch pha với nhau một lượng

không đổi) gọi là hai nguồn kết hợp

phương,cùng chu kỳ(tần số)

+ Hiệu số pha không đổi theo thời gian

- Hai sóng do 2 nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp

IV Củng cố và dặn dò(1’)

Hai sóng kết hợp là hai sóng có cùng tần số, có hiệu pha không phụ thuộc thời gian Hai nguồn đồng bộ luôn luôn phát sóng kết hợp.

Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sóng kết hợp, khi gặp nhau tại một điểm,

có thể hoặc tăng cường nhau, hoặc triệt tiêu nhau.

Điều kiện cần và đủ để hai sóng giao thoa được với nhau tại một điểm là: hai sóng ấy phải là hai sóng kết hợp.

Để hai sóng kết hợp giao thoa tăng cường nhau thì hiệu lộ trình của chúng (từ hai nguồn phát sóng tới điểm gặp nhau) phải bằng một số nguyên lần bước sóng:

Để hai sóng kết hợp giao thoa triệt tiêu nhau thì hiệu lộ trình của chúng phải

V Rút kinh nghiệm tiết dạy:………

Trang 34

- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó.

- Giải thích được hiện tượng sóng dừng

- Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây cóhai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong 2 trường hợp trên

* Kĩ năng: Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng.

1 Giáo viên: Chuẩn bị các thí nghiệm hình 9.1, 9.2Sgk.

2 Học sinh: Đọc kĩ bài 9 Sgk, nhất là phần mô tả các thí nghiệm trước khi đến lớp.

- Hiện tượng giao thoa của hai sóng là gì?

- Nêu công thức xác định vị trí các cực đại và các cực tiểu giao thoa

- Nêu điều kiện giao thoa

3 Vào bài(1’): Hẳn đã có lần bạn vừa nghe một tiếng “Alô” rất lớn phát ra từ một cái loa đài

truyền thanh thì lại nghe thấy một tiếng Alô nữa, nhỏ hơn., vọng lại từ một ngôi nhà cao tầng, ở cách

đó vài chục mét: tiếng thứ hai này là do sóng âm đã phản xạ trên tường ngôi nhà tới bạn Đó là hiện tượng phản xạ của sóng

Hoạt động 1(15’) : Tìm hiểu về sự phản xạ của sóng

- Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm

với dây nhỏ, mềm, dài một đầu cố

định kết hợp với hình vẽ 9.1

- Vật cản ở đây là gì?

- Nếu cho S dao động điều hoà thì sẽ

đó là sóng tới Sóng bị phản xạ từ P

đó là sóng phản xạ Ta có nhận xét gì

về pha của sóng tới và sóng phản xạ?

- Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm

với dây nhỏ, mềm, dài buông thỏng

xuống một cách tự nhiên, kết hợp với

- HS ghi nhận, quan sát và nêunhận xét:

+ Sóng truyền đi trên dây sau khi gặp vật cản (bức tường) thì bị phản xạ

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng bị đổi chiều

- Là đầu dây gắn vào tường

- Luôn luôn ngược pha với sóng tới tại điểm đó

- HS ghi nhận, quan sát và nêunhận xét:

+ Khi gặp vật cản tự do sóng cũng bị phản xạ

I Sự phản xạ của sóng

1 Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

- Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ

- Khi phản xạ trên vật cản

cố định, biến dạng bị đổi chiều

- Vậy, khi phản xạ trên vật

cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ

2 Phản xạ của sóng trên vật cản tự do

- Khi phản xạ trên vật cản

tự do, biến dạng không bị

Trang 35

xét gì về pha của sóng tới và sóng

phản xạ lúc này?

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng không bị đổi chiều

- Là đầu dây tự do

- Luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ

đổi chiều

- Vậy, khi phản xạ trên vật

cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ

Hoạt động 2 (25’): Tìm hiểu về sóng dừng

- Ta biết sóng tới và sóng phản xạ

Nếu cho đầu A của dây dao động liên

- Dựa trên hình vẽ, vị trí các nút liên

- Khoảng cách hai nút liên tiếp cách

nhau khoảng bao nhiêu?

- Khoảng cách giữa một nút và bụng

kết tiếp cách nhau khoảng bao nhiêu?

- Vị trí các bụng cách A và P những

khoảng bằng bao nhiêu?

- Hai bụng liên tiếp cách nhau

khoảng bao nhiêu?

- Số nút và số bụng liên hệ với nhau

- Trên dây xuất hiện những điểm luôn luôn dao đứng yên

và những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất

- HS ghi nhận các khái niệm

và định nghĩa sóng dừng

- Vì A và P là hai điểm cố

- HS dựa trên hình vẽ để xác định

Số nút = số bụng + 1

II Sóng dừng

- Sóng tới và sóng phản xạ,nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thành một hệ sóng dừng

+ Những điểm luôn luôn

đứng yên là những nút dao

động.

+ Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động

- Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng dao động goi

Trang 36

số nguyên lần nửa bước sóng.

- HS dựa vào hình vẽ minh hoạ để trả lời các câu hỏi của GV

a Đầu A cố định là nút, đầu

P tự do là bụng dao động

b Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng

2

λ .

c Điều kiện để có sóng dừng:

+ Những điểm luôn luôn đứng yên là những nút dao động.

+ Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động

Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng dao động goi là sóng dừng.

Trang 37

- Trả lời được các câu hỏi: Sóng âm là gì? Âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì?

- Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau

- Nêu được 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động

âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm

* Kĩ năng:

II Chuẩn bị

1 Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong bài 10 Sgk.

2 Học sinh: Ôn lại định nghĩa các đơn vị: N/m2, W, W/m2…

- Sự phản của sóng trên vật cản cố định có đặc điểm gì?

- Sự phản của sóng trên vật cản tự do có đặc điểm gì?

- Sóng dừng được tạo thành vì nguyên nhân gì?

- Nút dao động, bụng dao động là gì? Chúng liên hệ thế nào với bước sóng?

3 Vào bài(1’): Hằng ngày, hàng trăm âm thanh đủ loại, êm tai cũng như chói tai, vẫn thường xuyên

lọt vào tai chúng ta Vậy âm thanh là gì? Truyền thế nào? Và ta phân biệt các âm thanh khác nhau, dựa trên những đặc điểm gì?

Hoạt động 1 (15’): Tìm hiểu về âm, nguồn âm

- Âm là gì?

+ Theo nghĩa hẹp: sóng truyền trong

+ Nghĩa rộng: tất cả các sóng cơ, bất kể

chúng có gây cảm giác âm hay không

- Nguồn âm là gì?

- Cho ví dụ về một số nguồn âm?

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trả lời

- Những vật phát ra được âm

I Âm, nguồn âm

1 Âm là gì

- Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn

- Tần số của sóng âm cũng là tần số của âm

2 Nguồn âm

Trang 38

- Những âm có tác dụng làm cho màng

gọi là âm nghe được hay âm thanh

- Tai người không nghe được hạ âm và

siêu âm Nhưng một số loài vật có thể

nghe được hạ âm (voi, chim bồ câu…)

và siêu âm (dơi, chó, cá heo…)

- Đọc thêm phần “Một số ứng dụng của

siêu âm Sona”

- Mô tả thí nghiệm kiểm chứng

- Âm truyền được trong các môi trường

nào?

- Tốc độ âm truyền trong môi trường

nào là lớn nhất? Nó phụ thuộc vào

những yếu tố nào?

- Những chất nào là chất cách âm?

- Dựa vào bảng 10.1 về tốc độ âm trong

- Dây đàn, ống sáo, cái âm thoa, loa phóng thanh, còi ôtô, xe máy…

âm nghe được, hạ âm và siêu âm

- HS ghi các yêu cầu về nhà

- Rắn, lỏng, khí Không truyền được trong chân không

- Rắn > lỏng > khí Phụ thuộcvào mật độ, tính đàn hồi, nhiệt độ của môi trường

- Các chất xốp như bông, len…

- Trong mỗi môi trường, sóng âm truyền với một tốc

độ hoàn toàn xác định

- Một vật dao động phát ra

âm là một nguồn âm

- Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn

3 Âm nghe được, hạ âm

a Môi trường truyền âm

- Âm truyền được qua cácmôi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không

b Tốc độ âm

- Trong mỗi môi trường,

âm truyền với một tốc độ xác định

Hoạt động 2 (25’): Tìm hiểu về những đặc trưng vật lí của âm

- Trong các âm thanh ta nghe được,

Trang 39

như âm do các nhạc cụ phát ra, nhưng

cũng có những âm không có một tần

số xác định như tiếng búa đập, tiếng

sấm, tiếng ồn ở đường phố, ở chợ…

- Ta chỉ xét những đặc trưng vật lí

tiêu biểu của nhạc âm

- Tần số âm cũng là tần số của nguồn

phát âm

- Sóng âm mang năng lượng không?

gì?

- Fechner và Weber phát hiện:

- HS nghiên cứu và ghi nhận mức cường độ âm

âm cơ bản và hoạ âm từ đó xác định đặc trưng vật lí thứ

2 Cường độ âm và mức cường độ âm

a Cường độ âm (I)

là mức cường độ âm của

- Ý nghĩa: Cho biết âm I

nghe to gấp bao nhiêu lần

âm I0

- Đơn vị: Ben (B)

- Thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB)

11

cơ bản hay hoạ âm thứ nhất.

thứ hai, thứ ba, thứ tư

- Tổng hợp đồ thị của tất cả

các hoạ âm ta được đồ thị

dao động của nhạc âm đó.

IV Củng cố và dặn dò(1’):

Một vật khi rung động, thì phát ra một âm thanh Tần số rung của vật cũng là tần số của âmphát ra

Trang 40

Tai người chỉ nghe dược âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz những âm ấy được gọi là âmthanh.

Âm có tần số dưới 16Hz gọi là hạ âm Siêu âm có tần số trên 20000Hz

Nhạc âm là âm thanh có một tần số xác định và thường kéo dài

Âm thanh truyền được qua các môi trường khí, lỏng và rắn, nhưng không truyền qua đượctrong chân không

Trong mỗi môi trường, âm thanh truyền với một vận tốc xác định

Về phương diện vật lý, âm thanh được đặc trưng bằng áp suất âm thanh, hoặc bằng cường độ

âm thanh

Cường độ âm thanh được đo bằng năng lượng mà sóng âm chuyển trong mỗi giây qua mộtdiện tích một mét vuông, đặt vuông góc với phương truyền sóng âm

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	2,51 MB