Giáo án Vật lý 12 bài 1: Dao động điều hòa

MỤC TIÊU : 1 Kiến thức : -Nêu được định nghĩa dao động điều hòa , li độ , biên độ , pha , pha ban đầu là gì -Viết được phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I MỤC TIÊU :

1) Kiến thức :

-Nêu được định nghĩa dao động điều hòa , li độ , biên độ , pha , pha ban đầu là gì -Viết được phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong phương trình.

2) Kĩ năng :

-Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không

- Giải các bài tập liên quan

II CHUẨN BỊ :

1) Giáo viên : Hình vẽ 1.1 ;1.2 SGK/4,5

2) Học sinh : Ôn lại chuyển động tròn đều

III PHƯƠNG PHÁP :

Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.

IV TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :

1) Ổn định tổ chức :

- Ổn định lớp

-Kiểm tra sỉ số

-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh

2)Kiểm tra bài cũ :

Giới thiệu chương trình vật lý 12 và phương pháp học tập bộ môn

3) Giảng bài mới :

Hoạt động của Thầy , Trò Nội dung bài học

*Hoạt động 1 : DAO ĐỘNG CƠ :

Mục tiêu :Nắm được định nghĩa dao động

cơ và dao động tuần hoàn

GV Nêu ví 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 ?

*Hoạt động 2 : PHƯƠNG TRÌNH DAO

ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Mục tiêu : Nắm được định nghĩa dao

động điều hòa và ý nghìa của phương

trình

GV 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 t = 0 và tai thời

điểm t  0

Xác định hình chiếu của chất điểm M tai

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

II PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1Ví dụ

Xét một điểm M chuyển động đều trên một đường tròn theo chiều dương với vận tốc góc là  (rad/s)

Thời điểm t  0, vị trí của điểm chuyển động là M, Xác định bởi góc (wt + ) : x = OP = OM cos (t + ).

Hay: x = A.cos (t + ).

A,  ,  là các hằng số

thời điểm t  0

x = OP

= OM cos (t + ).

Nêu định nghĩa dao động điều hòa

HSTrả lời C1

cho biết ý nghĩa của các đại lượng:

+ Biên độ,

+ pha dao động,

+ pha ban đầu.

+ Li độ

+ Tần số góc

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.

2 Định nghĩa:

Dao động điều hòa là dao động trong đó

li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian

3 Phương trình:

Phương trình x=Acos(t+)gọi là phương trình dao động điều hòa

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(t+) =1 +(t+): Pha dao động (rad) +  : pha ban đầu.(rad)có thể dương ,

âm hoặc bằng 0

4 Chú ý : Một điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là một đoạn thẳng đó

4) Củng cố và luyện tập :

Giáo viên gọi học sinh nhắc lại các khái niệm dao động , dao động tuần hoàn và viết

phương trình dao động điều hòa bằng các câu hỏi1,2 SGK

5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :

Bài tập về nhà 7,9,10 SGK/9

V RÚT KINH NGHIỆM :

Giáo

viên -Học

sinh -Thiết

bị -Sách giáo

khoa -

-DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TT)

I MỤC TIÊU :

1) Kiến thức :

-Nêu được định nghĩa tần số , chu kì

-Viết được công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa , công thức liên hệ

giữa tần số góc , chu kì và tần số.

2) Kĩ năng :

-Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không

- Giải các bài tập liên quan

II CHUẨN BỊ :

1) Giáo viên : Hình vẽ 1.6 SGK/7

2) Học sinh : Ôn lại chuyển động tròn đều

III PHƯƠNG PHÁP :

Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.

IV TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :

1) Ổn định tổ chức :

- Ổn định lớp

-Kiểm tra sỉ số

-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh

2)Kiểm tra bài cũ :

Câu 1 : Định nghĩa dao động điều hòa viết phương trình và giải thích các đại lượng trong phương trình.

Câu 2 : Cho phương trình dao động điều hòa x= -6cos(6t) (cm) Hãy cho biết biên

độ và pha ban đầu xác định tọa độ của vật khi t =0.5s

Đáp án :

Câu 1 : 4đ

+Định nghĩa 1đ ; viết phương trình 1đ ; giải thích 2đ

Câu 2 : 6đ

+Biên độ : 6 cm (2đ) ; pha ban đầu  ( 2đ) Tọa độ : 6cm (2đ)

Hoạt động của Thầy , Trò Nội dung bài học

*Hoạt động 1 : CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN

SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

.

III CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA :

1 Chu kì và tần số

Mục tiêu : Nắm các khái niệm chu kì ,

tần số góc của dao động điều hòa

GV :Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc , chu

kì , tần số giao viên hướng dẫn hs đưa ra

khái niệm chu kì tần số , tần số góc của

dao động điều hòa

đinh nghĩa các đại lượng chu kì tần số ,

tần số góc

Gv có thể nói thêm : tần số là số chu kì

trong một đơn vị thời gian

*Hoạt động 4 : VẬN TỐC, GIA TỐC

CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA :

Mục tiêu : Viết được biểu thức vận tốc và

gia tốc của vật dao động điều hòa

GV :Hãy viết biểu thức vận tốc trong dao

động điều hòa?

Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân bằng,

vật nặng có vận tốc như thế nào ?

a Chu kì (T):

Chu kì của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao

độngtoàn phần Đơn vị chu kì là giây (s)

b Tần số (f)

Tần số của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây

Đơn vị của tần số Hz

f = 1 = ω

T 2π

T= t/n

n là số dao động toàn phần trong thời gian t

2 Tần số góc:(  ) đơn vị : rad/s Biểu thức : 2 2

f





IV VẬN TỐC GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

1 Vận tốc : Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian

v = x / = - Asin(t + )

Ta thấy vận tốc là đại lượng biến thiên điều hòa

Pha của vận tốc v như thế nào so với pha

của ly độ x ?

Hs :v = x’ = Asin(t + )

x =  A v = 0 ; x = 0 : v =  A

Người ta nói rằng vận tốc trễ pha  / 2

so với ly độ.( Hay ly độ sớm pha  / 2 so

với vận tốc )

GV; Viết biểu thức của gia tốc trong dao

động điều hòa ?

Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì ?

Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ

và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.

*Hoạt động 3 : ĐỒ THỊ CỦA DAO

ĐỘNG ĐIỀU HÒA :

Gv Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a trong

trường hợp  = 0

x = Acos(t) = Acos(2πT t)

v = -Asin(2πT t)

a = -A 2 cos(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

+ Vật ở vị trí cân bằng x = 0 thì vận tốc

có độ lớn cực đại v max = A +Ở vị trí biên khi x =  A thì vận tốc bằng 0

KL: vận tốc sớm pha  / 2 so với ly độ.

2 Gia tốc

Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian

a = v / = -A 2 cos(t + )= - 2 x

Gốc tọa độ O là vị trí cân bằng : a = 0 khi

x = 0 (VTCB) khi đó F hl = 0

- Gia tốc luôn hướng ngược dấu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng) và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn

của li độ

V ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

 Vẽ đồ thị cho trường hợp =0.

t 0 T/4 T/2 3T/4

x A 0 -A 0

v 0 -A 0 A 0

a -A 2 0 A 2 0 A

4) Củng cố và luyện tập :

- Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà?

- Phõn biệt được dao động tuần hoàn và dao động điều hoà?

5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :

- Câu hỏi từ 1 đến 5- trang 8- SGK.

- Bài tập 7, 8, 9 trang 9- SGK.

V RÚT KINH NGHIỆM :

Gi ỏo vi

ờn -H ọc

sinh -

-Thiết

bị -S ỏch gi ỏo