Giáo Án Vật Lý 12 CB 09-10

Ngày soạn: 01/8/2008 Tiết dạy: + Chương I DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu gì? - Viết được: + Phương trình dao động điều hồ giải thích cá đại lượng phương trình + Cơng thức liên hệ tần số góc, chu kì tần số + Cơng thức vận tốc gia tốc vật dao động điều hoà - Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu - Làm tập tương tự Sgk Kĩ năng: Thái độ: II CHUẨN BỊ Giáo viên: Hình vẽ mơ tả dao động hình chiếu P điểm M đường kính P 1P2 thí nghiệm minh hoạ Học sinh: Ơn lại chuyển động trịn (chu kì, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kì tần số) III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định tổ chức: Kiểm tra cũ: Bài mới: Ôn lạikiến thức cũ Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động Hoạt động GV - Lấy ví dụ vật dao động đời sống: thuyền nhấp nhô chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động  ta nói vật dao động  Như dao động cơ? - Khảo sát dao động trên, ta nhận thấy chúng chuyển động qua lại khơng mang tính tuần hồn  xét lắc đồng hồ sao? - Dao động tuần hồn khơng Nhưng sau khoảng thời gian (T) vật trở lại vị trí cũ với vật tốc cũ  dao động tuần hoàn Hoạt động HS - Là chuyển động qua lại vật đoạn đường xác định quanh vị trí cân - Sau khoảng thời gian định trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ  dao động lắc đồng hồ tuần hoàn Hoạt động ( phút): Tìm hiểu phương trình dao động điều hoà Hoạt động GV Hoạt động HS M + - Minh hoạ chuyển động tròn điểm M t M0  P O x P Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Kiến thức I Dao động Thế dao động - Là chuyển động có giới hạn khơng gian lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân - VTCB: thường vị trí vật đứng yên Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau khoảng thời gian nhau, gọi chu kì, vật trở lại vị trí cũ với vật tốc cũ Kiến thức II Phương trình dao động điều hồ Ví dụ - Giả sử điểm M chuyển động Trang tròn đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc  - P hình chiếu M lên Ox - Giả sử lúc t = 0, M vị trí M0 với  POM  (rad) - Nhận xét dao động P M chuyển động? - Khi toạ độ x điểm P có phương trình nào? - Có nhận xét dao động điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hồn thành C1 - Hình dung P khơng phải điểm hình học mà chất điểm P  ta nói vật dao động quanh VTCB O, cịn toạ độ x li độ vật - Gọi tên đơn vị đại lượng có mặt phương trình - Lưu ý: + A,   phương trình số, A >  > + Để xác định  cần đưa phương trình dạng tổng quát x = Acos(t + ) để xác định - Với A cho biết pha ta xác định gì? ((t + ) đại lượng cho phép ta xác định gì?) - Tương tự biết ? - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy chuyển động tròn dao động điều hồ có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(t + ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động chiều tăng pha tương ứng với chiều tăng  góc POM chuyển động trịn - Trong q trình M chuyển động trịn đều, P dao động trục x quanh gốc toạ độ O x = OMcos(t + ) - Vì hàm sin hay cosin hàm điều hoà  dao động điểm P dao động điều hoà - Tương tự: x = Asin(t + ) - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà - Ghi nhận đại lượng phương trình - Chúng ta xác định x thời điểm t - Sau t giây, vật chuyển động đến  vị trí M, với POM ( t   ) rad - Toạ độ x = OP điểm P có phương trình: x = OMcos(t + ) Đặt OM = A x = Acos(t + ) Vậy: Dao động điểm P dao động điều hoà Định nghĩa - Dao động điều hồ dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian Phương trình - Phương trình dao động điều hồ: x = Acos(t + ) + x: li độ dao động + A: biên độ dao động, xmax (A > 0) + : tần số góc dao động, đơn vị rad/s + (t + ): pha dao động thời điểm t, đơn vị rad + : pha ban đầu dao động, dương âm Chú ý (Sgk) - Xác định x thời điểm ban đầu t0 - Một điểm dao động điều hoà đoạn thẳng ln ln coi hình chiếu điểm tương ứng chuyển động tròn lên đường kính đoạn thẳng Hoạt động ( phút): Tìm hiểu chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hoà Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức III Chu kì, tần số, tần số góc - Dao động điều hồ có tính tuần - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hồ hồn  từ ta có định nghĩa chu kì tần số Chu kì tần số Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang - Trong chuyển động trịn tốc độ góc , chu kì T tần số có mối liên hệ nào?  2 2 f T Hoạt động ( phút): Tìm hiểu vận tốc gia tốc dao động điều hoà Hoạt động GV Hoạt động HS - Vận tốc đạo hàm bậc li độ theo thời gian  biểu thức?  Có nhận xét v? x = Acos(t + )  v = x’ = -Asin(t + ) - Vận tốc đại lượng biến thiên điều hoà tần số với li độ - Gia tốc đạo hàm bậc vận  a = v’ = -2Acos(t + ) tốc theo thời gian  biểu thức? - Dấu (-) biểu thức cho biết điều - Gia tốc ln ngược dấu với li độ gì? (vectơ gia tốc luôn hướng VTCB) Hoạt động ( phút): Vẽ đồ thị dao động điều hoà Hoạt động GV Hoạt động HS - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị dao - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn động điều hoà x = Acost ( = 0) GV - Chu kì (kí hiệu T) dao động điều hồ khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần + Đơn vị T giây (s) - Tần số (kí hiệu f) dao động điều hoà số dao động toàn phần thực giây + Đơn vị f 1/s gọi Héc (Hz) Tần số góc - Trong dao động điều hoà  gọi tần số góc Đơn vị rad/s 2   2 f T Kiến thức IV Vận tốc gia tốc dao động điều hoà Vận tốc v = x’ = -Asin(t + ) - Ở vị trí biên (x = A):  v = - Ở VTCB (x = 0):  |vvmax|v = A Gia tốc a = v’ = -2Acos(t + ) = -2x - Ở vị trí biên (x = A):  |vamax|v = -2A - Ở VTCB (x = 0): a=0 Kiến thức V Đồ thị dao động điều hoà x - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy đường hình sin, người ta gọi dao động điều hồ dao động hình sin A 3T T t T A IV.CỦNG CỐ: Qua cần nắm + Định nghĩa dao động điều hoà + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu + Phương trình dao động điều hồ giải thích cá đại lượng phương trình + Cơng thức liên hệ tần số góc, chu kì tần số + Công thức vận tốc gia tốc vật dao động điều hoà Ngày soạn: 3/9/20089 Ngày day : 11/9/20089 Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang Tiết dạy: Bài 2: CON LẮC LÒ XO I MỤC TIÊU Kiến thức: - Viết được: + Công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hồ + Cơng thức tính chu kì lắc lị xo + Cơng thức tính năng, động lắc lị xo - Giải thích dao động lắc lò xo dao động điều hồ - Nêu nhận xét định tính biến thiên động lắc dao động - Áp dụng công thức định luật có để giải tập tương tự phần tập - Viết phương trình động lực học lắc lị xo Kĩ năng: Thái độ: II CHUẨN BỊ Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang Vật m vật hình chữ “V” ngược chuyển động đêm khơng khí Học sinh: Ơn lại khái niệm lực đàn hồi đàn hồi lớp 10 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định tổ chức: Kiểm tra cũ: + Định nghĩa dao động điều hồ + Viết phương trình dao động điều hồ giải thích cá đại lượng phương trình Bài mới: Hoạt động ( phút): Tìm hiểu lắc lị xo Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Minh hoạ lắc lò xo trượt - HS dựa vào hình vẽ minh hoạ I Con lắc lị xo mặt phẳng nằm ngang khơng ma GV để trình bày cấu tạo lắc Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối sát Y/c HS cho biết gồm gì? lị xo lượng m gắn vào đầu lị xo có độ cứng k, khối lượng không đáng k F=0 kể, đầu lò xo giữ cố m định  N  P  m F N v =  P F N m P k k A O A - HS trình bày minh hoạ chuyển động vật kéo vật khỏi VTCB cho lò xo dãn đoạn nhỏ buông tay VTCB: vị trí lị xo khơng bị biến dạng x Hoạt động ( phút): Khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức   - Vật chịu tác dụng lực II Khảo sát dao động - Trọng lực P , phản lực N  nào? mặt phẳng, lực đàn hồi F lò lắc lò xo mặt động lực học Chọn trục toạ độ x song song xo   với trục lị xo, chiều dương - Vì P  N 0 nên hợp lực tác - Ta có nhận xét lực này? chiều tăng độ dài l lò xo Gốc dụng vào vật lực đàn hồi lò toạ độ O VTCB, giả sử vật có li xo độ x - Lực đàn hồi lò xo  x = l  - Khi lắc nằm ngang, li độ x  F = -kx F  k  l độ biến dạng l liên hệ nào? Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang - Giá trị đại số lực đàn hồi? - Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì? - Từ biểu thức a? F = -kx  - Dấu trừ F luôn hướng VTCB k a  x m - Từ biểu thức đó, ta có nhận xét - So sánh với phương trình vi phân dao động lắc lị xo? dao động điều hoà a = -2x  dao động lắc lò xo dao động điều hồ - Đối chiếu để tìm cơng thức  - Từ  T xác định T nào? - Lực đàn hồi hướng - Nhận xét lực đàn hồi tác dụng VTCB vào vật trình chuyển động - Lực kéo lực đàn hồi - Trường hợp lực kéo cụ thể lực nào? - Là phần lực đàn hồi F - Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? = -k(l0 + x) Hoạt động ( phút): Khảo sát dao động lò xo mặt lượng Hoạt động GV Hoạt động HS - Khi dao động, động Wđ  mv2 lắc lị xo (động vật) xác định biểu thức? - Khi lắc dao động lắc xác định biểu thức nào? - Xét trường hợp khơng có ma sát  lắc thay đổi nào? - Cơ lắc tỉ lệ với A? 1 Wt  k (l)2  W  kx 2 - Khơng đổi Vì W  m A sin2 (t   )  kA2 cos (t   ) Vì k = m2 nên 1 W  kA  m A const 2 - W tỉ lệ với A2 2. Hợp  lực  tácdụng vào vật: P  N  F ma     - Vì P  N 0  F ma k Do vậy: a  x m - Dao động lắc lò xo dao động điều hồ - Tần số góc chu kì lắc lị xo k m T 2 m k Lực kéo - Lực hướng VTCB gọi lực kéo Vật dao động điều hồ chịu lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ  Kiến thức III Khảo sát dao động lò xo mặt lượng Động lắc lị xo Wđ  mv2 2 Thế lắc lò xo Wt  kx 2 Cơ lắc lò xo Sự bảo toàn a Cơ lắc lò xo tổng động lắc 1 W  mv  kx 2 b Khi khơng có ma sát 1 W  kA  m A const 2 - Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Khi khơng có ma sát, lắc đơn bảo toàn IV.CỦNG CỐ: Qua cần nắm + Công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hoà + Cơng thức tính chu kì lắc lị xo + Cơng thức tính năng, động lắc lò xo + Viết phương trình động lực học lắc lị xo V.DẶN DÒ: - Về nhà học xem trứơc Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhaát Trang -Về nhà làm tập Sgk.và sách tập VI RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 3/9/2009 Ngày daïy: 12/9/2009 Tiết dạy: Bài 3: CON LẮC ĐƠN I MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu cấu tạo lắc đơn - Nêu điều kiện để lắc đơn dao động điều hồ Viết cơng thức tính chu kì dao động lắc đơn - Viết cơng thức tính lắc đơn - Xác định lực kéo tác dụng vào lắc đơn - Nêu nhận xét định tính biến thiên động lắc dao động - Giải tập tương tự - Nêu ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự Kĩ năng: II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị lắc đơn Học sinh: Ôn tập kiến thức phân tích lực III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định tổ chức: Kiểm tra cũ: Bài mới: Hoạt động ( phút): Tìm hiểu lắc đơn Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Mô tả cấu tạo lắc đơn - HS thảo luận để đưa định nghĩa I Thế lắc đơn lắc đơn Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo đầu sợi dây không dãn, khối lượng không đáng α kể, dài l l m - Khi ta cho lắc dao động, dao động nào? - Ta xét xem dao động lắc đơn có phải dao động điều hoà? - Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng  vị trí cân VTCB: dây treo có phương thẳng đứng C động lắc đơn mặt động lực học Hoạt động ( phút): Khảo sát dao Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức α>0 II Khảo sát dao động lắc đơn mặt động lực học l α0 x = 6cosφ =0  v =- 6πsinφ > cosφ =  sinφ < => φ = -π/2 Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm b t = 0, x = 0, v0 => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm Giải a) Tại vị trí cân O kl = mg  l = mg 0,1.10  l 0,04 (m) k 25 k 25  5 10 5 (Rad/s) m 0,1 • - l x = cm > •x • - l += • 0(VTCB) l + m dao động điều hoá với phương trình • 0(VTCB)) x = Asin (t + ) •x * Đọc đề tóm tắt tốn t=0 v = 10 Ta có = Acos -10 * HS thảo luận giải toán (cm/s) 0 = -5.Asin Sin >0 =>cotan = 1/   = π/3(Rad) A= 4(cm) Vậy PTDĐ: x = 4cos (5t + ) (cm) IV.CỦNG CỐ: Qua tiết tập cần nắm - Phương trình dao động điều hồ xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập phương trình dao động điều hồ, phương trình vận tốc, gia tốc, từ giả thuyết tốn - Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu V.DẶN DÒ: - Về nhà xem lại tập xem trứơc - Về nhà làm tập sách tập Ngày soạn: 10/8/2008 Tiết dạy: Bài DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang I MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu đặc điểm dao động tắt dần, dao động trì, dao động cưỡng bức, cộng hưởng - Nêu điều kiện để tượng cộng hưởng xảy - Nêu vài ví dụ tầm quan trọng tượng cộng hưởng - Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần - Vẽ giải thích đường cong cộng hưởng - Vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thích số tượng vật lí liên quan để giải tập tương tự Kĩ năng: Thái độ: II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị số ví dụ dao động cưỡng tượng cộng hưởng có lợi, có hại Học sinh: Ôn tập lắc: W  m A2 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định tổ chức: Kiểm tra cũ: -Nêu cấu tạo lắc đơn - Nêu điều kiện để lắc đơn dao động điều hoà Viết cơng thức tính chu kì dao động lắc đơn Bài mới: Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động tắt dần Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Khi khơng có ma sát tần số dao - HS nêu cơng thức - Khi khơng có ma sát lắc dao động động lắc? điều hoà với tần số riêng (f0) Gọi tần - Tần số phụ thuộc gì? - Phụ thuộc vào đặc tính số riêng pthuộc vào đặc  tần số riêng lắc tính lắc I Dao động tắt dần - Xét lắc lò xo dao động - Biên độ dao động giảm dần  Thế dao động tắt dần thực tế  ta có nhận xét dao đến lúc dừng lại - Dao động có biên độ giảm dần theo động nó? - HS nghiên cứu Sgk thảo thời gian - Ta gọi dao động luận để đưa nhận xét dao động tắt dần  Giải thích dao động tắt dần? - Do chịu lực cản khơng khí (lực - Do lực cản môi trường - Tại dao động lắc lại tắt ma sát)  W giảm dần (cơ  dần? nhiệt) Ứng dụng (Sgk) - Hãy nêu vài ứng dụng dao - HS nêu ứng dụng động tắt dần? (thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc tơ …) Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động trì Hoạt động GV Hoạt động HS - Thực tế dao động lắc tắt dần - Sau chu kì cung cấp cho  làm để trì dao động (A phần lượng không đổi mà không làm thay đổi T) phần lượng tiêu hao ma - Dao động lắc trì sát nhờ cung cấp phần lượng bị từ bên ngoài, dao động trì theo cách gọi dao động trì - Minh hoạ dao động trì - HS ghi nhận dao động trì lắc đồng hồ lắc đồng hồ Kiến thức II Dao động trì Dao động trì cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi dao động trì Dao động lắc đồng hồ dao động trì Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động cưỡng Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang 10 ... vào vật lực đàn hồi lò toạ độ O VTCB, giả sử vật có li xo độ x - Lực đàn hồi lò xo  x = l  - Khi lắc nằm ngang, li độ x  F = -kx F  k  l độ biến dạng l liên hệ nào? Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ... VTCB đến vị trí có li độ cực đai Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Đồng Xuân Nhất Trang 12 A t = 0,5 s B t = 1,0 s C t = 1,5 s D t = 2,0 s Một lắc đơn có chu kì dao động T = s, thời gian để lắc từ VTCB... thảo luận tìm đáp án *Gọi HS trình bày câu * Cho Hs đọc l câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 13 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm đáp án *Cho Hs trình bày câu Giáo Án Vật Lý 12 (Cơ Bản) Hoạt