Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian3. Chú ý:.[r]
(1)(Dạy tiết)
Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
I MỤC TIÊU: Kiến thức:
- Thông qua quan sát để có khái niệm chuyển động dao động
- Biết đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà
- Hiểu rõ khái niệm T f
- Viết công thức vận tốc, gia tốc dao động hoà
- Biết tính tốn vẽ đồ thị x(t), v(t) a(t)
- Biết viết điều kiện đầu tuỳ theo cách kích thích dao động từ suy A Củng cố kiến thức
về dao động điều hoà
- Vận dụng kiến thức giải tập đơn giản
2 Kĩ năng: Khả tự tính tốn học sinh.
3 Thái độ: Làm việc kết đấy. II CHUẨN BỊ:
1 Giáo viên:
- Hình vẽ miêu tả dao động hình chiếu P điểm M đường kính P1P2
- Giáo án giảng dạy
- Chuẩn bị số tập vận dụng
2 Học sinh:
- Ơn lại chuyển động trịn đều: Chu kỳ, tần số, mối liên quan tốc độ góc với T, f, v
- Ơn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm hàm số lượng giác
- Ý nghĩa vật lý đạo hàm
(2)Hoạt động 1: Ổn định, yêu cầu môn học, vào bài
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số - Yêu cầu môn học - Kiểm tra: Không
- Vào bài: đời sống ta nhận thấy có vơ số chuyển động Có chuyển động phúc tạp, co chuyển động tuân theo nguyên tắt Vậy làm để mơ tả chuyển động đó? Nội dung chương cho ta kiến thúc co để khảo sát chuyển động
- Báo học sinh vắng
- Ghi nhận, chuẩn bị cho tiết sau
Hoạt động 2: Tìm hiểu dao động , dao động tuần hoàn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Màng trống rung động, gió làm bơng hoa lay động; lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung gãy…
- Chuyển động vật nặng trường hợp có đặc điểm giống ?
- Dao động học gì?
- Nhận xét dao động lắc đồng hồ?
- Dao động tuần hoàn? - Đơn giản dao động hoà
- Nhận xét đặc điểm chuyển động: chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt
Phát biểu:
Trở vị trí cũ sau khoảng thời gian
Phát biểu
I DAO ĐỘNG CƠ
1 Thế dao động cơ
Dao động chuyển động có giới hạn khơng gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.
- Ví dụ: Chuyển động lắc đồng hồ, dây đàn ghi ta rung động …
2 Dao động tuần hoàn
Dao động tuần hoàn: dao động mà sau khoảng thời gian gọi chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.
VD: Dao động lắc đồng hồ
Hoạt động 3: Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Xét điểm M chuyển động đường trịn tâm O, bán kính OM, với vận tốc góc (rad/s)
Chọn C điểm gốc đường
Vẽ hình minh họa chuyển động
tròn chất điểm II PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA
1Ví dụ
(3)tròn Tại:
- Thời điểm ban đầu t = 0, xác định vị trí điểm M0, - Thời điểm t 0, vị trí điểm chuyển động Mt, Xác định góc nào?
Xác đinh hình chiếu chất điểm M tai thời điểm t
lên trục Oy?
Dao động P có đặc điểm gì? Vì sao?
Định nghĩa DĐĐH?
C1
Nêu ý nghĩa vật lý đại lượng biểu thúc thức ? Đơn vị đại lượng? A nhận giá trị nào?
nhận giá trị nào?
Mối quan hệ dao động hoà chuyển động trịn đều?
Xác định góc
t +
x = OP
= OMt cos (t + ).
Đều hoà Hàm cos hồ
Nêu định nghĩa dao động điều hịa
Trả lời C1: Thảo luận nhóm
Trả lời câu hỏi:
Dương
Dương, âm,
Phát biểu
bán kính OM = A, với vận tốc góc (rad/s)
Thời điểm t 0, vị trí điểm chuyển động Mt, Xác định góc (wt +): x = OP
=OMt cos
(t + ).
Hay: x = Acos(t + ). A, , số
2 Định nghĩa
Dao động điều hòa dao động trong li độ vật hàm côsin (hay sin) thời gian
3 Phương trình x=Acos(t+)
+ x: li độ vật thời điểm t (tính từ VTCB)
+A: gọi biên độ dao động: li độ dao động cực đại ứng với cos(t+) =1
+(t+): Pha dao động (rad) + : pha ban đầu.(rad)
+ : Gọi tần số góc dao động.(rad/s)
4 Chú ý:
Một điểm dao động điều hịa trên một đoạn thẳng ln ln có thể coi hình chiếu điểm tương ứng chuyển động trịn đều lên đường kính đoạn thẳng đó.
Hoạt động 4: Khái niện tần số góc, chu kì, tần số dao động
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Từ mối liên hệ tốc độ góc, chu kì, tần số giao viên hướng dẫn hs đưa khái niệm chu kì tần số, tần số góc dao động điều hòa
Định nghĩa đại lượng chu kì tần số, tần số góc
(4)1 Chu kì tần số. a Chu kì (T):
C1: Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn T sau trạng thái dao động lặp lại như cũ.
(5)b Tần số (f)
Tần số dao động điều hịa số dao động tồn phần thực được giây
f =
1ω
=
(6)T= t/n
n số dao động toàn phần thời gian t
2 Tần số góc
kí hiệu đơn vị : rad/s
Biểu thức :
Hoạt động 5: Vận tốc gia tốc dao động điều hòa
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Hãy viết biểu thức vận tốc trong giao động điều hòa?
Ở vị trí biên, vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc nào?
GV hướng dẫn học sinh sử dụng vòng tròn lượng giác chuyển đổi hàm lượng giác. Pha vận tốc v nào so với pha ly độ x ?
Tìm biểu thức gia tốc?
Gia tốc ly độ có đặc điểm gì? Độ l ệch pha a, v
v = x’ = Asin(t + ) IV VẬN TỐC GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1 Vận tốc
v = x/ = -Asin(t + ),
- vmax = A x = 0(VTCB) - vmin = x = A vị trí biên
Vận tốc nhanh pha / so với ly độ.
2 Gia tốc
a = v/ = -A2cos(t + )=
2
2
f
T
(7)Chúng minh: 2 2 v x A
x = A v = 0 x = : v = A
v nhanh pha / so với x a = v/ = -A2cos(t + )=
-2x
a ln ln ngược pha với x, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn x /
Thảo luận nhóm
-2x
- |a|max=A2 x = A - vật biên
- a = x = (VTCB) đó Fhl =
KL : Gia tốc luôn ngược chiều (ngược pha) với li độ có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ
* Công thức độc lập thời gian. 2 2 v x A
Hoạt động 6: Đồ thị dao động điều hòa
HOẠT ĐỘNG CỦA
GV HOẠT ĐỘNG CỦAHS NỘI DUNG
- Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a
trường hợp =
2π
T x = Acos(t) = Acos(t)
2π
T v = -Asin(t) 2π
T a = -A2cos(t)
V ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. Vẽ đồ thị cho trường hợp =0
t T/4 T/2 3T/4 T x A -A A v -A A a -A2 A2 0 A2
(8)Xác định li độ, vận tốc, gia tốc thời điểm t = , t = T/4, t = T/2, t = 3T/4, t = T
Hoạt động 7: Củng cố
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Phương trình dao động hồ, ý nghĩa, đơn vị đại lượng?
- Bài tập 7, 8, 9, 10 SGK
- Liên hệ vận tốc, gia tốc, tốc độ góc, biên độ - Bài tập 6, 11 SGK
- Làm tập sách tập
- Trả lời
- Suy nghĩ, thảo luận trả lời
Hoạt động 8: Nhiệm vụ nhà
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Bài mới:
+ Xem lại cách biểu diễn đồ thị hàm lương giác
+ Cách tính đạo hàm hàm lượng giác + Xem nội dung IV, V SGK
- Bài tập sách tập
- Ghi soạn
IV RÚT KINH NGHIỆM BỔ SUNG
(9)