Đang tải... (xem toàn văn)
- Mục đích của thí nghiệm - Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài con lắc đơn dối với chu kì dao động T. Kiến thức[r]
(1)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ Thị Ngọc Lan Ngày soạn 24/08/2008 CHƯƠNG I: DAO ĐộNG CƠ Tit 1. Dao động điều hoà A Mục tiêu 1.Kiến thức - Nêu đợc: + Định nghĩa dao động điều hoà + Li độ, biên độ, tần số, chu kỳ, pha, pha ban đầu - Viết đợc: + Phơng trình dao động điều hồ giải thích đợc đại lợng phơng trình + Cơng thức liên hệ tần số góc, chu kỳ tần số + Công thức vận tốc gia tốc dao động điều hoà 2 Kỹ năng - Vẽ đợc đồ thị li độ ban dầu theo thời gian với pha ban đầu không - Làm đợc tập tơng tự nh SGK 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B Ph ơng pháp giảng dạy : Gợi mở, nêu vấn đề C.chuẩn bị Giáo viên: - Chun b hỡnh vẽ miêu tả dao động hình chiếu P điểm M đờng P1P2 Có thể chuẩn bị thí nghiêm thật thí nghiệm ảo để minh hoạ H.1.4-SGK Häc sinh: - Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kỳ tần số - Ơn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm hàm số lượng giác - Ý nghĩa vật lý đạo hàm D tiÕn trình day 1 n nh lp- kim tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 2 Kiểm tra cũ: (Khụng) 3 Néi dung bµi míi a.Đặt vấn đề: Giới thiệu tổng quan chơng trình Vật Lí 12 b Triển khai dạy:. Hoạt động 1: Tìm hiểu tổng quan dao động học HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: -Ví dụ: Gió rung làm bơng hoa lay động; lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung gảy… * Chuyển động vật nặng trường hợp có đặc điểm giống nhau? * Thế dao động cơ? HS: trả lời Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: Ghi nhận kiến thức GV: Y/c HS quan sát dao động lắc đồng hồ * Thế dao động tuần hoàn? - Nhận xét đặc điểm chuyển động - Quan sát dao động lắc đồng hồ: - Từ đưa khái niệm dao động tuần hoàn HS: trả lời Nhận xét I Dao động cơ. 1 Thế dao động cơ? - Ví dụ: Chuyển động lắc đồng hồ, dây đàn ghi-ta rung động … Khái niệm: Dao động chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân 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 (2)GV: Nhận xét - kết luận HS: Ghi nhận kiến thức Hoạt động 2: Phơng trình dao động điều hồ HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV:- Xét điểm M chuyển động đường tròn tâm O, bán kính A, với vận tốc góc (rad/s) Chọn C điểm gốc đường trịn HS: Xác định vị trí vật chuyển động tròn thời điểm t = thời điểm t 0? - Tại thời điểm ban đầu t = 0, vị trí điểm chuyển động M0, xác định góc ϕ - Tại thời điểm t 0, vị trí điểm chuyển động Mt, xác định bởi góc (t + ). GV: Y/ cầu HS Xác đinh hình chiếu chất điểm M tai thời điểm t lên trục Ox? HS: GV: Nhận xét GV* Yêu cầu HS nêu đinh nghĩa dao động điều hòa? GV: Nêu C1 HS: Trả lời - Tại thời điểm t, chiếu điểm Mt xuống x’x điểm P có tọa độ x = OQ, ta có: y= OQ = OMt sin(t + ) Hay: x = A.sin (t + ) Vậy chuyển động điểm P trục y’y dao động điều hòa GV: Nêu ý nghĩa vật lý đại lượng công thức trên? - Một dao động điều hịa coi hình chiếu chuyển động tròn xuống đường thẳng nằm mặt phẳng quỹ đạo GV:-Vẽ hình minh họa chuyển động tròn chất điểm -Xác định vị trí vật chuyển động trịn thời điểm t = thời điểm t - Xác định hình chiếu chất điểm M tai thời điểm t0 x = OP = OMt cos (t + ) - Nêu định nghĩa dao động điều hòa II Ph ng trỡnh ca dao ng điều hoà. 1 Ví dụ * Xét điểm M chuyển động đường trịn tâm 0, bán kính A, với vận tốc góc (rad/s) - Tại t = 0, vị trí điểm chuyển động M0, xác định góc ϕ (Rad) - Tại thời điểm t 0, vị trí điểm chuyển động Mt, xác định góc (ωt+ϕ) là: x = OP = OMt cos (t + ) Hay: x = A.cos (t + ). A, , l cỏc hng s 2 Định nghĩa Dao động điều hoà dao động đố li độ vật hàm Côsin (hay Sin) thi gian 3 Ph ơng trình Phng trình dao động điều hồ: x=Acos(ωt+ϕ) Trong đó: x: li độ dao động ( m, cm ) A: biên độ dao động :tần số góc dao động [ω]=Rad (ωt+ϕ): pha dao động thời điểm t [(ωt+ϕ)]=Rad ϕ: pha ban đầu dao động (tại t=0) 4 Chú ý Một điểm dao động điều hịa đoạn thẳng ln ln coi hình chiếu điểm tương ứng chuyển động trịn lên đường kính đoạn thẳng Mt Mo C P y x' wt wt + j (3)Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan Hoạt động 3: Chu kỳ, tần số, tần số góc dao động điều hoà HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: - Từ mối liên hệ tốc độ góc, chu kì, tần số giáo viên hướng dẫn HS đưa khái niệm chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hòa HS:Từ mối liên hệ tốc độ góc, chu kì, tần số đưa khái niệm chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hòa HS: Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức III Chu kỳ tần số tần số góc của dao động iu ho. 1 Chu kỳ tần số a Chu kỳ (ký hiÖu T) - Chu kỳ (T) dao động điều hoà khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần [T] = s b TÇn sè (kÝ hiƯu f) - Tần số (f) dao động điều ho số dao động toàn phần thực giây f = 1ω = T 2π [f] = Hz 2 Tần số góc (kí hiệu ) ω=2π T =2πf [ω]=Rad/s 4 Cũnh cố: - Thế dao động? Dao động tuần hoàn? Thế dao động điều hoà? - Phân biệt dao động tuần hoàn dao động điều hồ? 5 Dặn dị - Câu hỏi từ đến 5- trang 8- SGK - Bài tập 7, 8, trang 9- SGK Ngày soạn 25/08/2008 Tit 2. Dao ng điều hoà(TT) A Mục tiêu 1.Kiến thức - Nêu đợc: + Định nghĩa dao động điều hoà + Li độ, biên độ, tần số, chu kỳ, pha, pha ban đầu - Viết đợc: + Phơng trình dao động điều hồ giải thích đợc đại lợng phơng trình + Cơng thức liên hệ tần số góc, chu kỳ tần số + Công thức vận tốc gia tốc dao động điều hoà 2 Kỹ năng - Vẽ đợc đồ thị li độ ban dầu theo thời gian với pha ban đầu không - Làm đợc tập tơng tự nh SGK 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B Ph ơng pháp giảng dạy : Gợi mở, nờu C.chun b Giáo viên: - Chuẩn bị hình vẽ miêu tả dao động hình chiếu P điểm M đờng P1P2 Có thể chuẩn bị thí nghiêm thật thí nghiệm ảo để minh hoạ H.1.4-SGK Häc sinh: (4) - Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kỳ tần số - Ơn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm hàm số lượng giác - Ý nghĩa vật lý đạo hàm D tiÕn trình day 1 n nh lp- kim tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: Định nghĩa viết phương trình dao động điều hoà? Cho biết tên gọi đơn vị đại lượng 3 Nội dung mới a.Đặt vấn đề: b Triển khai dạy:. Hot ng 1: Vn tc gia tốc vật dao động điều hoà HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Y/ cầu * Hãy viết biểu thức vận tốc giao động điều hòa? * Ở vị trí biên, vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc nào? HS: v = x’ = Asin(t + ) x = A v = x = 0 : v = A HS: Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức GV: Pha vận tốc v so với pha ly độ x? - HS: vận tốc trễ pha /2 so với li độ HS:Viết biểu thức gia tốc dao động điều hịa? a=v '=x''=− ω2Acos(ωt+ϕ) - Gia tốc ln ln ngược chiều với li độ có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ * Gia tốc li độ có đặc điểm gì? HS: Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Iv Vận tốc gia tốc vật dao động điều hoà. 1 Vận tốc v=x '=−ωAsin(ωt+ϕ) - vmax=A x = 0:Vật qua VTCB -vmin=0 x =A: Vật vị trí biên KL: Vận tốc trễ pha /2 so với li độ 2 Gia tốc a=v '=x''=− ω2Acos(ωt+ϕ) - |a|max=A2 x = A: vật biên - a = x = (VTCB), Fhl = - Gia tốc ngược dấu với li độ (Hay: Véctơ gia tốc hướng VTCB) KL: Gia tốc luôn ngược chiều với li độ có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ Hoạt động 2: Đồ thị dao động điều hũa HOẠT ĐỘNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Gv:- Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x, v, a trường hợp = HS: - Khi t=0: x = Acos(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 (5)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan = Acos(2πT t) v = -Asin( 2π T t) a = -A2cos( 2π T t) -HS: Xác định li độ, vận tốc, gia tốc thời điểm t= 0, t = T/4, t = T/2, t = 3T/4, t = T Vẽ đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc HS: Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức 4 Cñng cè: - Củng cố lại kiến thức vận tốc gia tốc dao động điều hoà - Lưu ý cách vẽ đồ thị dao động điều hoà 5.dẶN Dß : - Câu hỏi từ 6- trang 9- SGK - Bài tập 10,11 trang 9- SGK - Các tập Sách tập Ngày soạn 31/08/2008 Tiết 3 Bài tập A MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Từ 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 toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu 2 Kỹ năng - Giải toán đơn giản dao động điều hoà 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Luyên tập C CHUẨN BỊ GIÁO CU Giáo viên: - Một số tập trắc nghiệm tự luận Học sinh: - Ôn lại kiến thức dao động điều hoà D tiến trình day 1 n nh lp- kim tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: Định nghĩa viết phương trình dao động điều hồ? Cho biết tên gọi đơn vị đại lượng 3 Nội dung mới a.Đặt vấn đề: b Triển khai dạy:. (6)HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Trả lời câu hỏi trắc nghiệm SGK GV:Cho Hs đọc câu trắc nghiệm 7,8,9 trang 8,9 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm đáp án *Gọi HS trình bày câu * HS: đọc đề câu, suy nghĩ thảo luận đưa đáp án * Thảo luận nhóm tìm kết * Hs giải thích GV: Nhận xét - kết kuận HS: ghi nhớ kiến thức Hoạt động 2: Giải tập tự luận SGK GV: Hướng dẫn HS tìm phương pháp giải HS: Từ kiến thức học nêu PP giải -Giải -Nhận xét - bổ sung GV: Nhận xét - kết kuận HS: ghi nhớ -cũng cố kiến thức Hoạt động 3: Giải tập làm thêm GV:Cho HS nội dung tập , yêu cầu HS tự giải HS: Làm việc cá nhân -Giải Vận dụng: Câu trang 9: C Câu trang 9: A Câu trang 9: D Câu 10: Phương trình dao động điều hồ: x=2 sin(πt −π 6)(cm) Biên độ A= cm Pha ban đầu: φ = /6 rad Pha thời điểm t: (t +/6 )rad Câu 11: a/ Một vật dao động điều hoà từ điểm biên độ cực đại đến biên độ cực đại hết thời gian chu kỳ dai động Do ta có: T = 0,25 x = 0,5 (s) b/ Tần số: f = / T = 1/ 0,5 = ( s) c/ Biên độ : A = 36 : = 18 (cm) Bài 1: Phơng trình dao động điều hồ có dạng: x=4 cos(πt+π) (cm) với t đo giây 1) Xác định biên độ, tần số góc, tần số, chu kì dao động 2) Xác định li độ vận tốc sau bắt đầu dao động đợc 5,25 giây 3) Xác định li độ vận tốc sau pha dao động −π 3 Giải (7)Giáo án Vật lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan T=2π ω = 2π π =2(s) f=1 T=0,5(Hz) ¿ x=4 cos(πt+π)(cm) v=x '=−4π sin(πt+π) (cm/s) ¿{ ¿ Nhận xét GV: Nhận xét - bổ sung – đánh giá HS: ghi nhớ - cố kiến thức ω=π(rad/s) Chu kì dao động: T=2π ω = 2π π =2(s) + Tần số dao động: f=1 T=0,5(Hz) 2) Li độ vận tốc: ¿ x=4 cos(πt+π)(cm) v=x '=−4π sin(πt+π) (cm/s) ¿{ ¿ + Thay giá trị t=6,25(s) : x=4 cos(.5,25+)=22(cm) v=x '=4 sin(π 5,25+π)=2π√2(cm/s) ¿{ ¿ 3) Li độ vận tốc: ¿ x=4 cos(πt+π)(cm) v=x '=−4π sin(πt+π) (cm/s) { + Thay giá trị (t+)= 3 : ¿ x=4 cos(−π 3)=2(cm) v=x '=−4π sin(−π 3)=2π√3(cm/s) ¿{ ¿ §S: 1) A=6(cm) , ω=π(rad/s) , T=2(s) ; 2) x=2√2(cm), v=2π√2(cm/s) ; 3) x=2(cm) , v=2π√3(cm/s) 4 Cũng cố: Các dạng tập dao động điều hoà, phương pháp giải 5.Dặn dò : Xem lại dạng tập làm tập nhà (8)Ngày soạn 06/09/2008 Tiết CON LẮC LÒ XO A.MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Viết : + Công thức lực kéo tác dụng vật dao động điều hồ, cơng thức tính chu kỳ lắc lị xo, cơng thức tính năng, động lắc lò xo -Viết phương trình động lực học lắc lị xo - Củng cố bảo toàn vật chuyển động tác dụng lực 2 Kỹ năng - Giải thích dao đơng lắc lị xo dao động điều hoà - Vận dụng thành thạo cơng thức tính lượng vào dao động điều hòa - Nắm đơn vị đại lượng - Có kĩ giải tập có liên quan - Làm tập tương tự SGK 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Nêu vấn đề C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Con lắc đơn - Bộ TN khảo sát dao động điều hồ lắc lị xo - Đồng hồ bấm giây Học sinh: (9)Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan - Ôn lại kiến thức dao ng iu ho D tiến trình day 1 ổn định lớp- kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: * Thế dao động điều hồ? Vị trí, vận tốc, gia tốc vật dao động điều hoà xác định nào? * Vật biến đổi chuyển động có gia tốc Vậy xác định gia tốc vật theo định luật II Niu-tơn nào? * Vật chuyển động học dạng lượng Vậy gì? Động vật gì? Được xác định nào? 3 Néi dung bµi míi a.Đặt vấn đề: * Làm tớnh lực đàn hồi lào xo tỏc dụng lờn vật? Chúng ta biết nhiều chuyển động: CĐTĐ, CĐT BĐĐ, CĐ tròn đều, CĐ ném tiết trước ta biết thêm dao động điều hồ Bài học hơm ta khảo sát chuyển động vật gọi lắc lò xo mặt động lực học mặt lượng. b Triển khai dạy:. HOT NG : Cấu tạo lắc lò xo nêu phương án kích thích cho vật m dao động HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Gv: - Cho HS quan sát lắc lò xo * CLLX cấu tạo nào? - Tuỳ theo cách bố trí mà ta có CLLX chuyển động nằm ngang hay thẳng đứng Để đơn giản nghiên cứu chuyển động CLLX chuyển động mặt phẳng nằm ngang khơng ma sát -Vẽ hình CLLX nằm ngang lên bảng * Làm để tính lực đàn hồi lị xo tác dụng lên vật? - HS quan sát CLLX, mô tả đặc điểm cấu tạo trả lời câu hỏi GV GV: Nhận xét -kết luận HS: Ghi nhớ I CON LẮC LÒ XO 1 Cấu tạo + hịn bi có khối lượng m, gắn vào lị xo có khối lượng khơng đáng kể + lị xo có độ cứng k 2 Điều kiện khảo sát 3 Cách kích thích dao động - Kéo hịn bi khỏi vị trí cân (O) khoảng x = A, buông tay HOẠT Đ ỘNG : Tìm hiểu tổng quan lắc lị xo Khảo sát dao động lắc lò xo về mặt động lực học. HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV:- Làm TN với CLLX nằm ngang * Hãy cho biết CLLX chuyển động nào? HS:- Có thể HS nói rằng: dao động điều hoà *GV: Làm để biết vật dao động điều hoà? HS:- Có thể chứng minh theo hai cách: + Xác định li độ vật có dạng: x=Acos(t+) II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MT NG LC Năm học :2008-2009 O x/ x N N P N P F F (10) + Xác định được: x// = - 2x - HS xác định lực: Trọng lực P = mg phản lực: Q lực đàn hồi Fdh -HS ghi mục II vẽ hình vào P + N + Fđh = m a (1) Fđh = m a Fđh = k x Thử lại nghiệm x=Acos(t+) nghiệm phương trình (1) GV: Nêu C1 HS:Trả lời câu hỏi C1 * Cả hai cách Vậy sử dụng cách có lợi hơn? - Ta chọn theo cách * Khi bi dao động, vị trí bi có li độ x Phân tích lực tác dụng vào bi? - Biểu diễn lực lên hình vẽ *Các lực có đặc điểm gì? Đặt : 2= k m Ta lại có: v= dx dt =x/; a= dv dt =v/=x// viết lại: x// + 2x=0 (1); - Phương trình (1) phương trình vi phân hạng 2, nghiệm phương trình (1) x=Acos(t+) GV: Hãy suy luận tìm cơng thức tính chu kỳ T, tần số f lắc lò xo? HS: k m T 2 m k f 2 GV: Nhận xét -kết luận HS: Ghi nhớ kiến thức - Tại thời điểm t bi có li độ x Lực đàn hồi lò xo F =-kx - Áp dụng định luật II Niutơn ta có: ma = –kx a + k mx = - Đặt : 2= k m Ta lại có: v = dx dt =x/; a= dv dt =v/=x// Do viết lại: x// + 2x=0 (1) Nghiệm phương trình (1) là: x=Acos(t+) Trong đó: A, ω , ϕ số - Đối với lắc lò xo: k m T 2 m k f 2 * Lực kéo về: Là lực luôn hướng vị trí cân bằng. - Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hoà HOẠT Đ ỘNG : Khảo sát dao động lắc lò xo mặt lượng. HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Khi vật chuyển động, động vật xác định nào? III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG (11)Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngäc Lan HS:Wđ = 2 1 2mv Wđ= 1 2m2A2sin2(t+) 1 2m2A2 1 cos 2( t+ ) 2 = 1 4 m2A2- 1 c 4 os 2( t+ ) Wđ dao động điều hoà với chu kỳ T/2 (T chu kỳ dao động li độ) GV:Dưới tác dụng lực đàn hồi vật xác định nào? HS:Wt= 2 2 1 cos ( ) 2kx 2kA t Wt= 1 2m2A2cos2(t+) = 1 2 m2A2 1 cos 2( t+ ) 2 = 1 4 m2A2+ 1 c 4 os 2( t+ ) Wt dao động điều hoà với chu kỳ T/2 (T chu kỳ dao động li độ) GV: Hãy biến đổi toán học để dẫn đến biểu thức bảo toàn năng? HS:W = Wt + Wđ W = 2m2A2[cos2(t+) + sin2(t + )] W = 2m2A2 = 2kA2 = const Cơ bảo toàn! GV: Nhận xét -kết luận HS: Ghi nhớ kiến thức 2 1 d W mv Wđ = 1 2mA22sin2(t+) (1) - Đồ thị Wđ ứng với trường hợp = 2 Thế lò xo 2 1 t W kx Wt= 1 2kA2cos2(t+) (2a) - Thay k = 2m ta được: Wt= 1 2 m2A2cos2(t+) (2b) - Đồ thị Wt ứng với trường hợp = 3 Cơ lắc lị xo Sự bảo tồn năng. 2 1 2 d t W W W mv kx 2 2 1 2 W kA m A = số - Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sỏt Năm học :2008-2009 Wt t T T O m2A2 m2A2 Wđ t T T O m2A2 (12)4 CỦNG CỐ: - Các kiến thức CLLX: Phương trình dao động, chu kỳ, tần số, lượng - Từ kết CLLX nằm ngang, đưa phương án xây dựng cho công thức CLLX nằm ngang CLLX thẳng đứng? 5 DẶN DỊ - Hồn thành tiếp yêu cầu mục củng cố -Câu hỏi từ đến 3- trang 13- SGK - Bài tập 4, 5, trang 13 - SGK Ngày soạn 8/09/2008 Tiết CON LẮC ĐƠN A MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Nêu cấu tao lắc đơn -Nêu điều kiện để lắc đơn dao động điều hồ, viết ccơng thức chu kỳ dao động lắc đơn, viíet cơng thức tính năng, động năng, lắc lắc đơn -xác định jực kéo tác dụng vào lắc đơn - Nêu nhận xét định tính bbiíen thiên động lắc dao động - 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 2 Kỹ năng - Nêu ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự - Giải tốn đơn giản dao động điều hồ 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Nêu vấn đề C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Con lắc đơn gần - Con lắc vật lý bìa hay gỗ mỏng trịn có đánh dấu vị trí khối tâm G khoảng cách d từ G đến trục quay Học sinh: - Ôn lại khái niệm vận tốc gia tốc chuyển động tròn đều, mơmen qn tính, mơmen lực Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục Ôn lại kiến thức dao động điều hoà (13)Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan - Ôn lại kiến thức dao động iu ho D tiến trình day 1 ổn định lớp- kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: 1, Câu hỏi 2, trang 13-SGK 2, Câu 5, trang 13-SGK 3 Nội dung mới a.Đặt vấn đề: b TriÓn khai dạy:. HOT ỘNG : Cấu tạo lắc lò xo nêu phương án kích thích cho vật m dao động HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: + Nêu cấu tạo lắc đơn? + Cho biết phương dây treo lắc cân bằng? + Khi lắc dao động quỹ đạo vị trí xác định đại lượng nào? + Cách kích thích dao động ? HS: đọc SGK - trả lời câu hỏi Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: Ghi nhớ kiến thức I THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN 1 Cấu tạo Gồm: + vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo đầu sợi dây + sợi dây mềm khơng dãn có chiều dài l có khối lượng khơng đáng kể 2 Kích thích dao động Kéo nhẹ cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân góc thả nhẹ HOẠT Đ ỘNG : Khảo sát dao động lc lũ xo v mt ng lc hc. Năm häc :2008-2009 Q s s (14)HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV:* Vẽ hình, mơ tả trạng thái lắc đơn - Khi vật VTCB chịu tác dụng lực nào? - Khi từ M thả vật bắt đầu chuyển động, bỏ qua ma sát vật chịu tác dụng lực nào? HS:Trọng lực lực căng dây - Lực làm vật chuyển động theo phương ngang, có giá trị tính cơng thức nào? HS:P + T = m a GV: Theo định luật II Newton phương trình chuyển động vật viết nào? * Xác định hình chiếu m a,P, T trên trục Mx? HS: P sin = m.at GV: Hướng dẫn HS chứng tỏ lắc khơng dao động điều hịa! * GV thơng báo với Với 100 => sin = = s/l Biến đổi biểu thức ra a = ω2.s (1) * phương trình thu giống phương trình học? * Nghiệm phương trình (1)? * Phương trình góc lệch có dạng ntn? - Giáo viên giới thiệu phương trình vi phân bậc 2, nghiệm số phương trình có dạng: s = Acos(t + ) GV: Cho hs thực lệnh C1 HS: Trả lời C1 GV: Cho HS thực C2 * Viết cơng thức tính chu kì lắc? HS:Trả lời C2 Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT ĐỘNG HỌC - Khi vật vị trí M thì: + Vật nặng xác định cung OM = s + Vị trí dây treo xác định góc: OQM =α - Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , lực căng dây T - Áp dụng định luật II Niu tơn: ma = P +T chiếu lên Mx: Pt =mat= -Psin (3.1) (3.1) cho thấy dđ lắc đơn không phải dđđh ms//+mgsin = Với góc lệch bé sin = = s/l Suy ra: s//+(g/l)s = Đặt 2 =g/l ta được: s//+2s = (1) Nghiệm phương trình (1): s = s0cos(t + ). Vậy: Dao động lắc đơn với góc lệch bé là dao động điều hoà với chu kỳ T = 2π g l Tần số : f = 1 2 g T l HOẠT Đ ỘNG : Khảo sát dao động lắc đơn mặt lượng. T P M x Q (15)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Động lắc đơn xác định nào? * Biểu thức tính vận tốc lắc đơn? * Thay biểu thức vận tốc lắc đơn vào biểu thức động năng? HS:- 2 1 d W mv - v=s '=− s0.ω Sin(ωt+ϕ) Wđ = 1 2 2 2 mω s sin (ωt + φ)0 GV:* Thế lắc đơn gì? * Viết biểu thức tính trọng trường vật? * Xác định độ cao vật? * Từ suy biểu thức tính năng? HS:- Là trọng trường - Bt: Wt = mgh Wt mgl(1 cos ) GV: Biểu thức xác định nào? Cơ lắc đơn? HS:- W = Wd + Wt III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1 Động lắc đơn 2 1 d W mv Wđ = 1 2 2 2 mω s sin (ωt + φ)0 2 (1) 2.Thế lắc đơn Wt = mgh Wt mgl(1 cos ) (2) 3 Cơ lắc đơn 2 1 (1 cos ) d t W W W mv mgl HOẠT Đ ỘNG : Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do. HOẠT ĐỘNG THẦY TRỊ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV:Nêu cơng dụng lắc lĩnh vực địa chất * Đưa số VD thực tế để thấy công dụng lắc * Từ biểu thức xác định chu kỳ vật rơi tự suy biểu thức xác định gia tốc rơi tự do? - Từ biểu thức xđ g ta thấy đo được l đo T Do ta xác định g * Phân tích nguyên nhân dẫn đến gia tốc thay đổi nơi khác độ cao? * Hs lắng nghe, tiếp thu kiến thức IV ỨNG DỤNG: XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO Từ: T = 2π g l => 2 4 l g T => Muốn đo g cần đo chiều dài (bằng thước) chu kỳ lắc đơn (bằng đồng hồ bấm giây) (16)- Bt: 2 4 l g T * Hs lớp phân tích thay đổi gia tốc 4 Cñng cè: - Các kiến thức trọng tâm tóm tắt cuối học trang 16 - Nhắc lại kiên thức học - Câu hỏi từ đến - trang 17 - SGK Dặn dũ: - Bàt tập Từ đến - trang 17- SGK - Các tập liên quan sách tập Ngày soạn 9/09/2008 Tiết 6 Bài tập A MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Từ 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 toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu - Cũng cố kiến thức dao động điều hồ.,dao động lắc lị xo lắc đơn 2 Kỹ năng - Giải toán đơn giản dao động điều hồ.,dao động lắc lị xo lắc đơn 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Luyên tập C CHUẨN BỊ GIÁO CU Giáo viên: - Một số tập trắc nghiệm tự luận (17)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan - Ôn lại kiến thức dao động điều ho D tiến trình day 1 ổn định lớp- kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: 1,Viết cơng thức tính chu kỳ , tần số dao động lắc lò xo lắc đơn 2, Viết biểu thức động năng, , lượng dao động lắc lò xo lắc đơn 3 Nội dung mới a.Đặt vấn đề: b Triển khai dạy:. H1: Gii cỏc bi trắc nghiệm trang 13 HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Gv: 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 * HS đọc đề câu, suy nghĩ thảo luận đưa đáp án * Thảo luận nhóm tìm kết * Hs giải thích GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Câu trang 13: D Câu trang 13: D Câu trang 13: B HĐ2: Giải tập trắc nghiệm tự luận trang 17 HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Gv: 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 * HS đọc đề câu, suy nghĩ thảo luận đưa đáp án * Thảo luận nhóm tìm kết * Hs giải thích -giải GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Câu trang 13: D Câu trang 13: D Câu trang 13: B Câu trang 13: Chu kỳ dao động lắc đơn: T = 2π g l Số dao động toàn phần lắc thực 5,00 phút = 300 giây là: N = 5,00/ T= 106 dao động Hoạt động 3 Giải tập tự luận dao động điều hoà vật năng, lắc lị xo HOẠT ĐỘNG THẦY TRỊ NỘI DUNG KIẾN THỨC Bài 1: Một vật kéo lệch khỏi VTCB đoạn 6cm thả vât dao động tự với tần số góc ω = π(rad) Xác định phương trình dao động lắc với điều kiện ban đầu: a lúc vật qua VTCB theo chiều dương b lúc vật qua VTCB theo chiều âm Giải Phương trình tổng quát: x = Acos(ωt + φ) x = 6cos(πt + φ) a t = 0, x = 0, v>0 (18)*Hướng dẫn giải: - Viết phương trình tổng quát dao động. - Thay A = 6cm -Vận dụng điều kiện banđầu giải tìm φ * HS tiếp thu * Đọc đề tóm tắt tốn * HS thảo luận giải toán GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Bài 2: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ chuyển động đầu theo vật nặng có khối lượng m = 100g, lị xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho vận tốc 10 3 . (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên Chọn góc tg lúc thả vật, gốc toạ độ VTCB, c dương hướng xuống. a Viết PTDĐ. b Xác định thời điểm vật qua vị trí mà lị xo giãn cm lần thứ nhất. * Đọc đề tóm tắt tốn * HS thảo luận giải toán GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Gv:* Hương dẫn Học sinh nhà làm câu b HĐ4: Kiểm tra 15 phút GV: Cho HS nội dung kiểm tra Yêu cầu HS làm nghiêm túc, tự giác HS: làm kiểm tra 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, v<0 x = 6cosφ = v = - sinφ < cos φ= sinφ > => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm Giải a) Tại vị trí cân O k.l = mg l = 0,04 25 0,1.10 k mg (m) + = 10 , 25 m k (Rad/s) + m dao động điều hồ với phương trình x = Acos (t + ) t = x = cm > v = 10 (cm/s) <0 Ta có = Acos Cos >0 -10 = -5.AsinSin >0 =>cotan = 1/ 3 = π/3(Rad) A= 4(cm) Vậy PTDĐ: x = 4cos (5t + ) (cm) Đề: Một lò xo treo thẳng đứng, đầu lò xo giữ chuyển động đầu theo vật nặng có khối lượng m = 100g, lị xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20 cm Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống đoạn 4cm, thả không vận tốc đầu Côn lắc dao động với chu kỳ 0,2 s.Chọn góc tg lúc thả vật, gốc toạ độ VTCB, chiều dương hướng xuống a Tính độ cứng k lị xo 3 3 (19)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan GV: Thu - nhận xét b.Viết PTDĐ c Tính chiều dài cực đại cực tiểu lị xo vật dao động d Tính vận tốc vật vật qua vị trí có li độ cm 4 Cũng cố: Các dạng tập dao động điều hoà, phương pháp giải 5.Dặn dò : Xem lại dạng tập làm tập nhà Về nhà làm tập sách tập Ngày soạn 15/92008 Tiết DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC A MỤC TIÊU 1 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 2 Kỹ năng - Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần - Vẽ giải thích đường cong cộng hưởng - Vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thich số tượng liên quan để giải tập tương tự 3 Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Gợi mở, nêu vấn đề C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Chuẩn bị thêm số ví dụ dao động cưỡng tượng cộng hưởng có lợi, có hại Học sinh: (20) - Ôn tập lắc: W = 2m2A2 D tiến trình day 1 ổn định lớp- kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: 3 Néi dung bµi míi a.Đặt vấn đề: Tại ụtụ, xe mỏy cõ̀n cú giảm xúc? Tại đoàn quân bước qua cầu lại làm sập cầu? b TriĨn khai bµi d¹y:. HOẠT ĐỘNG 1: Tìm hiểu dao động tắt dần. HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Gv:Làm thí nghiệm dao động lắc lò xo, lắc đơn * Từ thực tế nhận xét lắc có dao động điều hịa k? * Biên độ lắc nào? HS:Theo dõi TN * HS từ thí nghiệm trả lời * GV đưa dao động tắt dần đồ thị dao động tắt dần *Từ hai TN cho biết lắc dao động tắt nhanh hơn? * Nguyên nhân dẫn đến tượng trên? HS:Q.sát rút nhận xét -HS suy nghỉ trả lời đồng thời giải thích nguyên nhân dẫn đến dao động tắt dần * GV nêu ứng dụng dao động tắt dần, giải thích chế hoạt động * Đưa dao động riêng với tần số riêng kí hiệu f0 HS: theo dõi tiếp thu kiến thức * I DAO ĐỘNG TẮT DẦN: 1 Thế dao động tắt dần? Là dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian 2 Giải thích: - Lực cản môi trường luôn ngược chiều chuyển động vật nên luôn sinh công âm, làm cho vật dao động giảm, dẫn đến biên độ dao động giảm theo thời gian 3 Ứng dụng - Thiết bị đóng cửa tự động, - Giảm xóc ơtơ, xe máy… HOẠT ĐỘNG 2: Tìm hiểu dao động trì HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Dự đốn xem dao động khơng tắt dần có chu kì khơng đổi chu kì dao động riêng ta phải làm gì? HS:- Cung cấp lượng GV: - Thường người ta dùng một nguồn lượng cấu truyền lượng thích hợp để cung cấp lượng cho vật dao động chu kì Giới thiệu chế trì dao động lắc hình bên Hs: Nêu nguyên tắc trì dao II DAO Đ ỘNG DUY TRÌ - Nếu cung cấp thêm lượng cho vật dao động bù lại phần lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng nó, vật dao động mải mải với chu kì chu kì dao động riêng của nó, gọi dao động trì. - Ví dụ dao động trì: + Đưa võng + Dao động trì lắc đồng hồ a t X (21)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan động đưa võng GV: Nhận xét - bổ sung HS: ghi nhớ kiến thức HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu dao động cưỡng bức HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: ĐVĐ: Một người từ đu quay nhảy xuống * Nhận xét dao động đu quay lúc nào? * Muốn cho đu quay dđộng k0 tắt thường làm gì? (tác dụng ngoại lực) HS:Quan sát thí nghiệm Quan sát rút đặc điểm dao động cưỡng Trả lời C1 * GV đưa dao động cưỡng bức, thông báo lực cung cấp NL cho đu quay bù lại NL mát ma sát - Làm thí nghiệm ảo dao động cưỡng * Phân tích vd SGK, Cho HS đọc đ2 của d.động cưỡng bức, g.giải làm rõ Adđ phụ thuộc Alựccb,độ lệch f f0 * Làm TN hình 4.3 ( C1) - Các lắc khác có dđ k0 ? -Con lắc dđ mạnh nhất, sao? GV: Nhận xét - bổ sung HS: ghi nhớ kiến thức III DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC: 1 Thế dao động cưỡng bức? Nếu tác dụng ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(t + ) lên hệ.lực cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần lượng mát ma sát Khi hệ gọi dao động cưỡng 2 Ví dụ: SGK 3 Đặc điểm: Sau dao động hệ ổn định thì: - Dao động hệ dao động điều hồ có tần số tần số ngoại lực, - Biên độ dao động không đổi: + Phụ thuộc vào chênh lệch tần số ngoại lực tần số dao động riêng hệ dao động tự + Tỉ lệ với biên độ F0 ngoại lực Năm học :2008-2009 A B C E G D x t O b (đồ thị li độ daođộng) (22)HOẠT ĐỘNG 4: Tìm hiểu tượng cộng hưởng, ảnh hưởng cộng hưởng HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Cho hs đọc định nghĩa dao động cưỡng * Giới thiệu đồ thị dao động cưỡng HS: - Quan sát rút tượng khái niệm cộng hưởng GV: * Giảng giải, phân tích Vđ để hs nắm tượng cộng hưởng, cần nói lại dđ riêng lắc * Phân tích vd để làm rõ phần giải thích HS: * Thực lệnh C2 GV: Tại biên độ dđ c thân xe vd II.2 lại nhỏ? - Tại lực đẩy nhỏ ta làm cho đu quay có nguời ngồi đung đưa với biên độ lớn HS:Trả lời C2 GV: Nhận xét- kết luận * Phân tích tầm quan trọng tượng cộng hưởng, tác dụng có lợi hại cộng hưởng! +Tác dụng có hại: Cầu, bệ máy, trục máy khung xe … các chi tiết xem dao động tự có tần số riêng f0 Khi thiết kế chi tiết cần phải chú ý đến trùng tần số ngoại lực f và tần số riêng f0 Nếu trùng xảy ra (cộng hưởng) thì làm gãy chi tiết này. HS: ghi nhớ kiến thức IV HI ỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG 1 Định nghĩa: Nếu tần số ngoại lực (f) với tần số riêng (f0) hệ dao động tự do, biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại Hiện tượng gọi hiện tượng cộng hưởng f = f0 Acb = Amax Nếu ma sát giảm giá trị cực đại biên độ tăng 2.Giải thích : Khi f =f0 : hệ cung cấp năng lượng cách nhịp nhàng lúc , biên độ dao động hệ tăng dần lên A =Amax tốc độ tiêu hao lượng tốc độ cung cấp lượng cho hệ 3 Tầm quan trọng tượng cộng hưởng : Dựa vào cộng hưởng mà ta dùng một lực nhỏ tác dụng lên hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ dao động với biên độ lớn (em bé đưa võng cho người lớn …) Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn 4 Cñng cè: - Thế dao động tắt dần? - Giải thích dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức? - Hiện tượng cộng hưởng 5 DẶN DÒ: - Câu hỏi 1, 2, 3, - trang 21- SGK - Bài tập 5, trang 21 - SGK - Các tập liên quan sách tập f0 A Ama x f O f0 A Amax f O x t O (23)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan Ngày soạn 19/9/2008 Tiết Bài TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN A MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Biết thay việc cộng hai hàm dạng Cosx1 Cosx2 tần số góc việc cộng hai véc tơ quay tương ứng X1 X2 thời điểm t = - Hiểu tầm quan trọng độ lệch pha tổng hợp hai dao động 2 Kỹ năng - Biểu diễn đươc phương trình dao động điều hoà vectơ - Vận dụng giản đồ vec tơ quay để tổng hợp dao động điều hòa phương tần số, tìm phương trình dao động tổng hợp dao động điều hòa phương tần số Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Nêu vấn đề C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Chuẩn bị hình vẽ liên quan cần Học sinh: - Ôn lại biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay - Xem lại bảng lượng giác D TIẾN TRÌNH BÀI DẠY (24)1.Ổn định -kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: * Dao động cưỡng gì? Nêu đặc điểm dao động * Khi biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại, biên độ cực đại phụ thuộc vào yếu tố nào? Nội dung mới a Đặt vấn đề: b.Triển khai dạy: HOẠT ĐỘNG 1: Biễu diễn dao động điều hoà vectơ quay HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Liên hệ cũ: Một điểm P dđđh đường thẳng coi hình chiếu M cđ trịn lên đường kính đoạn thẳng nên biễn diễn dđđh vectơ quay OM HS:* HS gợi nhớ, tiếp thu *GV: Yêu cầu HS Viết biểu thức hình chiếu véc tơ OM trục Ox so sánh với phương trình li độ dao động điều hồ? * Vẽ hình trình bày theo sgk * Hãy biễn diễn dđđh: x =3cos(5t+π/3) cm vectơ quay (C1) * HS làm nháp, hs biễu diễn bảng GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức I Véc tơ quay: dđđh x=Acos(t+) biểu diễn véc tơ quay OM Trên trục toạ độ Ox véctơ có: + Gốc: Tại O + Độ dài: OM = A + Hợp với trục Ox góc Khi cho véctơ quay với vận tốc góc quanh điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox, hình chiếu véctơ OM trục Ox: X OP = ch OM = Acos(ωt + ) . Vậy: Véc tơ quay OM biểu diễn dao động điều hồ, có hình chiếu trục x li độ dao động. HOẠT ĐỘNG 2: Tìm hiểu phương pháp giản đồ Fre-nen Đưa công thức tổng hợp HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV: Lấy số ví dụ vật đồng thời tham gia hai dao động điều hoà phương tần số, đặt vấn đề tìm dao động tổng hợp vật *Lấy thêm số ví dụ? HS: Biểu diễn dao động x1 = A1cos(t + 1) x2 = A2cos(t + 2) -Vẽvectơ quay OM1 biểu diễn dao động điều hòa x1 OM2 biểu diễn dao động điều hòa x2 .- Vẽ vectơ quay OM biểu diễn dao động điều hòa tổng hợp? -Quan sát -Nhận xét rút kết luận 1 Đặt vấn đề: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa tần số có phương trình là: x1 = A1cos(t + 1), x2 = A2cos(t + 2) Hãy khảo sát dao động tổng hợp hai dao động phương pháp Fre-nen 2 Phương pháp giản đồ Fre-nen: a Nội dụng: là phương pháp tổng hợp hai dao động phương tần số Xét t = ta có: OM ,1 1 Ox * Vẽ x1 vectơ OM1 Gốc O, độ dài:OM1=A1; OM ,2 2 Ox * Vẽ x2 vectơ OM M O t x P M P x x O (25)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan GV: Nhận xét - kết luận GV: Khi véc tơ OM , OM1 quay với vận tốc góc ngược chiều kim đồng đồ, góc hợp OM ,OM1 =2–1 không đổi nên hình bình hành OM1MM2 quay theo với vận tốc góc khơng biến dạng quay Véc tơ tổng OM đường chéo hình bình hành quay quanh O với vận tốc góc Mặt khác: 1 OP = OP + OP 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(t+) HS: ghi nhớ kiến thức Gốc O, độ dài: OM2=A2, Ta có: OM OM1OM2 Vì ox ox ox Ch OM Ch OM Ch OM nên OP OP OP 1 2 hay: x = x 1 + x2 Vẽ OM , OM véc tơ tổng: ⇒ Véctơ OM biểu diễn cho dao động tổng hợp và có dạng: x = Acos(t + ) Vậy: dao động tổng hợp hai dao động điều hoà phương, số dao động điều hoà phương, tần số với hai d.động HOẠT ĐỘNG 3: Chứng minh cơng thức tìm A, φ tổng hợp.Độ lệch pha. HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC GV:Thơng báo c.thức tính A, φ HS: tiếp thu GV: Phân nhóm yêu cầu :Các nhóm thảo luận tìm cộng thức tính biên độ pha ban đầu HS:Các nhóm thảo luận tìm cộng thức tính biên độ pha ban đầu -suy nghĩ, nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức GV: Nêu C2 Dựa vào hình vẽ tìm lại hai cơng thức biên độ A pha ban đầu φ dđộng tổng hợp (C2) HS: trả lời C2 -nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức GV: Nêu câu hỏi * Khi 2 – 1 = 2n hai dao động x1 x2 ntn? A= ? * Khi 2 – 1 = (2n+ 1) hai dao động x1 x2 nào? => A = ? * Khi 2 – 1 = /2+k hai dao động x1 x2 nào? => A = ?Cho biết ý nghĩa độ lệch pha? HS: suy nghĩ trả lời câu hỏi * Biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp: a Biên độ: A2 = A 22 + A12+2A1A2cos(2 – 1) b Pha ban đầu: 1 2 1 2 A sin A sin tg A cos A cos 3 Ảnh hưởng độ lệch pha: - Nếu: 2 – 1= 2k: hai dao động pha A = Amax = A1+A2 -Nếu: 2 – 1 =(2k+1): hai dđộng ngược pha A=Amin = A - A1 2 - Nếu 2 – 1 = /2+k: hai dao động vng góc với (26)giáo viên -nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức GV:Hướng dẫn làm tập VD A = 2 2 A + A 4.Ví dụ: SGK trang 24 4 Cũng cố:- Muốn tổng hợp ba dao động tần số trở lên, ta tổng hợp hai dao động lại với nhau, dùng dao động tổng hợp để tổng hợp với dao động thứ ba, thứ tư … ta thực dao động cuối - Giải thích dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức? - Hiện tượng cộng hưởng 5 Dặn dò:- Câu hỏi 1, 2, - trang 25- SGK - Bài tập 4, 5, trang 25 - SGK - Các tập liên quan sách tập Các tập thêm: Bài 1: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình là: x1= √3 sin(10t +/6)cm, x2 = √3 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 Bài 2: Cho hai dao động điều hịa phương chu kì T = 2s Dao động thứ thời điểm t=0 có ly độ biên độ 1cm Dao động thứ hai có biên độ √3 cm, thời điểm ban đầu có ly độ vận tốc âm Viết phương trình dao động tổng hợp hai dao động Ngày soạn 20/9/9/2008 Tiết BÀI TẬP A MỤC TIÊU Kiến thức - Vận dụng kiến thức dao động điều hoà, tổng hợp hai dao động 2 Kỹ năng - Giải toán đơn giản dao động điều hoà, tổng hợp dao động phương tần số Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Luuện tập C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Chuẩn bị số tập trắc nghiệm tự luận Học sinh: - Ôn lại kiến thức dao động điều hồ D TIẾN TRÌNH BÀI DẠY 1.Ổn định -kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: a Hãy biễn diễn dao động điều hoà x = 4cos(5t + π/6) cm b Nêu nội dung phương pháp Giản đồ Fre-nen c làm 6/25 Nội dung mới a Đặt vấn đề: (27)Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: Giải số câu hỏi trắc nghiệm GV:Cho Hs đọc câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 17 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm đáp án *Gọi HS trình bày câu HS:- đọc đề câu, suy nghĩ thảo luận đưa đáp án * Thảo luận nhóm tìm kết * Hs giải thích -Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức GV: Cho Hs đọc l câu trắc nghiệm 6, trang 21 sgk 4,5 trang 25 * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm đáp án *Cho Hs trình bày câu HS:- đọc đề câu, suy nghĩ thảo luận đưa đáp án * Thảo luận nhóm tìm kết * Hs giải thích -Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Hoạt động 2: Giải số tập tự luận tổng hợp dao động * GV cho hs đọc đề, tóm tắt * Hướng dẫn hs giải tốn - Viết phương trình x1 x2 - Viết phương trình tổng quát: x = Acos(5t + ) - Tìm biên độ A, pha dao ban đầu φ tổng hợp * HS đọc đề, tóm tắt * nghe hướng dẫn làm - Viết phương trình x1, x2 - Viết phương tình tổng hơp x Áp dụng cơng thức tính A, φ Hs giải thích -Nhận xét Câu trang 17: D Câu trang 17: D Câu trang 17: C Câu trang 21: D Câu trang 21: B Câu trang 25: D Câu trang 25: B Bài trang 25 Giải: Phương trình dao động x1 x2 x1 = 2 cos(5t + 2 ) cm x2 = 3cos(5t + 5 ) cm Phương trình tổng hợp: x = x1 + x2 x = Acos(5t + ) Trong đó: 2 1 2 A= A + A +2A A cos( - ) =2,3cm (28)GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức Hoạt động 3: Giải số tập tự luận tổng hợp dao động Bài tâp thêm: Cho hai dao động phương, tần số: Viết phương trình dao động tổng hợp hai dao động cách: a.dùng giản đồ vectơ b Biến đổi lượng giác * Hướng dẫn Hs giải toán: - Biễu diễn x1 - Biễn diễn x2 - Từ giản đồ lấy giá trị biên độ pha ban đầu tổng hợp * Hs chép đọc đề tóm tắt * Vận dụng phương pháp giải đồ giải toán * Hs biễn diễn x1 * biễn diễm x2 * Hs nêu giá trị biên độ pha ban đầu tổng hợp * vận dụng toán giải * Hs nhà giải toán vận dụng lượng giác Hs giải thích -Nhận xét GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức 0 1 2 1 2 A sin A sin tg 131 0,73 (rad) A cos A cos Vậy: x = 2,3cos(5t + 0,73) Cm Giải a phương trình tổng hợp: x = x1 + x2= Acos(100πt+) x1 biễn diễn OM1 : 1 1 1 4 , Ox OM A cm OM x2 biễn diễn 2 OM : 2 2 2 4 ,Ox ( ) 2 OM A cm OM rad Từ giản đồ ta có: 2 1 A A A cm 4rad Vậy x = 2cos(100πt+ ).cm Củng cố : Lưu ý hs sinh giải tốn tổng hợp dao động cách: vận dụng công thức, dùng giản đồ Fre-nen, dùng biến đổi lượng giác 5.Dặn dò: - Xem lại phương pháp giải tổng hợp dao đông phương tần số - Làm tập sách tập 1 os100 x c t 2 os(100 ) 2 x c t (29)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan Ngày soạn 28/9/9/2008 Tiết 10 THỰC HÀNH KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN A MỤC TIÊU Kiến thức - Khảo sát thực nghiệm để phát ảnh hưởng biên độ, khối lượng, chiều dài lắc đơn dối với chu kì dao động T Từ tìm cơng thức chu kì 2 l T g và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g nơi thí nghiệm 2 Kỹ năng - Rèn luyện thao tác thực hành thí nghiệm , lấy số liệu , quy trình thí nghiệm nhanh, gọn, xác, khoa học Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể, trung thực, khách quan B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Thực nghiệm C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Chuẩn bị giá thí nghiện lắc đơn Học sinh: - Ôn lại kiến thức dao động lắc đơn D TIẾN TRÌNH BÀI DẠY 1.Ổn định -kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: - Chu kỳ dao động lắc đơn Nội dung mới a Đặt vấn đề: b.Triển khai dạy: HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC (30)HĐ1: GV phân nhóm : gồm nhóm- HS ổn định theo nhóm HĐ2:Tìm hiểu mục đích thí nghiệm GV:Yêu cầu HS đọc SGK nêu mục đích thí nghiệm HS: đọc SGK nêu mục đích thí nghiệm GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ kiến thức HĐ3: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm GV: Cho HS tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm HS: tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm , sai số dụng cụ đo GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ HĐ4:Tiến hành thí nghiệm *Chu kì dao động T lắc đơn phụ thuộc biên độ dao động GV:Yêu cầu HS đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm HS :đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ GV: Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo bước HS:tiến hành thí nghiệm theo bước GV: Hướng dẫn - kiểm tra thao tác thí nghiệm kết đo theo bảng 6.1 HS: Từ kết TN rút định luật chu kì dao động với biên độ nhỏ GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ *Chu kỳ dao động lắc đơn phụ thuộc vào khối lượng m lắc GV:Yêu cầu HS đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm HS :đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ GV: Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo bước I.Mục đích : - Khảo sát thực nghiệm để phát ảnh hưởng biên độ, khối lượng, chiều dài lắc đơn dối với chu kì dao động T Từ tìm cơng thức chu kì 2 l T g và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g nơi thí nghiệm II.Dụng cụ thí nghiệm - nặng có móc treo 50g - sợi dây mảnh dài 1m - giá thí nghiệm - đồng hồ bấm giây( sai số 0,2s) - thước đo 500mm - tờ giấy kể ô milimét III Tiến hành thí nghiệm 1 Chu kì dao động T lắc đơn phụ thuộc biên độ dao động nào? - Chọn nặng m = 50g, gắn vào đầu dây không dãn có chiều dài l = 50cm - Kéo nặng m khoảng A = 3cm với góc lệch thả dao động tự do - Đo thời gian lắc thực 10 dao động toàn phần Ghi kết qủa - Thực lại thao tác với A ( A =3, 6, 9, 18cm) - Đo thời gian 10 dao động toàn phần Ghi kết bảng 6.1 - Tính giá trị sin α, α, t, T theo bảng từ rút kết luận chu kì lắc đơn dao động với biên độ nhỏ 2 Chu kỳ dao động lắc đơn phụ thuộc vào khối lượng m lắc nào? * Mắc thêm nặng để thay đổi khối lượng lắc đơn ( m= 50g, 100g, 150g), đồng thời điều chỉnh đội dài dây treo để giữ độ dài l lắc không đổi 50cm thực tương tự - Kéo nặng m khoảng A = 3cm với góc lệch thả dao động tự do - Đo thời gian lắc thực 10 dao động toàn phần Ghi kết qủa (31)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan HS:tiến hành thí nghiệm theo bước GV: Hướng dẫn - kiểm tra thao tác thí nghiệm kết đo theo bảng 6.2 HS: Từ kết TN rút định luật khối lượng lắc đơn GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ 18cm) - Đo thời gian 10 dao động toàn phần Ghi kết bảng 6.2 * Tính chu kì bảng 6.2 so sánh TA với TB TC rút ra định luật khối lượng lắc đơn * Phá biểu định luật khối lượng lắc đơn dao động với biên độ nhỏ α < 100 4 Củng cố : - Mục đích thí nghiệm - Khảo sát thực nghiệm để phát ảnh hưởng biên độ, khối lượng, chiều dài lắc đơn dối với chu kì dao động T Từ tìm cơng thức chu kì 2 l T g và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g nơi thí nghiệm _ Nhận xét tiết thức hành 5.Dặn dò: - Xem lại thao tác thí nghiệm cách lấy số liệu - Chuẩn bị tiếp thí nghiệm Ngày soạn 28/9/9/2008 Tiết 11 THỰC HÀNH KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN A MỤC TIÊU Kiến thức - Khảo sát thực nghiệm để phát ảnh hưởng biên độ, khối lượng, chiều dài lắc đơn dối với chu kì dao động T Từ tìm cơng thức chu kì 2 l T g và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g nơi thí nghiệm 2 Kỹ năng - Rèn luyện thao tác thực hành thí nghiệm , lấy số liệu , quy trình thí nghiệm nhanh, gọn, xác, khoa học Thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể, trung thực, khách quan B PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Thực nghiệm C CHUẨN BỊ GIÁO CỤ Giáo viên: - Chuẩn bị giá thí nghiện lắc đơn Học sinh: - Ôn lại kiến thức dao động lắc đơn D TIẾN TRÌNH BÀI DẠY 1.Ổn định -kiểm tra sĩ số: 12b5 12B6 12B7 Kiểm tra cũ: (32) - Chu kì dao động T lắc đơn phụ thuộc biên độ dao động nào? - Chu kỳ dao động lắc đơn phụ thuộc vào khối lượng m lắc nào? Nội dung mới a Đặt vấn đề: b.Triển khai dạy: HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC HĐ1: GV phân nhóm : gồm nhóm- HS ổn định theo nhóm HĐ2:Tiến hành thí nghiệm *Chu kì dao độ lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài lắc GV:Yêu cầu HS đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm HS :đọc SGK nêu phương án bước tiến hành thí nghiệm GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ GV: Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm theo bước HS:tiến hành thí nghiệm theo bước GV: Hướng dẫn - kiểm tra thao tác thí nghiệm kết đo theo bảng 6.3 HS: Từ kết TN rút định luật chiều dài lắc GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ GV:Từ kết TN yêu cấu HS nêu kết luận phụ thuộc lắc đơn yếu tố trên, tính gia tốc g nơi làm thí nghiệm theo giá trị a thu từ thí nghiệm GV: Nhận xét - kết luận HS: ghi nhớ HĐ3: Viết báo cáo thí nghiệm GV: Hướng dẫn HS viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu HS: - viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu - Nộp báo cáo III Tiến hành thí nghiệm 3 Chu kì dao độ lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài lắ nào? - Chọn nặng m = 50g, gắn vào đầu dây khơng dãn có chiều dài l = 50cm Kéo nặng m khoảng A = 3cm với góc lệch thả dao động tự Đo thời gian 10 d động tồn phần Tính T1 - Thay đổi lắc chiều dài l1, l2 từ 40cm, 60cm Đo thời gian 10 d động tồn phần Tính T2, T3 - Tính bình phương T1, T2, T3lập tỉ số 2 2 3 2 , ,T T T l l l - Ghi kết vào bảng 6.3 * Vẽ đồ thị T với l rút nhận xét * Vẽ đồ thị T2 với l rút nhận xét * Phát biểu định luật chiều dài lắc đơn 4 Kết luận phụ thuộc lắc IV.Báo cáo thí nghiệm : I.Mục đích II.Cơ sở lí thuyết III Kết 1.Khảo sát ảnh hưởng biên độ dao động chu kỳ dao động lắc đơn 2.Khảo sát ảnh hưởng khối lượng lắc chu kỳ dao động lắc đơn (33)Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan GV: Thu báo cáo- nhận xét 4 Xác định công thức tính chu kỳ dao động lắc đơn 4 Củng cố : - Mục đích thí nghiệm - Khảo sát thực nghiệm để phát ảnh hưởng biên độ, khối lượng, chiều dài lắc đơn dối với chu kì dao động T Từ tìm cơng thức chu kì 2 l T g và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g nơi thí nghiệm 5.Dặn dò: - Xem lại thao tác thí nghiệm cách lấy số liệu - Ôn tập chương