3 Giảng bài mới : Hoạt động của Thầy , Trò *Hoạt động 1 : CON LẮC LÒ XO Mục tiêu : Hình thành một số biểu tượng cụ thể về dao động điều hòa của con lắc lò xo GV: thông qua mô hình con lắ[r]
(1)Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Chương I dao động DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Tiết : 01 I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : -Nêu định nghĩa dao động điều hòa , li độ , biên độ , pha , pha ban đầu là gì -Viết phương trình dao động điều hòa và giải thích các đại lượng phương trình 2) Kĩ : -Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu 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 III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY : 1) Ổn định tổ chức : 2)Kiểm tra bài cũ : Giới thiệu chương trình vật lý 12 và phương pháp học tập môn 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò Nội dung bài học *Hoạt động : DAO ĐỘNG CƠ : I DAO ĐỘNG CƠ Mục tiêu :Nắm định nghĩa dao động Thế nào là dao động cơ: và dao động tuần hoàn - Ví dụ : Chuyển động lắc đồng hồ GV Nêu ví dụ: gió rung làm bông hoa lay , dây đàn ghi ta rung động … động; lắc đồng hồ đung đưa sang phải Khái niệm : sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung Dao động là chuyển động có giới hạn gãy… không gian, lặp lặp lại nhiều lần Chuyển động vật nặng trường quanh vị trí cân hợp trên có đặc điểm gì giống ? Dao động tuần hoàn Dao động học là gì ? Dao động tuần hoàn: là dao động mà sau khoảng thời gian gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ VD: Dao động lắc đồng hồ *Hoạt động :PHƯƠNG TRÌNH DAO II PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU ĐỘNG ĐIỀU HÒA HÒA Mục tiêu : Nắm định nghĩa dao động 1Ví dụ điều hòa và ý nghìa phương trình Xét điểm M chuyển động trên GV Vẽ hình minh họa chuyển động tròn đường tròn theo chiều dương với vận tốc chất điểm góc là (rad/s) Xác định vị trí vật chuyển động tròn Thời điểm t 0, vị trí điểm chuyển các thời điểm t = và tai thời điểm t động là M, Xác định góc (wt + ) 0 : x = OP = OM cos (t + ) Xác định hình chiếu chất điểm M tai Trang Lop11.com (2) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 thời điểm t x = OP = OM cos (t + ) Nêu định nghĩa dao động điều hòa HSTrả lời C1 cho biết ý nghĩa các đại lượng: + Biên độ, + pha dao động, + pha ban đầu + Li độ + Tần số góc Một dao động điều hòa có thể coi hình chiếu chuyển động tròn xuống đường thẳng nằm mặt phẳng quỹ đạo Hay: x = A.cos (t + ) A, , là các số Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động đó li độ vật là hàm côsin (hay sin) thời gian Phương trình: Phương trình x=Acos(t+)gọi là phương trình dao động điều hòa thì: + x : li độ vật 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 Chú ý : Một điểm dao động điều hòa trên đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu điểm tương ứng chuyển động tròn lên đường kính là đoạn thẳng đó IV Củng cố dặn dò: - Giáo viên gọi học sinh nhắc lại các khái niệm dao động , dao động tuần hoàn và viết phương trình dao động điều hòa các câu hỏi1,2 SGK - Bài tập nhà 7,9,10 SGK/9 Trang Lop11.com (3) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết : 02 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TT) I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : -Nêu định nghĩa tần số , chu kì -Viết công thức vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa , công thức liên hệ tần số góc , chu kì và tần số 2) Kĩ : -Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu 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 III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY : 1) Ổn định tổ chức : 2)Kiểm tra bài cũ : Câu : Định nghĩa dao động điều hòa viết phương trình và giải thích các đại lượng phương trình Câu : 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 vật t =0.5s 3) Giảng bài Hoạt động Thầy , Trò Nội dung bài học *Hoạt động : CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN III CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ GÓC SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA : Mục tiêu : Nắm các khái niệm chu kì , tần Chu kì và tần số a Chu kì (T): số góc dao động điều hòa GV :Từ mối liên hệ tốc độ góc , chu kì Chu kì dao động điều hòa là khoảng , tần số giao viên hướng dẫn hs đưa khái thời gian để vật thực dao niệm chu kì tần số , tần số góc dao độngtoàn phần Đơn vị chu kì là giây (s) động điều hòa đinh nghĩa các đại lượng chu kì tần số , tần b Tần số (f) Tần số dao động điều hòa là số dao số góc động toàn phần thực Gv có thể nói thêm : tần số là số chu kì giây đơn vị thời gian Đơn vị tần số Hz ω f= = T= t/n T 2π n là số dao động toàn phần thời gian t Tần số góc:( ) đơn vị : rad/s 2 2 f Biểu thức : T *Hoạt động : VẬN TỐC, GIA TỐC CỦA IV VẬN TỐC GIA TỐC CỦA VẬT DAO Trang Lop11.com (4) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA : Mục tiêu : Viết biểu thức vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa GV :Hãy viết biểu thức vận tốc dao động điều hòa? Ở vị trí biên, vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc nào ? Pha vận tốc v nào so với pha ly độ x ? Hs :v = x’ = Asin(t + ) ĐỘNG ĐIỀU HÒA Vận tốc : Vận tốc là đạo hàm li độ theo thời gian v = x/ = - Asin(t + ) Ta thấy vận tốc là đại lượng biến thiên điều hòa + Vật vị trí cân x = thì vận tốc có độ lớn cực đại vmax= A +Ở vị trí biên x = A thì vận tốc KL: vận tốc sớm pha / so với ly độ x = A v = ; x = : v = A Gia tốc Người ta nói vận tốc trễ pha / so Gia tốc là đạo hàm vận tốc theo thời với ly độ.( Hay ly độ sớm pha / so với gian vận tốc ) a = v/ = -A2cos(t + )= -2x GV; Viết biểu thức gia tốc dao Gốc tọa độ O là vị trí cân : a = động điều hòa ? x = (VTCB) đó Fhl = Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì ? Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và - Gia tốc luôn hướng ngược dấu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng vị trí cân có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ *Hoạt động :ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG bằng) và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ V ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU ĐIỀU HÒA : Xác định li độ , vận tốc , gia tốc các thời HÒA điểm t= , t = T/4 , t = T/2 , t = 3T/4 , t = T Vẽ đồ thị cho trường hợp =0 t x v a T/4 A 0 -A -A T/2 -A A2 3T/4 A T A A2 IV Củng cố dặn dò: - Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà? - Phân biệt dao động tuần hoàn và dao động điều hoà? - Câu hỏi từ đến 5- trang 8- SGK Bài tập 7, 8, trang 9- SGK Trang Lop11.com (5) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 TiÕt: 03 Bµi tËp I Môc tiªu: KiÕn thøc Thuộc và sử dụng các công thức dao động điều hoà Nắm bắt phương pháp giải toán dao động điều hoà Qua hai bài mẫu sử dụng điều đã học làm các bài tập khác Kĩ năng: - Vận dụng thành thạo c«ng thức tÝnh to¸n vào dao động điều hoµ thµnh kÜ n¨ng kÜ s¶o lµm bµi tËp II Chuẩn bị: Giáo viên : Hướng dẫn nắm vững các công thức và bài tập mẫu Học sinh : Ôn tập kiến thức dao động điều hoà III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY : 1) Ổn định tổ chức : 2) Kiểm tra bài cũ 3) Giảng bài Hoạt động 1: ( 15 phút) Ôn tập kiến thức hoạt động GV - hs NỘI DUNG I KiÕn thøc c¬ b¶n Dao động: là chuyển động qua lại quanh Gv: Yêu cầu học sinh nhắc lại định nghĩa vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân dao động, dao động tuần hoàn, dao Dao động tuần hoàn: Là dao động mà sau động điều hoà và viết PT dđđh? nh÷ng kho¶ng thêi gian b»ng gäi lµ chu kì vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Dao động điều hoà: Định nghĩa: Dao động điều hoà là dao động đó li độ vật là hàm côsin ( hay sin ) cña thêi gian Phương trình dao động điều hoà: x A.Cos (t ) Trong đó: - x là li độ dao động - A là biên độ dao động - ( .t + ) pha t¹i thêi ®iÓm t - gäi lµ pha ban ®Çu Gv: Nêu định nghĩa chu kì và tần số Chu k×: lµ thêi gian mµ vËt thùc hiÖn ®îc dao động điều hoà và viết biểu thức? dao động toàn phần Tần số f: là số dao động mà vật thực Trang Lop11.com (6) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 T 2 ®îc gi©y f TÇn sè gãc: Gv: Một vật dao động điều hoà theo PT x = Acos( t ) - ViÕt CT tÝnh v vµ a cñat vËt? - ë vÞ trÝ nµo th× vËn tèc vµ gia tèc b»ng 0? - vị trí nào thì vận tốc và gia tốc có độ lớn cực đại? T 2 f Vận tốc và gia tốc dao động điều hoà Phương trình vận tốc: Khi vËt ë biªn ,x = A th× vËn tèc b»ng kh«ng Khi vật VTCB thì vận tốc cực đại: vmax A Phương trình gia tốc: a v ' A2 cos(t ) Gv: §a biÓu thøc liªn hÖ a, v, x? Khi vËt ë VTCB x = th× a = Khi vËt ë vÞ trÝ biªn, x = A th× amax A Liªn hÖ gi÷a vËn tèc vµ gia tèc x v2 A , a x Hoạt động 2: ( 30 phút) Vận dụng Gv: Yêu cầu hs đọc kỹ đầu bài, và liên hệ với công thức đã học Hs: x = Asin t v = x' = A cos(t ) a = v' = x" = -A cos(t ) vmax= A ; amax= A Gv: Chia líp nhãm ,th¶o luËn ®a c¸ch lµm (10ph) Gv: Hướng dẫn và định hướng cho hs Gv: Yªu c©u c¸c nhãm b¸o c¸o kÕt qu¶ vµ nhËn xÐt c¸c c¸ch lµm c¸c nhãm kh¸c Bµi 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x = 4sin( t ) (cm) a, XĐ: Biên độ, chu kỳ, Pha ban đầu dao động và pha ë thêi ®iÓm t b, LËp biÓu thøc cña vËn tèc vµ gia tèc? c, Tìm giá trị cực đại vận tốc, gia tốc Bµi lµm: a, A,T, ? Tõ PT d® ®h x = Asin t mµ x = 4sin( t ) Suy A = 4cm, = chu kú 2f ( rad/s ) , (( t ), 2 2 2 2s => T = T Trang Lop11.com (7) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Gv: NhËn xÐt c¸c nhãm vµ ®a đáp án đúng Giáo án: Vật Lý 12 b, v, a? Ta cã biÓu thøc vËn tèc: v = x' = A cos(t ) => v = cos( t ) (cm/s) BiÓu thøc cña gia tèc: a = v' = x" = -A cos(t ) => a =- sin( t ) (cm/s2) c, vmax, amax ? - Vận tốc cực đại (vmax) : vmax= A = = 12,56 (cm/s) - Gia tốc cực đại (amax) : amax= A = = 40 (cm/s2) Bµi 2: (bµi 11.tr9.sgk) Một vật dao động điều hoà phải 0,25s để từ Gv: Hướng dẫn học sinh làm bài ®iÓm cã vËn b»ng kh«ng tíi ®iÓm tiÕp theo còng nh vËy Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm lµ36cm TÝnh: a, Chu k× b, TÇn sè c, Biên độ Gv: Yªu cÇu hs thao luËn theo nhãm Bµi lµm: vµ ®a c¸ch lµm (10ph) Hai vị trí biên cách 36cm Suy biên độ A = Gv: NhËn xÐt c¸c nhãm vµ ®a đáp án đúng 36 =18cm Thời gian từ vị trí biên này đến vị trí biên là T T = 2t = 2.0,25 = 0,5s 1 Ta cã f = = =2 Hz T 0,5 T Suy t = IV Củng cố dặn dò: - Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà? - Phân biệt dao động tuần hoàn và dao động điều hoà? - Hoàn thành bài tập SBT Trang Lop11.com (8) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết :04 CON LẮC LÒ XO I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : -Viết công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hòa Công thức tính chu kì ,thế , động và lắc lò xo -Giải thích dao động lắc lò xo là dao động điều hòa 2) Kĩ : -Ápdụng các công thức và định luật có bài để giải bài tập tương tự phần bài tập II CHUẨN BỊ : 1) Giáo viên : Con lắc lò xo dao động theo phương ngang 2) Học sinh : Ôn khái niệm lực đàn hồi và đàn hồi lớp 10 IV TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY : 1) Ổn định tổ chức : 2)Kiểm tra bài cũ : Câu :.Thế nào là dao động điều hoà? Vị trí, vận tốc, gia tốc vật dao động điều hoà xác định nào? Câu : Vật chuyển động học thì dạng lượng nó là Vậy là gì? Động và vật là gì? Được xác định nào? 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò *Hoạt động : CON LẮC LÒ XO Mục tiêu : Hình thành số biểu tượng cụ thể dao động điều hòa lắc lò xo GV: thông qua mô hình lắc lò xo giới thiệu +Hệ dao động Vị trí cân *Hoạt động :KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC Mục tiêu :Vận dụng phương pháp động lực học đễ khảo sát chuyển động lắc GV:Phân tích các lực tác dụng vào vật Trọng lực P = mg phản lực, N lực đàn hồi F Nội dung bài học I.CON LẮC LÒ XO : -Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu lò xo có độ cứng K và có khối lượng không đáng kể -Vị trí cân : Là vị trí lò xo không biến dạng II.KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC : N x/ O F N N F N x P P Tại thời điểm t bi có li độ x Lực đàn hồi lò xo F = -kx Áp dụng định luật II Niutơn ta có: Trang Lop11.com (9) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 ma = –kx a + Hãy suy luận tìm công thức tính chu kỳ T , tần số góc lắc lò xo ? Gv :Gọi học sinh trã lời câu hỏi C1 Đặt : 2= Wđ dao động điều hoà với chu kỳ T/2 ( T là chu kỳ dao động li độ) Dưới tác dụng lực đàn hồi vật xác định nào ? Wt dao động điều hoà với chu kỳ T/2 ( T là chu kỳ dao động li độ) GV Hãy biến đổi toán học để dẫn đến biểu thức bảo toàn ? GV gọi học sinh nhận xét lắc lò xo Đồ thị động ứng với =0 k Ta có : m Dao động lắc lò xo là dao động điều hòa Tần số góc và chu kì lắc lò xo : *Hoạt động :KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG Mục tiêu :Hình thành công thức tính động , và lắc lò xo GV :Khi vật chuyển động, động vật xác định nào ? k k x = Hay : a= - x m m k ; m T 2 m 2 k *Lực kéo : - Lực luôn luôn hướng vị trí cân - có độ lớn tỉ lệ với li độ III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG Động lắc lò xo: Wd mv 2 Wđ= mv2 = mA22sin2(t+) (1) 2 Thế lò xo: Wt kx 2 Wt= kx2 = kA2cos2(t+) (2) Cơ lắc lò xo Sự bảo toàn W Wd Wt W 2 mv kx 2 kA m A2 = số 2 - lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Cơ lắc bảo toàn bở qua ma sát IV Củng cố dặn dò: - Nhắc lại kiến thức trọng tâm - Làm bài tập SGK + SBT Trang Lop11.com (10) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết: BÀI TẬP I MỤC TIÊU: - Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết bài toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu - Kỹ năng: Giải các bài toán đơn giản dao động điều hoà II CHUẨN BỊ: Giáo viên: số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: ôn lại kiến thức dao động điều hoà III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1) Ổn định tổ chức : 2) Kiểm tra bài cũ: - Nêu cấu tạo lắc lò xo, công thức tính chu kì? - Khi lắc dao động điều hòa thì động và lắc biến đổi qua lại nào? 3) Bài mới: Hoạt động 1: giải bài tập trắc nghiệm Trợ giúp GV Nội dung * Cho Hs đọc l các câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 13 sgk Câu trang 13: D * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm Câu trang 13: D Câu trang 13: B đáp án *Cho Hs trình bày câu Giải Bài 1: Một vật kéo lệch khỏi VTCB đoạn 6cm Phương trình tổng thả vât dao động tự với tần số góc ω = π (rad) x = Acos(ωt + φ) Xác định phương trình dao động lắc với điều kiện x = 6cos(πt + φ) ban đầu: a t = 0, x = 0, v>0 a lúc vật qua VTCB theo chiều dương x = 6cosφ =0 b lúc vật qua VTCB theo chiều âm v =- 6πsinφ > *Hướng dẫn giải: cosφ =0 - Viết phương trình tổng quát dao động sinφ < - Thay A = 6cm => φ = -π/2 -Vận dụng điều kiện ban đầu giải tìm φ Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt – π/2) cm b t = 0, x = 0, v<0 x = 6cosφ = v = - sinφ < cos φ= sinφ > quát: Trang 10 Lop11.com (11) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm IV Củng cố dặn dò: - Về nhà làm bài tập sách bài tập - Chuẩn bị bài Trang 11 Lop11.com (12) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết CON LẮC ĐƠN I.Môc tiªu: Kiến thức: - Nêu cấu tạo lắc đơn Nêu điều kiện để lắc đơn dao động điều hoà Viết công thức tính chu kì dao động lắc đơn Xác định lực kéo tác dụng vào lắc đơn Nêu ứng dụng lắc đơn việc xác định gia tốc rơi tự Kĩ năng: + Xây dựng phương trình dao động lắc đơn Giải các bài tập tương tự bµi Liªn hÖ ®îc thùc tª: Con lắc đồng hồ, lắc với dao động bÐ, thăm dß địa chất II ChuÈn bÞ: Giáo viên: Con lắc đơn Häc sinh: ¤n tËp kiÕn thøc vÒ ph©n tÝch lùc III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ 3) Giảng bài : Hoạt động1: (10 phút) Con lắc đơn hoạt động GV - hs NỘI DUNG I THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN Gv:Nªu cấu tạo lắc đơn? C©u t¹o + Một vật nặng cã kÝch thước nhỏ, cã khối Gv: Cho biết phương d©y treo lắc lượng m, treo đầu sợi d©y c©n bằng? + Sợi d©y mềm kh«ng d·n cã chiều dài l và cã khối lượng kh«ng Q Gv: Khi lắc dao động thì quỹ đạo đáng kể nã là g× và vị trÝ nã x¸c định KÝch thích dao đại lượng nào? động KÐo nhẹ cầu cho d©y treo lệchkhái vị trÝ c©n M O gãc s s0 thả nhẹ Hoạt động 2: (20 phút) Khảo sát dao động lắc đơn mặt động lực học Con lắc chịu t¸c dụng lực nào ? Theo định luật II Newton phương tr×nh chuyển động vật viết nào ? X¸c định h×nh chiếu m a , P , và II KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÒ MẶT ĐỘNG HỌC Khi vật vị trÝ M th×: + Vật nặng x¸c định cung OM s + Vị trÝ d©y treo x¸c định gãc: OCM Trọng lực và lực căng d©y Trang 12 Lop11.com (13) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ T trªn trục Mx ? Nghiệm phương tr×nh (1)? Phương tr×nh gãc lệch cã dạng ? GV: giới thiệu đ©y là phương tr×nh vi ph©n bậc 2, nghiệm số phương tr×nh cã dạng: Trả lời c©u hỏi C1 Giáo án: Vật Lý 12 Q P + T =m a P sin = m.at cho thấy dđ lắc đơn kh«ng phải dđđh ms//+mgsin = Với gãc lệch nhá th×: a ? T ? m Om a t a g sin = = l g )s = l g g Đặt: 2 = l l s//+( m n a x M ? P ? ta được: s//+2s = (1) Nghiệm phương tr×nh (1): s = Acos(t + ) Vậy: Dao động lắc đơn với gãc lệchnhá là H·y suy luận t×m c«ng thức tÝnh chu dao động điều hoà với chu kỳ ( 10 ) kỳ T , tần số f lắc đơn ? l 1 g T = 2π vµ tÇn sè f = T 2 l g Hoạt động 3: ( 10 phút) Khảo sát dao động lắc đơn mặt lượng III Khảo sát dao động lắc đơn mặt lượng Gv: yªu cÇu hs nh¾c biÓu thøc tÝnh Động lắc đơn động năng? Wd Gv: BiÓu thøc thÕ n¨ng? Gv: ViÕt biÓu thøc c¬ n¨ng? Gv: yêu câu hs đọc phần ứng dụng Hs: §äc bµi mv 2.Thế lắc đơn Wt mgl (1 cos ) Cơ lắc đơn W Wd Wt mv mgl (1 cos ) = h»ng sè IV ứng dụng : Xác định gia tốc rơi tự Gv: Tõ CT tÝnh chu k× rót CT tÝnh gia tèc r¬i tù do? T = 2π l 4 l => g T g => Muốn đo g cần đo chiều dài và chu kỳ IV Củng cố dặn dò: - Nhắc lại kiến thức trọng tâm - Làm bài tập SGK + SBT Trang 13 Lop11.com (14) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết : 07 BÀI TẬP I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : Củng cố kiến thức lắc đơn , lắc lò xo Giải các bài tập đơn giản lắc đơn , lắc lò xo 2) Kĩ năng: Vận dụng công thức tính tốc độ góc chu kì tần số, lượng lắc vào giải bài tập Rèn kĩ tính toán và phân tíc nhận biết lắc II CHUẨN BỊ : 1) Giáo viên : Phương pháp giải bài tập lắc đơn, lắc lò xo Bài tập mẫu 2) Học sinh : Ôn lắc đơn Con lắc đơn III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ * Kiểm tra 15 phút : a)Một lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng nơi có g 2 10(m/s2) Ở vị trí cân lò xo bị dãn đoạn l = 16cm Chọn trục Ox hướng thẳng đứng xuống dưới, O là VTCB Tính chu kì dao động vật.(5đ) b) Viết phương trình dao động vật các trường hợp sau: Đưa vật nặng đến vị trí lò xo không bị biến dạng thả cho vật dao động không có vận tốc ban đầu (5đ) Đáp án : a/ Ở VTCB, lực đàn hồi có độ lớn F = k.l cân với trọng lực P = mg: kl = mg => m l ; Chu kì dao động vật: T = 2 k g m l 0,16 = 0,8 2 2 k g 2 (s) b/ Phương trinh tổng quát li độ và vận tốc dao động điều hòa là: x = Acos(t + ) ; v = x’ = -Asin(t + ) ; đó = 2 2,5 T (rad/s) Theo giả thiết, t = 0, x0 = - l = - 16cm; v0 = 0: x0 A cos 16(cm) A 16cm v A sin Vậy x = 16cos(2,5t - ) cm 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò *Hoạt động : Sửa bài tập cũ Gọi học sinh làm bài tập SGK /17 Nội dung bài học Bài tập SGK /17 Chu kỳ lắc đơn T = 2 l =2,82 (s) g Số dao động toàn phần phút 2,82 :(5.60) =106 dao động Trang 14 Lop11.com (15) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 *Hoạt động : Làm bài tập *Cho hoïc sinh laøm baøi taäp sau : Moät laéc ñôn coù chu kyø T=2s a) Tính chiều dài lắc này địa cực ( g=9.832m/s2) b) Đưa nó xích đạo (g =9.780 m/s2)thì moät ngaøy ñeâm noù chaïy nhanh hay chaäm bao nhieâu phuùt ? a) Phải sửa nào để nó chạy đúng xích đạo * Rút kinh nghiệm : 1) Sự thay đổi chu kỳ thay đổi độ cao : a)Gia tốc trọng lực độ cao h : g G b) Gọi T’ là chu kỳ lắc xích đạo : T' g g = Þ T'= T =2.0053 (S) T g' g' Moät ngaøy ñeâm 86400 s=43200T Mỗi chu kỳ T lắc xích đạo chaäm 0,0053 s.Vaäy sau 43200T noù chaïy chaäm: 43200x0.0053=229 (s)=3phuùt 49 giaây c) Để chạy đúng xích đạo, nó phải 4p b) Chu kì lắc mặt đất : T1 = 2 Chu kì lắc độ cao : T2 = 2 T2 T1 T2 T1 l =0.996 (m) g T = 2 coù chieàu daøi : l ' = T g2 ' =0.991(m) M ( R h) G =6,68.10-11Nm2/kg2 laø haèng soá haáp daãn M=6.1024 kg là khối lượng trái đất R=6400km là bán kính trái đất ; h là độ cao T2 T1 BÀI GIẢI : a) Chieàu daøi cuûa laéc : l g1 l g2 Laäp tæ soá : Td TS Td >1Tñ > TS : Chaïy nhanh Chu kì TS M g1 ( R h) R M g2 R2 G ( R h) h h T h T2 T1 T1 R R T1 R T2 T1 h h T h Vaäy : 2R T1 2R T1 2R G Nghóa laø phaûi laøm treo ngaén ñi moät đoạn 5mm 2) Độ nhanh chậm ngày đêm : - Tính chu kì chạy đúng Tđ -Tính chu kì chaïy sai TS giaûm Td <1Tñ < TS : Chaïy chaäm Chu kì TS taêng Độ chạy sai chu kì : T = TS Td Độ sai ngày đêm : t = T 86400( S ) TS IV Củng cố dặn dò: - Nhắc lại các công thức đã sử dụng - Làm các bài tập còn lại Trang 15 Lop11.com (16) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết : 08 DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I 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 ,ví dụ tầm quan trọng cộng hưởng -Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần 2) Kĩ : Vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thích số tượng vật lí liên quan và giải bài tập liên quan II CHUẨN BỊ : 1) Giáo viên : Chuẩn bị thêm số thí dụ dao động cưỡng và tượng cộng hưởng có hại , có lợi 2) Học sinh : Ôn lắc III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò Nội dung bài học *Hoạt động : DAO ĐỘNG TẮT I DAO ĐỘNG TẮT DẦN : DẦN Thế nào là dao động tắt dần ? GV:Cho biết quan hệ: Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian X +chiều lực cản và chiều chuyển động O t vật, + công lực cản và năng.? Dùng lập luận bảo toàn Giải thích : lượng suy giảm dần biên độ Khi lắc dao động , nó chịu lực cản Nếu không có ma sát thì không khí Lực cản này là lực ma sát làm tiêu hao làm tiêu hao biến thành nhiệt lắc biến đổi nào? Nếu có ma sát nhớt thì biến =>Biên độ giảm dần và cuối cùng lắc dừng lại đổi nào? Biên độ có liên quan với Vậy: Dao động tắt dần càng nhanh độ nào? nhớt môi trường càng lớn Biên độ biến đổi nào? Ứng dụng : Nêu nguyên nhân dao động tắt dần ? Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô là ứng dụng dao động tắt dần II.DAO ĐỘNG DUY TRÌ : Nếu cung cấp thêm sau chu kì lượng cho vật dao động bù lại phần lượng *Hoạt động :DAO ĐỘNG DUY Trang 16 Lop11.com (17) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ TRÌ Dự đoán xem dao động không tắt dần và có chu kì không đổi chu kì dao động riêng thì ta phải làm gì? Thường người ta dùng một nguồn lượng và cấu truyền lượng thích hợp để cung cấp lượng cho vật dao động chu kì Nêu định nghĩa dao động trì *Hoạt động :DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC : HS:Quan sát thí nghiệm Quan sát và rút các đặc điểm dao động cưỡng Quan sát đồ thị dao động Giáo án: Vật Lý 12 tiêu hao ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng nó, đó vật dao động mải mải với chu kì chu kì dao động riêng nó, gọi là dao động trì III.DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC : 1.Thế nào là dao động cưỡng ? Là dao động chịu tác dụng lực cưỡng tuần hoàn Đặc điểm : -Dao động cưỡng có biên độ không đổi có tần số tần số lực cưỡng -Biên độ dao động cưỡng không phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng mà còn phụ thuộc vào độ chênh lệch tần số lực cưỡng và tần số dao động riêng hệ dao động IV HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG : 1.Định nghĩa : Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số f lực cưỡng tiến đến tần số riêng f0 hệ dao động gọi là tượng cộng hưởng *Hoạt động :HIỆN TƯỢNG CỘNG -Điều kiện cộng hưởng f =f0 HƯỞNG : 2) Giải thích : Định nghĩa cộng hưởng Khi f =f0 : hệ cung cấp lượng cách nhịp nhàng đúng lúc , đó biên độ dao Vẽ hình 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 Thuyết giảng phần nội dung và kể +Tác dụng có hại: Cầu, bệ máy, trục máy vài mẫu chuyện tác dụng có khung xe ….Nếu có trùng tần số lợi và hại cộng hưởng ngoại lực f và tần số riêng f0 xảy (cộnghưởng) thì có thể làm gãy các chi tiết này +Tác dụng có lợi :Hộp cộng hưởng hộp đàn IV Củng cố dặn dò: - Thế nào là dao động tắt dần, giải thích dao động tắt dần - Dao động cưỡng Hiện tượng cộng hưởng - Bài 5,6 trang 21 Sgk Trang 17 Lop11.com (18) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết 09: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNGPHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ.PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ PRE-NEN I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : Biểu diễn phương trình dao động điều hòa vec tơ quay 2) Kĩ : Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số II CHUẨN BỊ : 1) Giáo viên : Các hình vẽ 5.1, 5.2 SGK 2) Học sinh : Ôn tập kiến thức hình chiếu vec tơ xuống hai trục tọa độ III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ Thế nào là dao động tắt dần? Thế nào là dao động cưỡng bức? Đặc điểm dao động cưỡng bức? tượng cộng hưởng? điều kiện xảy tượng cộng hưởng 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò *Hoạt động : VEC TƠ QUAY Mục tiêu : Nắm đặc điểm vec tơ quay -Viết biểu thức hình chiếu véc tơ OM trên trục Ox và so sánh với phương trình li độ dao động điều hoà? - Gọi học sinh trã lời câu hỏi C1 Nội dung bài học I.VEC TƠ QUAY : Dao động điều hòa x=Acos(t+) biểu diễn véc tơ quay OM Trên trục toạ độ Ox véc tơ này có: + Gốc: Tại O + Độ dài biên độ: OM = A M O t P x + Hợp với trục Ox góc pha ban đầu II.PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN : Đặt vấn đề: *Hoạt động :PHƯƠNG PHÁP GIẢN Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần ĐỒ FRE-NEN số có các phương trình là: Gv giảng: x1 = A1cos(t + 1), x2 = A2cos(t + 2).Ta Khi các véc tơ OM1,OM2 quay với cùng tổng hợp hai dao động trên tốc độ góc ngược chiều kim đồng đồ, thì phương pháp giản đồ Fre-nen góc hợp OM1,OM2 =2–1 Phương pháp giản đồ Fre-nen: không đổi nên hình bình hành OM1MM2 Gốc : O Độ lớn::OM1=A1 quay theo với tốc độ góc và không Góc hợp với trục ox là 1 Trang 18 Lop11.com (19) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 biến dạng quay Véc tơ tổng OM là đường chéo hình bình hành quay quanh O với tốc độ góc Gốc : O Độ lớn : OM2 = A2 Góc hợp với trục ox là 2 Véc tơ tổng hợp là OM= OM1 + OM2 Véc tơ quay OM biểu diễn phương trình dao động điều hòa tổng hợp : x = Acos(t + ) ** Biên độ và pha ban đầu dao động tổng hợp: Lập hệ thức lượng cho tam giác OMM1 để a Biên độ: rút công thức tính OM Và góc lệch A2 = A22 + A12+2A1A2cos(2 – 1) OM với Ox b Pha ban đầu: tg A1 sin 1 A sin 2 A1 cos 1 A cos 2 3.Ảnh hưởng độ lệch pha : Nếu các dao động thành phần cùng pha = 2 – 1 = 2n A =Amax = A1+A2 Nếu các dao động thành phần ngược pha = 2 – 1 =(2n+1) A=Amin = Cho biết ý nghĩa độ lệch pha? x1 và x2 cùng pha A -A x1 và x2 ngược pha Nếu hai dao động thành phần vuông pha = 2 – 1 = 2n A = x1 và x2 vuông pha GV hướng dẫn học sinh làm bài tập thí dụ A12 + A 22 4.Ví dụ : SGK trang 24 IV Củng cố dặn dò: - Muốn tổng hợp ba dao động cùng tần số trở lên, thì ta tổng hợp hai dao động lại với nhau, dùng dao động tổng hợp này để tổng hợp với dao động thứ ba, thứ tư … ta thực dao động cuối cùng - Làm bài tập 4,5,6 SGK/25 Trang 19 Lop11.com (20) Trường THCS và THPT MỸ QUÝ Giáo án: Vật Lý 12 Tiết : 10 BÀI TẬP I MỤC TIÊU : 1) Kiến thức - Vận dụng kiến thức dao động điều hoà, tổng hợp hai dao động 2) Kỹ - Giải các bài toán đơn giản dao động điều hoà, tổng hợp các dao động cùng phương cùng tần số II CHUẨN BỊ 1)Giáo viên: Chuẩn bị số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2)Học sinh: Ôn lại kiến thức dao động điều hoà III TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ Câu 1:Nêu cách biểu diễn dao động điều hòa vec tơ quay? Câu : Nêu ảnh hưởng độ lệch pha đến biên độ dao động tổng hợp các trường hợp : hai dao động cùng pha , ngược pha , vuông pha 3) Giảng bài : Hoạt động Thầy , Trò *Hoạt động : Sửa bài tập cũ Gọi học sinh làm bài tập SGK /25 * GV cho hs đọc đề, tóm tắt * Hướng dẫn hs giải bài toán Nội dung bài học Bài tập SGK /25 : Phương trình dao động x1 và x2 x1 = cos(5t + ) cm 5 x2 = cos(5t + ) cm - Viết phương trình x1 và x2 - Viết phương trình tổng quát: Acos(5t + ) x = Phương trình tổng hợp: x = x1 + x2 x = Acos(5t + ) Trong đó: 2 - Tìm biên độ A, pha dao ban đầu φ tổng A= A1 + A +2A1A 2cos( 2 -1 ) =2,3cm hợp tg A1 sin 1 A sin 2 1310 0,73(rad) A1 cos 1 A cos 2 Vậy: x = 2,3cos(5t + 0,73 ) BÀI GIẢI : a phương trình tổng hợp: x = x1 + x2= Acos(100πt+) *Hoạt động : Làm bài tập Trang 20 Lop11.com (21)