Đang tải... (xem toàn văn)
- Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn.. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong không g[r]
(1)Trêng THPT Trêng Thi VËt lý 12 Cơ bản
Bi DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
I MỤC TIÊU 1 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
2 Kĩ năng: 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Hình vẽ mơ tả dao động hình chiếu P điểm M đường kính P1P2 thí nghiệm minh hoạ
2 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
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động cơ
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- 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 không mang tính tuần hồn xét lắc đồng hồ sao?
- Dao động tuần hồn không Nhưng sau khoảng thời gian (T) vật trở lại vị trí cũ với vật tốc cũ dao động tuần hoàn
- 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
I Dao động cơ
1 Thế dao động - Là chuyển động có giới hạn không 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 bằng nhau, gọi chu kì, vật trở lại vị trí cũ với vật tốc cũ
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu phương trình dao động điều hoà
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Minh hoạ chuyển động tròn điểm M
- Nhận xét dao động P M chuyển động?
- Trong trình M chuyển động tròn đều, P dao động trục x quanh gốc toạ độ O
II Phương trình dao động điều hồ
1 Ví dụ
- Giả sử điểm M chuyển động tròn đường trịn theo chiều dương với tốc độ góc - P hình chiếu M lên Ox
- Giả sử lúc t = 0, M vị trí M0 với POM1 0 (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với
Trang 1/4 M
M0 P1 x P
O
t
(2)Trêng THPT Trêng Thi Vật lý 12 Cơ bản
- 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 trịn 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 POM1 chuyển động trịn
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
- 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
1 ( )
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
là dao động điều hoà Định nghĩa
- Dao động điều hoà dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian
3 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 4 Chú ý (Sgk)
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hoà
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Dao động điều hồ có tính tuần
hồn từ ta có định nghĩa - HS ghi nhận định nghĩa chu kì tần số
III Chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hồ Chu kì tần số
- Chu kì (kí hiệu T) dao động điều hoà 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
(3)Trêng THPT Trêng Thi VËt lý 12 Cơ bản
- Trong chuyn động trịn tốc độ góc , chu kì T tần số có mối liên hệ nào?
2 2 f
T
+ Đơn vị f 1/s gọi
Héc (Hz).
2 Tần số góc
- Trong dao động điều hoà gọi tần số góc Đơn vị rad/s
2 2 f
T
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu vận tốc gia tốc dao động điều hoà
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Vận tốc đạo hàm bậc li độ theo thời gian biểu thức? Có nhận xét v?
- Gia tốc đạo hàm bậc vận tốc theo thời gian biểu thức? - Dấu (-) biểu thức cho biết điều gì?
x = Acos(t + )
v = x’ = -Asin(t + ) - Vận tốc đại lượng biến thiên điều hoà tần số với li độ
a = v’ = -2Acos(t + ) - Gia tốc ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn hướng VTCB)
IV Vận tốc gia tốc trong dao động điều hoà Vận tốc
v = x’ = -Asin(t + ) - Ở vị trí biên (x = A): v =
- Ở VTCB (x = 0): |vmax| = A Gia tốc
a = v’ = -2Acos(t + ) = -2x
- Ở vị trí biên (x = A): |amax| = -2A
- Ở VTCB (x = 0): a =
Hoạt động ( phút): Vẽ đồ thị dao động điều hoà
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị dao động điều hoà x = Acost ( = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy đường hình sin, người ta gọi dao động điều hoà dao động
hình sin.
- HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn
của GV V Đồ thị dao động điều hoà
Hoạt động ( phút): Giao nhiệm vụ nhà.
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Nêu câu hỏi tập nhà - Yêu cầu: HS chuẩn bị sau
- Ghi câu hỏi tập nhà
- Ghi chuẩn bị cho sau
IV RÚT KINH NGHIỆM
Trang 3/4
A
t
x
A
2
T
T
3
(4)Trêng THPT Trêng Thi Vật lý 12 Cơ bản