Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen để nâng cao kĩ năng và kiến thức soạn giáo án theo chuẩn kiến thức, kỹ năng trong chương trình dạy học. Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen được soạn với hình thức 3 cột phù hợp quy định bộ GD và nội dung súc tích giúp học sinh dễ dàng hiểu bài học hơn.
GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I- MỤC TIÊU Về kiến thức - Biết thay việc cộng hai hàm dạng Cosx Cosx2 tần ur ur số góc việc cộng hai véc tơ quay tương ứng X1 X thời điểm t = - Hiểu tầm quan trọng độ lệch pha tổng hợp hai dao động Về kỹ - Sử dụng giản đồ vec tơ quay để tổng hợp dao động điều hòa phương tần số Về thái độ - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh có tính tập thể II- CHUẨN BỊ Giáo viên - Giáo án, tài liệu tham khảo đồ dùng dạy học cần thiết Học sinh - Kiến thức cũ dao động điều hòa - Sách, vở, đồ dùng học tập quy định III- Tiến trình dạy học Kiểm tra cũ: “Có” – 5’ GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH NỘI DUNG GV: Nêu câu hỏi yêu cầu hs lên bảng trình bày Câu1: Nêu đặc điểm dao động tắt dần nguyên nhân gây dao động tắt dần? Hãy lập luận dao động lắc dao động tắt dần Câu2: Thế tượng cộng hưởng Điều kiện cộng hưởng? Nêu vài ví dụ minh họa cộng hưởng có hại, cộng hưởng có lợi? HS: Lên bảng trả lời GV: Nhận xét sửa sai có đánh giá cho điểm HS: Lắng nghe ghi nhận Bài giảng mới: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH Hoạt động 1: (1’) “Đặt vấn đề vào giảng mới” GV: Đặt vấn đề vào giảng “ Ở chương sau ta gặp nhiều trường hợp vật chịu tác dụng nhiều dao động màng nhĩ tai, màng rung micô thường xuyên nhận nhiều dao động gây sóng âm Hay NỘI DUNG P P1 X〉0 P2 Chiều lệch GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 sóng truyền tới điểm mơi trường điểm nhận lúc dao động gây sóng Trong trường hợp vật dao động ntn? Bài học hôm xét dao động tổng hợp hai dao động điều hoà phương tần số” P2 P X 〈 00 X P1 Chiều lệch HS: Lắng nghe nhận thức vấn đề cần nghiên cứu – ghi tiêu đề học Hoạt động 2:(7’) “ Nghiên cứu véc tơ quay” Ở 1, điểm M chuyển động tròn hình uuuuu r chiếu vectơ vị trí OM lên trục Ox dao động điều hòa dạng: x = Acos(ωt + ϕ) Dựa vào quan hệ người ta đưa cách biểu diễn phương trình dao động điều hoà vectơ quay vẽ thời điểm ban đầu (hình vẽ) I- VÉCTƠ Mỗi dao động điều hòa biểu diễn véctơ quay vẽ thời điểm ban đầu( HV) uuuuu r Véctơ quay OM có: + Gốc: O + Độ dài OM = A uuuuu r HS: Lắng nghe nhận thức vấn đề + (OM,Ox) = ϕ GV: Nhìn vào hình vẽ em cho biết véc tơ quay ( Chiều dương chiều 0M có đặc điểm gì? vịng trịn lượng giác) X P P1 X〉0 P2 GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 HS: Thực yêu cầu gv GV: Nhận xét khái quát vấn đề HS: Lắng nghe ghi nhớ GV: Yêu cầu hs trả lời câu hỏi C1 P2 P Chiều lệch X 〈 00 X P1 Chiều lệch HS: Lên bảng thực yêu cầu gv GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp sang phần II HS: Lắng nghe, nhận thức vấn đề ghi tiêu đề phần II Hoạt động 3: (23’) “ Nghiên cứu giản đồ Fre-nen” GV: Giả sử xét hai dao động điều hòa phương tần số có phương trình là: x1 = A1cos(ωt + ϕ1) x2 = A2cos(ωt + ϕ2) II- PHƯƠNG PHÁP GIẢN Hãy tìm li độ tổng hợp hai dao động thành phần ĐỒ FRE-NEN Đặt vấn đề: GV: Có cách để tìm li độ tổng hợp x? - Xét hai dao động điều hoà HS: trả lời phương, tần số: GV: Nhận xét khái quát vấn đề x1 = A1cos(ωt + ϕ1) Li độ dao động tổng hợp tính bằng: x = x + x2 x2 = A2cos(ωt + ϕ2) X GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 phương pháp có đặc điểm dễ dàng A1 = A2 - Li độ dao động tổng trường hợp A1 ≠ A2 phải dùng phương pháp hợp: khác thuận tiện gọi phương pháp giản đồ fre-nen” x = x1 + x2 HS: Lắng nghe ghi nhớ Phương pháp giản đồ GV: Nêu phương pháp giản đồ véc tơ Fre-nen Vẽ trục tọa độ đề vng góc X0Y( chọn trục 0X a tính pha) Biểu diễn hai véc tơ quay 0M 0M biểu diễn hai li độ X1 X2 Áp dụng quy tắc HBH để tìm véc tơ tổng 0M HS: Ghi nhớ GV: Khi hai véc tơ đơn vị 0M 0M quay với tốc độ góc ω HBH 0M1MM2 có bị biến dạng khơng? Tại sao? HS: Trả lời GV: Nhận xét khái quát vấn đề HS: Lắng nghe ghi nhớ GV: Dao động tổng hợp hai dao động điều hòa gì? uuuu r GV: Nhận xét - Vectơ OM vectơ quay với tốc độ góc ω quanh HS: Ghi nhớ - Mặc khác: 0M = 0M1 + 0M2 HS: Trả lời GV: Véc tơ tổng 0M có đặc điểm gì? uuuu r HS: Dựa vào HV trả lời → OM biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: GV: Nhận xét khái quát vân đề x = Acos(ωt + ϕ) GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 HS: Ghi nhớ Nhận xét: (Sgk) GV: Để viết phương trình dao động tổng hợp tường Dao động tổng hợp hai minh ta làm nào? dao động điều hòa phương, tần số “ Phải tìm A ϕ” dao động điều hòa phương, tần số với hai GV: Hướng dẫn hs dựa vào giản đồ véc tơ tìm A ϕ dao động HS: Hợp tác với giáo viên b Trong trường hợp quát : Biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp: A = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ ) (1) GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp sang tiểu mục phần II Trong (1) : tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ (2) A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ (ϕ − ϕ1 ) = ∆ϕ gọi độ lệch pha dao động Biên độ tổng hợp không phụ thuộc vào biên độ dao động thành phần mà phụ thuộc vào độ lệch pha ∆ϕ Thật độ lệch pha ảnh hưởng đến biên độ dao động tổng hợp? ta nghiên cứu tiểu mục phần II Ảnh hưởng độ lệch pha - Nếu dao động thành phần pha HS: Lắng nghe nhận thức vấn đề ∆ϕ = ϕ2 - ϕ1 = 2nπ GV: Trình bày ảnh hưởng độ lệch pha SGK (n = 0, ± 1, ± 2, …) HS: Lắng nghe ghi nhớ A = A1 + A2 (3) - Nếu dao động thành phần ngược pha ∆ϕ = ϕ2 - ϕ1 = (2n + 1)π GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 (n = 0, ± 1, ± 2, …) A = |A1 - A2| - Nếu dao động thành phần vuông pha A = A12 + A 22 Ví dụ Hoạt động 4: (7’) “ Giải tập vận dụng phương pháp giản đồ Frenen” GV: Yêu cầu hs đọc đề tóm tắt x1 = 3cos(5π t) (cm) π x = 4cos(5π t + ) (cm) HS: Thực yêu cầu gv Phương trình X1có: A1 = 4cm; ϕ1= π Phương trình X2có: A2 = 2cm; ϕ2 = π GV: Hãy vẽ giản đồ véctơ; Dựa vào giản đồ véctơ tính biên độ tổng hợp A pha ban đầu ϕ HS: Thực yêu cầu gv Ta có : GV: Nhận xét khái quát vấn đề A = A12 + A22 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) HS: Lắng nghe ghi nhớ A = + 16 + 24 cos 60 = 6,08 ≈ 6,1 (cm) GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 tan ϕ = A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ = A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 0,6928 ⇒ ϕ = 34,70 ≈ 0,19 π - Phương trình dao động tổng hợp x = 6,1cos(5π t + 0,19π) Củng cố (1’) GV: Hệ thống nội dung - Đặc điểm véc tơ quay - Cách viết phương trình dao động tổng hợp dựa vào giản đồ Fre-nen HS: Lĩnh hội kiến thức Hướng dẫn học nhà(1’) GV: Yêu cầu học sinh - Học theo phần ghi nhớ sgk -25 kết hợp ghi - Về làm tập 4,5,6(GSK) tập SBT HS: Nhận nhiệm vụ học tập ... động tổng hợp hai minh ta làm nào? dao động điều hòa phương, tần số “ Phải tìm A ϕ” dao động điều hịa phương, tần số với hai GV: Hướng dẫn hs dựa vào giản đồ véc tơ tìm A ϕ dao động HS: Hợp tác... diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: GV: Nhận xét khái quát vân đề x = Acos(ωt + ϕ) GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 HS: Ghi nhớ Nhận xét: (Sgk) GV: Để viết phương trình dao động tổng hợp tường Dao động. .. Li độ dao động tổng hợp tính bằng: x = x + x2 x2 = A2cos(ωt + ϕ2) X GIÁO ÁN VẬY LÝ 12 phương pháp có đặc điểm dễ dàng A1 = A2 - Li độ dao động tổng trường hợp A1 ≠ A2 phải dùng phương pháp hợp: