- 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.[r]
(1)Ngày soạn: 06/082012 Tiết số: 1,2 Tuần: 01
VẬT LÍ 12
Chương I : DAO ĐỘNG CƠ Bài 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
+ Công 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: Vận dụng kiến thức để làm tập sgk tập tương tự. 3 Thái độ: Vui thích mơn học, tập trung học tập,…
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Hình vẽ mơ tả d.động hình chiếu P điểm M đường kính P1P2 thí nghiệm minh hoạ. 2 Học sinh: On lại chuyển động trịn (chu kì, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kì tần số). III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1 Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục, sgk,… 2 Kiểm tra cũ: Giới thiệu chương trình vật lí 12
3 Bài mới: Ôn lại kiến thức cũ
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu dao động
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 khơng mang tính tuần hồn xét lắc đồng hồ sao?
- Dao động tuần hồn khơng 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
2 Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau khoảng thời gian nhau, gọi
chu kì, vật trở lại vị trí cũ với vật tốc cũ
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu phương trình dao động điều hồ
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
* Minh hoạ chuyển động tròn
điểm M II Phương trình dao động điều hồ
1 Ví dụ
- Giả sử điểm M chuyển động tròn đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc
- P hình chiếu M lên Ox - Giả sử lúc t = 0, M vị trí M0 với
1
POM (rad) M
M
P1 x P
O
t
(2)* Nhận xét dao động P M chuyển động?
* 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 tròn 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 trong chuyển động trịn
* Trong q trình M chuyển động trịn đều, P dao động trục x quanh gốc toạ độ O
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 hồ đoạn thẳng ln ln coi hình chiếu điểm tương ứng chuyển động trịn lên đường kính đoạn thẳng
- Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớiPOM1 (t)rad - Toạ độ x = OPcủa điểm P có phương trình:
x = OMcos(t + ) Đặt OM = A
x = Acos(t + )
Vậy: Dao động điểm P dao động điều hoà
2 Định nghĩa
- Dao động điều hồ dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) thời gian Phương trình
- Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + )
+ x: li độ dao động( khoảng cách từ vtrí vật đến VTCB)
+A = xmax.(A>0): biên độ dao động + : 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 hồ
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Dao động điều hồ có tính tuần hồn từ ta có định nghĩa
* Trong chuyển động tròn tốc độ góc , chu kì T tần số có mối liên hệ nào?
- HS ghi nhận định nghĩa chu kì tần số
*
2 2 f
T
III Chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hồ
1 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 + Đơn vị f 1/s gọi Héc (Hz).
2 Tần số góc
- Trong dao động điều hồ gọi tần số góc Đơn vị rad/s
2 2 f
(3)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 dao động điều hoà
1 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 hồ dao động hình sin
- HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn GV
V Đồ thị dao động điều hoà
IV.CỦNG CỐ: Qua cần nắm được
+ Định nghĩa dao động điều hoà
+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu
+ 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 hồ V.DẶN DỊ:
Về nhà làm tập Sgk.và sách tập VI RÚT KINH NGHIỆM
Tổ trưởng kí duyệt 06/08/2012
HOÀNG ĐỨC DƯỠNG
A
t
x
A
2
T T
3