bai 1 dao dong dieu hoa

đặn Dao động tuần hoàn là dao động mà cứ sau mỗi khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, thì trạng thái của vật (vị trí + chiều chuyển động) lặp lại như cũ. Ví dụ của dao động tuầ[r]

(1)

Giáo án vật lí lớp 12 Ngày soạn: 6- 7- 2012

Người soạn: Đoàn Nguyệt Anh

Bài soạn: Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (Tiết 1) I MỤC TIÊU

1 Về kiến thức

- Hiểu Dao động

- Phát biểu định nghĩa dao động điều hịa Viết phương trình dao động điều hịa giải thích ý nghĩa đại lượng có phương trình như: li độ, biên độ dao động, pha ban đầu

- Nêu mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn Về kĩ

- Quan sát hình vẽ để rút nhận xét Về thái độ

- Học sinh có thái độ nghiêm túc, tập trung học II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

- Một số hình vẽ miêu tả dao động hình chiếu P đường kính P1P2 - Một số vật dụng minh họa cho khái niệm dao động như: lắc đơn, đồng hồ lắc, …

2 Học sinh:

- Ôn lại kiến thức chuyển động trịn như: chu kì, tần số mối liên hệ tốc độ góc với chu kì tần số

(2)

Hoạt động 1(12 phút):

Tìm hiểu khái niệm dao động cơ, dao động tuần hoàn. Hoạt động học

sinh

Trợ giúp giáo viên Nội dung ghi bảng

HS nhận thức vấn đề học

HS thảo luận chung toàn lớp: Các chuyển động giống chỗ: vật chuyển động vùng không gian hẹp, chuyển động qua lại quanh vị trí cân

Có thể dao động lặp lặp lại

Đặt vấn đề: Hàng ngày thấy nhiều chuyển động khác với chuyển động mà học như: chuyển động có gió, chuyển động lắc đồng hồ, chuyển động võng, xích đu … Các chuyển động có đặc điểm chung? Bài học ngày hơm giúp trả lời câu hỏi

Mô tả lại cấu tạo chuyển động lắc đơn, xích đu, võng … Sau u cầu trả lời câu hỏi: chuyển động có điểm giống nhau?

GV thông báo:

- Những chuyển động gọi dao động

- Dao động chuyển động qua lại quanh vị trí cân

Dao động vật tuần hồn khơng tuần hồn -Theo em dao động tuần hoàn?

Chương I Dao động

§ Dao động điều hòa (tiết 1) I- Dao động Thế dao động cơ?

Dao động chuyển động có giới hạn hẹp không gian lặp lặp lại xung quanh vị trí cân

VD: chuyển động võng, cây, lắc đồng hồ …

2 – Dao động tuần hoàn

(3)

đặn Dao động tuần hoàn dao động mà sau khoảng thời gian nhau, gọi chu kì, trạng thái vật (vị trí + chiều chuyển động) lặp lại cũ

Ví dụ dao động tuần hoàn: lắc đồng hồ; để trì dao động tuần hồn cần có phận cưỡng (truyền lượng)

Vì vậy, dao động tuần hịan có mức độ phức tạp khác tùy theo vật hay hệ vật dao động Dao động tuần hồn đơn giản dao động điều hịa

hoàn dao động mà sau khoảng thời gian nhau,thì trạng thái vật lặp lại cũ (vật trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ)

Phát biểu định nghĩa dao động điều hòa Hoạt động học

sinh

Cá nhân vẽ hình, lắng nghe lời giảng giáo viên

Đọc sách giáo khoa mục II.1 kết hợp với việc nghe giảng

Trước xét dao động vật bất kì, xét dao động điểm

Vẽ hình 1.1 đồng thời mơ tả ví dụ: + Giả sử có điểm M chuyển động trịn đường trịn tâm O bán kính OM theo chiều + với tốc độ góc ω

+ Chọn trục Ox đường kính cắt vịng trịn P1, P2

+ Gọi P hình chiếu điểm M lên trục Ox

+ Khi M chuyển động tròn ta thấy điểm P dao động trục Ox

II-

dao động điều hịa Ví dụ: (hình 1.1) M

Mo P2 ωt P1 O x P x

(4)

HS suy nghĩ trả lời: x=OM cos( ω t+ φ

)

Thảo luận nhóm, đại diện trả lời:

C1.giả sử thời điểm ban đầu điểm M vị trí Mo xác định góc ^Q

1O M0 =

π

-φ (rad) Sau t giây, tức thời điểm t, chuyển động đến vị trí M xác định góc:( π2 - ω t- φ )

quanh gốc tọa độ O

- Xét chuyển động điểm P: Giả sử t=0, điểm M vị trí M0, xác định góc ^P

1O M0

= φ (rad) Sau t giây, chuyển động đến vị trí (điểm) M xác định góc ^P

1OM = ( ω t

+ φ )

Khi tọa độ x= OP´ điểm

P bao nhiêu?

Đặt OM=A, dao động điểm P mô tả phương trình:

x = Acos( ω t+ φ ) Vì hàm sin hay cosin hàm điều hòa nên dao động điểm P gọi dao động điều hịa

O

- Điểm Q dao động trục Oy quanh gốc tọa độ O

- Xét đặc điểm dao động điểm Q tương tự điểm P Chúng ta vừa khảo sát dao động điều hịa điểm P Bây hình dung P khơng phải điểm hình học mà chất điểm (vật có khối lượng m có kích thước khơng đáng kể), dao động giống điểm P Khi ta nói vật dao động quanh vị trí cân O, x li độ vật GV sử dụng hình 1.2 1.3 để

với tốc độ góc ω + Chọn trục Ox đường kính cắt vịng trịn P1, P2

+ Gọi P hình chiếu điểm M lên trục Ox

- Xét chuyển động điểm P Dao động điểm P mô tả phương trình: (1.1) với A, ω , φ = const

P dao động điều hòa

2 Định nghĩa

Dao động điều hòa là dao động li độ vật hàm cosin (hay sin) của thời gian

(5)

Khi ta viết phương trình tốc độ điểm Q là: y = A.sin( ω t + φ¿

→Dao động hình chiếu Q dao động điều hòa

HS tiếp thu ghi nhớ

minh họa cho lời giảng Lưu ý học sinh khái niệm độ lệch chiều lệch vật khỏi vị trí cân

Với quy ước vậy, ta có định nghĩa sau: Dao động điều hịa dao động li độ vật hàm cosin ( hay sin) thời gian

Viết phương trình dao động điều hịa. Hoạt động học

sinh

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

Đạt cực đại khi:

cos( ω t+ φ ) = +

↔ ( ω t+ φ ) = k π

Đạt cực tiểu khi:

( ω t+ φ )= π2 + k π

Phương trình x= A cos( ω t+

φ ) (hoặc x= A sin( ω t + φ

)) gọi phương trình dao động điều hòa

Yêu cầu học sinh dựa vào hiểu biết học chuyển động tròn để giải thích ý nghĩa đại lượng có phương trình dao động điều hịa

Đặt câu hỏi để học sinh khắc sâu thêm kiến thức, như:

- Khi vật đạt giá trị li độ cực đại? Tại sao? Cực tiểu?

( - Tại vị trí biên vận tốc vật bao nhiêu?)

- Pha dao động cho biết điều gì? Yêu cầu học sinh đọc SGK mục II.4 để tìm mối liên hệ dao động điều hịa chuyển động trịn

3.Phương trình dao động điều hòa là:

x= A cos( ω t+

φ )

x= A sin( ω t+

φ ) đó: + x: li độ dao động + A: biên độ dao động, hay li độ cực đại vật

+( ω t+ φ ): pha dao động thời điểm t

φ : pha ban đầu dao động

4 Chú ý:

(6)

- Với biên độ cho pha đại lượng xác định vị trí chiều chuyển động vật thời điểm t

đều

Tương tự chuyển động trịn đều, phương trình dao động điều hòa x= A cos ( ω t+

φ ), ta quy ước chọn trục x làm mốc để tính pha dao động chiều tăng pha tương ứng với chiều tăng góc ^P

1OM

chuyển động tròn (tức ngược chiều quay kim đồng hồ)

đoạn thẳng luôn coi hình chiếu điểm M chuyển động trịn lên đường kính đoạn thẳng

b, SGK

Hoạt động 4 (3 phút) : Củng cố, vận dụng dặn dò Giáo viên:

- Nhắc lại kiến thức học bài, đặc biệt định nghĩa dao động điều hịa, phương trình dao động điều hịa

- Yêu cầu học sinh hoàn thành câu hỏi 1, 2, SGK

- Ôn lại khái niệm chu kì, tần số, tần số góc, gia tốc, chuyển động tròn

Học sinh:

- Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập

* Rút kinh nghiệm - Nộidung:

……… ……… - Thời gian:

(7)