Đang tải... (xem toàn văn)
TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1 10 phút: Kiểm tra bài cũ: Nêu các định nghĩa về biên độ, chu kì, tần số và năng lượng của vật dao động điều hòa.. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của h[r]
(1)Chương I DAO ĐỘNG CƠ Tiết DAO ĐỘNG DIỀU HÒA Ngày soạn: 20/08/2012 I MỤC TIÊU - Nêu được: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu - Viết được: Phương trình dao động điều hòa, công thức liên hệ tần số góc, chu kì và tần số, công thức vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa - Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu không - Làm các bài tập tương tự sgk II CHUẨN BỊ Giáo viên Chuẩn bị lắc đơn lắc lò xo cho học sinh quan sát dao động Chuẩn bị hình vẽ miêu tả dao động hình chiếu điểm P điểm M trên đường kính P 1P2 Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Giới thiệu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu dao động Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Dao động Cho học sinh quan sát dao động Thế nào là dao động cơ? lắc đơn Định nghĩa dao động Dao động là chuyển động qua lại vật quanh vị trí cân Dao động tuần hoàn Giới thiệu số dao động Định nghĩa dao động tuần Dao động tuần hoàn là dao động mà sau tuần hoàn hoàn khoảng thời gian nhau, gọi là Yêu cầu học sinh nêu định chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ nghĩa dao động tuần hoàn Hoạt động (30 phút): Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Phương trình dao động điều hòa Ví dụ Vẽ hình 1.1 Vẽ hình Xét điểm M chuyển động tròn theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc trên quỹ đạo tâm O bán kính OM = A Xác định vị trí M thời + Ở thời điểm t = 0, điểm M vị trí M điểm t = xác định góc Xác định vị trí M thời + Ở thời điểm t bất kì M xác định điểm t bất kì góc (t + ) + Hình chiếu M xuống trục Ox là P có Xác định hình chiếu M OP Dẫn dắt để học sinh tìm biểu trên trục Ox tọa độ: x = = Acos(t + ) thức xác định tọa độ P Vì hàm sin hay cosin là hàm điều Yêu cầu học sinh thực C1 hòa, nên dao động điểm P gọi là Thực C1 dao động điều hòa Định nghĩa Giới thiệu khái niệm dao động Ghi nhận khái niệm Dao động điều hòa là dao động đó li điều hòa độ vật là hàm côsin (hay sin) thời gian Phương trình Giới thiệu phương trình dao Ghi nhận phương trình Phương trình dao động: x = Acos(t + ) động điều hòa và các đại lượng Ghi nhớ tên gọi và đơn vị Trong đó: phương trình các đại lượng phương A là biên độ dao động (A > 0) Nó là độ lệch cực đại vật; đơn vị m, cm trình dao động điều hòa (t + ) là pha dao động thời điểm t là pha ban đầu dao động; đơn vị rad; có giá trị nằm khoảng từ - đến Chú ý Thực thí nghiệm hình 1.4 Nêu mối liên hệ chuyển + Điểm P dao động điều hòa trên đoạn (2) Yêu cầu học sinh rút mối liên động tròn và dao động điều hệ chuyển động tròn và hòa dao động điều hòa Nêu qui ước chọn trục làm gốc Ghi nhận qui ước chọn trục để tính pha dao động làm gốc để tính pha dao động thẳng luôn luôn có thể dược coi là hình chiếu điểm M chuyển động tròn lên đường kính là đoạn thẳng đó + Đối với phương trình dao động điều hòa x = Acos(t + ) ta qui ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết DAO ĐỘNG DIỀU HÒA Ngày soạn: 22/08/2012 I MỤC TIÊU - Vẽ đồ thị li độ theo thời gian với pha ban đầu không - Làm các bài tập tương tự sgk II CHUẨN BỊ Giáo viên Chuẩn bị lắc đơn lắc lò xo cho học sinh quan sát dao động Chuẩn bị hình vẽ miêu tả dao động hình chiếu điểm P điểm M trên đường kính P 1P2 Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu chu kì , tần số, tần số góc dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hòa Chu kì và tần số Giới thiệu chu kì dao Ghi nhận khái niệm + Chu kì (kí hiệu T) dao động điều hòa động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần; đơn vị giây (s) Giới thiệu tần số dao động Ghi nhận khái niệm + Tần số (kí hiệu f) dao động điều hòa điều hòa là số dao động toàn phần thực giây; đơn vị héc (Hz) Tần số góc Giới thiệu tần số góc dao Ghi nhận khái niệm phương trình x = Acos(t + ) động điều hòa gọi là tần số góc dao động điều hòa Y/c h/s nhắc lại mối liên hệ Nhắc lại mối liên hệ , T 2 , T và f cđ tròn và f chuyển động tròn Liên hệ , T và f: = T = 2f Hoạt động (20 phút) : Tìm hiểu vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung IV Vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa Vận tốc Giới thiệu vận tốc vật dao Ghi nhận khái niệm + Vận tốc là đạo hàm li độ theo thời động điều hòa gian: v = x' = - Asin(t + ) Biến đổi để thấy v sớm pha + Vận tốc vật dao động điều hòa biến Ghi nhận lệch pha vận thiên điều hòa cùng tần số sớm pha tốc v và li độ x so với x so với với li độ dao động Yêu cầu học sinh xác định các - Ở vị trí biên, x = A thì vận tốc Xác định các vị trí vật có vận giá trị cực tiểu và cực đại tốc cực tiểu, cực đại vận tốc dao động điều hòa - Ở vị trí cân bằng, x = thì vận tốc có độ lớn cực đại: vmax = A Giới thiệu gia tốc vật dao Ghi nhận khái niệm Gia tốc động điều hòa + Gia tốc là đạo hàm vận tốc theo thời 2 Giới thiệu lệch pha a, v Nắm vững mối liên hệ x, v gian: a = v' = - Acos(t + ) = - x (3) và x và a dao động điều hòa Yêu cầu học sinh nêu đặc Nêu đặc điểm véc tơ gia tốc điểm véc tơ gia tốc trong dao động điều hòa dao động điều hòa Xác định các vị trí gia tốc có giá Yêu cầu học sinh xác định trị cực đại, cực tiểu các giá trị cực đại, cực tiểu a Hoạt động (10 phút) : Tìm hiểu đồ thị dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần số; a ngược pha với x, sớm pha so với v + a luôn hướng vị trí cân và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ - Ở vị trí biên, x = A thì gia tốc có độ lớn cực đại : amax = 2A - Ở vị trí cân (x = 0) thì a = Nội dung V Đồ thị dao động điều hòa Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị Vẽ đồ thị dao động điều hòa ứng với trường hợp pha ban đầu = Yêu cầu học sinh nhận xét Nhận xét đồ thị Đồ thị dao động đồ thị dao động điều hòa điều hòa là đường hình sin Hoạt động (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 7, 8, 10, 11 Ghi các bài tập nhà trang sgk và 1.6, 1.7 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết CON LẮC LÒ XO Ngày soạn: 26/08/2012 I MỤC TIÊU - Viết công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hòa, công thức tính chu kì lắc lò xo, công thức tính động năng, và lắc lò xo - Giải thích dao động lắc lò xo là dao động điều hòa - Nêu nhận xét định tính biến thiên động và lắc dao động - Áp dụng các công thức và định luật có bài để giải bài tập tương tự phần bài tập - Viết phương trình động lực học lắc lò xo II CHUẨN BỊ Giáo viên: Con lắc lò xo Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và đàn hồi lớp 10 III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc vật dao động điều hòa Nêu mối liên hệ chu kì, tần số và tần số góc dao động điều hòa Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu lắc lò xo Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Con lắc lò xo Cấu tạo Giới thiệu lắc lò xo Vẽ lắc lò xo Gồm vật nho, khối lượng m gắn vào đầu lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể Đầu lò xo Yêu cầu học sinh nêu cấu tạo Nêu cấu tạo lăc lò xo giữ cố định Vât m có thể trượt trên lắc lò xo mặt phẵng ngang không có ma sát Nhận xét Giới thiệu vị trí cân + Vị trí cân vật là vị trí lò xo Yêu cầu học sinh nhận xét không bị biến dạng Nhận xét vị trí cân vị trí cân + Kéo vật nặng khỏi vị trí cân cho lò xo dãn đoạn nhỏ buông tay, ta (4) Kéo lò xo giãn thả Nhận xét chuyển động thấy vật dao động trên đoạn thẳng Yêu cầu học sinh nhận xét quanh vị trí cân Hoạt động (20 phút) : Khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học Vẽ hình 2.1 Phương trình chuyển động Xác định các lực tác dụng lên P Vật chịu tác dụng lực: Trọng lực vật , phản lực N và lực đàn hồi F Viết biểu thức định luật II Theo định luật II Newton: Newton Viết phương trình chiếu a N P F m = + + Xác định trị đại số lực đàn Chiếu lên trục Ox ta có: hồi F Dẫn dắt học sinh đến kết luận cuối cùng là lắc lò xo dao động điều hòa Yêu cầu học sinh xác định tần số góc Yêu cầu h/s xác định chu kì T Yêu cầu học sinh thực C1 Giới thiệu lực kéo lắc lò xo vừa nêu và số trường hợp khác Thử lại để công nhận nghiệm phương trình: a = - 2 x là: x = Acos(t + ) Xác định tần số góc lắc lò xo Xác định chu kì dao động Thực C1 Nêu khái niệm lực kéo k ma = F = - kx a = - m x k Đặt 2 = m ta có: a = - 2 x Nghiệm phương trình này có dạng : x = Acos(t + ) Như lắc lò xo dao động điều hòa Tần số góc và chu kì Tần số góc: = k m m 2 2 k Chu kì: T = = Lực kéo Lực luôn luôn hướng vị trí cân gọi là lực kéo Lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ, là lực gây gia tốc cho vật dao động điều hòa Hoạt động (10 phút): Khảo sát dao động lò xo mặt lượng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Khảo sát dao động lắc lò xo mặt lượng Động lắc lò xo Dẫn dắt để học sinh viết Viết biểu thức tính động 1 biểu thức tính động nói chung Wđ = mv2 = m2A2sin2(t+) lắc lò xo Áp dụng cho lắc lò xo = kA2sin2(t + ) Thế lắc lò xo Dẫn dắt để học sinh viết Viết biểu thức tính 1 biểu thức tính lò xo bị biến dạng Wt = kx2 = k A2cos2(t + ) lắc lò xo Áp dụng cho lắc lò xo Cơ năngcủa lắc lò xo Sự bảo toàn Dẫn dắt để học sinh viết Viết biểu thức tính nói biểu thức tính chung W = W t + Wđ = k A lắc lò xo Áp dụng cho lắc lò xo Yêu cầu học sinh rút các kết luận Yêu cầu học sinh thực C2 Rút các kết luận Thực C2 = m2A2 = số Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sát (5) Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học Tóm tắt lại kiến thức đã học bài bài Ghi các bài tập nhà Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 4, 5, trang 13 sgk và 2.6, 2.7 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết BÀI TẬP Ngày soạn: 27/08/2012 I MỤC TIÊU - Xác định các đại lượng dao động điều hòa - Lập phương trình dao động lắc lò xo - Giải số bài toán dao động điều hòa và lắc lò xo II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại kiến thức dao động điều hòa, lắc lò xo III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan + Li độ, vận tốc và gia tốc dao động điều hòa: x = Acos(t + ), v = x' = - Asin(t + ), a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x + Sự biến thiên điều hòa x, v và a: Trong dao động điều hòa x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần số v sớm pha so với x, a sớm pha so với x và ngược pha so với x 2 + Liên hệ chu kì, tần số và tần số góc: = T = 2f + Phương trình dao động lắc lò xo: x = Acos(t + ) ; với = k m ,A= v02 x ; xác định theo x0 phương trình: cos = A : lấy nghiệm “+” v0 < và lấy nghiệm “-” v0 > + Động năng, và lắc lò xo: 1 Động : Wđ = mv2 = kA2sin2(t + ) 1 Thế năng: Wt = kx2 = k A2cos2(t + ) 1 Cơ năng: W = Wt + Wđ = k A2 = m2A2 Hoạt động (15 phút): Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 9: C Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Câu trang 9: A Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang : D Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 13: D Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 13: D Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu trang 13: B Hoạt động (20 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài 1.7 a) Phương trình dao động : x = Acos(t + ) Yêu cầu học sinh xác định tần 2 2 Tính số góc dao động = 0,5 (rad/s) = T (6) Hướng dẫn học sinh xác định pha ban đầu Tính Khi t = thì x = - A - A = Acos Yêu cầu học sinh viết phương trình dao động Viết phương trình dao động Hướng dẫn để học sinh xác Thay t vào phương trình li độ định li độ, vận tốc và gia tốc và tính x vật thời điểm t = 0,5 s Tính vận tốc Tính gia tốc Hướng dẫn học sinh giải Thay x vào phương trình li độ phương trình lượng giác để và giải phương trình lượng giác tính t (hai họ nghiệm) để tính t A cos = A = - = cos = Vậy : x = 24cos(0,5t + ) (cm) b) Tại thời điểm t = 0,5 s : x = 24cos(0,5.0,5 + ) 5 = 24cos = - 12 (cm) 5 v = - 0,5.24.sin = 6 (cm/s) a = - (0,5)2.(- 12 ) = 30 (cm/s2) c) Thời điểm đầu tiên vật có x = - 12 cm: Ta có : - 12 = 24cos(0,5t + ) 2 cos(0,5t + ) = - 0,5 = cos 2 0,5t + = + 2k; với k Z 10 t = - + 4k t = - + 4k Giải thích cho học sinh hiểu Tìm nghiệm dương nhỏ Nghiệm dương nhỏ hai họ thời điểm đầu tiên vật qua vị hai họ nghiệm đã giải trí đã cho là nghiệm dương nhỏ họ nghiệm nghiệm này là t = (s) Bài 2.6 Yêu cầu học sinh xác định tần Tính a) Phương trình dao động: x = Acos(t + ) số góc dao động 2 2 Hướng dẫn hoc sinh xác định Tính 0,2 = 10 (rad/s) = T pha ban đầu Khi t = thì x = = Acos Yêu cầu học sinh viết phương trình dao động Yêu cầu học sinh tính t (ra s) Cho học sinh thay t vào phương trình vận tốc để tính v Cho học sinh thay t vào phương trình gia tốc để tính a Yêu cầu học sinh dựa vào trị đại số a để xác định chiều véc tơ gia tốc Hướng dẫn học sinh tính trị đại số lực kéo và nhận xét chiều nó Viết phương trình dao động Tính T và t giây Tính v Tính a Nhận xét chiều a = vì t = thì v < nên nhận nghiệm = Vậy: x = 0,2cos(10t + ) (m) 3T b) Tại thời điểm t = = 0,15 s : v = - 10.0,2.sin(1,5 + ) = a = - (10) 0,2.cos(1,5 + ) = - 200 (m/s2) < Tính F Nhận xét chiều F Dó đó a hướng theo chiều âm trục Ox phía vị trí cân Lực kéo về: F = ma = 0,05.(-200) = - 10 (N) < Véc tơ F ngược chiều dương trục Ox IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (7) Tiết CON LẮC ĐƠN Ngày soạn: 03/09/2012 I MỤC TIÊU - Nêu cấu tạo lắc đơn, điều kiện để lắc đơn dao động điều hòa - Viết công thức tính chu kì dao động lắc đơn, công thức tính năng, lắc đơn - Xác định lực kéo tác dụng vào lắc đơn - Nêu nhận xét định tính biến thiên động và lắc dao động - Nêu ứng dụng lắc việc xác định gia tốc rơi tự II CHUẨN BỊ Giáo viên: Con lắc đơn Học sinh: Ôn tập kiến thức phân tích lực III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu lắc đơn Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Thế nào là lắc đơn? Giới thiệu lắc đơn Cấu tạo Vẽ hình Gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo vào Nêu cấu tạo lắc đơn đầu sợi dây không dãn, có chiều dài l, có khối lượng không đáng kể Nhận xét Xác định vị trí cân Vị trí cân là vị trí mà dây treo có Yêu cầu học sinh nêu lắc đơn phương thẳng đứng cấu tạo lắc đơn Quan sát và nhận xét chuyển Kéo nhẹ cầu cho dây treo lệch khỏi vị Yêu cầu học sinh xác định vị động lắc đơn trí cân góc thả ta thấy trí cân lắc đơn lắc dao động xung quanh vị trí cân Cho lắc đơn dao động Hoạt động (15 phút): Khảo sát dao động lắc đơn mặt động lực học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Khảo sát dao động lắc đơn mặt động lực học Phương trình chuyển động Vẽ hình 3.2 Vẽ hình Vị trí vật m xác định li độ Yêu cầu học sinh xác định các góc hay li độ cong s = l ( tính lực tác dụng lên vật nặng rad) Chọn chiều dương hình vẽ Xác định các lực tác dụng lên Vật chịu tác dụng hai lực: Trọng lực vật nặng P và sức căng T a Viết biểu thức định luật II Theo định luật II Newton: m = P + T Chiếu lên phương tiếp tuyến với quỹ đạo Newton ta có: ma = Pt = - mgsin Thành phần Pt = - mgsin trọng lực là Xác định lực kéo lực kéo Với lớn (sin ) dao động Cho biết lớn thì Yêu cầu học sinh viết biểu lắc đơn không phải là dao động điều hòa dao động lắc đơn không thức định luật II Newton s phải là dao động điều hòa Yêu cầu học sinh xác định lực Với < 100 (sin = l ) thì: Thực C1 kéo s g Yêu cầu học sinh cho biết ma = - mg l a = - l s lớn thì dao động lắc đơn không phải là dao g động điều hòa Đặt = l Ta có: a = -2s Yêu cầu học sinh thực Công nhận (nhớ) nghiệm Nghiệm phương trình này là : C1 s = S0cos(t + ) Dẫn dắt để đưa đến kết luận phương trình vi phân Vậy, dao động nhỏ (sin (rad)), Kết luận dao động điều hòa 0 < 10 thì dao động lắc đơn dao động điều hòa lắc đơn là dao động điều lắc đơn Tần số góc và chu kì dao động hòa Xác định g Xác định T Tần số góc : = l (8) Thực C2 l 2 g Chu kì: T = = 2 Yêu cầu học sinh kết luận dao động điều hòa lắc đơn Yêu cầu học sinh xác định tần số góc lắc đơn Yêu cầu học sinh xác định chu kì lắc đơn Yêu cầu học sinh thực C2 Hoạt động (10 phút): Khảo sát dao động lắc đơn mặt lượng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Khảo sát dao động lắc đơn mặt lượng Động Yêu cầu học sinh viết biểu Viết biểu thức tính động thức tính động lắc đơn Wđ = mv2 Thế Yêu cầu học sinh viết biểu Viết biểu thức tính thức tính lắc đơn Wt = mgl(1 - cos) = 2mglsin2 Cơ Nếu bỏ ma sát thì lắc đơn bảo toàn và đúng nó vị trí biên: Yêu cầu học sinh cho biết Cho biết nào thì W = Wđ + Wt = mgl(1- cos0) nào thì lắc lắc đơn bảo toàn, viết 0 đơn bảo toàn và viết biểu biểu thức đó thức đó = 2mglsin2 = số Yêu cầu học sinh viết biểu Viết biểu thức tính thức tính lắc đơn Với 0 < 100 thì W = mgl Hoạt động (5 phút) : Tìm hiểu cách xác định gia tốc rơi tự nhờ lắc đơn Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự Yêu cầu học sinh trình bày Trình bày cách làm thí nghiệm Từ công thức tính chu kì lắc đơn: cách làm thí nghiệm với với lắc đơn để xác định gia l 4 l lắc đơn để xác định gia tốc rơi tốc rơi tự g g= T tự T = 2 Làm thí nghiệm với dao động lắc đơn, đo T và l ta tính g Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 4, 5, trang Ghi các bài tập nhà 17 sgk và 3.8, 3.9 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… (9) Tiết BÀI TẬP Ngày soạn: 10/09/2012 I MỤC TIÊU - Tính chu kì, tần số, tần số góc lắc đơn, năng, lắc đơn dao động điều hòa - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm và giải các bài tập lắc đơn tương tự sgk và sbt II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức lắc đơn III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải + Phương trình dao động điều hòa lắc đơn: s = S0cos(t + ) hay = 0cos(t + ) với s = l; S0 = l0 l g g g l + Tần số góc, chu kì, tần số lắc đơn: = l ; T = 2 ; f = 2 + Động năng, và lắc đơn: Wđ = mv2; Wt = mgl(1 - cos) = 2mglsin2 ; bỏ qua 0 ma sát thì: W = Wđ + Wt = mgl(1- cos0) = 2mglsin2 = số (với li độ góc ≤ 900) 1 + Thế và lắc đơn dao động điều hòa: W t = mgl2 ; W = mgl (với ≤ 900, đó và 0 tính rad) Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 17: D Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 17: D Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 17: C Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu 3.4: B Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu 3.5: D Hoạt động (25 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài trang 17 l 20 Yêu cầu học sinh tính chu kì Tính chu kì dao động g 9,8 dao động lắc Ta có: T = 2 = 2.3,14 = (s) lắc Yêu cầu học sinh nêu công Số lần dao động toàn phần thực hiẹn Nêu công thức và tính số lần thức và tính số lần dao động t dao động toàn phần thực toàn phần thực được thời gian t = phút thời gian t: N = T = 105 (lần) thời gian t = phút Yêu cầu học sinh tính chu kì dao động lắc Tính chu kì dao động lắc Bài 3.8 a) Chu kì dao động lắc l 1,2 g = 2.3,14 9,8 = 2,2 (s) T = 2 b) Phương trình dao động lắc Yêu cầu học sinh viết dạng Viết dạng phương trình dao phương trình dao động 9,8 g động Yêu cầu học sinh tính , S0 Tính 1,2 = 2,86 (rad/s) Ta có: = l = và viết phương trình dao Tính S0 S0 = l0 = 1,2.0,174 = 0,2 (m) động lắc đơn Tính Khi t = thì s = S0 và v = cos = = cos0 = Viết phương trình dao động Vậy: s = 0,2cos2,86t (m) Yêu cầu học sinh tính vận tốc c) Khi qua vị trí cân Tính v và gia tốc vật qua vị trí cân v = vmax = S0 = 2,86.0,2 = 0,572 (m/s) Tính a a = - 2x = - 2,862.0 = IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (10) Tiết DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC Ngày soạn: 17/09/2012 I MỤC TIÊU - Nêu đặc điểm dao động tắt dần, dao động trì, dao động cưởng bức, cộng hưởng - Nêu điều kiện để có tượng cộng hưởng xảy - Nêu vài ví dụ tầm quan trọng tượng cộng hưởng - Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần Vẽ và giải thích đường cong cộng hưởng - Vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thích số tượng vật lí liên quan và để giải bài tập tương tự bài II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm 4.3 và số ví dụ dao động cưởng bức, tượng cộng hưởng Học sinh: Ôn tập lắc: W = m2A2 III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết công thức xác định tần số dao động điều hòa lắc lò xo và lắc đơn: lắc lò xo: f = 2 k m ; lắc đơn: f = 2 g l Nêu điều kiện để lắc lò xo và lắc đơn dao động điều hòa Giáo viên giới thiệu các tần số dao động lắc đơn và lắc lò xo đã nêu gọi là tần số riêng hệ dao động (kí hiệu là f0), nó phụ thuộc vào các đặc điểm hệ dao động Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu dao động tắt dần Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu học sinh nhận xét Nhận xét dao động các I Dao động tắt dần dao động các lắc lắc thực tế Thế nào là dao động tắt dần? thực tế Dao động có biên độ giảm dần theo thời Cho học sinh nêu định nghĩa Nêu khái niệm dao động tắt dần gian gọi là dao động tắt dần dao động tắt dần Giải thích Yêu cầu học sinh giải thích Giải thích nguyên nhân tắt dần Nguyên nhân làm tắt dần dao động là nguyên nhân tắt dần dao dao động lực ma sát và lực cản môi trường làm động tiêu hao lắc Ứng dụng Giới thiệu số ứng dụng Ghi nhận các ứng dụng dao Các thiết bị đóng cửa tự động, các thiết bị dao động tắt dần động tắt dần giảm xóc ô tô, xe máy, … là ứng dụng dao động tắt dần Hoạt động (5 phút): Tìm hiểu dao động trì Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Dao động trì Yêu cầu học sinh nêu cách Nêu cách làm cho dao động Dao động trì cách giữ cho làm cho dao động không tắt không tắt dần biên độ không đổi mà không làm thay đổi Giới thiệu dao động trì Ghi nhận khái niệm chu kì dao động gọi là dao động trì Giới thiệu dao động trì Dao động lắc đồng hồ là dao động lắc đồng hồ trì Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu dao động cưởng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Dao động cưởng Thế nào là dao động cưởng bức? Giới thiệu dao động cưởng Ghi nhận khái niệm Dao động chịu tác dụng ngoại lực cưởng bức tuần hoàn gọi là dao động cưởng Nêu ví dụ dao động cưởng Ví dụ: Khi ô tô dừng mà không tắt Yêu cầu học sinh nêu ví dụ máy thì thân xe bị rung lên Đó là dao động dao động cưởng cưởng tác dụng lực cưởng tuần hoàn gây chuyển động pittông xi lanh máy nổ Đặc điểm Ghi nhận các đặc điểm dao Dao động cưởng có biên độ không dổi Giới thiệu các đặc điểm động cưởng và có tần số tần số lực cưởng dao động cưởng Quan sát dao động các Biên độ dao động cưởng phụ thuộc Thực C1, yêu cầu học lắc khác và nhận xét vào biên độ lực cưởng bức, vào lực cản (11) sinh quan sát và nhận xét hệ và vào chênh lệch tần số Ghi nhận phụ thuộc biên cưởng f và tần số riêng f hệ Biên Giới thiệu phụ thuộc độ dao động cưởng vào các độ lực cưởng càng lớn, lực cản càng biên độ dao động cưởng yếu tố bên ngoài nhỏ và chênh lệch f và f0 càng ít thì vào các yếu tố bên ngoài biên độ dao động cưởng càng lớn Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu tượng cộng hưởng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung IV Hiện tượng công hưởng Định nghĩa Giới thiệu tượng cộng Ghi nhận khái niệm Hiện tượng biên độ dao động cưởng hưởng tăng đến giá trị cực đại tần số f lực cưởng tần số riêng f hệ Yêu cầu học sinh nêu điều Nêu điều kiện cộng hưởng dao động gọi là tượng cộng hưởng kiện cộng hưởng Điều kiện cộng hưởng: f = f0 Yêu cầu học sinh xem hình Xem hình 4.4 và nhận xét Đường biểu diễn phụ biên độ 4.4 và nhận xét đặc điểm đặc điểm cộng hưởng dao động cưởng vào tần số ngoại lực cộng hưởng gọi là đồ thị cộng hưởng Đồ thị cộng hưởng càng nhọn lực cản môi trường càng nhỏ Giả thích Yêu cầu học sinh giải thích Giải thích tượng cộng Khi tần số lực cưởng tần số tượng cộng hưởng hưởng riêng hệ dao động thì hệ cung cấp lượng cách nhịp nhàng đúng lúc, lúc đó biên độ dao động hệ tăng dần lên Biên độ dao động đạt tới giá trị không đổi và cực đại tốc độ tiêu hao lượng ma sát tốc độ cung cấp lượng cho hệ Tầm quan trọng tượng cộng hưởng Yêu cầu học sinh nghiên cứu Tìm hiểu tầm quan trọng Những hệ dao động tòa nhà, cầu, bệ sgk để tìm hiểu tầm quan trọng tượng cộng hưởng máy, khung xe, có tần số riêng Phải tượng cộng hưởng cẫn thận không các hệ chịu tác Yêu cầu học sinh cho biết Trả lời được: dụng các lực cưởng mạnh, có tần số trường hợp nào thì Sự cộng hưởng làm tòa nhà, tần số riêng chúng để tránh cộng cộng hưởng là có hại, trường cầu, bệ máy, khung xe, … rung hưởng, gây gãy, đổ hợp nào thì có lợi mạnh là có hại Hộp đàn đàn ghi ta, viôlon, là Sự cộng hưởng làm cho tiếng hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác đàn nghe to rỏ là có lợi dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 5, trang 21 Ghi các bài tập nhà sgk và 4.4, 4.5 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (12) Tiết TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN Ngày soạn: 20/09/2012 I MỤC TIÊU - Biểu diễn phương trình dao động điều hoà vectơ quay - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình dao động tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số II CHUẨN BỊ Giáo viên: Các hình vẽ 5.1, 5.2 Sgk Học sinh: Ôn tập kiến thức hình chiếu vectơ xuống hai trục toạ độ III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Giới thiệu số trường hợp có tổng hợp dao động thực tế để đặt vấn đề cho bài Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu véc tơ quay Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Vẽ véc tơ quay I Véc tơ quay Vẽ hình Dao động điều hòa: x = Acos(t + ) Nêu đặc điểm véc tơ quay Được biểu diễn véc tơ quay OM có Xác định tọa độ hình chiếu P + Gốc gốc tọa độ trục Ox điểm M trên trục Ox + Độ dài biên độ dao động: OM = A + Hợp với trục Ox góc Yêu Thực C1 + Quay quanh O theo chiều dương cầu học sinh nêu đặc điểm (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc véc tơ quay Hoạt động (25 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ Fre-nen Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Phương pháp giãn đồ Fre-nen Đặt vấn đề Cho h/s dùng phép biến đổi Dùng phép biến đổi lượng giác Xét hai dao động điều hòa cùng phương lượng giác để tìm phương trình để tìm phương trình dao động cùng tần số: x1 = A1cos(t + 1) dao động tổng hợp A1 = A2 tổng hợp A1 = A2 x2 = A2cos(t + 2) Để tìm li độ dao động tổng hợp x = x + x2 Nêu cần thiết phải dùng Ghi nhận cần thiết phải dùng trường hợp A1 A2 ta dùng phương phương pháp khác A1 A2 phương pháp khác A1 A2 pháp giãn đồ Fre-nen Phương pháp giãn đồ Fre-nen Vẽ giãn đồ véc tơ a) Biểu diễn các dao động thành phần và Vẽ giãn đồ véc tơ dao động tổng hợp véc tơ quay Các dao động thánh phần x1 và x2 biểu diễn hai véc tơ quay OM và Nhận xét quay OM OM đó dao động tổng hợp x = x + x2 biểu diễn véc tơ quay OM với so với OM và OM Cho học sinh rút kết luận OM = OM + OM Kết luận tổng hợp hai dao tổng hợp hai dao động điều động điều hòa cùng phương Vậy, dao động tổng hợp hai dao động hòa cùng phương cùng tần số cùng tần số điều hòa cùng phương, cùng tần số là dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động thành phần b) Biên độ và pha ban đầu dao động Hướng dẫn để học sinh thực Thực C2 tổng hợp C2 Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1) A1 sin 1 A2 sin A cos 1 A2 cos tan = Giới thiệu lệch pha hai Ghi nhận các khái niệm Ảnh hưởng độ lệch pha dao động: Sớm pha, trể pha, lệch pha hai dao động điều Biên độ và pha ban đầu dao động tổng cùng pha, ngược pha hòa cùng phương cùng tần số hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu (13) Dẫn dắt để học sinh tìm Tìm biên độ dao động biên độ dao động tổng hợp hợp: trường hợp Khi hai dao động thành cùng pha Khi hai dao động thành ngược pha Yêu cầu học sinh rút kết luận trường hợp tổng quát Kết luận trường hợp quát Cho bài toán ví dụ tổng các dao động thành phần + Khi hai dao động thành phần cùng pha phần (2 - 1 = 2k) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A1 + A2 phần + Khi hai dao động thành phần ngược pha (2 - 1 = (2k + 1)) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A1 - A2| tổng + Trường hợp tổng quát: A1 + A2 A |A1 - A2| Ví dụ Tìm phương trình dao động tổng hợp hai dao động thành phần sau: x1 = 4cos(10t + ) (cm) Hướng dẫn để học sinh tìm biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động tổng Tìm biên độ dao động tổng hợp hợp Tìm pha ban đầu dao động tổng hợp Còn thời gian thì cho vẽ giãn đồ véc tơ lớp, không thì nhà vẽ Viết phương trình dao động tổng hợp Vẽ giãn đồ véc tơ x2 = 2cos(10t + ) (cm) Biên độ dao động tổng hợp A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1) = 16 + + 16.(-0,5) = 12 A = (cm) Pha ban đầu dao động tổng hợp: A1 sin A2 sin A cos A2 cos tan = = 4.0,5 2.( 1) = = tan = Vậy phương trình dao động tổng hợp là x 2 3cos(10 t ) (cm) Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 4, 5, trang Ghi các bài tập nhà 25 sgk và 5.1, 5.5 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… (14) Tiết BÀI TẬP Ngày soạn: 26/09/2012 I MỤC TIÊU - Tính biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số - Mở rộng để viết phương trình dao động tổng hợp nhiều dao động điều hòa cùng phương cùng tần số - Giải các bài tập tương tự sgk và sbt - Nhận xét biên độ dao động tổng hợp số trường hợp đặc biệt II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức tổng hợp dao động III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải + Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: Nếu vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa với các phương trình là: x1 = A1cos(t + 1); x2 = A2cos(t + 2) thì phương trình dao động tổng hơp vật là: A1 sin 1 A2 sin A cos 1 A2 cos x = x1 + x2 = Acos(t + ) Trong đó: A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1); tan = + Độ lệch pha hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: = 2 - 1 Khi hai dao động thành phần cùng pha ( = 2k) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại là: A = A + A2 Khi hai dao động thành phần ngược pha ( = (2k + 1)) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu là: A = |A - A2| Trường hợp tổng quát ( là bất kì) thì: A1 + A2 A |A1 - A2| Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 25: D Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu trang 25: B Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu 5.1: B Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu 5.2: C Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu 5.3: D Hoạt động (25 phút) : Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài trang 25 2 Hướng dẫn để học sinh tìm Tìm biên độ dao động Ta có: A = A1 + A2 + A1A2 cos (2 - 1) biên độ, pha ban đầu và viết tổng hợp = 0,75 + + 3.0,5 = 5,25 => A = 2,3 (cm) phương trình dao động tổng A1 sin 1 A2 sin hợp Tìm pha ban đầu dao A cos 1 A2 cos tan = động tổng hợp 2 ( ) = - = tan0,73 = Viết phương trình dao động tổng hợp = 0,73 Vậy phương trình dao động tổng hợp là x = 2,3cos(5t + 0,73) (cm) Hướng dẫn để học sinh tìm biên độ, pha ban đầu và viết Tìm biên độ dao động tổng phương trình dao động tổng hợp hợp Tìm pha ban đầu dao động tổng hợp Bài 5.4 Ta có: A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1) = 16 + + 16.(-0,5) = 12 A = (cm) A1 sin 1 A2 sin A cos 1 A2 cos tan = = 4.0,5 2( 1) = = tan (15) Viết phương trình dao động Yêu cầu học sinh vẽ giãn đồ tổng hợp véc tơ Vẽ giãn đồ véc tơ = Vậy phương trình dao động tổng hợp là: x = cos(10t + ) (cm) Bài 5.5 Yêu cầu học sinh chuyển x1 5 5 từ hàm sin sang hàm cos Chuyển x1 từ hàm sin sang Ta có: x1 = 6sin t = 6cos( t - ) (cm) Hướng dẫn để học sinh tìm hàm cos biên độ, pha ban đầu và viết Tìm biên độ dao động tổng > A2 = A12 + A22 + A1A2 cos (2 - 1) = 36 + 36 + 72.0 = 72 phương trình dao động tổng hợp hợp A = (cm) Tìm pha ban đầu dao động tổng hợp Yêu cầu học sinh vẽ giãn đồ véc tơ Viết phương trình dao động tổng hợp Vẽ giãn đồ véc tơ A1 sin 1 A2 sin A cos 1 A2 cos tan = 6.( 1) 6.0 = 6.0 6.1) = - = tan(- ) =- Vậy phương trình dao động tổng hợp là: 5 x = cos( t - ) (cm) IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… Tiết 10 THỰC HÀNH KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Ngày 04/10/2012 I MỤC TIÊU Kiến thức - Nhận biết có phương pháp dùng để phát định luật vật lí Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào thuyết hay định luật để biết để suy định luật dùng thí nghiệm để kiểm tra đúng đắn nó Phương pháp thực nghiệm: Dùng hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số các đại lượng có liên quan nhằm tìm định luật Biết dùng phương pháp thực nghiệm để xác định: - Chu kì dao động T lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự nơi làm thí nghiệm 2 2 g T a l - Tìm thí nghiệm , với hệ số a 2, kết hợp với nhận xét tỉ số với g = 9,8 m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn Ứng dụng kết đo a để xác định gia tốc trọng trường g nơi làm thí nghiệm Kĩ - Lựa chọn các độ dài l lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ cho phép - Lựa chọn các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực để xác định chu kì lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4% - Kĩ thu thập và xử lí kết thí nghiệm: Lập bảng ghi kết đo kèm sai số Xử lí số liệu cách lập các tỉ số cần thiết và cách vẽ đồ thị để xác định giá trị a, từ đó suy công thức thực nghiệm chu kì dao động lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g nơi làm thí nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên - Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung phần báo cáo thực hành Sgk (16) - Chọn cân có móc treo 50 g - Chọn đồng hồ bấm giây số có độ chia nhỏ 0,01 s, cộng thêm sai số chủ quan người đo là 0,2 s thì sai số phép đo là t = 0,01 s + 0,2 s = 0,21 s Thí nghiệm với lắc đơn có chu kì T 1,0 s, đo thời gian n = 10 dao động là t 10 s, thì sai số phạm phải là: t T 0,21 2% T 1 0,02s t T 10 100 Thí nghiệm cho Kết này đủ chính xác, có thể chấp nhận Trong trường hợp dùng đồng hồ đo thời gian số với cổng quang điện, có thể đo T với sai số 0,001 s Học sinh - Đọc kĩ bài thực hành để định mục đích và quy trình thực hành - Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành - Chuẩn bị tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo thực hành Sgk Dụng cụ: Mỗi lớp dụng cụ, gồm: nặng 50 g, 100 g, 150 g Một số sợi dy mảnh Một giá thí nghiệm chắn Một đồng hồ bấm giây Một thước 300 mm Giấy vẽ đồ thị giấy kẻ ô Mẫu báo cáo thực hành III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu sở lý thuyết liên quan đến bài thực hành Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi sgk Nêu cấu tạo lắc đơn Cho biết cách đo chiều dài lắc đơn Nêu cách làm thí nghiệm để phát phụ thuộc chu kì dao động lắc đơn với biên độ nhỏ vào biên độ dao động Nêu cách làm thí nghiệm để phát phụ thuộc chu kì dao động lắc đơn với biên độ nhỏ vào chiều dài lắc Nêu cách làm thí nghiệm để xác định chu kì T với sai số t = 0,02 s dùng đồng hồ bấm dây có sai số là 0,2 s Hoạt động (15 phút): Thí nghiệm tìm hiểu phụ thuộc chu kỳ dao đ ộng c l ắc đ ơn vào biên độ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu học sinh chọn lắc với m = 50 g, l = 50 Chọn, lắp ráp lắc đơn theo yêu cầu cm Với trường hợp cho lắc đơn thực 10 lần Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết vào động lắc đơn với các biên độ khác nhau: A = bảng 6.1 cm, A2 = cm, A3 = cm, A4 = 18 cm Rút định luật mối liên hệ chu kì và biên độ Yêu cầu học sinh rút định luật mối liên hệ dao động lắc đơn dao động với biên độ nhỏ chu kì và biên độ dao động lắc đơn dao động với biên độ nhỏ Hoạt động (15 phút): Thí nghiệm tìm hiểu phụ thuộc chu kỳ dao đ ộng c l ắc đ ơn vào khối lượng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu học sinh chọn lắc với l = 50 cm và khối Chọn, lắp ráp lắc đơn theo yêu cầu lượng là 50 g, 100 g và 150 g Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao Với trường hợp cho lắc đơn thực 10 lần động các lắc đơn có khối lượng khác dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết vào bảng 6.2 Yêu cầu học sinh rút định luật mối liên hệ Rút định luật mối liên hệ chu kì và khối chu kì và khối lượng vật nặng lắc đơn dao lượng vật nặng lắc đơn dao động với biên động với biên độ nhỏ độ nhỏ IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… (17) Tiết 11 THỰC HÀNH KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Ngày 09/10/2012 I MỤC TIÊU Kiến thức - Nhận biết có phương pháp dùng để phát định luật vật lí Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào thuyết hay định luật để biết để suy định luật dùng thí nghiệm để kiểm tra đúng đắn nó Phương pháp thực nghiệm: Dùng hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số các đại lượng có liên quan nhằm tìm định luật Biết dùng phương pháp thực nghiệm để xác định: - Chu kì dao động T lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự nơi làm thí nghiệm 2 2 - Tìm thí nghiệm T a l , với hệ số a 2, kết hợp với nhận xét tỉ số g với g = 9,8 m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn Ứng dụng kết đo a để xác định gia tốc trọng trường g nơi làm thí nghiệm Kĩ - Lựa chọn các độ dài l lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ cho phép - Lựa chọn các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực để xác định chu kì lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4% - Kĩ thu thập và xử lí kết thí nghiệm: Lập bảng ghi kết đo kèm sai số Xử lí số liệu cách lập các tỉ số cần thiết và cách vẽ đồ thị để xác định giá trị a, từ đó suy công thức thực nghiệm chu kì dao động lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g nơi làm thí nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên - Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung phần báo cáo thực hành Sgk - Chọn cân có móc treo 50 g - Chọn đồng hồ bấm giây số có độ chia nhỏ 0,01 s, cộng thêm sai số chủ quan người đo là 0,2 s thì sai số phép đo là t = 0,01 s + 0,2 s = 0,21 s Thí nghiệm với lắc đơn có chu kì T 1,0 s, đo thời gian n = 10 dao động là t 10 s, thì sai số phạm phải là: t T 0,21 2% T 1 0,02s t T 10 100 Thí nghiệm cho Kết này đủ chính xác, có thể chấp nhận Trong trường hợp dùng đồng hồ đo thời gian số với cổng quang điện, có thể đo T với sai số 0,001 s Học sinh - Đọc kĩ bài thực hành để định mục đích và quy trình thực hành - Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành - Chuẩn bị tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo thực hành Sgk Dụng cụ: Mỗi lớp dụng cụ, gồm: nặng 50 g, 100 g, 150 g Một số sợi dy mảnh Một giá thí nghiệm chắn Một đồng hồ bấm giây Một thước 300 mm Giấy vẽ đồ thị giấy kẻ ô Mẫu báo cáo thực hành III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (20 phút): Thí nghiệm tìm hiểu phụ thuộc chu kỳ dao động vào chiều dài lắc Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu học sinh chọn lắc với m = 50 g, và chiều Chọn, lắp ráp lắc đơn theo yêu cầu dài là 40 cm, 50 cm và 60 cm Với trường hợp cho lắc đơn thực 10 lần Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết vào động các lắc đơn có chiều dài khác bảng 6.1 Yêu cầu học sinh vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc T2 vào l và rút T vào l và rút nhận xét nhận xét Yêu cầu học sinh rút định luật mối liên hệ Rút định luật mối liên hệ chu kì và chiều dài chu kì và chiều lắc đơn lắc đơn dao lắc đơn lắc đơn dao động với biên độ động với biên độ nhỏ nhỏ (18) Hoạt động (25 phút) : Rút các kết luận, làm báo cáo thực hành Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu học sinh rút định luật mối liên hệ T Rút định luật mối liên hệ T với A (S 0, 0), với A (S0, 0), m, l dao động lắc đơn với m, l dao động lắc đơn với biên độ nhỏ biên độ nhỏ Yêu cầu học sinh so sánh kết đo a công thức So sánh kết đo a công thức T = a l và giá 2 T = a l và giá trị g 2 với g = 9,8 m/s và rút kết g với g = 9,8 m/s2 Rút kết luận công thức luận công thức tính chu kì dao động lắc đơn trị Yêu cầu học sinh dựa vào kết thí nghiệm, tính gia tính chu kì dao động lắc đơn Dựa vào kết thí nghiệm, tính gia tốc trọng trường tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm nơi làm thí nghiệm Yêu cầu học sinh làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu Làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu sgk sgk IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… (19) Chương II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Tiết 12 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Ngày soạn: 12/10/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu định nghĩa sóng - Phát biểu định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha - Viết phương trình sóng - Nêu các đặc trưng sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và lượng sóng - Giải các bài tập đơn giản sóng - Tự làm thí nghiệm truyền sóng trên sợi dây II CHUẨN BỊ Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả bài sóng ngang, sóng dọc và truyền sóng (hình 7.1, 7.2 và 7.3) Học sinh: Ôn lại các bài dao động điều hòa III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các định nghĩa biên độ, chu kì, tần số và lượng vật dao động điều hòa Hoạt động (35 phút): Tìm hiểu sóng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Sóng Thí nghiệm Thực thí nghiệm cho học Quan sát, nhận xét + Cho cần rung dao động mũi S sinh quan sát không chạm mặt nước, ta thấy mẩu nút chai Yêu cầu học sinh quan sát và Quan sát, nhận xét nhỏ M đứng bất động nhận xét + Cho cần rung dao động để mũi S chạm Yêu cầu học sinh thực Thực C1 mặt nước, ta thấy sau thời gian ngắn, C1 mẩu nút chai dao động Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới M Ta nói đã có sóng trên mặt nước và O là nguồn sóng Định nghĩa sóng Định nghĩa Yêu cầu học sinh định nghĩa Sóng là dao động lan truyền sóng Quan sát và nhận xét các gợn môi trường Y/c h/s quan sát và nhận xét sóng trên mặt nước Các gợn sóng phát từ O là các gợn sóng trên mặt nước Rút kết luận tốc độ sóng đường tròn tâm O Vậy sóng nước truyền Y/c h/s rút kết luận tốc truyền trên mặt nước theo các phương khác trên mặt nước độ sóng truyền trên mặt nước với cùng tốc độ v Nhận xét phương dao động Sóng ngang Yêu cầu học sinh nhận xét các phần tử nước thí Sóng ngang là sóng đó các phần tử phương dao động các phần nghiệm trên so với phương truyền môi trường dao động theo phương tử nước thí nghiệm trên sóng vuông góc với phương truyền sóng so với phương truyền sóng Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng Giới thiệu sóng ngang Ghi nhận khái niệm ngang truyền chất rắn Sóng dọc Thực thí nghiệm hình 7.2 Quan sát, nhận xét Sóng dọc là sóng đó các phần tử cho hs quan sát và nhận xét môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Yêu cầu học sinh nêu khái Nêu khái niệm sóng dọc Sóng dọc truyền chất khí, niệm sóng dọc chất lỏng và chất rắn Nêu ví dụ để học sinh thấy Ghi nhận sóng không truyền Sóng không truyền chân sóng không truyền được chân không không chân không IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (20) Tiết 12 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ Ngày soạn: 15/10/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu định nghĩa sóng - Phát biểu định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha - Viết phương trình sóng - Nêu các đặc trưng sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và lượng sóng - Giải các bài tập đơn giản sóng - Tự làm thí nghiệm truyền sóng trên sợi dây II CHUẨN BỊ Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả bài sóng ngang, sóng dọc và truyền sóng (hình 7.1, 7.2 và 7.3) Học sinh: Ôn lại các bài dao động điều hòa III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu các đặc trưng sóng hình sin Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Các đặc trưng sóng hình sin Mô tả thí nghiệm hình 7.3 Sự truyền sóng hình sin Yêu cầu học sinh xem hình và Xem hình 7.3, nhận xét Căng ngang sợi dây mềm, dài, đầu Q nhận xét truyền sóng trên truyền sóng trên dây gắn vào tường, đầu P gắn vào cần rung để dây tạo dao động điều hòa Khi cho P dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Trên dây Giới thiệu số điểm trên Ghi nhận trên dây có số xuất sóng có dạng hình sin lan dây dao động hoàn toàn giống điểm trên dây dao động hoàn toàn truyền đầu Q và điểm dao động giống và điểm dao Quan sát ta thấy trên dây có điểm hoàn toàn ngược động hoàn toàn ngược dao động hoàn toàn giống và có Yêu cầu học sinh nêu cách Nêu cách tính vận tốc truyền điểm dao động hoàn toàn ngược tính vận tốc truyền sóng trên sóng trên dây dây Sóng lan truyền trên dây với tốc độ v Ghi nhận khái niệm Các đặc trưng sóng hình sin Giới thiệu biên độ sóng + Biên độ sóng A: là biên độ dao động phần tử môi trường có sóng truyền Ghi nhận các khái niệm qua Giới thiệu chu kì và tần số + Chu kì T, tần số f sóng: Chu kì T sóng sóng là chu kì dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua Đại Ghi nhận khái niệm Giới thiệu tốc độ truyền sóng Ghi nhận khái niệm Giới thiệu bước sóng Ghi nhận khái niệm Giới thiệu định nghĩa bước sóng theo cách khác Giới thiệu lượng sóng Yêu cầu học sinh thực C2 Ghi nhận khái niệm Thực C2 f = T gọi là tần số sóng lượng + Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động môi trường + Bước sóng : là quãng đường sóng lan v truyền chu kỳ: = vT = f + Hai phần tử cách bước sóng thì dao động cùng pha với + Năng lượng sóng là lượng dao động các phần tử môi trường có sóng truyền qua Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu phương trình sóng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Phương trình sóng Dẫn dắt để viết phương trình Ghi nhận phương trình sóng Nếu phương trình sóng nguồn O là sóng điểm bất kì trên điểm bất kì trên phương truyền uO = Acost thì phương trình sóng M phương truyền sóng biết sóng trên phương truyền sóng (trục Ox) là: phương trình sóng nguồn OM Yêu cầu học sinh thực C3 Thực C3 uM = Acos (t - 2 ) (21) x = Acos (t - 2 ) Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 6, 7, trang Ghi các bài tập nhà 40 sgk và 7.6, 7.7 và 7.8 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 14 GIAO THOA SÓNG Ngày soạn: 18/10/2012 I MỤC TIÊU - Mô tả tượng giao thoa sóng mặt nước và nêu các điều kiện để có giao thoa - Viết công thức xác định vị trí cực đai và cực tiểu giao thoa - Vận dụng các công thức (8-2); (8-3) SGK để giải các bài toán đơn giản tượng giao thoa II CHUẨN BỊ Giáo viên: Thí nghiệm Hình 8-1 SGK, vẽ phóng to hình 8.3 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp hai dao động III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Phương trình sóng nguồn O là u = 5cos10t (cm), vận tốc truyền sóng là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình sóng điểm M cách O 7,2cm Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu tượng giao thoa hai sóng mặt nước Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Hiện tượng giao thoa hai sóng mặt nước Thực thí nghiệm H 8.1 Giới thiệu hình 8.3 Thí nghiệm Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng giống Quan sát thí nghiệm và rút hệt S1, S2 lan tỏa gặp nhau, sau thời nhận xét gian ta thấy trên mặt nước xuất loạt gợn sóng ổn định có hình các đường hypebol có tiêu điểm là S1, S2 Giải thích Ở miền hai sóng gặp nhau, có điểm dao động mạnh, hai sóng gặp Xem hình và giải thích chúng tăng cường lẫn nhau, có điểm gợn lồi, gợn lỏm đứng yên, hai sóng gặp chúng triệt tiêu thí nghiệm Tập hợp các điểm cực đại thành các đường hypebol, tập hợp các điểm đứng yên tạo thành các đường hypebol khác Thực C1 Hiện tượng hai sóng gặp tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là tượng giao thoa hai sóng Các gợn sóng có hình các đường Nêu khái niệm giao thoa hypebol gọi là các vân giao thoa và vân giao thoa Yêu cầu học sinh cho biết nào là giao thoa hai sóng Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu việc xác định các cực đại, cực tiểu giao thoa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Cực đại và cực tiểu Vẽ hình 8.4 Xem hình vẽ 8.4, mô tả đường Xét điểm M vùng giao thoa sóng sóng tới điểm M phát từ nguồn S1 và S2 Gọi d1 = S1M, vùng giao thoa d2 = S2M là đường sóng tới M Ghi nhận công thức và kết + Tại M có cực đại khi: luận vị trí có cực đại d2 – d1 = k; với k Z vùng giao thoa Những điểm đó dao động có biên độ cực Giới thiệu nguồn S1, S2 và đại là điểm mà hiệu đường hai điểm M vùng giao thoa sóng từ nguồn truyền tới số nguyên Đưa các công thức và các (22) kết luận các vị trí có cực lần bước sóng đại, cực tiểu vùng giao Xem hình 8.3 mô tả hình dạng Quỹ tích điểm này là đường thoa các vân giao thoa cực đại hypebol có hai tiêu điểm là S và S2, chúng gọi là vân giao thoa cực đại Ghi nhận công thức và kết + Tại M có cực tiểu (đứng yên) khi: luận vị trí có cực tiểu vùng giao thoa d2 – d1 = (2k + 1) = (k + ); với k Z Những điểm đó dao động triệt tiêu là điểm mà hiệu đường hai sóng từ nguồn truyền tới số nguyên lẻ bước sóng Quỹ tích điểm này là đường Xem hình 8.3 mô tả hình dạng hypebol có hai tiêu điểm là S và S , chúng các vân giao thoa cực tiểu gọi là vân giao thoa cực tiểu Hoạt động (5 phút): Tìm hiểu điều kiện giao thoa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Giới thiệu hai nguồn kết hợp, hai sóng kết hợp Giới thiệu nguồn đồng Ghi nhận các khái niệm Ghi nhận khái niệm Giới thiệu điều kiện để có Ghi nhận điều kiện để có giao thoa giao thoa hai sóng Nội dung III Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp + Nguồn kết hợp, sóng kết hợp: Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp Hai sóng hai nguồn kết hợp phát gọi là hai sóng kết hợp Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số và cùng pha gọi là hai nguồn đồng + Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn phát sóng trên mặt nước phải là hai nguồn kết hợp + Hiện tượng giao thoa là tượng đặc trưng sóng: quá trình sóng có thể gây tượng giao thoa và ngược lại quá trình nào gây tượng giao thoa thì đó chắn là quá trình sóng Yêu cầu học sinh rút kết Rút kết luận tượng luận tượng đặc trưng đặc trưng sóng sóng Yêu cầu học sinh thực Thực C2 (S1 và S2 phải là nguồn đồng bộ) C2 Hoạt động (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 5, 6, 7, trang Ghi các bài tập nhà 45 sgk và 8.1, 8.2, 8.4, 8.6, 8.7 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (23) Tiết 15 BÀI TẬP I MỤC TIÊU - Biết vận dụng kiến thức đã học sóng và giao thoa sóng để trả lời các câu hỏi và giải các câu hỏi trắc nghiệm có liên quan - Viết phương trình sóng điểm bất kì trên phương truyền sóng - Giải bài toán tìm bước sóng biết số gợn sóng hai nguồn ngược lại II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức sóng cơ, truyền sóng và giao thoa sóng III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải v + Liên hệ bước sóng, vận tốc, chu kì và tần số sóng: = vT = f x + Phương trình sóng điểm M cách nguồn O khoảng OM = x: uM = Acos (t + - 2 ) + Khoảng vân giao thoa (khoảng cách hai cực đại hai cực tiểu liên tiếp trên S 1S2): i = S1 S + Số cực đại (gợn sóng) hai nguồn S1 và S2 dao động cùng pha là: Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Hoạt động (25 phút) : Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Giới thiệu khái niệm gợn sóng, nút sóng Ghi nhận các khái niệm Yêu cầu h/s tính khoảng vân Tính khoảng vân Yêu cầu h/s tính bước sóng Yêu cầu h/s tính tốc độ sóng Yêu cầu h/s tính bước sóng Yêu cầu h/s tính khoảng vân Hướng dẫn để học sinh tìm số cực đại S1 và S2 Hướng dẫn học sinh lập luận để tìm số gợn sóng hình hypebol Yêu cầu h/s tính bước sóng Yêu cầu h/s tìm số cực đại S và S2 Tính bước sóng Tính tốc độ truyền sóng Tính bước sóng Tính khoảng vân Nội dung Câu trang 45: D Câu trang 45: D Câu 8.1: D Câu 8.2: A Nội dung Bài trang 45 Trên S1S2 có 12 nút sóng (kể hai nút S1 và S2) nên có 11 khoảng vân, đó ta có: d 11 Khoảng vân i = 11 11 = (cm) Mà i = = 2i = 2.1 = (cm) Tốc độ truyền sóng: v = f = 2.26 = 52 (cm/s) Bài 8.4 v 1,2 20 = 0,06 (m) = Bước sóng: = f (cm) Tìm số cực đại S1 và S2 Khoảng vân: i = 2 = (cm) S1 S 18 i = Giữa S1 và S2 có Tìm số gợn sóng hình khoảng vân mà S1 và S2 là nút sóng, hypebol đó khoảng S1S2 có cực đại (gợn sóng) Trừ gợn sóng nằm trên đường trung Tính bước sóng trực S1S2 là đường thẳng, còn lại có gợn sóng hình hypebol Bài 8.7 Tìm số cực đại S1 và S2 (24) Yêu cầu h/s tìm số gợn sóng có hình hypebol v 80 Tìm số gợn sóng có hình f 50 = 1,6 (cm) a) Bước sóng: = hypebol Số cực đại S1 và S2 là: Hướng dẫn học sinh tính độ lệch pha các dao động thành phần Tính độ lệch pha các dao M và dao động S1 và S2 động thành phần M và dao động S1 và S2 Yêu cầu học sinh nhận xét dao động tổng hợp M và viết Nhận xét dao động tổng phương trình dao động M hợp M và viết phương trình Yêu cầu học sinh tính khoảng các dao động M từ S1 và S2 đến M’ Tính khoảng các từ S1 và S2 Hướng dẫn học sinh tính độ lệch đến M’ pha các dao động thành phần Tính độ lệch pha các dao M’ và dao động S1 và S2 động thành phần M’ và dao Yêu cầu học sinh nhận xét dao động S1 và S2 động tổng hợp M và viết Nhận xét dao động tổng phương trình dao động M’ hợp M và viết phương trình dao động M’ S1 S 2.12 1,6 = 15 Như hai điểm S và S2 có 15 đường đó chất lỏng dao động mạnh Trừ đường cực đại là đường thẳng còn 14 đường khác là các đường hypebol b) Phương trình dao động M cách S1 và S2 nên dao động M là cực đại và có: 1 = 2 = 2d 2 1,6 = 10 Dao động M cùng pha với dao động S1 và S2 nên uM = 2Acos100t M’ cách S1 và S2 khoảng: = 10cm 2d ' 2 10 1,6 = Do đó ’1 = ’2 = d’ = 12,5 Dao động M’ trể pha với dao động S1 và S2 nên uM’ = 2Acos(100t - ) IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (25) Tiết 16 SÓNG DỪNG Ngày soạn: 20/10/2012 I MỤC TIÊU - Mô tả tương sóng dừng trên sợi dây và nêu điều kiện để có sóng dừng - Giải thích tượng sóng dừng - Viết công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên sợi dây trường hợp có hai đầu cố định và dây có đầu cố định, đầu tự - Nêu điều kiện để có sóng dừng hai trường hợp trên II CHUẨN BỊ Giáo viên: Các TN hình 9.1; 9.2 SGK Vẽ phóng to các hình 9.3, 9.4 v 9.5 Học sinh: Đọc kĩ bài SGK III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Nêu tượng giao thoa, điều kiện để có giao thoa và các vị trí để có cực đại, cực tiểu Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu phản xạ sóng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Sự phản xạ sóng Phản xạ sóng trên vật cản cố định Làm thí nghiệm hình 9.1 Quan sát, nhận xét Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ Yêu cầu học sinh thực C1 Thực C1 luôn ngược pha với sóng tới điểm phản xạ Phản xạ sóng trên vật cản tự Làm thí nghiệm hình 9.2 Quan sát, nhận xét Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ Yêu cầu học sinh thực C2 Thực C2 luôn cùng pha với sóng tới điểm phản xạ Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu sóng dừng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Sóng dừng Giới thiệu hình vẽ 9.3 Mô tả thí Sóng dừng nghiệm a) Thí nghiệm Quan sát hình vẽ, nghe thầy Cho đầu P dây dao động liên tục, thì cô mô tả thí nghiệm sóng tới và sóng phản xạ liên tục gặp nhau, chúng giao thoa với và tạo trên dây Cho học sinh dự đoán kết Dự đoán kết sóng điểm luôn luôn đứng yên (nút) và sóng tới và sóng phản xạ gặp tới và sóng phản xạ gặp điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại Đó là sóng dừng b) Định nghĩa Giới thiệu sóng dừng Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây Ghi nhận khái niệm trường hợp xuất các nút và các bụng Giới thiệu hình vẽ 9.4 Sóng dừng trên dây có đầu cố Quan sát hình vẽ định + Hai đầu cố định là hai nút sóng Xác định vị trí các nút + Vị trí các nút: Các nút sóng nằm cách các Xác định khoảng cách đầu cố định khoảng số hai nút liên tiếp nguyên nửa bước sóng Hai nút liên tiếp Yêu cầu học sinh nêu vị trí các nút nằm cách khoảng /2 và các bụng, khoảng cách hai Xác định vị trí các bụng + Vị trí các bụng: Xen nút là nút liên tiếp và hai bụng liên tiếp Xác định khoảng cách bụng, nằm cách hai nút đó Các bụng hai bụng liên tiếp nằm cách hai đầu cố định khoảng Yêu cầu học sinh nêu điều kiện để số nguyên lẽ phần tư bước có sóng dừng trên sợi dây có Nêu điều kiện để có sóng sóng Hai bụng liên tiếp nằm cách hai đầu cố định dừng trên sợi dây có hai khoảng /2 Giới thiệu hình vẽ 9.5 đầu cố định Điều kiện để có sóng dừng trên sợi Xác định khoảng cách dây có hai đầu cố định là chiều dài sợi nút và bụng liền kề dây phải số nguyên lần nửa bước sóng Nêu điều kiện để có sóng l = k./2 dừng trên sợi dây có Sóng dừng trên sợi dây có đầu đầu cố định và đầu tự cố định, đầu tự Điều kiện để có sóng dừng dừng trên sợi dây có đầu cố định, đầu tự là chiều dài sợi dây phải số (26) nguyên lẻ phần tư bước sóng: l = (2k + 1)/4 Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Y/c h/ nhà giải các bài tập trang 49 sgk và 9.8, 9.9 Ghi các bài tập nhà sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (27) Tiết 17 ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM Ngày soạn: 25/10/2012 I MỤC TIÊU - Trả lời câu hỏi :Sóng âm là gì? âm nghe (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì? - Nêu ví dụ các môi trường truyền âm khác - Nêu ba đặc trưng vật lí âm là tần số âm, cường độ âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm và họa âm II CHUẨN BỊ Giáo viên: Làm các thí nghiệm SGK Học sinh: Ôn các đơn vị N/ m2; W, W/m2 III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu âm, nguồn âm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Âm, nguồn âm Âm là gì? Giới thiệu sóng âm Ghi nhận khái niệm Sóng âm là sóng truyền các môi trường khí, lỏng, rắn Giới thiệu tần số âm Ghi nhận khái niệm Tần số sóng âm là tần số âm Nguồn âm Giới thiệu số nguồn âm Nêu khái niệm nguồn âm Nguồn âm là vật dao động phát âm Giới thiệu tần số dao động Thực C1 Tần số âm phát tần số dao động nguồn âm nguồn âm Âm nghe được, hạ âm, siêu âm Thực thí nghiệm hình Quan sát, nhận xét Âm nghe (âm thanh) có tần số từ 10.4 16 Hz đến 20000 Hz Giới thiệu âm nghe được, hạ Ghi nhận các khái niệm Âm có tần số 16 Hz gọi là hạ âm âm và siêu âm Âm có tần số trên 20 000 Hz gọi là siêu âm Sự truyền âm a) Môi trường truyền âm Nêu các môi trường truyền âm Âm truyền qua các chất rắn, lỏng và khí Âm không truyền chân Yêu cầu học sinh nêu các môi Rút kết luận không trường truyền âm Âm không truyền qua các Giới thiệu thí nghiệm hình Thực C2 Nêu ứng dụng chất cách chất xốp bông, len, … Những chất đó 10.5 âm gọi là chất cách âm Yêu cầu học sinh thực C2 b) Tốc độ truyền âm Giới thiệu chất cách âm Trong môi trường, âm truyền với Xem bảng 10.1 và rút kết tốc độ xác định Khi sóng âm truyền qua không khí, Yêu cầu học sinh xem bảng luận Thực C3 phần tử không khí dao động quanh vị trí cân 10.1 và rút kết luận Giải thích truyền sóng âm theo phương trùng với phương truyền Yêu cầu học sinh thực qua không khí và cảm nhận sóng, làm cho áp suất không khí C3 âm tai điểm dao động quanh giá trị trung bình Yêu cầu học sinh giải thích nào đó truyền sóng âm qua không khí và cảm nhận âm tai Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu đặc trưng vật lí âm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Những đặc trưng vật lí âm Giới thiệu nhạc âm, tạp âm Ghi nhận khái niệm Nhạc âm là âm có tần số xác định Tạp âm là âm không có tần số xác định Yêu cầu học sinh nhắc lại khái Nhắc lại khái niệm tần số âm Tần số âm niệm tần số âm Tần số âm là đặc trưng vật lí quan trọng âm Cường độ và mức cường độ âm Giới thiệu khái niệm cường độ Ghi nhận khái niệm a) Cường độ âm âm Cường độ âm I điểm là đại lượng đo lượng mà sóng âm tải qua đơn vị diện tích đặt điểm đó, vuông (28) Yêu cầu học sinh nêu đơn vị cường độ âm Nêu đơn vị cường độ âm góc với phương truyền sóng đơn vị thời gian Đơn vị cường độ âm là W/m2 b) Mức cường độ âm Giới thiệu khái niệm mức Ghi nhận khái niệm I cường độ âm I Đại lượng L = lg gọi là mức cường độ Yêu cầu học sinh đọc bảng Đọc bảng 10.2 và ghi nhận mức 10.2 và ghi nhận mức cường cường độ âm số nguồn âm âm có cường độ I Với I0 = 10-12W/m2 cường độ âm chuẩn độ âm số nguồn âm âm Giới thiệu đơn vị mức Ghi nhận đơn vị mức cường độ âm có tần số 1000Hz Đơn vị mức cường độ âm ben (B) cường độ âm âm Trong thực tế người ta thường dùng ước số Giới thiệu công thức tính mức Ghi nhận công thức tính mức ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B Công thức tính mức cường độ âm theo cường độ âm theo đơn vị cường độ âm theo đơn vị đềxiben I đềxiben I Giới thiệu âm và họa âm Yêu cầu học sinh xem hình 10.6 và nhận xét phổ âm nhiều nhạc cụ khác phát Giới thiệu đồ thị dao động nhạc âm Yêu cầu học sinh nêu lại ba đặc trưng vật lý âm đơn vị đềxiben: L (dB) = 10lg Âm và họa âm Ghi nhận khái niệm Khi nhạc cụ phát âm có tần số f0 thì nhạc cụ đó đồng thời phát loạt âm có tần số 2f 0, 3f0, có cường độ khác Âm có tần số f gọi là âm hay họa âm thứ nhất, các âm có tần số 2f0, 3f0, … gọi là các họa âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ các họa âm lớn, nhỏ Xem hình 10.6 và nhận xét không nhau, tùy thuộc vào chính nhạc phổ âm nhiều nhạc cụ cụ đó Tập hợp các họa âm tạo thành phổ nhạc âm khác phát Phổ cùng âm các nhạc cụ khác phát thì hoàn toàn khác Ghi nhận khái niệm Tổng hợp đồ thị dao động tất các Nêu lại ba đặc trưng vật lý họa âm nhạc âm ta đồ thị dao động nhạc âm đó âm Đồ thị dao động âm là đặc trưng vật lý thứ ba âm Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 6, 7, 8, 9, 10 Ghi các bài tập nhà trang 55 sgk, 10.6, 10.7, 10.8 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (29) Tiết 18 ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM Ngày soạn: 26/10/2012 I MỤC TIÊU - Nêu ba đặc trưng sinh lí âm là: độ cao, độ to và âm sắc - Nêu ba đặc trưng vật lí âm tương ứng với ba đặc trưng sinh lí âm - Giải thích các tượng thực tế liên quan đến các đặc trưng sinh lí âm II CHUẨN BỊ Giáo viên: Ống sáo, đàn dây, âm thoa, … Học sinh: Ôn các đặc trưng vật lí âm III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu đặc trưng vật lí âm Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu độ cao âm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Độ cao Giới thiệu độ cao âm Ghi nhận khái niệm Độ cao âm là đặc trưng sinh lí âm gắn liền với tần số âm Cho học sinh quan sát dao Quan sát dao động dây và Âm nghe càng (cao) tần số càng động dây và dây dây đàn ghita và rút kết lớn Âm nghe càng trầm (thấp) tần số đàn ghita và rút kết luận luận càng nhỏ Hoạt động (10 phút) : Tìm hiểu độ to âm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Độ to Giới thiệu độ to âm Ghi nhận khái niệm Độ to âm là khái niệm nói đặc trưng sinh lí âm gắn liền với với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Đưa ví dụ cho thấy độ to Ghi nhận độ to âm phụ Tuy nhiên ta không thể lấy mức cường độ âm phụ thuộc vào cường thuộc vào cường độ âm, mức âm làm số đo độ to âm dược độ âm, mức cường độ âm và cường độ âm và tần số âm Độ to âm phụ thuộc vào cường độ âm, tần số âm mức cường độ âm và tần số âm Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu âm sắc Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Âm sắc Nêu ví dụ cho thấy có thể Ghi nhận tai có thể phân biệt + Các nhạc cụ khác phát các âm có phân biệt giọng nói giọng nói người và cùng độ cao tai ta có thể phân người và âm phát âm phát các dụng cụ khác biệt âm nhạc cụ, đó là vì các dụng cụ khác nhau chúng có âm sắc khác Yêu cầu học sinh xem hình Xem hình 10.6 và rút kết + Âm có cùng độ cao các nhạc cụ 10.6 và rút kết luận luận khác phát có cùng chu kì đồ thị dao động chúng có dạng khác Yêu cầu học sinh rút kết Vậy, âm sắc là đặc trưng sinh lí luận khái niệm âm sắc Rút kết luận khái niệm âm âm, giúp ta phân biệt âm các nguồn khác Yêu cầu học sinh nêu lại ba sắc phát Âm sắc có liên quan mật thiết đặc trưng sinh lý âm Nêu lại ba đặc trưng sinh lý với đồ thị dao động âm âm Hoạt động (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 5, 6, trang Ghi các bài tập nhà sgk 59 và 11.3 đến 11.7 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (30) Tiết 19 BÀI TẬP Ngày soạn: 28/10/2012 I MỤC TIÊU - Giải các câu trắc nghiệm và các bài tập tự luận sóng dừng - Giải các câu trắc nghiệm sóng âm II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức sóng dừng và sóng âm III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải: + Khoảng cách hai nút sóng (hay hai bụng sóng) liên tiếp là + Điều kiện để có sóng dừng trên dây: hai đầu cố định: l = k ; đầu cố định, đầu tự do: l = (2k + 1) + Ba đặc trưng vật lí âm: Tần số, cường độ (hoặc mức cường độ) âm và đồ thị dao động âm + Ba đặc trưng sinh lí âm: độ cao, độ to và âm sắc Độ cao âm liên quan đến tần số âm, độ to âm liên quan đến mức cường độ âm còn âm sắc thì liên quan đến đồ thị dao động âm I P I + Cường độ âm: I = 4 R ; mức cường độ âm: L = lg với I0 = 10-12 W/m2 Hoạt động (15 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu trang 49 : B Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Câu trang 49 : D Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 55 : C Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Câu trang 55 : A Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu trang 59 : B Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 59 : C Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 59 : C Hoạt động (25 phút) : Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài 10 trang 49 Giữa n nút (hoặc bụng) liên tiếp có Hướng dẫn để học sinh tính Tính bước sóng bước sóng hệ sóng dừng (n – 1) , đó theo bài ta có: trên dây Yêu cầu học sinh tính tần số dao động Tính tần số dao động 2l 2.1,2 = 0,8 (m) l=32 = v 80 0,8 = 100 (HZ) Tần số dao động: f = Bài 10 trang 55 Yêu cầu học sinh viết các s Viết các công thức tính thời công thức tính thời gian v truyền âm không khí và gian truyền âm không Thời gian truyền âm không khí: t1 = k khí và gang gang s Thời gian truyền âm gang: t2 = vg Cho học sinh viết điều kiện s s Viết điều kiện bài cho, suy bài cho, suy và thay số để v v tính vận tốc truyền âm và thay số để tính vận tốc Theo bài ta có : t = t1 – t2 = k - g truyền âm gang gang s.v k 951,25.340 s v k t vg = Yêu cầu học sinh tính công suất nguồn Yêu cầu học sinh tính mức cường độ âm nơi cách Tính công suất nguồn 951,25 340.2,5 = 3194(m/s) Bài 10.7 P 2 Tính mức cường độ âm a) Ta có: I = 4 R P = 4R I = 125,6 W (31) nguồn khoảng R’ = km nơi cách nguồn 1000 m P 4 R '2 I = B = dB b) Ta có : L’ = lg Dặn dò : Ôn tập chuẩn bị kiểm tra tiết IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (32) Ngày soạn : 30/10/2012 Tiết 20 KIỂM TRA TIẾT Câu 01 Một chất điểm khối lượng m = 100 g, dao động điều hòa với phương trình x = 40cos(2t + 0,5) (cm) Lấy 2 = 10 Cơ dao động điều hoà chất điểm là A 6,4 J B 3,2 J C 0,32 J D 0,64 J Câu 02 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 5cos(8t + 0,5)(cm), chu kì dao động là A 0,25 s B s C s D s Câu 03 Một vật dao động điều hoà với chu kì T thì động vật biến thiên điều hoà với chu kì là A T B 0,5T C 4T D 2T Câu 04 Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 90 N/m và vật m = 100 g Người ta kéo lắc lệch khỏi vị trí cân đoạn cm thả nhẹ thì thấy vật dao động điều hòa Vận tốc cực đại vật dao động là A 12 m/s B 3,6 m/s C 1,2 m/s D 36 m/s Câu 05 Một lắc lò xo treo thẳng đứng dao động với biên độ cm, chu kì 0,1 s Khối lượng nặng m = 100 g Lấy 2 10, cho g = 10 m/s2 Giá trị cực đại lực đàn hồi tác dụng vào nặng là A 17 N B 10 N C N D N Câu 06 Tại hai diểm A và B trên mặt nước nằm ngang có hai nguồn sóng kết hợp, dao động theo phương thẳng đứng Có giao thoa hai sóng này trên mặt nước Tại trung điểm M đoạn AB, phần tử nước dao động với biên độ cực đại Hai sóng từ hai nguồn truyền tới M dao động A lệch pha D lệch pha B ngược pha C cùng pha Câu 07 Ở độ cao h so với mặt đất (coi nhiệt độ không đổi) muốn chu kì dao động điều hòa lắc đơn chu kì dao động trên mặt đất thì phải A Tăng chiều dài lắc B Thay đổi biên độ dao động C Thay đổi khối lượng vật nặng D Giảm chiều dài lắc Câu 08 Trong dao động điều hoà x = Acos(t + ), phát biểu nào sau đây là không đúng? A Vận tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật hai vị trí biên B Gia tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân C Gia tốc vật đạt giá trị cực tiểu vật chuyển động qua vị trí cân D Vận tốc vật đạt giá trị cực đại vật chuyển động qua vị trí cân Câu 09 Một sóng âm truyền từ không khí vào nước thì A tần số và bước sóng không thay đổi B tần số thay đổi còn bước sóng không thay đổi C tần số và bước sóng thay đổi D tần số không thay đổi còn bước sóng thay đổi Câu 10 Sóng dừng xảy trên sợi dây có chiều dài 12cm với hai đầu cố định Biết bước sóng là 4cm thì trn dy cĩ A nút, bụng B nút, bụng C nút, bụng D nút, bụng Câu 11 Một lắc đơn gồm vật nặng m dao động với tần số f Nếu tăng khối lượng vật thành 2m thì tần số dao động vật là f C A f B 2f D f Câu 12 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có chiều dài ban đầu 20 cm, độ cứng 100 N/m, treo vật nặng có khối lượng 200 g, dao động điều hòa với biên độ cm Chiều dài cực đại lò xo qu trình dao động là A 26 cm B 16 cm C 28 cm D 24 cm Câu 13 Một lắc đơn gồm gồm hòn bi nhỏ khối lượng m, treo vào sợi dây không dãn, khối lượng sợi dây không đáng kể Khi lắc đơn này dao động điều hòa với chu kì s thì hòn bi chuyển động trên cung tròn dài cm Thời gian để hòn bi cm kể từ vị trí cân là A 0,5 s B s C 1,5 s D 0,25 s Câu 14 Sóng lan truyền không khí với cường độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ sóng nào sau A Sóng có tần số 10 Hz B Sóng có tần số 30 kHz C Sóng có chu kì 2,0 ms D Sóng có chu kì 2,0 s Câu 15 Hai nguồn kết hợp A, B trên mặt chất lỏng cách 10 cm có phương trình dao động là u A u B 5cos20t (cm) Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,1 m/s Trên đoạn thẳng AB (kể A và B) có A 20 cực đại, 19 cực tiểu B 20 cực đại, 21 cực tiểu (33) C 21 cực đại, 20 cực tiểu D 19 cực đại, 20 cực tiểu Câu 16 Con lắc đơn có chiều dài l1 dao động với chu kì T1, lắc đơn có chiều dài l2 (l2 > l1) dao động với chu kì T2 Thì lắc đơn có chiều dài l = l2 – l1 dao động với chu kì A T2 = T12 +T22 B T = T2 - T1 C T = T2 + T1 D T2 = T22 - T12 Câu 17 Tại nơi, lắc đơn dao động điều hòa với chu kỳ T, chiều dài lắc tăng lần thì chu kỳ lắc A tăng 16 lần B tăng lần C không đổi D tăng lần Câu 18 Khi gắn cầu m1 vào lò xo, thì nó dao động với chu kì T1 = 0,3 s Khi gắn cầu m2 vào lò xo đó, thì nó dao động với chu kì T2 = 0,4s Khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động là A 0,1 s B 0,25 s C 0,5 s D 0,7 s Câu 19 Tại cùng nơi trên Trái Đất, khoảng thời gian, lắc đơn thực 30 dao động Tăng chiều dài nó thêm 24 cm thì cùng khoảng thời gian đó, lắc thực 20 dao động Chiều dài ban đầu lắc là A 24,0 cm B 19,2 cm C 100 cm D 96,0 cm Câu 20 Hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: x = 6cos(10t - )(cm) và x2 = 8cos(10t + )(cm) Biên độ dao động tổng hợp hai dao động trên A cm B 12 cm C 14 cm D 10 cm 2 Câu 21 Một lắc đơn có chiều dài l = 1m dao động nơi có g = m/s Ban đầu kéo vật lệch khỏi phương thẳng đứng góc 0 = 0,1 rad thả nhẹ Chọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động, gốc tọa độ vị trí cân bằng, chiều dương là chiều chuyển động ban đầu vật thì phương trình li độ dài vật là A s = 0,1cos(t - ) (m) B s = 0,1cos(t + ) (m) (m) Câu 25 Tần số dao động lắc đơn là f 2 l g f 2 g l C s = 0,1cost (m) f 2 g k D s = 0,1cos(t + ) f 2 g l A B C D Câu 22 Tại cùng nơi trên Trái Đất, lắc đơn có chiều dài l1, dao động với chu kì T1 = 0,8 s, lắc đơn có chiều dài l2 dao động với chu kì T2 = 0,6 s thì lắc đơn có chiều dài l = l1 + l2 dao động với chu kì T A 1,00 s B 0,20 s C 0,53 s D 1,40 s Câu 23 Ở độ cao h so với mặt đất ta thấy chu kì lắc không đổi so với trên mặt đất vì A Gia tốc trọng trường g không thay đổi B Chiều dài lắc không thay đổi C Chiều dài lắc tăng và gia tốc trọng trường g giảm D Chiều dài lắc giảm và gia tốc trọng trường g giảm Câu 24 Trong dao động điều hoà chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động lực tác dụng A đổi chiều B có độ lớn cực đại C thay đổi độ lớn D khơng Câu 25 Một chất điểm dao động điều hoà dọc theo trục Ox với chu kì T = 0,25 s, chất điểm vạch quỹ đạo có độ dài s = cm Chọn gốc thời gian lúc chất điểm qua vị trí cân theo chiều dương Phương trình dao động chất điểm là A x = 6cos(4t + 0,5)(cm) B x = 6cos(8t - 0,5)(cm) C x = 6cos(8t - 0,5)(cm) D x = 3cos(4t + 0,5) (cm) Câu 26 Con lắc lò xo dao động điều hoà, tăng khối lượng vật lên lần thì tần số dao động vật A giảm lần B giảm lần C tăng lên lần D tăng lên lần Câu 27 Một lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ cm, chu kì 0,5 s Khối lượng nặng là m = 400 g Lấy 2 10 Độ cứng lò xo là A 640 N/m B 32 N/m C 64 N/m D.320 N/m Câu 28 Cho lắc lò xo, gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 100 g, dao động theo phương thẳng đứng Kéo vật nặng thẳng đứng xuống phía cách vị trí cân cm buông nhẹ thì thấy vật dao động điều hòa Chọn chiều dương hướng lên, gốc thời gian lúc buông vật Phương trình dao động vật là A x = 6cos(10t - )(cm) B x = 6cos(10t + 0,5)(cm) C x = 6cos(10t - 0,5)(cm) D x = 6cos10t (cm) (34) Câu 29 Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân O với biên độ A và chu kỳ T Trong T khoảng thời gian , quảng đường ngắn mà vật có thể là A A A B C A(2 - ) D A(2 - ) Câu 30 Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m và cầu nhỏ có khối lượng m = 100 g treo trên giá cố định Con lắc dao động điều hòa với biên độ 2 cm theo phương thẳng đứng Lấy g = 10 m/s và 2 10 Chọn gốc tọa độ vị trí cân bằng, vị trí lò xo dãn cm thì vận tốc vật có độ lớn là A 20 cm/s B 10 cm/s C 20 cm/s -HẾT - D 10 cm/s (35) Chương III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Tiết 21 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Ngày soạn: 4/11/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu định nghĩa dòng điện xoay chiều Viết biểu thức cường độ tức thời dòng điện - Nêu ví dụ đồ thị cường độ dòng điện tức thời, trên đồ thị các đại lượng I 0, T - Giải thích tóm tắt nguyên tắc tao dòng điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức cường độ dòng điện hiệu dụng, điện áp hiệu dụng II CHUẨN BỊ Giáo viên: Mô hình máy phát điện xoay chiều Học sinh: Ôn lại các khái niệm dòng điện không đổi, dòng điện biến thiên và các tính chất hàm điều hòa III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu khái niệm dòng điện xoay chiều Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Khái niệm dòng điện xoay chiều Yêu cầu học sinh thực C1 Thực C1 Dòng điện xoay chiều là dòng điện có Giới thiệu dòng điện xoay Ghi nhận khái niệm cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian chiều theo quy luật hàm số sin hay côsin, với dạng tổng quát: i = I0cos(t + ) Xác định các đại lượng Trong đó: i là cường độ dòng điện tức thời Yêu cầu học sinh xác định các biểu thức i thời điểm t; I0 > là cường độ dòng điện đại lượng biểu thức i 2 cực đại; > là tần số góc; T = là chu kỳ; f = 2 là tần số; (t + ) là pha và Thực C2, C3 là pha ban đầu i Yêu cầu h/s thực C2, C3 Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Nguyên tắc tạo dòng điện xoay Vẽ hình 12.2 Dẫn dắt để học chiều sinh nắm nguyên tắc tạo Cho cuộn dây dẹt, hình tròn có N vòng, dòng điện xoay chiều vòng có diện tích S, quay với tốc độ góc xung quanh trục cố định đồng phẵng với cuộn dây đặt từ Xác định từ thông qua trường B có phương vuông góc với vòng dây và qua cuộn dây trục quay Giả sử lúc t = góc hợp pháp tuyến thời điểm t bất kì n mặt phẵng chứa cuộn dây và véc tơ B là = 0, thời điểm t > Viết biểu thức tính suất điện cảm ứng từ thì = t, từ thông qua cuộn dây cho bởi: động cảm ứng cuộn dây = NBScos = NBScost Trong cuộn dây xuất suất điện động d Viết biểu thức định luật Ôm cho mạch kín cảm ứng: e = - dt = NBSsint Nếu cuộn dây khép kín có điện trở R thì cường độ dòng điện cho bởi: Yêu cầu học sinh nhắc lại khái Nhắc lại khái niệm dòng điện NBS niệm dòng điện xoay chiều xoay chiều R sint I= Đây là dòng điện xoay chiều với tần số NBS R góc và cường độ cực đại: I0 = (36) Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu các giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Giá trị hiệu dụng Cường độ hiệu dụng Giới thiệu công thức và định Ghi nhận công thức và khái I0 nghĩa cường độ hiệu dụng niệm Đại lượng I = gọi là giá trị hiệu dòng điện xoay chiều dụng cường độ dòng điện xoay chiều (cường độ hiệu dụng) Cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều cường độ dòng điện không đổi, cho qua cùng điện trở R thì công suất tiêu thụ R hai dòng điện đó là Các giá trị hiệu dụng khác Ghi nhận cách tính giá trị hiệu Những đại lượng điện và từ biến thiên theo Giới thiệu cách tính giá trị dụng các đại lượng biến thiên hàm sin hay côsin theo thời gian có giá hiệu dụng các đại lượng theo hàm sin hay côsin theo thời trị hiệu dụng tính theo công thức: biến thiên theo hàm sin hay Giá trị cực đại gian côsin theo thời gian Giá trị hiệu dụng = Viết công thức tính các giá trị Yêu cầu học sinh viết công hiệu dụng điện áp và suất thức tính các giá trị hiệu dụng điện động hiệu dụng dòng điện áp và suất điện động điện xoay chiều hiệu dụng dòng điện xoay chiều U0 Điện áp hiệu dụng: U = E0 Suất động hiệu dụng: E = Khi tính toán, đo lường, các mạch điện xoay chiều, chủ yếu sử dụng các giá trị hiệu dụng Các số liệu ghi trên các thiết bị điện là các giá trị hiệu dụng Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập từ đến Ghi các bài tập nhà trang 66 sgk và12.4, 12.5 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (37) Tiết 22 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Ngày soạn: 04/11/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch xoay chiều có điện trở thuần, có tụ điện, có cuộn cảm - Phát biểu tác dụng tụ điện, cuộn cảm dòng điện xoay chiều - Viết công thức tính dung kháng, cảm kháng II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị dao động ký điện tử, ampe kế, vôn kế, điện trở, tụ điện, cuộn cảm dq di i L dt ; suất điện động tự cảm: e = dt Học sinh: Ôn lại các công thức tụ điện : q = Cu; III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu giá trị tức thời, giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng cường độ dòng điện và điện áp xoay chiều Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu độ lệch pha điện áp và cường độ dòng điện xoay chiều Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Giới thiệu đoạn mạch xoay Xem hình vẽ 13.1 sgk Nếu mạch điện có dòng điện chiều trên hình 13.1 xoay chiều i = I0cost = I cost thì điện Giới thiệu biểu thức i và u Ghi nhận biểu thức i và u áp xoay chiều hai đầu đoạn mạch là: trên đoạn mạch Yêu cầu học sinh cho biết Cho biết nào thì u sớm pha, u = U0cos(t + ) = U cos(t + ) nào thì u sớm pha, trể pha trể pha cùng pha so với i gọi là độ lệch pha u và i cùng pha so với i Nếu > thì ta nói u sớm pha so với i Nếu < thì ta nói u trể pha || so với i Nếu = thì ta nói u cùng với i Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều có điện trở Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Mạch điện xoay chiều có điện trở Vẽ hình 13.2 Xem hình 13.2 Đặt vào hai đầu đoạn mạch có điện trở R điện áp xoay chiều u = U cost thì mạch có dòng điện xoay chiều có Giới thiệu biểu thức u và i trên đoạn mạch có R Yêu cầu học sinh thực C1 Yêu cầu học sinh thực C2 Yêu cầu học sinh nêu các kết luận mối liên hệ cường độ dòng điện và điện áp trên đoạn mạch xoay chiều có điện trở R Ghi nhận biểu thức u và i trên đoạn mạch có R Thực C1 Thực C2 Nêu các kết luận mối liên hệ cường độ dòng điện và điện áp trên đoạn mạch xoay chiều có điện trở R cường độ i = I cost chạy qua U Với: I = R là cường độ hiệu dụng dòng điện qua đoạn mạch có R Kết luận: + Cường độ hiệu dụng mạch điện xoay chiều có điện trở có giá trị thương số điện áp hiệu dụng và điện trở mạch + Cường độ tức thời mạch có điện trở cùng pha với điện áp tức thời hai đầu mạch Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu đoạn mạch xoay chiều có tụ điện Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Đoạn mạch xoay chiều có tụ điện Thí nghiệm Mắc các mạch thí nghiệm có khóa k Đóng khóa k cho học sinh Quan sát kết thí nghiệm quan sát số ampe kế Yêu cầu học sinh cho biết tác Nhận xét tác dụng tụ điện Tụ điện C không cho dòng điện không đổi dụng tụ điện dòng dòng điện không đổi và qua (cản trở hoàn toàn) lại cho điện không đổi và dđxc dòng điện xoay chiều dòng điện xoay chiều qua Khảo sát mạch điện xoay chiều có tụ điện Giới thiệu mạch xoay chiều có tụ điện trên hình 12.3 b Đặt vào hai đầu đoạn mạch có tụ điện C điện áp xoay chiều u = U cost thì (38) Yêu cầu học sinh thực C3 Thực C3 trên đoạn mạch có dòng điện xoay chiều cos(t + ) chạy qua Ghi nhận biểu thức u và i có cường độ i = I U Giới thiệu biểu thức u và i trên đoạn mạch xoay chiều có U trên đoạn mạch xoay chiều tụ điện có tụ điện Z Với: I = CU = C = C là cường độ hiệu dụng dòng điện qua đoạn mạch Ghi nhận công thức tính dung có tụ điện C Trong đó ZC = C gọi là dung Giới thiệu dung kháng tụ kháng tụ điện điện Yêu cầu học sinh thực Thực C4 C4 Nêu các kết luận mối liên hệ Yêu cầu học sinh nêu các kết cường độ dịng điện và điện luận mối liên hệ áp trên đoạn mạch xoay chiều cường độ dòng điện và điện áp có tụ điện trên đoạn mạch xoay chiều có tụ điện kháng mạch Kết luận: + Cường độ hiệu dụng mạch chứa tụ điện có giá trị thương số điện áp hiệu dụng hai đầu mạch và dung kháng mạch + Trong mạch chứa tụ điện, cường độ dòng điện sớm pha so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp hai đầu tụ điện trể pha so với cường độ dòng điện) Ý nghĩa dung kháng Nêu ý nghĩa dung kháng Dẫn dắt để học sinh nêu ý nghĩa dung kháng Dung kháng ZC = C là đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều tụ điện Nếu điện dung C tụ điện và tần số góc dòng điện càng lớn thì ZC càng nhỏ và dòng điện xoay chiều bị cản trở càng ít Ngoài dung kháng làm u trể pha i IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 23 CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Ngày soạn: 05/11/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu định luật Ôm đoạn mạch xoay chiều có điện trở thuần, có tụ điện, có cuộn cảm - Phát biểu tác dụng tụ điện, cuộn cảm dòng điện xoay chiều - Viết công thức tính dung kháng, cảm kháng II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị dao động ký điện tử, ampe kế, vôn kế, điện trở, tụ điện, cuộn cảm dq di i L dt ; suất điện động tự cảm: e = dt Học sinh: Ôn lại các công thức tụ điện : q = Cu; III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết biểu thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có điện trở R và đoạn mạch xoay chiều có tụ điện C Nhận xét pha u và i trên loại đoạn mạch đó Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu đoạn mạch xoay chiều có điện cảm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm (39) Yêu cầu học sinh xác định từ thông qua cuộn dây có dòng điện i chạy qua Yêu cầu học sinh xác định suất điện động tự cảm xuất cuộn dây Yêu cầu học sinh thực C5 Hiện tượng tự cảm mạch điện xoay chiều Xác định từ thông qua cuộn dây Khi có dòng điện cường độ i chạy qua có dòng điện i chạy qua cuộn dây có độ tự cảm L (gọi là cuộn cảm) thì từ thông tự cảm cuộn dây là: = Xác định suất điện động tự cảm Li xuất cuộn dây Nếu i là dòng điện xoay chiều thì biến thiên tuần hoàn theo t và cuộn dây Thực C5 di xuất suất điện động: e = - L dt = - Li’ Điện áp hai đầu cuộn cảm: u = ri - e; với cuộn cảm (r = 0) thì u = -e Ghi nhận biểu thức u và i Khảo sát mạch điện xoay chiều có Giới thiệu biểu thức u và i trên đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm Đặt vào hai đầu đoạn mạch có cuộn trên đoạn mạch xoay chiều cuộn cảm có cuộn cảm Xác định điện áp tức thời cảm L điện áp xoay chiều u = U hai đầu đoạn mạch cost thì trên đoạn mạch có dòng điện xoay chiều i = I cos(t - ) chạy qua U Ghi nhận công thức tính cảm U Giới thiệu cảm kháng kháng cảm kháng cuộn cảm Z Với I = L = L là cường độ hiệu dụng mạch Thực C6 Yêu cầu học sinh thực Nêu các kết luận mối liên hệ C6 cường độ dòng điện và điện Yêu cầu học sinh nêu các kết áp trên đoạn mạch xoay chiều luận mối liên hệ cường có cuộn cảm độ dòng điện và điện áp trên đoạn mạch xoay chiều có cuộn cảm Nêu ý nghĩa cảm kháng Dẫn dắt để học sinh nêu ý nghĩa cảm kháng dòng điện qua đoạn mạch có cuộn cảm L Trong đó ZL = L gọi là cảm kháng mạch Kết luận: + Trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần, cường độ hiệu dụng có giá trị thương số điện áp hiệu dụng và cảm kháng mạch + Trong mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần, cường độ dòng điện trể pha so với điện áp, điện áp sớm pha so với cường độ dòng điện Ý nghĩa cảm kháng Cảm kháng ZL = L đặc trưng cho tính cản trở dòng điện xoay chiều cuộn cảm Khi độ tự cảm cuộn cảm và tần số góc dòng điện xoay chiều càng lớn thì Z L càng lớn, cuộn cảm L cản trở càng nhiều dòng điện xoay chiều Ngoài cảm kháng làm u sớm pha i Hoạt động (10 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học Tóm tắt lại kiến thức đã học toàn bài toàn bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 3, 4, 7, 8, Ghi các bài tập nhà trang 74 sgk và 13.6, 13.7 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (40) Tiết 24 BÀI TẬP Ngày soạn: 11/11/2012 I MỤC TIÊU - Nắm các khái niệm dòng điện xoay chiều, các đại lượng các loại đoạn mạch xoay chiều để trả lời các câu hỏi liên quan đến các loại đoạn mạch xoay chiều - Giải bài toán viết biểu thức cường độ dòng điện điện áp các loại đoạn mạch xoay chiều có thành phần II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức các loại đoạn mạch có thành phần III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải + Biểu thức i và u: Nếu i = I0cost thì u = U0cos(t + ) Ngược lại Nếu u = U0cost thì i = I0cos(t - ) + Cảm kháng cuộn dây: ZL = L Dung kháng tụ điện: ZC = C U U U Z Z + Định luận Ôm cho đoạn mạch: Chỉ có R: I = R ; có tụ điện: I = C ; có cuộn cảm thuần: I = L + Điện áp hai đầu điện trở R cùng pha với cường độ dòng điện Điện áp hai tụ điện trể pha so với cường độ dòng điện Điện áp hai đầu cuộn cảm sớm pha so với cường độ dòng điện Hoạt động (15 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn D Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Hoạt động (20 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài 13.6 a) Ta có: Yêu cầu học sinh tính dung Tính dung kháng tụ điện kháng tụ điện Nội dung Câu trang 66 : C Câu trang 66 : A Câu trang 66 : D Câu 10 trang 66 : C Câu trang 74 : D Câu trang 74 : B Câu trang 74 : A ZC = C = Yêu cầu học sinh tính cường Tính cường độ hiệu dụng độ hiệu dụng chạy qua đoạn chạy qua đoạn mạch mạch Yêu cầu học sinh viết biểu Viết biểu thức cường độ dòng thức cường độ dòng điện điện Nội dung 100 5000 = 50 () U 120 Z I = C = 50 = 2,4 (A) i = I cos(t + ) = 2,4 cos(100t + ) (A) b) Ta có: Gọi học sinh lên bảng giải câu b Tự giải câu b 1 1000 5000 = () ZC = C = U 120 Z I = C = = 24 (A) i = I cos(t + ) (41) = 24 cos(100t + ) (A) Yêu cầu học sinh tính cảm kháng cuộn cảm Tính cảm kháng cuộn Bài 13.7 cảm a) Ta có: Yêu cầu học sinh tính cường độ hiệu dụng chạy qua đoạn Tính cường độ hiệu dụng mạch chạy qua đoạn mạch Yêu cầu học sinh viết biểu thức cường độ dòng điện Viết biểu thức cường độ dòng điện Gọi học sinh lên bảng giải câu b Tự giải câu b 0,5 ZL = L = 100 = 50 () U 120 Z I = L = 50 = 2,4 (A) i = I cos(t - ) = 2,4 cos(100t - ) (A) b) Ta có: 0,5 ZL = L = 1000 = 500 () U 120 Z I = L = 500 = 0,24 (A) i = I cos(t - ) = 0.24 cos(100t - ) (A) IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (42) Tiết 25 MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP Ngày soạn: 14/11/2012 I MỤC TIÊU - Nêu lên tính chất chung mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp - Nêu điểm phương pháp giản đồ Fre-nen - Viết công thức tính tổng trở - Viết công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R,L,C mắc nối tiếp - Viết công thức tính độ lệch pha dòng điện và điện áp mạch có R,L,C mắc nối tiếp - Nêu đặc điểm đoạn mạch có R,L,C nối tiếp xảy cộng hưởng điện II CHUẨN BỊ Giáo viên: Bộ TN gồm có dao động kí điện tử, các vôn kế v ampe kế, các phần tử R, L, C Học sinh: Ôn lại phép cộng véc tơ , phương pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp dao động điều hòa III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Nêu độ lệch pha cường độ dòng điện và điện áp loại đoạn mạch có thành phần Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu phương pháp giãn đồ Fre-nen Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Phương pháp giãn đồ Fre-nen Định luật điện áp tức thời Yêu cầu học sinh thực Thực C1 Trong đoạn mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn C1 mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời hai Giới thiệu định luật điện Ghi nhận định luật đầu mạch tổng đại số các điện áp tức áp tức thời thời hai đầu đoạn mạch Phương pháp giãn đồ Fre-nen Biểu diễn các đại lượng u và i đoạn mạch theo phương pháp giãn đồ véc tơ Nêu mối liên hệ pha u Yêu cầu học sinh nêu mối và i và cách biểu diễn véc tơ liên hệ pha u và i quay chúng loại loại đoạn mạch: đoạn mạch: Chỉ có R Chỉ có R Chỉ có C Chỉ có L Chỉ có C Mạch Các véc tơ quay U và I Định luật Ôm R UR = IR u, i cùng pha C u trể pha UC = IZC so với i L Chỉ có L u sớm pha UL = IZL so với i Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin (cùng tần số) thay phép tổng hợp các véc tơ quay tương ứng Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu mạch có R, L, C mắc nối tiếp Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Vẽ hình 14.1 Yêu cầu học sinh viết biểu thức đại số mối liên hệ các điện áp tức thời trên đoạn mạch Yêu cầu học sinh viết biểu thức Nội dung II Mạch có R, L, C mắc nối tiếp Vẽ hình Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc Viết biểu thức đại số mối nối tiếp điện áp xoay chiều liên hệ các điện áp tức thời u = U cost trên đoạn mạch Hệ thức các điện áp tức thời mạch: u = uR + uL + uC Nếu biểu diễn các điện áp tức thời Viết biểu thức véc tơ mối các véc tơ quay thì ta có (43) véc tơ mối liên hệ các liên hệ các điện áp tức thời điện áp tức thời trên đoạn mạch trên đoạn mạch Vẽ giãn đồ véc tơ U = U R + U L + UC Vẽ giãn đồ véc tơ Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy: Yêu cầu học sinh dựa vào giãn Dựa vào giãn đồ véc tơ để tính đồ véc tơ để tính U theo UR, UL U theo UR, UL và UC và UC Biến đổi để đưa biểu thức Ghi nhận định luật Ôm và khái định luật Ôm và giới thiệu khái niệm tổng trở niệm tổng trở Yêu cầu học sinh dựa vào giãn Dựa vào giãn đồ véc tơ để tìm đồ véc tơ để tìm biểu thức tính biểu thức tính độ lệch pha u độ lệch pha u so với i trên so với i trên đoạn mạch RLC đoạn mạch RLC U R2 (U L U C ) U= =I R (Z L - Z C ) = IZ U I= Z R (Z - Z ) L C Với Z = gọi là tổng trở đoạn mạch RLC Độ lệch pha điện áp và dòng điện Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy: L U L UC Z Z C L C U R R R tan = = = Cộng hưởng điện U Giới thiệu tượng cộng Ghi nhận tượng cộng Khi Z = Z thì Z = Z = R; I = I = R ; L C max hưởng điện hưởng điện = Ta nói có tượng cộng hưởng điện Điều kiện để có cộng hưởng điện là: Yêu cầu học sinh nêu điều kiện Nêu điều kiện để có cộng để có cộng hưởng điện hưởng điện ZL= ZC L = C hay 2LC = Yêu cầu học sinh dựa vào biểu Dựa vào biểu thức tính tan, Khi ZL > ZC thì > 0: u nhanh pha i thức tính tan, cho biết nào cho biết nào thì u sớm pha (đoạn mạch có tính cảm kháng) thì u sớm pha i, nào thì i, nào thì u trể pha i Khi ZL < ZC thì < 0: u trể pha i u trể pha i (đoạn mạch có tính dung kháng) Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập từ đến 12 Ghi các bài tập nhà trang 79, 80 sgk và 14.2, 14.3, 14.7 và 14.12 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (44) Tiết 26 BÀI TẬP Ngày soạn: 18/11/2012 I MỤC TIÊU - Tính tổng trở đoạn mạch RLC - Viết biểu thức u theo i biểu thức i theo u - Vẽ giãn đồ véc tơ, dựa vào giãn đồ véc tơ tính U và II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức đoạn mạch xoay chiều tổng quát III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải: + Cảm kháng, dung kháng, tổng trở: ZL = L; ZC = C ; Z = R (Z L - Z C ) + Biểu thức u và i: Nếu i = Iocos(t + i) = I cos(t + i) thì u = Uocos(t + i + ) = U cos(t + i + ) Nếu u = Uocos(t + u) = U cos(t + u) thì i = Iocos(t + u - ) = I cos(t + u - ) UO Z L ZC U R Với: I = Z ; Io = Z ; tan = U + Điều kiện để có cộng hưởng điện: ZL= ZC hay L = C Khi đó: Z = Zmin = R; I = Imax = R ; = Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu học sinh viết biểu thức i Viết biểu thức i Câu 11 trang 80: D Yêu cầu học sinh viết biểu thức i Viết biểu thức i Câu 12 trang 80: D Hoạt động (25 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài trang 79 2 Yêu cầu học sinh viết biểu Viết biểu thức tính U trên R + UC Ta có: U = U thức tính U trên đoạn mạch có đoạn mạch có R và C từ đó suy R và C từ đó suy để tính để tính UR U U C2 100 80 U = = 60 (V) R UR U R 60 Tính I Yêu cầu học sinh tính I 30 = 2(A) I= R Tính ZC U C 80 Yêu cầu học sinh tính ZC = 40 () ZC = I Bài trang 80 a) Viết biểu thức i Yêu cầu học sinh tính ZC Yêu cầu học sinh tính ZL Yêu cầu học sinh tính Z Yêu cầu học sinh tính I Yêu cầu học sinh tính Yêu cầu học sinh viết biểu Tính ZC Tính ZL Tính Z 1 C 100 4000 = 40 () Ta có: ZC = 0,1 ZL = L = 100 = 10 () Z = Tính I Tính Viết biểu thức i R (Z L Z C ) 40 (10 40) = 50 () U 120 50 = 2,4 (A) I= Z Z L Z C 10 40 R tan = = 40 = tan(-370) 37 = - 180 rad = (45) thức i Vậy: i = I cos(t - ) 37 = 2,4 cos(100t + 180 ) (A) Yêu cầu học sinh tính tổng trở đoạn mạch AM Tính ZAM Yêu cầu học sinh tính điện áp hiệu dụng đoạn mạch AM Tính UAM b) Điện áp hiệu dụng A và M Ta có : ZAM = R Z C2 40 40 = 40 () Yêu cầu học sinh nêu điều Nêu điều kiện để có cộng UAM = I.ZAM = 2,4.40 = 96 (V) kiện để có cộng hưởng điện từ hưởng điện từ đó suy để tính Bài 10 trang 80 đó suy để tính Để có cộng hưởng điện thì Yêu cầu học sinh xác định I0 và và viết biểu thức i ZL = ZC hay L = C 1 Xác định I và và viết biểu LC 0,2 thức i 2000 = 100 (rad/s) = Khi có cộng hưởng điện thì U 80 20 = (A) và = I0 = R Nên i = I0cos(t - ) = 4cos100 (A) IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (46) Tiết 27 CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT Ngày soạn: 19/11/2012 I MỤC TIÊU - Nắm biểu thức tính cơng suất và điện tiêu thụ đoạn mạch điện xoay chiều - Phát biểu định nghĩa hệ số công suất Nêu vai trò hệ số công suất mạch điện - Viết công thức hệ số công suất mạch RLC nối tiếp II CHUẨN BỊ Học sinh: Ôn lại các công thức mạch RLC mắc nối tiếp III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn mạch RLC Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu công suất đoạn mạch xoay chiều Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Công suất đoạn mạch xoay chiều Biểu thức công suất Giới thiệu biểu thức u và Nêu các đại lượng các Xt đoạn mạch xoay chiều có: i biểu thức u và i i = I cost v u = U cos(t + ) Thực C1 Thì công suất đoạn mạch xoay chiều Yêu cầu học sinh thực Ghi nhận biểu thức tính công này là: P = UIcos C1 suất đoạn mạch xoay chiều Điện tiêu thụ mạch điện Giới thiệu biểu thức tính công Viết công thức tính điện W = Pt suất đoạn mạch xoay tiêu thụ trên mạch điện xoay chiều chiều Yêu cầu học sinh viết công thức tính điện tiêu thụ Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu hệ số công suất Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Hệ số công suất Biểu thức hệ số công suất và công suất Giới thiệu hệ số công suất Ghi nhận thiệu hệ số công suất Trong công thức P = UIcos thì cos mạch điện xoay chiều mạch điện xoay chiều gọi là hệ số công suất Vì || < 900 nên cos Yêu cầu học sinh dựa vào giãn Dựa vào giãn đồ véc tơ đưa Dựa vào giãn đồ véc tơ ta có đồ véc tơ đưa công thức tính công thức tính hệ số công suất UR R hệ số công suất R Z cos = Yêu cầu học sinh thực Thực C2 Công suất đoạn mạch RLC: C2 Ghi nhận công thức tính công U 2R Giới thiệu công thức tính công suất đoạn mạch xoay chiều suất đoạn mạch xoay P = UIcos = Z = I2R chiều Tầm quan trọng hệ số công suất quá trình cung cấp và sử dụng điện P Từ biểu thức P = UIcos suy I và suy biểu thức tính công Vì P = UIcos I = U cos nên công Dẫn dắt để đưa biểu thức suất tỏa nhiệt trên đường dây tải suất hao phí trên đường dây tải (có điện trở tính công suất hao phí trên với điện trở r rP đường dây tải điện 2 r) là Php = rI2 = U cos Nếu hệ số công suất cos nhỏ thì công suất hao phí trên Nêu cách nâng cao hệ số công đường dây tải P lớn, đó người ta hp suất phải tìm cách nâng cao hệ số công suất Yêu cầu học sinh nêu cách Cho biết với các dụng cụ tiêu Với cùng điện áp U và dụng cụ dùng nâng cao hệ số công suất thụ điện tủ lạnh, máy giặt, điện tiêu thụ công suất P, tăng hệ số Yêu cầu học sinh cho biết với tăng hệ số công suất để làm gì? công suất cos để giảm cường độ hiệu dụng các dụng cụ tiêu thụ điện I từ đó giảm hao phí vì tỏa nhiệt trên dây tủ lạnh, máy giặt, … tăng hệ số công suất để làm gì? Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà (47) Hoạt động giáo viên Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập từ đến trang 85 sgk và 15.5, 15.8 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Hoạt động học sinh Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Ghi các bài tập nhà (48) Tiết 28 TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG MÁY BIẾN ÁP Ngày soạn: 26/11/2012 I MỤC TIÊU - Viết công suất hao phí trên đường dây tải điện, từ đó suy giải pháp giảm công suất hao phí trên đường dây tải điện, đó tăng áp là biện pháp triệt để và hiệu - Phát biểu định nghĩa, nêu cấu tạo và nguyên tắc làm việc máy biến áp - Viết hệ thức điện áp cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp máy biến áp - Viết hệ thức cường độ dòng điện hiệu dụng cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp máy biến áp II CHUẨN BỊ Giáo viên: Giới thiệu máy biến áp thật cho học sinh xem Học sinh: Ôn lại suất điện động cảm ứng, vật liệu từ III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết biểu thức tính công suất và hệ số công suất đoạn mạch điện xoay chiều Nêu mục đích việc nâng cao hệ số công suất và cách nâng cao hệ số công suất Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu bài toán truyền tải điện xa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Bài toán truyền tải điện xa Giới thiệu công suất phát từ Ghi nhận công suất phát từ Công suất phát từ nhà máy phát điện nhà máy phát điện nhà máy phát điện P = UI Yêu cầu học sinh xác định Xác định công suất hao phí Công suất hao phí tỏa nhiệt trên đường công suất hao phí tỏa nhiệt tỏa nhiệt trên đường dây tải P r trên đường dây tải dây tải: Php = rI2 = r( U )2 = P2 U Yêu cầu học sinh nêu các biện Nêu các biện pháp giảm công Với công suất phát P xác định, để giảm Php ta phải giảm r tăng U pháp giảm công suất hao phí suất hao phí Biện pháp giảm r có hạn chế: Vì r = Yêu cầu học sinh thực C1 Thực C1 l S nên để giảm ta phải dùng các loại dây có điện trở suất nhỏ bạc, dây siêu dẫn, với giá thành quá cao tăng tiết diện S, mà tăng tiết diện S thì tốn kim loại Phân tích để tìm phương Ghi nhận phương pháp tối ưu để và phải xây cột điện lớn nên không kinh tế pháp tối ưu để giải bài toán giải bài toán truyền tải điện Trái lại, biện pháp tăng U có hiệu rỏ truyền tải điện xa xa rệt: Tăng U lên n lần thì Php giảm n2 lần Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu máy biếp áp Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Máy biếp áp Giới thiệu máy biến áp Ghi nhận khái niệm Máy biến áp là thiết bị có khả biến đổi điện áp xoay chiều Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động Cho học sinh quan sát máy Quan sát máy biến áp Bộ phận chính là lỏi biến áp hình biến áp khung sắt non có pha silic cùng với Giới thiệu hình 16.2, 16.3 Xem hình 16.2, 16.3 hai cuộn dây có điện trở nhỏ và độ tự cảm Y/c h/s nêu cấu tạo máy biến áp Nêu cấu tạo máy biến áp lớn quấn trên lỏi biến áp Cuộn thứ có N1 vòng nối vào nguồn phát điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn thứ có N vòng nối các sở tiêu thụ điện gọi là cuộn thứ cấp Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều Giới thiệu nguyên tắc hoạt động Ghi nhận và nguyên tắc hoạt chạy cuộn sơ cấp tạo từ trường máy biến áp động máy biến áp biến thiên lỏi biến áp Từ thông biến Yêu cầu học sinh thực C2 Thực C2 thiên từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây suất điện động cảm ứng cuộn Giới thiệu số vòng dây cuộn Ghi nhận các số liệu trên máy thứ cấp sơ cấp, thứ cấp và điện áp đưa biến áp Khảo sát thực nghiệm máy biến áp vào cuộn sơ cấp, lấy cuộn Khảo sát thực nghiệm máy biến áp ta thứ cấp Yêu cầu học sinh nêu đặc điểm (49) máy tăng áp, hạ áp Nêu đặc điểm máy tăng áp, hạ áp Dẫn dắt để đưa mối liên hệ U1, I1 và U2, I2 máy Ghi nhận mối liên hệ U 1, biến áp có tải I1 và U2, I2 máy biến áp có tải Yêu cầu học sinh rút các kết luận máy biến áp lí tưởng Rút các kết luận máy biến áp lí tưởng U2 N2 U N1 thấy: Nếu N2 > N1thì U2 > U1: Máy tăng áp Nếu N2 < N1thì U2 < U1: Máy hạ áp Nếu bỏ qua hao phí trên máy biến áp (thật hao phí trên máy biến áp nhỏ) thì: P1 = U1I1 = P2 = U2I2 I1 U N I U N2 Do đó: Kết luận: Đối với máy biến áp lí tưởng: + Tỉ số các điện áp hiệu dụng cuộn thứ N2 N cấp và cuộn sơ cấp tỉ số + Tỉ số các cường độ hiệu dụng mạch thứ cấp và mạch sơ cấp nghịch đảo N2 N tỉ số Hoạt động (5 phút): Tìm hiểu ứng dụng máy biến áp Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Ứng dụng máy biến áp + Thay đổi điện áp dòng điện xoay chiều đến các giá trị thích hợp + Sử dụng việc truyền tải điện để giảm hao phí trên đường dây truyền tải + Sử dụng máy hàn điện nấu chảy kim loại Yêu cầu học sinh nêu các ứng Nêu các ứng dụng máy biến dụng máy biến áp áp Yêu cầu học sinh thực Thực C4 C4 Thực C5 Yêu cầu học sinh thực C5 Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập từ đến Ghi các bài tập nhà trang 91 sgk và 15.4, 15.5 và 15.6 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (50) Tiết 29 BÀI TẬP Ngày soạn: 28/11/2012 I MỤC TIÊU - Trả lời các câu hỏi và giải các bài toán công suất, hệ số công suất mạch điện xoay chiều - Trả lời các câu hỏi và giải các bài toán máy biến áp và truyền tải điện xa II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức công suất, hệ số công suất máy biến áp III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải: UR R U 2R Z + Công suất và hệ số công suất đoạn mạch RLC: P = UIcos = Z = I2R; cos = U r + Công suất hao phí tỏa nhiệt trên đường dây tải: Php = rI2 = P2 U I1 U N I U1 N + Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện trên máy biến áp: Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 85 : C Yêu cầu hs giải thích chọn B Giải thích lựa chọn Câu trang 85 : B Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Câu trang 85 : A Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Câu trang 85 : A Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Câu trang 91 : C Yêu cầu hs giải thích chọn A Giải thích lựa chọn Câu trang 91 : A Hoạt động (25 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài trang 85 Ta có: Yêu cầu học sinh tính cảm Tính cảm kháng kháng và dung kháng ZL = 2fL = 2.1000 10-3 = 10() Tính dung kháng Yêu cầu học sinh nhận xét kết Nhận xét kết và tính và tính công suất, hệ số công suất, hệ số công suất công suất Yêu cầu học sinh tính toán để thấy U U R2 (U d U C ) từ đó kết luận cuộn dây có điện trở r Hướng dẫn học sinh lập hệ phương trình và giải để tìm Ur và UL từ đó tính hệ số công suất Tính toán để rút kết luận 2fC 2 1000 50 10 = 10() ZC = Vì ZL = ZC nên có cộng hưởng điện, đó U 100 30 = 333(W) và cos = P = Pmax = R Bài 15.8 a) Ta có : U AM (U MN U NB ) 13 (13 65) = = 53,6(V) U = 65(V), đó cuộn dây có điện trở r 2 Viết công thức tính điện áp b) Ta có : U = (UR + U2 r) + 2(UL - UC) hiệu dụng hai đầu đoạn 652 = 132 + 26Ur + U r + U L - 130UL + 652 mạch theo các điện áp thành 2 = 132 + 26Ur + U r + U L - 130UL (1) phần 2 Viết công thức tính điện áp MN = U r + U L U hai đầu cuộn dây 2 Giải hệ phương trình 132 = U r + U L (2) Giải hệ (1) và (2) ta có: Tính hệ số công suất Ur = 12(V ; UL = 5(V) Hệ số công suất : U R U r 13 12 U 65 = 13 cos = (51) Tính cường độ hiệu dụng Bài trang 91 Yêu cầu học sinh tính cường trên đường dây a) Cường độ hiệu dụng trên dây tải điện độ hiệu dụng trên đường dây P 4000 400 I= U Tính độ sụt Yêu cầu hs tính độ sụt 110 = 11 (A) 400 b) Độ sụt : U = rI = 11 = 73(V) Tính điện áp hiệu dụng cuối c) Điện áp hiệu dụng cuối đường dây: Yêu cầu học sinh tính điện áp đường dây UC = U - U = 110 – 73 = 37(V) hiệu dụng cuối đường dây Tính công suất tổn hao trên d) Công suất tổn hao trên đường dây tải: Yêu cầu học sinh tính công đường dây tải 400 suất tổn hao trên đường dây tải 11 = 2644,6(W) Php = rI = Tự giải câu e e) Tính toán tương tự với U’ = 220 ta có Cho học sinh tự giải câu e 200 I’ = 11 A; U’ = 36V; U’C = 184V; P’hp = 661W IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (52) Tiết 30 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU Ngày soạn: 2/12/2012 I MỤC TIÊU - Mô tả sơ đồ cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều pha - Mô tả sơ đồ cấu tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động máy phát điện xoay chiều pha II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị các mô hình máy phát điện xoay chiều pha và ba pha Học sinh: Ôn kiến thức tượng cảm ứng điện từ và định luật Len-xơ lớp 11 III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (5 phút): Nêu cách tạo suất điện động xoay chiều Hoạt động (15 phút): Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều pha Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Máy phát điện xoay chiều pha Cấu tạo và hoạt động Yêu cầu học sinh thực C1 Thực C1 + Cấu tạo gồm phận chính: Giới thiệu mô hình máy phát Ghi nhận cấu tạo máy phát Phần cảm là nam châm vĩnh cữu hay điện xoay chiều pha điện xoay chiều pha nam châm điện: phần tạo từ trường Phần ứng là cuộn dây, đó xuất suất điện động cảm ứng Một hai phần đặt cố định, phần còn lại quay quanh trục Phần cố định gọi là stato, phần quay gọi là rôto + Hoạt động: Khi rôto quay, từ thông qua cuộn dây biến thiên, cuộn dây xuất Giới thiệu hoạt động máy Ghi nhận hoạt động máy suất điện động cảm ứng, suất điện phát điện xoay chiều pha phát điện xoay chiều pha động này đưa ngoài để sử dụng Tần số dòng điện xoay chiều Giới thiệu tần số dòng điện Ghi nhận tần số dòng điện Nếu máy phát có cuộn dây và nam xoay chiều máy phát tạo xoay chiều máy phát tạo châm (một cặp cực), rôto quay n vòng giây thì tần số dòng điện là f = n Yêu cầu học sinh thực C2 Thực C2 Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n vòng giây thì f = np Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n n vòng phút thì f = 60 p Hoạt động (20 phút): Tìm hiểu máy phát điện xoay chiều ba pha Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Giới thiệu mô hình máy phát Ghi nhận cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha điện xoay chiều ba pha Nội dung II Máy phát điện xoay chiều ba pha Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động Máy phát điện xoay chiều ba pha gồm: + Ba cuộn dây hình trụ giống gắn cố định trên vành tròn ba vị trí đối xứng (ba trục ba cuộn dây đồng quy tâm O đường tròn và lệch 1200) + Một nam châm NS có thể quay quanh trục O với tốc độ góc không đổi Khi nam châm quay từ thông qua ba cuộn dây biến thiên theo hàm số sin thời gian với cùng tần số góc , cùng biên độ 2 Kết là Nhận xét ba suất điện động lệch pha Giới thiệu hoạt động máy xoay chiều xuất ba ba cuộn dây xuất ba suất điện động phát điện xoay chiều ba pha xoay chiều cùng tần số, cùng biên độ và cuộn dây 2 lệch pha Cách mắc mạch ba pha (giảm tải) Dòng ba pha (53) Giới thiệu dòng điện xoay chiều ba pha Ghi nhận khái niệm Dòng điện xoay chiều máy phát điện xoay chiều ba pha phát là dòng ba pha Đó là hệ ba dòng điện xoay chiều hình sin 2 có cùng tần số, lệch pha đôi Nếu tải đối xứng thì ba dòng điện này có cùng biên độ Những ưu việt dòng ba pha + Truyền tải điện xa dòng ba Giới thiệu ưu việt Ghi nhận ưu việt pha tiết kiệm dây dẫn so với truyền tải dịng pha dòng ba pha dòng ba pha + Cung cấp điện cho các động ba pha, dùng phổ biến các nhà máy, xí nghiệp Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà giải các bài tập 3, trang 94 Ghi các bài tập nhà sgk và 17.1, 17.3 và 17.4 sbt IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (54) Tiết 31 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Ngày soạn: 4/12/2012 I MỤC TIÊU - Trình bày khái niệm từ trường quay - Trình bày cách tạo từ trường quay - Giải thích quay không đồng khung dây đặt từ trường quay II CHUẨN BỊ Giáo viên: Chuẩn bị mô hình quay không đồng khung dây từ trường quay nam châm Học sinh: Ôn lại kiến thức động điện lớp III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (15 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu cấu tạo, hoạt động máy phát điện xoay chiều pha và cách xác định tần số dòng điện xoay chiều máy phát điện xoay chiều pha tạo Nêu định nghĩa dòng điện xoay chiều ba pha và ưu việt dòng điện xoay chiều ba pha Hoạt động (25 phút): Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động động không đồng Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Nguyên tắc hoạt động động không đồng Giới thiệu mơ hình Xem hình 18.1 Đọc sgk và Mô Quay nam châm hình chử U với quay khơng đồng tả tượng tốc độ góc thì từ trường hai nhánh nam châm quay với tốc độ góc Đặt từ trường quay với tốc độ góc khung dây dẫn kín có thể quay quanh trục trùng với trục quay từ trường thì khung dây quay với tốc độ góc ’ < Ta nói khung dây quay không đồng với từ trường Giải thích: Từ trường quay làm từ thông Giải thích quay khung qua khung dây biến thiên, khung dây Yêu cầu học sinh giải thích xuất dòng điện cảm ứng Cũng chính quay khung dây nam dây nam châm quay từ trường quay này tác dụng lên dòng điện châm quay khung dây mômen lực làm khung dây quay Theo định luật Len-xơ, khung dây quay theo chiều quay từ trường để giảm tốc độ biến thiên từ Giải thích quay không đồng thông Yêu cầu học sinh giải thích khung dây so với nam Tốc độ góc khung dây luôn nhỏ quay không đồng châm tốc độ góc từ trường vì tốc độ góc khung dây tốc độ góc từ trường thì từ thông qua khung dây không biến thiên nữa, dòng điện cảm ứng không còn, momen lực từ 0, momen cản làm khung dây quay chậm lại Lúc đó lại có dòng cảm ứng và có momen lực từ Khung dây quay momen lực từ và momen cản cân II Động không đồng ba pha (Giảm tải) Hoạt động (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho học sinh tóm tắt kiến thức đã học bài Tóm tắt lại kiến thức đã học bài Yêu cầu học sinh nhà xem lại các bài tập mạch Ghi các bài tập nhà điện xoay chiều để chuẩn bị cho tiết bài tập IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (55) Tiết 32 BÀI TẬP Ngày soạn: 06/12/2012 I MỤC TIÊU - Nắm cấu tạo và hoạt động máy phát điện xoay chiều pha, ba pha và nguyên tắc hoạt động động không đồng để trả lời các câu hỏi và giải các bài tập có liên quan - Giải các bài tập liên quan đến mạch điện xoay chiều II CHUẨN BỊ Giáo viên: Xem kỉ các bài tập sgk, sbt Chuẩn bị thêm số bài tập trắc nghiệm và tự luận Học sinh: Ôn lại các kiến thức máy phát điện xoay chiều pha, ba pha và động không đồng Xem lại các bài toán đoạn mạch xoay chiều III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải: + Cấu tạo và hoạt động của: Máy phát điên xoay chiều pha, ba pha + Tần số dòng điện xoay chiều máy phát điện xoay chiều tạo ra: Nếu máy phát có cuộn dây và nam châm (một cặp cực), rôto quay n vòng giây thì tần số dòng điện là f = n Nếu máy có p cặp cực và rô n to quay n vòng giây thì f = np Nếu máy có p cặp cực và rô to quay n vòng phút thì f = 60 p Hoạt động (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Yêu cầu hs giải thích chọn C Giải thích lựa chọn Hoạt động (25 phút): Giải các bài tập tự luận Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài 14.8 Yêu cầu học sinh tính Z Tính tổng trở Yêu cầu học sinh viết công thức tính cos từ đó suy để tính R Yêu cầu học sinh viết công thức tính tan từ đó suy để tính ZL – ZC Yêu cầu học sinh tính cảm kháng, dung kháng và tổng trở Nội dung U 120 = 120() a) Ta có: Z = I R Viết công thức tính cos từ đó suy để tính R cos = Z R = Z.cos = 120 = 60 () Viết công thức tính tan từ đó Z L ZC suy để tính ZL – ZC R tan = ZL – ZC = R.tan = 60 (- ) Hướng dẫn học sinh lập hệ Lập hệ phương trình để tìm L phương trình để tìm L và C và C Yêu cầu học sinh giải hệ phương trình để tính L và C Nội dung Câu trang 94 : C Câu 17-18.1 : C Câu 17-18.2 : C Câu 17-18.3 : C Giải hệ phương trình để tính L và C = -60() Hay ZC - ZL = 60 b) Ta có : ZC = ZL = 60 100L 100C = 60 200C = 50L + 30 (1) Z’C = Z’L 200C = 200L (2) Giải hệ (1) và (2) ta có : 1 L = 5 H và C = 8000 F Tính ZL Tính ZC Câu trang 131 sgv 0,4 a) Ta có: ZL = L = 100 = 40() (56) Tính Z 1 C 100 8000 = 80() ZC = Z= = Tính Yêu cầu học sinh tính Viết biểu thức i Yêu cầu học sinh viết biểu thức i Tính ZAD Yêu cầu học sinh tính tổng trở đoạn mạch AD Yêu cầu học sinh tính UAD Tính UAD Tính AD Yêu cầu học sinh tính AD Tính và nhận xét Yêu cầu học sinh xác định độ lệch pha uAB và uAD IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY R (Z L Z C ) (40 ) (40 80) = 80() U 80 I = Z 80 = 1(A) Z L Z C 40 80 R 40 = tan(- ) tan = = - rad Vậy : i = I cos(t - ) = b) Ta có : cos(100t + ) )A) R Z (40 ) 40 L ZAD= UAD = I.ZAD = 1.80 = 80(V) = 80() ZL 40 40 = tan c) Ta có: tanAD = R AD = rad = - AD = - - = - Như uAB trể pha uAD góc (57) Tiết 33 THỰC HÀNH: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP Ngày soạn: 10/12/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu và viết các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng I, hệ số công suất cos đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn các điện áp các loại đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp - Sử dụng đồng hồ đa số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết đo, xác định đúng sai số đo - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r ống dây, điện dung C tụ điện, góc lệch cường độ dòng điện i và điện áp u phần tử đoạn mạch II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Nhắc HS tìm hiểu nội dung bài thực hành, ôn lại các kiến thức liên quan dòng điện xoay chiều, đặc biệt và phương pháp giản đồ Fre-nen - Trả lời câu hỏi phần “Tóm tắt lí thuyết” để định hướng việc thực hành - Chuẩn bị đủ và kiểm tra cận thận các dụng cụ cần cho nhóm thực hành - Tiến hành lắp thử mạch, đo, vẽ giản đồ theo nội dung bài thực hành Sgk để phát các điểm cần điều chỉnh và rút các kinh nghiệm cần lưu ý - Lập danh sách các nhóm thực hành gồm - HS Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành - Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành - Trả lời câu hỏi cuối bài để biết cách dùng đồng hồ đa số và luyện cách vẽ giản đồ Fre-nen - Chuẩn bị compa, thước 200 mm và thước đo góc và lập sẵn ba bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo thực hành Sgk III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động (10 phút): Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung I Dụng cụ thí nghiệm cho nhóm Giới thiệu các dụng cụ thực hành Nhận và kiểm tra các dụng cụ + Hai đồng hồ đa + Một nguồn điện xoay chiều – 12 V thực hành + Một điện trở + Một tụ điện + Một cuộn cảm + Bốn dây dẫn + Một thước 200 mm + Một com pa, thước đo góc + Một bảng lắp ráp mạch điện Hoạt động (35 phút): Tiến hành thí nghiệm Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung II Tiến hành thí nghiệm Yêu cầu học sinh đọc kĩ hướng dẫn Đọc hướng dẫn thực hành Để nguồn điện xoay chiều với thực hành theo SGK các giá trị: V; V và 12 V Yêu cầu học sinh mắc mạch điện theo Mắc mạch điện hình vẽ Đo các đại lượng mạch: hình vẽ 19.1 19.1 Lần Lần Lần Kiểm tra mạch điện các nhóm +I Yêu cầu học sinh cắm điện vào và tiến Tiến hành đo theo yêu cầu + UMN hành đo theo yêu cầu đề bài đề bài + UNP + UMP + UPQ + UMQ Ghi nhận các số liệu để xữ lý Hoạt động (45 phút): Xử lí số liệu và viết báo cáo Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung III Báo cáo thực hành Từ số liệu thu tiến hành Mỗi học sinh viết báo cáo thực hành Hướng dẫn học sinh viết báo cáo xử lí và viết báo cáo theo mẫu báo cáo trang 100, 101 Thu các bài báo cáo học sinh IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY (58) Tiết 34 THỰC HÀNH: KHẢO SÁT ĐOẠN MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP Ngày soạn: 11/12/2012 I MỤC TIÊU - Phát biểu và viết các công thức tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở, cường độ dòng điện hiệu dụng I, hệ số công suất cos đoạn mạch điện xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để biểu diễn các điện áp các loại đoạn mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp - Sử dụng đồng hồ đa số để đo điện áp xoay chiều: lựa chọn đúng phạm vi đo, đọc đúng kết đo, xác định đúng sai số đo - Vận dụng phương pháp giản đồ Fre-nen để xác định L, r ống dây, điện dung C tụ điện, góc lệch cường độ dòng điện i và điện áp u phần tử đoạn mạch II CHUẨN BỊ Giáo viên: - Nhắc HS tìm hiểu nội dung bài thực hành, ôn lại các kiến thức liên quan dòng điện xoay chiều, đặc biệt và phương pháp giản đồ Fre-nen - Trả lời câu hỏi phần “Tóm tắt lí thuyết” để định hướng việc thực hành - Chuẩn bị đủ và kiểm tra cận thận các dụng cụ cần cho nhóm thực hành - Tiến hành lắp thử mạch, đo, vẽ giản đồ theo nội dung bài thực hành Sgk để phát các điểm cần điều chỉnh và rút các kinh nghiệm cần lưu ý - Lập danh sách các nhóm thực hành gồm - HS Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành - Trả lời câu hỏi phần Tóm tắt lí thuyết để định hướng việc thực hành - Trả lời câu hỏi cuối bài để biết cách dùng đồng hồ đa số và luyện cách vẽ giản đồ Fre-nen - Chuẩn bị compa, thước 200 mm và thước đo góc và lập sẵn ba bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo thực hành Sgk III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Học sinh làm thực hành IV RÚT KINH NGHIỆM Tiết 35 KIỂM TRA HỌC KỲ I Sử dụng đề chung (59)