-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lị xo, con lắc đơn, về năng lượng dao động.. 5 Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động và năng lượ
Trang 1BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA A
I Mục tiêu:
-Củng cố kiến thức về dao động cơ
-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lị xo, con lắc đơn, về năng lượng dao động
II Chuẩn bị:
GV: Chọn Bài tập với nội dung cần ơn luyện Nắm bắt tình hình tiếp thu kiến thức
v giải Bài tập của HS qua Bài 6, 7, 8
HS: Ơn tập tốt Bài 6, 7, 8
III Tổ chức các hoạt động dạy học
Tiết 1
Hoạt động 1 Giải Bài tập với nội dung:
- Xác định các đại lượng trong dđđh: x, v, a, T, f
- Thực hiện tính toán về năng lượng
GV giới thiệu nội dung Bài tốn:
Vật có khối lượng m = 100g dđđh theo pt:
1) Xác định Bàiên độ, chu kì, tần số v pha ban đầu của dao động
2) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị lúc ấy li độ bằng bao nhiêu?
Trang 23) Vật qua vị trí x = 1,25cm vào thời điểm nào? Phân Bàiệt thời điểm vật đi qua theo chiều dương, chiều âm?
4) Tìm thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1 = -1,25cm v x2 = 2,5cm
5) Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động và năng lượng của dao động
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Cch giải Bài tốn
-Hướng dẫn giải bài
toán bằng việc nêu lần
lượt các câu hỏi gợi ý:
H1 Dạng pt tổng quát
của dđđh? Pt li độ dao
động (bài toán) cho ta
xác định được các đại
lượng nào?
H2 Đại lượng nào là
pha của dao động? Pha
dao động có thay đổi
theo thời gian ?
H3 Bàiết thời điểm
-Thảo luận nhĩm, thực hiện
cc nội dung:
+So sánh phương trình:
2,5 cos 10
2
với pt tổng qut:
cos
xA t
Tìm kết quả
-Xác định (t + ) là pha dao động
C nhn thực hiện, giải tìm t
1)Tìm A, T, f, từ pt:
2,5cos 10
2
2 cos 2,5
0, 2 1 5
2
T
T rad
2)Tìm t để 10 5
t = 1/30 s
Tìm 2, 5 cos 10
2
ứng với
Trang 3vật qua một vị trí xác
định, có thể xác định
vị trí thế nào?
-Giải thích nội dung
cu 3: Vì sao cĩ nhiều
thời điểm vật qua vị trí
xác định?
-Hướng dẫn HS vận
dụng kiến thức lượng
giác Lưu ý cách chọn
nghiệm để thỏa điều
kiện vẽ chiều chuyển
động của vật (Dùng
phương trình: v =
-Asin(t+))
Hướng dẫn chọn
nghiệm để v > 0 hoặc
v < 0
-Thu nhận kiến thức để vận dụng cho việc giải bài toán
do GV cung cấp Thảo luận nhóm, chọn cách giải thích hợp
t = 1/30(s): x =-2,16 3)Giải phương trình:
2, 5 cos 10
2
= 1,5
t
+Qua vị trí theo chiều dương
5
(1)
60 5
k t
+Qua vị trí theo chiều m:
2 3
4)Thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1, x2:
1
1 1 1
1
(1) 2
| | 1 sin
2 2
x OM
rad
Ta cĩ: t
Với = 10 rad/s
Trang 4H4 Nêu liên hệ giữa
chuyển động trịn đều
và dao động điều hịa?
-Dùng mối liên hệ
giữa hai chuyển động,
hướng dẫn xác định
thời gian dao động
giữa hai vị trí
H5 Thời gian dao
động giữa hai vị trí x1
v x2 và thời gian
chuyển động trịn đều
trên cung M M như 1 2
thế nào?
H6 Gĩc quay , tốc độ
góc và thời gian
quay của chuyển động
trịn đều liên hệ bằng
Bàiểu thức nào?
H7.Tốc độ trung bình
được xác định thế
nào? Trong một chu
kì, qung đường vật di
chuyển gấp mấy lần
Bàiên độ?
-Cá nhân thực hiện theo hướng dẫn của GV
Từ hình vẽ, GV hướng dẫn, thảo luận nhóm
1 2
M M
3 rad t 15s
5)Tốc độ trung bình: Trong một chu kì:
S = 4A; t = T
0, 5 /
S
T
Năng lượng của dao động:
1
3,125.10 2
Trang 5Hướng dẫn HS cách
xác định S một cách
tổng quát: (Tính theo
x1, x2 giữa hai vị trí
vật dao động trong
thời gian t)
H8 Công thức tính
năng lượng?
-Ơn lại cch tính vận tốc trung bình ở lớp 10, vận dụng giải cho cu 5
Tiết 2
Bài tốn với nội dung:
- Viết pt dao động điều hịa
- Năng lượng trong dao động điều hịa
Bài tốn: Một lị xo cĩ độ cứng k = 0,01N/cm treo thẳng đứng, đầu dưới lị xo mang vật năng m = 4g
a) Tính chu kì dao động của hệ
b) Đưa vật đến vị trí lị xo khơng Bàiến dạng rồi buông nhẹ Chọn gốc thời gian lúc thả vật, gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, trục tọa độ thẳng đứng có chiều dương là chiều lúc vật bắt đầu chuyển động Viết pt dao động của vật (Cho g
= 10m/s2; 2 = 10)
c)Xác định vị trí mà ở đó thế năng của vật bằng với động năng
d)Tính lực đàn hồi cực đại và cực tiểu của lị xo trong suốt qu trình dao động
Trang 6Nêu lần lượt các câu hỏi
gợi ý:
H 1 Chu kì dao động của
hệ CLLX tính bằng công
thức nào?
H 2 Ở vị trí cn bằng, lị
xo như thế nào? Vị trí
của vật lúc bắt đầu
chuyển động xác định
thế nào? Vận tốc của vật
là bao nhiêu?
H 3 Trình by cch viết
phương trình dao động
-Hướng dẫn HS về độ dn
của lị xo ở VTCB, lưu ý
về li độ ban đầu x0
-Hướng dẫn HS xác định
góc
H 4 Hy nu cch xc định
góc Có lưu ý gì về
việc chọn gi trị cho ph
hợp nội dung Bài tốn?
-Đọc và phân tích đề
-C nhn thực hiện cu a)
-Thảo luận cách viết pt dao động
+ Vẽ trục tọa độ thích hợp
M
l0
O (VTCB)
+ Tính l0
a)Chu kì: T 2 m
k
thay số m = 4.10-3kg;
k = 1N/m T = 0,4 (s)
b)Viết pt dao động:
-Tính 2 5 rad s/
T
-Tính A
Lúc bắt đầu chuyển động:
+ x = - l0 = - 410-2m với
0
mg l k
+ v = 0 A = 4.10-2 m
Tính gĩc với l nghiệm của pt:
cos
xA t
sin
v A t
Với t = 0: x =- 4.10-2m; v = 0
= rad/s
4.10 cos 5
Trang 7H 5 Viết Bàiểu thức tính
cơ năng (theo thế năng
và động năng)
-Giải thích cho HS việc
chọn giá trị x > 0 và x <
0 ở hai bên gốc tọa độ
-Vẽ hình, hướng dẫn HS
xác định độ Bàiến dạng
của lị xo ở một số
trường hợp:
l0 = A; l0 A
H 6 Lực đàn hồi của lị
xo tính bằng cơng thức
no? Ở vị trí no của vật,
lực đạt giá trị cực đại,
cực tiểu?
-C nhn thực hiện tính tốn gĩc
-Sử dụng pt cơ năng, cá nhân thực hiện tính toán kết quả
-Thảo luận nhóm, tính lực đàn hồi ở hai vị trí của vật: thấp nhất v cao nhất
b)Từ pt cơ năng:
W = Wt + Wđ ; Wđ = Wt W
= 2Wt
2
2
2 2.10 2
A
c)Lực đàn hồi: F = kl
+Ở vị trí thấp nhất: l = l0 + A
Fmax = k(l0 + A)
+Ở vị trí cao nhất: l= 0 Fmax
= 0
Hoạt động 2: Củng cố - Dặn dị:
Trang 8- GV rút ra nhận xét chung về cách giải hai bài toán, rút ra những yêu cầu cơ bản về nội dung Bài tốn
- Yu cầu HS giải Bài tập ở nh: SBT VL
IV Rút kinh nghiệm