GIÁO ÁN VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

Yêu cầu học sinh nêu biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay Ghi nhận các thành phần củagia tốc và biểu thức tính độ lớncủa gia tốc trong chuyển độngquay không đều.. Yê

Trang 1

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 1

Chủ đề 1 : CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN (8 tiết) Tiết 1 - 2 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Tiết 1

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu cách xác định vị trí của vật rắn quanh một trục cố định.

Vẽ hình 1.3 a)

Yêu cầu học sinh nêu đặc

điểm của chuyển động quay

Vẽ hình 1.3 b)

Giới thiệu cách xác định vị

trí của vật chuyển động quay

Nêu các đặc điểm của chuyểnđộng quay của vật rắn quanhmột trục

Ghi nhận cách xác định vị trícủa vật rắn trong chuyển độngquay

Ghi nhận khái niệm tọa độgóc

+ Mọi điểm của vật chuyển động trênđường tròn được cùng một góc trong cùngmột khoảng thời gian

b) Cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay

+ Chọn một đường mốc cố định OM trên vật

đi qua trục quay và vuông góc với trụcquay

+ Chọn trục Ox nằm trong mặt phẵng vuônggóc với trục quay và một chiều quay làmchiều dương

Vị trí của vật được xác định bằng góc ϕ màđường mốc làm với trục Ox Góc ϕ gọi làtọa độ góc của vật

Hoạt động 2 (10 phút) : Tìm hiểu tốc độ góc của vật rắn quanh một trục cố định.

Yêu cầu học sinh nhắc lại

khái niệm vận tốc trung bình

và vận tốc tức thời trong

chuyển động thẳng

Giới thiệu tốc độ góc trung

bình và tốc độ góc tức thời

trong chuyển động quay

Yêu cầu học sinh nêu đơn vị

của tốc độ góc

Nhắc lại khái niệm vận tốctrung bình trong chuyển độngthẳng

Ghi nhận khái niệm tốc độgóc trung bình

Nhắc lại khái niệm vận tốctức thời trong chuyển độngthẳng

Ghi nhận khái niệm tốc độgóc tức thời

2 Tốc độ góc

a) Tốc độ góc trung bình

lim = ϕ’(t) Đơn vị của tốc độ góc là rad/s

Tốc độ góc có thể dương hay âm tùy theovật quay theo chiều dương hay ngược lại

Hoạt động3 (10 phút) : Tìm hiểu gia tốc góc của vật rắn quanh một trục cố định.

Y/c h/s nhắc lại khái niệm

gia tốc trung bình, gia tốc tức

thời trong cđ thẳng

Giới thiệu gia tốc góc trung

bình và gia tốc góc tức thời

của gia tốc góc

Giới thiệu giá trị của tốc độ

góc và gia tốc góc trong

chuyển động quay biến đổi

đều khi chọn chiều dương

cùng chiều với chiều quay

Nhắc lại khái niệm gia tốctrung bình trong chuyển độngthẳng

Ghi nhận khái niệm gia tốcgóc trung bình

Nhắc lại khái niệm gia tốc tứcthời trong chuyển động thẳng

Ghi nhận khái niệm gia tốcgóc tức thời

Nêu đơn vị của gia tốc góc

Ghi nhận giá trị của tốc độ gócvà gia tốc góc trong chuyểnđộng quay biến đổi đều

3 Gia tốc góc

a) Gia tốc góc trung bình

lim = ω’(t) Đơn vị của gia tốc góc là rad/s2

Nếu chọn chiều dương cùng chiều quay

và vật chuyển động quay biến đổi đều thì

ω > 0, γ = hằng số và γ > 0 khi vật quaynhanh dần đều còn γ < 0 khi vật quaychậm dần đều

Trang 2

Hoạt động4 (10 phút) : Tìm hiểu các công thức của chuyển động quay biến đổi đều.

các công thức của chuyển

động thẳng biến đổi đều

Giới thiệu các công thức của

chuyển động quay biến đổi

đều

Nhắc lại các công thức củachuyển động thẳng biến đổiđều

Ghi nhận các công thức củachuyển động quay biến đổiđều

4 Các công thức của chuyển động quay biến đổi đều

Tiết 2

Hoạt động 5 (20 phút) : Gia tốc của một điểm của một vật rắn trong chuyển động quay không đều.

đặc điểm của véc tơ gia tốc

trong chuyển động tròn đều

Yêu cầu học sinh nêu biểu

thức tính độ lớn của gia tốc

hướng tâm

Giới thiệu đặc điểm của véc

tơ gia tốc trong chuyển động

quay không đều

Dẫn dắt để các thành phần

của gia tốc và biểu thức tính

độ lớn của chúng trong

chuyển động quay không đều

thức tính độ lớn của gia tốc

Ghi nhận các thành phần củagia tốc và biểu thức tính độ lớncủa gia tốc trong chuyển độngquay không đều

Viết biểu thức tính độ lớn củagia tốc trong chuyển động quaykhông đều

5 Gia tốc của một điểm của vật rắn trong chuyển động quay không đều

a) Khi vật rắn quay đều Mọi điểm của vật rắn chuyển động trònđều →vmỗi điểm chỉ thay đổi về hướng,không thay đổi độ lớn →a của mỗi điểmvuông góc với →v và hướng vào tâm củađường tròn nên gọi là gia tốc hướng tâm Gia tốc hướng tâm có độ lớn aht =

r

v2

.b) Khi vật rắn quay không đều

Mọi điểm của vật rắn chuyển động trònkhông đều →vthay đổi cả hướng lẫn độ lớn

→

a không vuông góc với→vmà làm thành mộtgóc α với →v

Phân tích →a thành hai thành phần:

+ Thành phần vuông góc với →v:

aht =

r

v2

= ω2r+ Thành phần theo phương của →v:

at =

t

r t

Hoạt động 6 (20 phút) : Giải bài tập ví dụ.

Yêu cầu học sinh tính tốc độ

góc của đĩa tại thời điểm t =

18 giây, góc quay được và số

vòng quay được sau 18s

Tính tốc độ góc của đĩa tạithời điểm t = 18 giây, góc quayđược và số vòng quay đượcsau 18s

II Bài tập ví dụ

Giải

Chọn chiều dương là chiều quay

a) Tốc độ góc của đĩa tại t = 18s là:

ω = ω0 + γt = 0,35.18 = 6,3(rad/s) Góc quay được sau 18s là:

Trang 3

Yêu cầu học sinh viết biểu

thức và suy ra để tính thời

điểm để đĩa dừng lại

Viết biểu thức và suy ra đểtính thời điểm để đĩa dừng lại

n =

14 , 3 2

7 , 56

π

ϕ

= 9 (vòng)b) Thời điểm để đĩa dừng lại

Ta có ω = ω0 + γ(t1 – t0) => t1 =

6 , 4 0

−

+ 0 = 13(s)

Hoạt động 6 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 10, 11

sách TCNC

Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài

Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà

RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Tiết 3 - 4 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH

MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Tiết 1.

Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các đặc điểm của tốc độ góc, gia tốc góc và gia tốc của vật rắn

quay đều và quay biến đổi đều Viết các phương trình của vật rắn chuyển động quay

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu mối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc.

Ghi nhận khái niệm

I Lý thuyết

1 M ối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc

a) Xét quả cầu nhỏ khối lượng m quay trên đường tròn tâm O, bán kính r

Lực Ft gây ra cho vật momen quay:

M = Ft.r = m.at r = m.r.γ.r = m.r2.γ

b) Xét đĩa phẵng có nhiều hạt khối lượng m i

quay quanh trục cố định

Gọi ri là khoảng cách từ hạt khối lượng miđến trục quay ta có

M = (Σmi.r2

i )γ

Hoạt động 3 (20 phút) : Tìm hiểu momen quán tính của vật và phương trình động lực học của chuyển động quay.

Giới thiệu khái niệm momen

quán tính của vật

Giới thiệu phương trình động

lực học của chuyển động quay

Giới thiệu momen quán tính

Yêu cầu học sinh xem hình

Ghi nhận phương trình

Ghi nhận momen quán tínhcủa vành tròn hay một hình trụrổng, có khối lượng m, bánkính R, có trục quay là trục củanó

Ghi nhận momen quán tínhcủa đĩa tròn hay hình trụ đặc,khối lượng m, bán kính R, cótrục quay là trục của nó

2 Phương trình động lực học của chuyển động quay Momen quán tính

a) Momen quán tính

Đại lượng I = Σmi.r2

i đặc trưng cho mức quántính của vật trong chuyển động quay gọi làmomen quán tính của vật

b) Phương trình động lực học của chuyển động quay

I = mR2

* Vật là một đĩa tròn hay hình trụ đặc, cókhối lượng m, bán kính R, có trục quay làtrục của nó

I =

2 1

mR2

Trang 4

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 41.11.

Yêu cầu học sinh xem hình

Ghi nhận momen quán tínhcủa thanh mãnh có độ dài l,khối lượng m và có trục quay

đi qua một đầu và vuông gócvới thanh

Ghi nhận momen quán tínhcủa hình cầu đặc, khối lượng

m, bán kính R và có trục quay

đi qua tâm

* Vật là một thanh mãnh có độ dài l, khốilượng m và có trục quay là đường trung trựccủa thanh

Yêu cầu học sinh chọn chiều

dương để viết các phương

trình động lực học

Yêu cầu học sinh viết các

phương trình động lực học

cho các vật

Hướng dẫn để học sinh giải

hệ phương trình

Chọn chiều dương để viết cácphương trình động lực học chocác vật

Viết các phương trình độnglực học cho các vật

Giải hệ phương trình để tìm a,T1 và T2

a = Rγ (4) Giải ra ta được :

a =

2 1 2

1 2

1 )

R m m

g m m

+ +

−

;

T1 =

I m m R

I R m g m

+ +

+

) (

) 2

(

1 2 2

2 2

T2 =

I m m R

I R m g m

+ +

+

) (

) 2

(

1 2 2

2 1

Hoạt động 5 (20 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 15.

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D

Giải thích lựa chọn

Câu 1: BCâu 2: CCâu 3: ACâu 4: DCâu 5: ACâu 6: A

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang

16 sách TCNC

Trang 5

Tiết 5 - 6 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Tiết 1.

Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ : Viết phương trình động lực học của vật rắn quay Nêu biểu thức tính

momen quán tính của một số vật rắn đồng chất

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định.

thức tính động năng của quả

cầu

Dẫn dắt để đưa ra biểu thức

tính động năng của quả cầu

chuyển động quay

Dẫn dắt để đưa ra công thức

tính động năng của vật rắn

Ghi nhận công thức

2

1

Iω2 đúng cho tất cả cácvật rắn có hình dạng bất kì

Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu định lí biến thiên động năng.

thức dịnh lí động năng áp

dụng cho chất điểm

Giới thiệu định lí động năng

áp dụng cho vật rắn quay

Viết biểu thức dịnh lí độngnăng áp dụng cho chất điểm

Ghi nhận định lí động năng ápdụng cho vật rắn quay

2 Đ ịnh lí biến thiên động năng

Độ biến thiên động năng của một vật rắnquay quanh một trục bằng công của ngoạilực tác dụng lên vật

Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu ứng dụng của động năng của vật rắn quay.

Yêu cầu học sinh tìm ví dụ

trong thực tế ứng dụng động

năng quay

Giới thiệu công dụng của

bánh đà trong động cơ đốt

Tiết 2

Yêu cầu học sinh chọn mốc

thế năng

Chọn mốc thế năng

Giải

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có:

Trang 6

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 6 Yêu cầu học sinh xác định,

thế năng, động năng của các

vật lúc đầu

Yêu cầu học sinh xác định

thế năng, động năng của các

vật lúc sau

thức định luật bảo toàn cơ

năng và suy ra để tính v

Xác định, thế năng, độngnăng của các vật lúc đầu

Xác định thế năng, độngnăng của các vật lúc sau

Viết biểu thức định luật bảotoàn cơ năng và suy ra, thay sốđể tính vận tốc v

=> v2 =

2

) (

2

2 1

1 2

m m m

gh m m

+ +

−

=

75 , 3 5 , 26 18

3 8 , 9 ).

18 5 , 26 ( 2

+ +

+

= 10,37

=> v = 3,2(m/s)

Hoạt động 6 (10 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 19.

Câu 1: DCâu 2: ACâu 3: CCâu 4: D

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6, 7, 8

trang 19 sách TCNC

Trang 7

Tiết 7 - 8 MOMEN ĐỘNG LƯỢNG Tiết 1.

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Phát biểu và viết biểu thức định lý biến thiên động năng của vật rắn

quay quanh một trục cố định

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu momen động lượng.

phương trình động lực học của

vật rắn quay

Dẫn dắt để đưa ra dạng khác

của phương trình

Giới thiệu khái niệm momen

động lượng

của moomen động lượng

Nhắc lại phương trình động lựchọc của vật rắn quay

Ghi nhận phương trình

Ghi nhân khái niệm

Nêu đơn vị của moomen độnglượng

I Lý thuyết

1 Momen động lượng

a) Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay

Phương trình M = I.γ có thể viết dưới dạng:

M = I

dt

dL I

dt

d dt

L = Iω

Đơn vị của momen động lượng là kgm2/s

Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu định lí biến thiên momen động lượng.

định lí biến thiên momen

động lượng

Giới thiệu là xung lượng của

momen lực

Yêu cầu học sinh phát biểu

động lượng

Ghi nhận biểu thức định lí biếnthiên momen động lượng

Phát biểu định lí biến thiênmomen động lượng

2 Định lí biến thiên momen động lượng

Ta có: M = I

t

L t

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu định luật bảo toàn động lượng.

Giới thiệu định luật bảo toàn

động lượng

Yêu cầu học sinh tìm ví dụ

minh họa cho định luật bảo

toàn động lượng cho trường

hợp vật quay

Giới thiệu trường hợp bảo

toàn động lượng trong một

thời gian rất ngắn

Ghi nhận định luật

Tìm ví dụ minh họa cho địnhluật bảo toàn động lượng chotrường hợp vật quay

Ghi nhận trường hợp bảo toànđộng lượng trong một thời gianrất ngắn

3 Định luật bảo toàn động lượng

a) Định luật

Nếu tổng các momen lực tác dụng lên mộtvật (hay hệ vật) bằng 0 thì momen độnglượng của vật (hay hệ vật) được bảo toàn

I1ω1 = I2ω2 hay Iω = hằng số

c) Chú ý

Nếu tổng đại số các momen lực tác dụnglên vật (hay hệ vật) khác không nhưngkhoảng thời gian tác dụng ∆t của momen lựcnhỏ đến mức có thể bỏ qua xung lượng củalực M.∆t, thì ta có thể coi momen động lượng

Trang 8

của vật (hay hệ vật) là bảo toàn trongkhoảng thời gian đó

Tiết 2.

Yêu cầu học sinh lập luận

để áp dụng định luật bảo

toàn động lượng

thức định luật bảo toàn động

lượng từ đó suy ra tốc độ góc

của quả cầu trên đường tròn

mới

Yêu cầu học sinh tính tốc độ

góc của quả cầu lúc đầu

Yêu cầu học sinh áp dụng

động lượng để tính công cuat

Tính tốc độ góc của quả cầulúc đầu

Áp dụng định lí biến thiênmomen động lượng để tínhcông cuat lực kéo dây

1 2 1 2

1 1

mr r

v mr I

2

1 1

25 , 0

8 , 0 4 , 0

=

r

v r

= 5,12 (rad/s)b) Công của lực kéo dây

Ta có: ω1 =

4 , 0

8 , 0

A = ∆Wđ =

2

1

I2 2 2

ω -

2

1

I1 2 1ω

2 2

Hoạt động 6 (15 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm.

Câu 1 trang 23: CCâu 2 trang 23: CCâu 3 trang 23: BCâu 4 trang 23: ACâu 5 trang 24: CCâu 6 trang 24: D

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang

24 sách TCNC

Trang 9

Chủ đề 2 : DAO ĐỘNG CƠ (4 tiết) Tiết 9 - 10 BỔ SUNG VỀ CON LẮC LÒ XO Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo nằm ngang.

Hoạt động 2 (10 phút) : Tòm hiểu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

Vẽ hình 2.1

Yêu cầu học sinh nêu

cấu tạo của con lắc lò

xo treo thẳng đứng

Yêu cầu học sinh mô

tả chuyển động của

I Lý thuyết

1 Con lắc lò xo treo thẳng đứng

Gồm lò xo có độ cứng k, có khối lượngkhông đáng kể, được treo vào một điểm cốđịnh, còn vật có khối lượng m, được móc vàođầu dưới của lò xo

Kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vị trícân bằng một đoạn nhỏ rồi buông tay, tathấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng

Hoạt động 3 (15 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học.

bằng của vật

Yêu cầu học sinh viết

phương trinh động lực học

dưới dạng véc tơ

Yêu cầu học sinh chiếu lên

trục Ox để tìm phương trình

động lực học dưới dạng đại

số

Yêu cầu học sinh kết luận

về dao động điều hòa của

cong lắc lò xo treo thẳng

đứng

Xem hình vẽ

Xác định các lực tác dụnglên vật

Xác điịnh độ dãn của lò xo

ở vị trí cân bằng

Viết phương trinh động lựchọc dưới dạng véc tơ

Chiếu lên trục Ox để tìmphương trình động lực họcdưới dạng đại số

Kết luận về dao động điềuhòa của cong lắc lò xo treothẳng đứng

2 Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học

a) Xác định vị trí cân bằng

Trong quá trình dao động, vật chịu tác dụngcủa trọng lực →P và lực đàn hồi F→dh của lò xo

Ở vị trí cân bằng ta có: →P + F→dh = →0 Chiếu lên trục Ox ta có:

mg – k∆l0 = 0 Với ∆l0 là độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng

b) Xác định hợp lực tác dụng vào vật

Ở vị trí có tọa độ x ta có: →P + F→dh = m→a Chiếu lên trục Ox ta có:

m

k Hợp lực tác dụng vào vật là lực kéo về, có độlớn tỉ lệ với li độ: F = -kx

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình và đồ thị của dao động điều hòa.

Giới thiệu phương trình vi

phân của dao động điều hòa

Yêu cầu h/s nêu phương trình

của dao động điều hòa

Giới thiệu đồ thị li độ – thời

gian của dao động điều hòa

Ghi nhận phương trình vi phâncủa dao động điều hòa

Nêu phương trình li độ của daođộng điều hòa

Ghi nhận đồ thị li độ – thờigian của dao động điều hòa

3 P hương trình và đồ thị của dao động điều hòa

a) Phương trình vi phân của dao động điều hòa

a = x’’ = - ω2x hay x’’ + - ω2x = 0

b) Phương trình của dao động điều hòa

Trang 10

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 10 Giới thiệu đồ thị vận tốc –

thời gian của dao động điều

hòa

Giới thiệu đồ thị gia tốc –

thời gian của dao động điều

hòa

Yêu cầu học sinh dựa vào đồ

thị, nhận xét về độ lệch pha

Gia tốc:

Tiết 2

Hoạt động 5 (10 phút) : Tìm hiểu cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

thế năng và viết biểu thức

thế năng của con lắc

thức cơ năng của con lắc

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc

Giới thiệu đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc của thế năng,

động năng và cơ năng của

con lắc vào li độ

Chọn mốc thế năng và viếtbiểu thức thế năng của conlắc

Viết biểu thức cơ năng củacon lắc

Ghi nhận sự bảo toàn cơ năngcủa con lắc

Ghi nhận đồ thị biểu diễn sựphụ thuộc của thế năng, độngnăng và cơ năng của con lắcvào li độ

4 Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng

Yêu cầu học sinh lập và giải

hệ phương trình để tìm chiều

dài ban đầu và độ cứng của lò

xo

Yêu cầu học sinh tính tần số

góc và chu kì của dao động

Yêu cầu học sinh chọn trục

tọa độ, gốc thời gian

Yêu cầu học sinh tìm biên

độ, pha ban đầu và viết

phương trình dao động

Yêu cầu học sinh tính vận tốc

của vật tại vị trí có li độ x =

1cm

Lập và giải hệ phương trình đểtìm chiều dài ban đầu và độcứng của lò xo

Tính tần số góc và chu kì củadao động

Chọn trục tọa độ, gốc thờigian

Tìm biên độ, pha ban đầu vàviết phương trình dao động

Tính vận tốc của vật tại vị trícó li độ x = 1cm

Bài 1

a) Ta có: m1g = k(l1 – l0) (m1 + m2)g = 2m1g = k(l2 – l0) => l2 – l0 = 2(l1 – l0)

=> l0 = 2l1 – l2 = 64 – 34 = 30 (cm)

k =

3 , 0 32 , 0

8 , 9 15 , 0

0 1

1

−

=

− l l

g m

= 73,5 (N/m)

b) ω =

15 , 0

5 , 73

14 , 3 2

ω

π

= 0,28 (s) Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiềudương từ trên xuống, gốc O tại vị trí cânbằng, ta có: Khi t = 0 thì x0 = 2cm và v0 = 0

Do đó: A = 2cm và ϕ = 0

Vậy phương trình dao động của vật là:

x = cos22,1t (cm)c) Ta có: v = ±ω A2 − x2

= ± 22 , 1 22 − 12 = 38 (cm/s)

Trang 11

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 11 Yêu cầu học sinh tính cơ

năng của vật dao động

cực đại

Yêu cầu học sinh tính thế

năng và động năng tại vị trí

có li độ x = 2cm

của vật tại vị trí có li độ x =

2cm

Yêu cầu học sinh tính động

năng, thế năng và xác định vị

trí của vật khi nó có vận tốc v

= 0,1m/s

Tính cơ năng của vật daođộng

Tính vận tốc cực đại

Tính thế năng và động năngtại vị trí có li độ x = 2cm

Tính vận tốc của vật tại vị trícó li độ x = 2cm

Tính động năng, thế năng vàxác định vị trí của vật khi nó cóvận tốc v = 0,1m/s

10 9 2

5 , 0

10 5 2

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ 8 đến 11

trang 36 sách TCNC

Trang 12

Tiết 11 - 12 ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN CON LẮC VẬT LÍ Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo của con lắc đơn.

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn.

dao động điều

hòa của con

b) Li độ góc và li độ cong

Để xác định vị trí con lắc đơn, người tadùng li độ góc α và li độ cong s

c) Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ

α = α0cos(ωt + ϕ) hay S = S0cos(ωt + ϕ) Trong đó ω =

l

g và s = l.α (α tính ra rad)

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu lực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn.

Vẽ hình 2.15

các lực tác dụng lên vật

Yêu cầu học sinh phân tích

Ghi nhận lực hướng tâm

Ghi nhận lực kéo về

2 L ực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn

Khi con lắc có li độ góc α Ta phân tích trọnglực →P thành hai thành phần →

t

P và →

nP

Hợp lực T→ + P→n là lực hướng tâm giữ chovật chuyển động trên cung tròn

Lực thành phần tiếp tuyến P→t luôn hướng về

vị trí cân bằng làm cho vật dao động quanh vịtrí cân bằng

P là lực kéo về trong dđ của con lắc đơn

Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu năng lượng của con lắc đơn.

thế năng và viết biểu thức

tính thế năng của con lắc đơn

thức tính cơ năng của con lắc

đơn

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng và viếtbiểu thức tính thế năng củacon lắc đơn

Viết biểu thức tính cơ năngcủa con lắc đơn

Nêu giá trị các đại của thếnăng và động năng của conlắc đơn khi nó dao động

3 Năng lượng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năngcủa con lắc đơn ở li độ góc α ( ≤ 900) là:

cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn:

W =

2 1

mv2 + mlg(1 - cosα) = hằng số

Trang 13

Tiết 2

Hoạt động 5 (20 phút) : Tìm hiểu con lắc vật lí.

Vẽ hình 2.16

Yêu cầu

học sinh mô

tả con lắc

vật lí

Yêu cầu h/s

xác định vị

trí cân bằng

Giới thiệu chu kì dao động

của con lắc vật lí

Giới thiệu các ứng dụng của

con lắc vật lí

Xem hình vẽ Mô tả cấu tạocủa con lắc vật lí

Xác định vị trí cân bằng củacon lắc vật lí

Ghi nhận chu kì dao động củacon lắc vật lí

Ghi nhận các ứng dụng củacon lắc vật lí

4 C on lắc vật lí

a) Thế nào là con lắc vật lí?

Con lắc vật lí gồm một vật rắn quay đượcxung quanh một trục cố định O nằm ngangkhông đi qua trọng tâm G của vật

Kéo nhẹ con lắc cho lệch khỏi vị trí cânbằng rồi thả ra thì con lắc dao động xungquanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thảngđứng đi qua điểm treo O

b) Chu kì dao động

Khi dao động nhỏ, sinα ≈ α (rad), con lắcvật lí dao động điều hòa với chu kì:

T = 2π

mgd I

Trong đó I là momen quán tính của vật đốivới trục quay, d là khoảng cách từ trọng tâmcủa vật đến trục quay

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí cân bằng (vmax)

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí cân

bằng

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí có li độ góc α

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí li độ góc

Tính lực căng của dây ở vị trícân bằng

Viết biểu thức định luật bảotoàn cơ năng cho con lắc

Suy ra và thay số để tính vậntốc của vật ở vị trí có li độ góc

α Tính lực căng của dây ở vị trí

li độ góc α

1 a) Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng.Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có:

W =

2

1

mv2 max= mgl(1 - cosα0)

=> vmax = 2 gl ( 1 − cos α0

= )

2

3 1 ( 1 8 , 9

= 0,62 (N)b) Tại vị trí có li độ góc α ta có:

= 0,6 (N)

Trang 14

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 14 Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc Tính chu kì dao động của conlắc 2 T = 2π g l = 2.3,14 9 1 , 8 = 2 (s)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 41, 42

sách TCNC

Chủ đề 3 : SÓNG CƠ (4 tiết) Tiết 13 - 14 PHƯƠNG TRÌNH SÓNG SÓNG DỪNG Tiết 1.

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nêu định nghĩa sóng cơ và các khái niệm sóng ngang, sóng dọc.

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình sóng.

Dẫn dắt để đưa ra phương

trình sóng tại điểm M

thức liên hệ giữa λ, T, và ω

thời gian sóng truyền từ O

đến M

Lập luận để thấy được

phương trình sóng có tính chất

tuần hoàn theo thời gian và

không gian

Nêu biểu thức liên hệ giữa λ,

T, và ω Xác định thời gian sóng truyềntừ O đến M

Ghi nhận phương trình daođộng tại M

Ghi nhận chu kì tuần hoàntheo thời gian của sóng

Ghi nhận chu kì tuần hoàntheo không gian của sóng

λ

π x

2

) Với λ = vT = v

ω

π

2

Phương trình sóng có tính chất tuần hoàntheo thời gian với chu kì T

Phương trình sóng có tính chất tuần hoàntrong không gian với chu kì λ

Như vật sóng là một quá trình tuần hoàntheo thời gian và trong không gian

Hoạt động 3 (25 phút) : Tìm hiểu sóng dừng.

định nghĩa sóng dừng

đặc điểm của sóng phản xạ

trên vật cản tự do và trên vật

cản cố định

Giới thiệu vị trí của bụng

sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với hai đầu cố

định

Yêu cầu học sinh về nhà đọc

sgk để hiểu được cách tìm vị

trí bụng sóng và nút sóng

Giới thiệu vị trí của bụng

Nhắc lại định nghĩa sóngdừng

Nhắc lại đặc điểm của sóngphản xạ trên vật cản tự do vàtrên vật cản cố định

Ghi nhận vị trí của bụng sóngvà nút sóng khi có sóng dừngtrên dây với hai đầu cố định

Về nhà đọc sgk để hiểu đượccách tìm vị trí bụng sóng và nútsóng

Ghi nhận vị trí của bụng sóng

* Vị trí của bụng sóng và nút sóng:

+ Bụng sóng ứng với những điểm dao độngvới biên độ cực đại nằm cách đầu cố địnhnhững khoảng bằng số nguyên lẻ lần

4

λ.

+ Nút sóng ứng với những điểm dao động vớibiên độ cực tiểu nằm cách đầu cố địnhnhững khoảng bằng số nguyên lần

2

λ

.+ Nếu sợi dây có một đầu cố định và một

Trang 15

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 15sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với một đầu cố

định và một đầu tự do

Yêu cầu học sinh nêu điều

kiện để có sóng dừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố định

và một đầu tự do

và nút sóng khi có sóng dừngtrên dây với một đầu cố địnhvà một đầu tự do

Nêu điều kiện để có sóngdừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố định,một đầu tự do

* Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây:

+ Hai đầu cố định: l = k

Yêu cầu học sinh giải thích

hiện tượng

Hướng dẫn học sinh tìm

bước sóng và vận tốc truyền

sóng

Hướng dẫn học sinh tìm

khoảng cách cần dịch chuyển

để không còn nghe thấy âm

Giải thích hiện tượng

Tìm bước sóng và vận tốctruyền sóng

Tìm khoảng cách cần dịchchuyển để không còn nghethấy âm

a) Sóng do âm thoa tạo ra truyền vào trongống, gặp pit- tông là vật cản cố định sẽphản xạ trở lại Nếu sóng tới giao thoa vớinhau tạo ra sóng dừng mà ngay tại miệngống có một cực đại thì âm nghe rỏ nhất,ngược lại nếu ở miệng ống có cực tiểu thìhầu như không nghe được âm

= 0,19 (m) thì ở miệng ốngcó một nút sóng và sẽ không nghe thấy âm

Câu 1 trang 53: CCâu 2 trang 53: DCâu 3 trang 54: CCâu 4 trang 54: ACâu 5 trang 54: DCâu 6 trang 54: CCâu 7 trang 54: B

Yêu cầu học sinh về nhà giải bài tập 8 trang 54 sách

TCNC

Trang 16

Tiết 15 - 16 HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE (DOPPLER) Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các đặc trưng sinh lí của âm và cho biết độ cao của âm gắn liền với

đặc trưng vật lí nào của âm

Từ kết quả kiểm tra bài cũ, g/v đặt vấn đề như trong bài

Hoạt động 2 (10 phút) : tìm hiểu định nghĩa hiệu ứng Đốp-ple.

Giới thiệu hiệu ứng Đốp-ple

trong sóng cơ Ghi nhận khái niệm.

I Lý thuyết

1 Định nghĩa

Hiện tượng tần số của âm mà máy thu nhậnđược khác với tần số của âm mà nguồn âmphát ra khi có sự chuyển động tương đối giữanguồn âm và máy thu gọi là hiệu ứng Đốp-ple trong sóng cơ

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu hiệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu lại gần nhau.

tính tần số âm mà máy thu

nhận được khi nguồn và máy

thu chuyển động lại gần nhau

Ghi nhận biểu thức tính tần sốâm mà máy thu nhận được khinguồn và máy thu chuyển độnglại gần nhau

2 H iệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu lại gần nhau

Khi nguồn âm và máy thu lại gần nhau vớivận tốc tương đối vM thì tần số f’ của âm màmáy thu nhận được sẽ lớn hơn tần số f củaâm do nguồn phát ra

f’ = f(1 +

v

vM

) ; vM > 0

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu hiệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu ra xa nhau.

tính tần số âm mà máy thu

nhận được khi nguồn và máy

thu chuyển động ra xa nhau

Yêu cầu học sinh gộp thành

công thức tổng quát cho cả

hai trường hợp

Đưa ra ví dụ cho học sinh áp

dụng để quen với qui ước dấu

Ghi nhận biểu thức tính tần sốâm mà máy thu nhận được khinguồn và máy thu chuyển động

Khi nguồn âm và máy thu chuyển động ra

xa nhau với vận tốc tương đối v’M thì tần sốf’ của âm mà máy thu nhận được sẽ nhỏ hơntần số f của âm do nguồn phát ra

xa nhau

Tiết 2

của âm khi ôtô chạy lại gần

của âm khi ôtô chạy ra xa

Tính tần số của âm khi ôtôchạy lại gần

Tính tần số của âm khi ôtôchạy ra xa

Bài tập ví dụ sgk

a) Khi ôtô chạy lại gầnf’ = f(1 +

Trang 17

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 17 Yêu cầu học sinh tính tần số

của tín hiệu phản hồi

của tiếng còi mà người đứng

bên lề đường nghe thấy

của tiếng còi mà người ngồi

trong xe M1 nghe thấy

Tính tần số của tín hiệu phảnhồi

Tính tần số của tiếng còi màngười đứng bên lề đường nghethấy

Tính tần số của tiếng còi màngười ngồi trong xe M1 nghethấy

Câu 1 trang 59: CCâu 2 trang 59: DCâu 3 trang 59: DCâu 4 trang 59: A

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 7, 8 trang

60 sách TCNC

Trang 18

Chủ đề 4 : DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU (6 tiết) Tiết 17 - 18 MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Tiết 1

Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nhắc lại phương pháp dùng giãn đồ véc tơ để tổng hợp hai dao động

điều hòa cùng phương cùng tần số

Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ véc tơ.

Giới thiệu cách biểu diễn các

đại lượng điện xoay chiều tức

thời bằng véc tơ quay

Vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn

mạch gồm R, L, C mắc nối

tiếp theo qui tắc đa giác:

Ghi nhận cách biểu diễn cácđại lượng điện xoay chiều tứcthời bằng véc tơ quay

Ghi nhận cách vẽ giãn đồvéc tơ biểu diễn các đại lượngđiện xoay chiều tức thời theoqui tắc đa giác

I Lý thuyết

1 Phương pháp giãn đồ véc tơ

+ Mỗi đại lượng điện xoay chiều tức thời nhưcường độ dòng điện i, điện áp u, … được biểudiễn bằng một véc tơ quay

+ Các véc tơ quay được vẽ trên cùng một giãnđồ, sau khi đã chọn một trục gốc ∆ thích hợp Nếu mạch điện gồm các phần tử mắc nối tiếpthì chọn trục gốc ∆ trùng với véc tơ biểu diễncường độ dòng điện →I , còn các véc tơ điện ápthì được cộng lại:

ta có thể dựa vào những công thức hình học đểgiải bài tập một cách ngắn gọn

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu các mạch điện đơn giãn.

mối liên hệ giữa u và i trên

đoạn mạch chỉ có R

đoạn mạch chỉ có L

đoạn mạch chỉ có C

đoạn mạch có R, L và C mắc

nối tiếp

Nhắc lại mối liên hệ giữa u và

i trên đoạn mạch chỉ có R

i trên đoạn mạch chỉ có L

i trên đoạn mạch chỉ có C

i trên đoạn mạch có R, L và Cmắc nối tiếp

2 C ác mạch điện đơn giãn

+ Mạch thuần điện trở: u cùng pha với i:

U = IR+ Mạch chỉ có cuộn cảm thuần: u sớm pha

2

π

so với i: U = I.ZL ; với ZL = ωL

+ Mạch chỉ có tụ điện: u trể pha

so với i: U = IZ Trong đó:

Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

đồ véc tơ cho đoạn mạch AB Vẽ giãn đồ véc tơ

Dựa và giãn đồ véc tơ tính ULvà UR

Bài 1

Ta có: UAB = UAD Giãn đồ có dạng là mộttam giác cân có đáy là UC, đường cao là UR.Dựa vào giãn đồ véc tơ ta có:

Trang 19

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 19 Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

đồ véc tơ cho đoạn mạch

Vẽ giãn đồ véc tơ

Dựa và giãn đồ véc tơ tính URvà UC

L

AD ABU

U U

=

50

30 40

= 24 (V)

UC = UAD2 − UR2 = 302 − 242 = 18 (V)

Câu 1 trang 67: ACâu 2 trang 67: BCâu 3 trang 68: BCâu 4 trang 68: ACâu 4 trang 68: A

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 6, 7, 8 trang

68 sách TCNC

Trang 20

Tiết 19 MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ CÔNG SUẤT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến công suất của đoạn mạch xoay chiều Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu công suất của đoạn mạch xoay chiều.

Yêu cầu học sinh nêu công

thức tính công suất tiêu thụ

của đoạn mạch xoay chiều

Yêu cầu học sinh nhận xét

về công suất tiêu thụ của

đoạn mạch xoay chiều chỉ có

cuộn cảm thuần hoặc tụ điện

Lưu ý cho học sinh biết công

thức P = UIcosϕ áp dụng được

cho tất cả các đoạn mạch

xoay chiều bất kì

Giới thiệu hệ số công suất và

tầm quan trọng của hệ số

công suất

Nêu công thức tính công suấttiêu thụ của đoạn mạch xoaychiều

Nhận xét về công suất tiêu thụcủa đoạn mạch xoay chiều chỉcó cuộn cảm thuần hoặc tụ điện

Ghi nhận công thức P = UIcosϕ

áp dụng được cho tất cả cácđoạn mạch xoay chiều bất kì

Ghi nhận tầm quan trọng của hệsố công suất

π với dòng điện, nên

cosϕ = 0 Các đoạn mạch thuần cảm khánghoặc thuần dung kháng không tiêu thụ điệnnăng Trong các đoạn mạch xoay chiều chỉcó các điện trở thuần tiêu thụ điện năng + Công thức P = UIcosϕ áp dụng được chocác đoạn mạch xoay chiều bất kì, chứađộng cơ, quạt điện, ti vi, tủ lạnh, máy tính,

… + Đại lượng cosϕ gọi là hệ số công suất củamạch tiêu thụ điện Hệ số công suất cosϕ làmột đặc trưng riêng của cơ sở dùng điện Nếu một cơ sở dùng điện tiêu thụ mộtcông suất P lớn mà hệ số công suất cosϕ lạinhỏ thì cường độ dòng điện I chạy trên dâytải điện đến cơ sở đó phải rất lớn Điều đódẫn đến sự hao phí điện năng vì tỏa nhiệtsẽ rất lớn Do đó người ta bắt buộc cơ sởdùng điện phải tạo ra được cosϕ ≥ 0,85

Hướng dẫn học sinh lập hệ

phương trình, giải để tìm UR

và UL

Yêu cầu học sinh tính hệ số

công suất

Yêu cầu học sinh tính công

suất có ích (Pcơ), công suất

hao phí (Pnhiệt)

Yêu cầu học sinh tính cường

độ hiệu dụng của dòng điện

Yêu cầu học sinh tính hệ số

công suất

Lập hệ phương trình, giải đểtìm UR và UL

Tính hệ số công suất

Tính công suất có ích (Pcơ),công suất hao phí (Pnhiệt)

Tính cường độ hiệu dụng củadòng điện qua quạt

Tính hệ số công suất

=> I =

10

75 , 3

=

R

Pnhiet

= 0,61 (A)b) Hệ số công suất :

75

= 0,6

Tiêu đề	Chuyển Động Quay Của Vật Rắn Quanh Một Trục Cố Định
Tác giả	Dương Văn Đổng
Trường học	Trường THPT Bùi Thị Xuân
Chuyên ngành	Vật Lí 12
Thể loại	Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC
Thành phố	Bình Thuận

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	4,15 MB

GIÁO ÁN VẬT LÍ 12 NÂNG CAO

Phạm vi áp dụng của thuyết tương đố