Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT : 15-16-17 BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA pps

HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG -Yêu cầu HS lên bảng giải bài tập 1.. nhận xét bài giải trên bảng của bạn.. -Yêu cầu HS nhận xét câu trả lời của bạn.. -Yêu cầu HS nhận xét

Trang 1

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT : 15-16-17 BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I MỤC TIÊU :

1.Kiến thức

- Hệ thống được các kiến thức đã học: DĐĐH, con lắc đơn, con lắc lò xo, năng lượng của vật DĐĐH

2.Kỹ năng

- Vận dụng giải các bài tập về dao động điều hoà: con lắc lò

xo, con lắc đơn

II CHUẨN BỊ:

1 Giáo viên:

- Các bài tập trong SGK và SBT

2 Học sinh: - Ôn lại dao động điều hoà, con lắc đơn, con

lắc lò xo

III KIỂM TRA BÀI CŨ:

IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

Trang 2

HĐ CỦA GIÁO

VIÊN

HĐ CỦA HỌC

SINH

NỘI DUNG

-Yêu cầu HS lên

bảng giải bài tập

1

- HD HS giải bài

- Lưu ý: Khi nào

vật DĐĐH ? Tìm

biểu thức hợp lực

sao cho có dạng

F = - kx, với k là

biểu thức gồm 1

hay nhiều đại

lượng Sau đó áp

dụng ĐL 2

Newton sẽ chứng

minh được vật

DĐĐH

-Yêu cầu HS

-Lên bảng tóm tắt đầu bài và trình bày bài giải

-Lắng nghe và ghi nhớ

-Nhận xét bài giải của bạn

Bài tập 1

Chứng tỏ phù kế nổi trong chất lỏng có thể dao động điều hoà theo phương thẳng đứng

Giải

-Có hai lực tác dụng lên phù kế: Trọng lực P, lực đẩy Acsimet F -Chọn trục Ox hướng lên,gốc O

là giao điểm của điểm M trên vật với mặt thoáng Kéo vật lên để

M cách mặt thoáng một đọan z rồi thả cho dao động

-Chọn gốc thời gian lúc thả vật -Tại vị trí cân bằng : P = F0 =

gsz0 -Tại ly độ z: - P + F = ma

Trang 3

nhận xét bài giải

trên bảng của

bạn

- Nhận xét bài

làm của HS, sửa

bài

-Yêu cầu HS lên

-Theo dõi, lắng nghe và ghi chép

-Lên bảng tóm tắt đầu bài và trình bày bài

0

P gs(z z) ma

- + r - = hay z '' gsz 0

m

r

-Vậy vật DĐĐH với

m

gs





Bài tập 2

Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình:

).

cm )(

t cos(

, x

2 10 5

2  



a) Vào thời điểm nào thì pha dao

động đạt giá trị

6

5

, lúc ấy li độ x

là bao nhiêu?

b) điểm M qua vị trí x = 2,5cm vào những thời điểm nào? Phân biệt những lần đi theo chiều dương và chiều âm

c) Tìm tốc độ trung bình của điểm M trong một chu kỳ dao động

Giải

Trang 4

2

- HD HS giải bài

-Pha của dao

động là gì, ý

nghĩa của nó như

thế nào ?

-Yêu cầu HS

nhận xét câu trả

lời của bạn

- Lưu ý: phương

trình lượng giác

cosx = , nghiệm

x =   + 2k

-Khi nào vận tốc

của vật có giá trị

giải

- Thảo luận và trả lời

-Nhận xét câu trả lời của bạn

a Ta có: (10 t ) 5

2 6

p + = do đó:

6 2 10 30

æp p ÷ ö ç

= ç - ÷÷ =

Lúc đó x 2, 5 cos5 2,16 cm

6

p

-b Ở vị trí x = 1,25 cm

1, 25 2, 5 cos(10 t )

2

p

1 cos(10 t )

2 2

p

(10 t ) 2k

® p + = ± + p Với t >0 và k nguyên

-Vận tốc của vật :

v A sin( t ) 25 sin(10 t )

2

p

= - w w + j = - p p + > 0

- Vật đi theo chiều dương khi

sin(10 t )

2

p

p + > 0

do đó (10 t ) 2k

p + = - + p và vào

những thời điểm t 5 k

60 5

= - +

- Vật đi theo chiều dương khi

Trang 5

dương, âm ?

-Yêu cầu HS

lời của bạn

-Điều kiện của t

và k là gì ?

-Quãng đường

vật đi được trong

một chu kỳ dđ

được tính như

thế nào ?

-Yêu cầu HS

n.xét bài giải trên

bảng của bạn

- Nhận xét bài

sin(10 t )

2

p

p + < 0

do đó (10 t ) 2k

2 3

p p

p + = + p và vào

những thời điểm t 1 k

60 5

= - +

c Tốc độ trung bình trong một

chu kỳ v s

t

=

với s = 4A = 4.2,5 =10 cm, 2

T = p = 0, 2s w

do đó v = 50 cm / s = 0,5 m / s

Bài 3

Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m = 0,4kg gắn vào đầu một lò xo có độ cứng

k = 40N/m Vật nặng ở VTCB Dùng búa gõ vào quả nặng, truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 20 cm/s

Trang 6

bài

-Yêu cầu HS lên

2

- Để viết phương

trình dao động ta

phải xác định

những gì ?

a) Viết phương trình dao động của vật nặng

b) Muốn cho biên độ dao động bằng 4cm thì vận tốc ban đầu truyền cho vật là bao nhiêu?

Giải

a/ Phương trình dao động:

x = A cos( t w + j )

với tần số góc k 10 rad / s

m

Chọn gốc thời gian t = 0 lúc gõ búa vào vật nặng ở vị trí cân bằng và chiều dương của trục x

là chiều vận tốc ban đầu thì: t =

0, x = 0, v = 0,2 m/s

0 A cos cos 0

2

p

® = j ® j = ® j = ± vật đi theo chiều dương nên

v = x ' = - w A sin j > 0

hay sin j < 0 do đó

2 p

j =

Trang 7

Yêu cầu HS

lời của bạn

- Điều kiện ban

đầu của dao động

được xác định

như thế nào ?

-Yêu cầu HS

lời của bạn

- HD HS giải bài

- Nhận xét bài

bài

-Giải bài theo hướng dẫn

-Tại VTCB thì

v 0, 2

v A A 0, 02 m 2 cm

10

w

Vậy ptdđ: x 2 cos(10 t ) cm

2

p

-b/ Muốn biên độ A = 4 cm thì

v = w = A 10.4 = 40 cm / s = 0, 4 m / s

Bài tập 4:

-Nhà du hành ngồi vào dụng cụ

đo khối lượng là một cái ghế lắp vào đầu một lò xo, đầu kia của lò

xo gắn vào một điểm trên tàu, cho ghế dao động và đo chu kỳ dao động của ghế Khối lượng của ghế là m , khối lượng nhà du hành là M

a/ Chứng minh rằng :

2 2

k

4

+ =

p

2 2

p

Trang 8

-Tần số góc của

dụng cụ đo được

xác định ntn?

-Yêu cầu HS

lời của bạn

-Hướng dẫn học

sinh giải bài

-Nhận xét và sửa

bài

-Nhận xét trả lời của bạn

-Giải bài theo hướng dẫn

-Theo dõi, lắng

ghichép

(ĐPCM) b/ Khối lượng của ghế khi không

có người M = 0

4 4(3,1416)

p

c/ Khối lượng nhà du hành

2 2

605, 6

M (2, 08832) 12, 47 54, 43 kg 4(3,1416)

Bài 5

Một con lắc đếm giây ( tức là có chu kỳ 2 giây ) ở nhiệt độ 00C và nơi có gia tốc trọng trường 9,81m/s2

a) Tính độ dài con lắc

b) Tìm chu kỳ của con lắc ở cùng vị trí ấy và nhiệt độ 250C, biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là  = 1,2.10-5.độ-1

c) Đem đồng hồ quả lắc (dùng con lắc đếm giây trên) chạy đúng

Trang 9

-Yêu cầu học

sinh giải câu a

-Chiều dài dây

treo phụ thuộc

vào nhiệt độ như

thế nào ?

-Yêu cầu HS

-Học sinh lên bảng giải

-HS lên bảng viết

ở 00C Khi ở nhiệt độ là 250C thì đồng hồ chạy nhanh, hay chạy chậm Mỗi ngày nhanh chậm bao nhiêu?

Giải a/ Áp dụng CT:

l T g 9, 81.2

g 4 4.3,14

p

b/ Chu kỳ dao động ở 00

0 0

l

T 2

g

= p

Chu kỳ dđ ở 250C

0

l (1 t) l

+ a

= p = p

1 2 0

T (1 t)

T = + a << 1 áp dụng CT gần đúng ta có:

5 0

1, 25.10

T T (1 t) 2(1 25) 2, 0003s

-a

c/ Số dđ mà đồng hồ chạy đúng

ở 00C phải thực hiện trong một

Trang 10

lời của bạn

-Viết biểu thức

tính chu kỳ của

con lắc ở 00C,

250C

-Công thức gần

đúng:









 n 1 n

<< 1 n là một số

bấtkỳ

-Khi nào đồng hồ

chạy chậm,

nhanh ?

-Yêu cầu HS

lời của bạn

- Giải thích để

HS hiểu cách

-Theo dõi, lắng

ghichép

ngày đêm ( t = 86400 s ) với chu

kỳ T0 là

0

t N T

= ® t = NT0 Ở 250C chu kỳ dđ của con lắc đó là T >

T0 nên thời gian đồng hồ đã chỉ

là t’ = NT > T0 vì vậy đồng

hồ chạy chậm Thời gian chạy chậm sau một ngày đêm là:

0

t t ' t N(T T )

t 2, 0003 2 86400 25, 92 s

Trang 11

tính thời gian

đồng hồ chạy

nhanh hoặc chậm

sau một ngày

đêm

IV CỦNG CỐ – DẶN DÒ:

-Yêu cầu HS về xem lại bài, tham khảo các bài tập về dao động điều hoà: con lắc lò xo, con lắc đơn trong sách bài tập vật lý 12 nâng cao

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	189,87 KB