Mục tiêu: a Về kiến thức: - Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay.. b Về kỹ năng: - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của d
Trang 1Vật lí lớp 12 - Tiết 08: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
1 Mục tiêu:
a) Về kiến thức:
- Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay
b) Về kỹ năng:
- Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của
hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số
c) Về thái độ:
- Có thái độ nghiêm túc học tập
2 Chuẩn bị của GV và HS:
a) Chuẩn bị của GV:
Trang 2- Các hình vẽ 5.1, 5.2 Sgk
b) Chuẩn bị của HS:
- Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một vectơ xuống hai trục toạ độ
3 Tiến trình bài dạy:
* Ổn định lớp: (1 phút)
a) Kiểm tra bài cũ: (10 phút)
Câu hỏi:
c1 Thế nào là dao động tắt dần, dao động cưỡng bức Cho biết nguyên nhân của dao động tắt dần và đặc điểm của dao động cưỡng bức
c2 Thế nào là hiện tượng cộng hưởng, điều kiện cộng hưởng và giải thích hiện tượng cộng hưởng
Đáp án:
c1 Định nghĩa dao động tắt dần, dao động cưỡng bức (SGK)
Trang 3Nguyên nhân: do lực cản môi trường
Đặc điểm của dao động cưỡng bức: đặc điểm tần
số và biên độ
c2 Định nghĩa hiện tượng cộng hưởng (SGK)
Điều kiện: f n f0
Giải thích (SGK)
* Đặt vấn đề (1 phút)
- Có những trường hợp 1 vật chịu tác động đồng thời của nhiều dao động Khi đó vật sẽ dao động như thế nào?
- Bài này chỉ xét 2 dao động cùng phương, cùng tần số
b) Dạy nội dung bài mới:
Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu về vectơ quay
Hoạt động của
GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ
bản
Trang 4- Ở bài 1, khi
điểm M chuyển
động tròn đều thì
hình chiếu của
vectơ vị trí OMuuuuurlên
trục Ox như thế
nào?
- Cách biểu diễn
phương trình dao
động điều hoà
bằng một vectơ
quay được vẽ tại
thời điểm ban
đầu
- Phương trình của hình chiếu của vectơ quay lên trục x:
x = Acos(t +
)
I Vectơ quay
- Dao động điều hoà
x = Acos(t + ) được biểu diễn bằng vectơ quay
OMuuuuurcó:
+ Gốc: tại O + Độ dài OM =
A
+ (OMuuuuur,Ox)
(Chọn chiều dương là chiều dương của
đường tròn lượng giác)
Trang 5- Y/c HS hoàn
thành C1
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu phương pháp
giản đồ Fre-nen
Hoạt động của
GV
Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Giả sử cần tìm
li độ của dao
động tổng hợp
của hai dao
động điều hoà
cùng phương
cùng tần số:
x1 = A1cos(t
+ 1)
x2 = A2cos(t
- Li độ của dao động tổng hợp
có thể tính bằng: x = x1 +
II Phương pháp giản đồ Fre-nen
1 Đặt vấn đề
- Xét hai dao động điều hoà cùng
phương, cùng tần số:
x1 = A1cos(t +
1)
M +
Trang 6+ 2)
Có những
cách nào để tìm
x?
- Tìm x bằng
phương pháp
này có đặc điểm
nó dễ dàng khi
A1 = A2 hoặc rơi
vào một số dạng
đặc biệt
Thường dùng
phương pháp
khác thuận tiện
hơn
- Y/c HS nghiên
cứu Sgk và trình
bày phương
x2
- HS làm việc theo nhóm vừa nghiên cứu Sgk
+ Vẽ hai vectơ quay OMuuuur1và
2
OM
uuuur
biểu diễn hai dao động
+ Vẽ vectơ quay:
OM OM OM
uuuur uuuur uuuur
- Vì OMuuuur1và
x2 = A2cos(t +
2)
- Li độ của dao động tổng hợp: x
= x1 + x2
2 Phương pháp giản đồ Fre-nen
a
- Vectơ OMuuuurlà một vectơ quay với tốc độ góc quanh O
y
y 1
y 2
1
2
M 1
M 2
M
A
A 1
A 2
Trang 7pháp giản đồ
Fre-nen
- Hình bình
hành OM1MM2
bị biến dạng
không khi OMuuuur1và
2
OM
uuuur
quay?
Vectơ
OMuuuurcũng là một
vectơ quay với
tốc độ góc
2
OMuuuur có cùng nên không bị biến dạng
OM = OM1 +
OM2
OMuuuurbiểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp:
x = Acos(t +
)
- Là một dao động điều hoà,
- Mặc khác: OM
= OM1 + OM2
OMuuuurbiểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp:
x = Acos(t + )
Nhận xét: (Sgk)
b Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
os(
c
A A A AA
tan
A in A in
A A
Trang 8quanh O
- Ta có nhận xét
gì về hình chiếu
của OM
uuuur
với OM1
uuuur
và
2
OMuuuur lên trục Ox?
Từ đó cho
phép ta nói lên
điều gì?
- Nhận xét gì về
dao động tổng
hợp x với các
dao động thành
phần x1, x2?
- Y/c HS dựa
cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó
- HS hoạt động theo nhóm và lên bảng trình bày kết quả của mình
Trang 9vào giản đồ để
xác định A và ,
dựa vào A1, A2,
1 và 2
Hoạt động 3 (3 phút): Tìm hiểu ảnh hưởng của
độ lệch pha đến dao động tổng hợp
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
- Từ công thức biên
độ dao động tổng
hợp A có phụ thuộc
vào độ lệch pha của
các dao động thành
phần
- Các dao động
thành phần cùng
pha 1 - 1 bằng
- HS ghi nhận
và cùng tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha
= 1 - 1 = 2n
(n = 0, 1, 2,
3 Ảnh hưởng của độ lệch pha
- Nếu các dao động thành
phần cùng pha
= 1 - 1 =
Trang 10bao nhiêu?
- Biên độ dao động
tổng hợp có giá trị
như thế nào?
- Tương tự cho
trường hợp ngược
pha?
- Trong các trường
hợp khác A có giá
trị như thế nào?
…)
- Lớn nhất
= 1 - 1 = (2n + 1)
(n = 0, 1, 2,
…)
- Nhỏ nhất
- Có giá trị trung gian
|A1 - A2| < A <
A1 + A2
2n
(n = 0, 1,
2, …)
A = A1 + A2
- Nếu các dao động thành
phần ngược pha
= 1 - 1 = (2n + 1)
(n = 0, 1,
2, …)
A = |A1 - A2|
Hoạt động 4 (10 phút): Vận dụng
Hoạt động của
GV
Hoạt động của
HS
Kiến thức cơ
bản
Trang 11- Hướng dẫn HS
làm bài tập ví dụ
ở Sgk
nhiêu?
+ Vẽ hai vectơ quay OMuuuur1và
2
OMuuuur biểu diễn 2 dao động thành phần ở thời điểm ban đầu
+ Vectơ tổng
OM
uuuur
biểu diễn cho dao động tổng hợp
x = Acos(t +
) Với A = OM
và (OMuuuuur,Ox)
- Vì MM2 = (1/2)OM2 nên
OM2M là nửa
4 Ví dụ
cos
3
cos
- Phương trình dao động tổng hợp
cos
2 3 (10 ) ( )
2
y
x
O
M 1
M 2
M
3
Trang 12 đều OM nằm trên trục
Ox = /2
A = OM =
2 3 cm (Có thể: OM2 =
M2M2 – M2O2)
c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)
- Nhắc lại các bước giải bài toán tổng hợp dao động?
(1 Xác định các dao động thành phần Lập giản đồ véc tơ
2 Dựng véc tơ biểu diễn dao động tổng hợp
3 Từ giản đồ tìm kết quả bài toán.)
d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút)
- Lý thuyết: Trả lời câu hỏi 1-3
Trang 13- BTVN: 4-6 SGK 5.4-5.5 SBT(Tr 9)
* RÚT KINH NGHIỆM
