Học sinh: On lại chuyển động tròn đều chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số.. Bài mới: Ôn lại kiến thức cũ Hoạt động 1 phút: Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt
Trang 1Ngày soạn: 05/08/2013
Tiết số: 1,2 Tuần: 01
VẬT LÍ 12
Chương I : DAO ĐỘNG CƠ
Bài 1 DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà
+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì?
- Viết được: + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình
+ Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số
+ Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà
- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0
- Làm được các bài tập tương tự như Sgk
2 Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức của bài để làm được các bài tập sgk và các bài tập tương tự.
3 Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập,…
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Hình vẽ mô tả d.động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 và thí nghiệm minh hoạ
2 Học sinh: On lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số) III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1 Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục, sgk,…
2 Kiểm tra bài cũ: Giới thiệu chương trình vật lí 12
3 Bài mới: Ôn lại kiến thức cũ
Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động cơ
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Lấy các ví dụ về các vật dao động
trong đời sống: chiếc thuyền nhấp
nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung
động, màng trống rung động → ta nói
những vật này đang dao động cơ →
Như thế nào là dao động cơ?
- Khảo sát các dao động trên, ta nhận
thấy chúng chuyển động qua lại
không mang tính tuần hoàn → xét
quả lắc đồng hồ thì sao?
- Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc
không Nhưng nếu sau những khoảng
thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị
trí như cũ với vật tốc như cũ → dao
động tuần hoàn
- Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng
- Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc
cũ → dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn
I Dao động cơ
1 Thế nào là dao động cơ ?
- Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng
- VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên
2 Dao động tuần hoàn
- Là dao động mà sau những khoảng
thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật
trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ
Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
* Minh hoạ chuyển động tròn đều của một
điểm M
II Phương trình của dao động điều hoà
1 Ví dụ
- Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc ω
- P là hình chiếu của M lên Ox
- Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với
M
M0
P1
x P O
ω t
ϕ +
Trang 2* Nhận xét gì về dao động của P khi M
chuyển động?
* Khi đó toạ độ x của điểm P có phương
trình như thế nào?
* Có nhận xét gì về dao động của điểm P?
(Biến thiên theo thời gian theo định luật
dạng cos)
* Y/c HS hoàn thành C1
- Hình dung P không phải là một điểm
hình học mà là chất điểm P → ta nói vật
dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x
chính là li độ của vật
- Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có
mặt trong phương trình
* Lưu ý:
+ A, ω và ϕ trong phương trình là những
hằng số, trong đó A > 0 và ω > 0
+ Để xác định ϕ cần đưa phương trình về
dạng tổng quát x = Acos(ωt + ϕ) để xác
định
* Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác
định được gì? ((ωt + ϕ) là đại lượng cho
phép ta xác định được gì?)
* Tương tự nếu biết ϕ?
- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển
động tròn đều và dao động điều hoà có mối
liên hệ gì?
- Trong phương trình: x = Acos(ωt + ϕ) ta
quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha
của dao động và chiều tăng của pha tương
ứng với chiều tăng của góc ·POM trong 1
chuyển động tròn đều
* Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O
x = OMcos(ωt + ϕ)
* Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà → dao động của điểm P
là dao động điều hoà
* Tương tự: x = Asin(ωt + ϕ)
* HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà
- Ghi nhận các đại lượng trong phương trình
- Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t
- Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0
- Một điểm dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó
·
POM =ϕ (rad)
- Sau t giây, vật chuyển động đến
vị trí M, với ·POM1 =(ω ϕt+ )rad
- Toạ độ x = OP của điểm P có
phương trình:
x = OMcos(ωt + ϕ) Đặt OM = A
x = Acos(ωt + ϕ)
Vậy: Dao động của điểm P là dao
động điều hoà
2 Định nghĩa
- Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian
3 Phương trình
- Phương trình dao động điều hoà:
x = Acos(ωt + ϕ)
+ x: li độ của dao động( khoảng cách từ vtrí vật đến VTCB)
+A = xmax.(A>0): biên độ dao động + ω: tần số góc của dao động, đơn
vị là rad/s
+ (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad
+ ϕ: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm
4 Chú ý (Sgk)
Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Dao động điều hoà có tính tuần
hoàn → từ đó ta có các định nghĩa
* Trong chuyển động tròn đều giữa
tốc độ góc ω, chu kì T và tần số có
mối liên hệ như thế nào?
- HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số
*
2 2 f
T
π
ω = = π
III Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà
1 Chu kì và tần số
- Chu kì (kí hiệu và T) của dao động
điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần
+ Đơn vị của T là giây (s).
- Tần số (kí hiệu là f) của dao động
điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây
+ Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz).
2 Tần số góc
- Trong dao động điều hoà ω gọi là tần số góc Đơn vị là rad/s
2 2 f
T
π
ω = = π
Trang 3Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li
độ theo thời gian → biểu thức?
→ Có nhận xét gì về v?
- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận
tốc theo thời gian → biểu thức?
- Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều
gì?
x = Acos(ωt + ϕ)
→ v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ)
- Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ
→ a = v’ = - ω2Acos(ωt + ϕ)
- Gia tốc luôn ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB)
IV Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
1 Vận tốc
v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ)
- Ở vị trí biên (x = ±A): → v = 0
- Ở VTCB (x = 0):→ |vmax| = ωA
2 Gia tốc
a = v’ = - ω2Acos(ωt + ϕ) = - ω2x
- Ở vị trí biên (x = ±A):
→ |amax| = - ω2A
- Ở VTCB (x = 0): → a = 0
Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao
động điều hoà x = Acosωt (ϕ = 0)
- Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là
một đường hình sin, vì thế người ta
gọi dao động điều hoà là dao động
hình sin.
- HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của
GV V Đồ thị trong dao động điều hoà
IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được
+ Định nghĩa dao động điều hoà
+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu
+ Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình
+ Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số
+ Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà
V.DẶN DÒ:
Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập
* Chú ý: Đối tượng học sinh
- Trình bày như giáo án
- HS xây dựng biểu thức v, a
- Trình bày như giáo án
- Hướng dẫn HS xây dựng biểu thức
v, a
- Trình bày như giáo án
- GV xây dựng biểu thức v, a
VI RÚT KINH NGHIỆM
Tổ trưởng kí duyệt 05/08/2013
HOÀNG ĐỨC DƯỠNG
A
t 0
x
A
−
2
T
T
3 2
T
