III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS :- Momen quán tính của chất điểm đối với một trục đặc trưng cho mức quán tín
Trang 1Ngày soạn:15-08-2010 CHƯƠNG I: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Tiết 1 Bài 1:CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Đầy đủ SGK và sách bài tập, vở ghi
Ôn lại phần Động học chất điểm ở SGK lớp 10 về phương trình chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
+ Giá trị đó là dương nếu góc được thực
hiện bằng cách quay trục Ox đến tia OM ngược
chiều kim đồng hồ
+ Giá trị đó là âm nếu góc được thực hiện
bằng cách quay trục Ox đến tia OM thuận chiều
HS : Phát biểu định nghĩa vận tốc góc tức thời bằng
đạo hàm theo thời gian của tọa độ góc
HS : Tự nhìn sách ghi
Hoạt động 4 :
HS : Tự hình thành định nghĩa gia tốc trung bình.
HS : Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì gia tốc
trung bình trở thành gia tốc tức thời
HS : Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng
đạo hàm theo thời gian của vận tốc góc
GV : Chuyển động này có đặc điểm gì ?
GV : Trong chuyển động thẳng đều tọa độ của điểm M
được xác định như thế nào ?
Khi nào thì tọa độ dương ? Khi nào thì tọa độ âm ?
GV : Trong chuyển động tròn tọa độ của điểm M được xác
định như thế nào ?
Khi nào thì tọa độ dương ? Khi nào thì tọa độ âm ?Xét hai vật rắn quay quanh một trục : ở thời điểm t1 có toạ
độ góc ϕ1 , ở thời điểm t2 có toạ độ góc ϕ2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi :
GV : Vật nào có sự thay đổi toạ độ góc nhanh hơn ?
GV : Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm để hướng dẫn
học sinh định nghĩa vận tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của tọa độ góc
GV : Khi nào vận tốc góc có giá trị dương và có giá trị
âm ?Xét hai vật rắn quay quanh một trục : ở thời điểm t1 có vận tốc góc ω1 , ở thời điểm t2 có toạ độ góc ω2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi :
GV : Vật nào có sự thay đổi vận tốc góc nhanh hơn ?
GV : Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm để hướng dẫn
học sinh định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của vận tốc góc
GV : Nêu các công thưc cơ bản trong chuyển thẳng biến
đổi đều :
GV : Tự suy ra các công thưc cơ bản trong chuyển quay
biến đổi đều
Trang 2• ω2 - ωo2 = 2β(ϕ - ϕo)
Hoạt động 5 :
HS : Thay đổi về hướng , không thay đổi về độ lớn.
HS : Thay đổi về hướng và cả độ lớn.
HS :
+ Gia tốc pháp tuyến
+ Gia tốc tiếp tuyến
GV : Trong chuyển động tròn đều v có đặc điểm gì ?
GV : Trong chuyển động tròn không đều v có đặc điểm
gì ?
GV : Hướng dẫn học sinh phân tích thành hai thành phần :
vuông góc và trùng với quỹ đạo !
• Nắm vững được công thức tính momen lực đối với một trục, cách xác định dấu của momen lực
• Hiểu được cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dưới dạng khác làm xuất hiện biểu thức momen lực và momen quán tính
• Hiểu khái niệm momen quán tính đối với một trục của một chất điểm và của vật rắn
Đòn bẩy : cánh tay đòn và tác dụng lực trong đòn bẩy
Ôn lại phần các định luật Newton ở SGK lớp 10
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
HS : Đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.
HS : Đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.
HS : F1.d1 = F2.d2
HS : Tự ghi khái niệm moment lực.
Hoạt động 3 :
• Momen quán tính của chất điểm đối với
một trục đặc trưng cho mức quán tính (sức
i) của chất điểm đó đối với chuyển động
quay quanh trục đó
I = m.r2
• Đơn vị : m : (kg); r2 : (m2); I : (kg.m2)
• Momen quán tính của vật rắn đối với một
trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i)
của vật rắn đối với trục quay đó
GV : Đối với vật rắn quay được quanh một trục cố định,
lực chỉ có tác dụng làm vật quay khi nào ?
GV : Làm thí nghiệm như hình vẽ 3 :
GV : Lực F1 làm đĩa quay theo chiều nào ?
GV : Lực F2 làm đĩa quay theo chiều nào ?
GV : Em có nhận xét gì về tích số của lực và cánh tay đòn?
GV : Hướng dẫn học sinh hình thành phương chuyển động
quay ?
GV : Thành phần nào của lực gây ra chuyển quay ?
GV : Theo định luật II Newton nó được viết như thế nào ?
GV : Gia tốc góc và gia tốc tiếp tuyến có mối quan hệ như
thế nào ?
GV : Nhân 2 vế cho R, ta có gì ?
GV : Ftt có mối quan hệ với lực F như thế nào ?
GV : R và d có mối quan hệ với nhau như thế nào ?
GV : Đặt I = m R2 từ đó giáo viên hình thành khái niệm moment quán tính
Trang 3• Momen quán tính của vật rắn là đại lượng
vô hướng, có tính cộng được, phụ thuộc
vào hình dạng, kích thước, phân bố khối
lượng của vật và tùy thuộc trục quay
HS : Tự ghi các công thức moment quán tính của 1
số vật có dạng hình học đặc biệt trong sách giáo
Đòn bẩy : cánh tay đòn và tác dụng lực trong đòn bẩy
Ôn lại phần các định luật Newton ở SGK lớp 10
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS :- Momen quán tính của chất điểm đối với một
trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i) của chất
điểm đó đối với chuyển động quay quanh trục đó
I = m.r2
- Đơn vị : m : (kg); r2 : (m2); I : (kg.m2)
- Momen quán tính của vật rắn đối với một trục đặc
trưng cho mức quán tính (sức i) của vật rắn đối với
trục quay đó
- Momen quán tính của vật rắn là đại lượng vô
hướng, có tính cộng được, phụ thuộc vào hình
dạng, kích thước, phân bố khối lượng của vật và
tùy thuộc trục quay
HS : Học sinh lên bảng viết phương trình động lực
học của vật rắn trong chuyển động quay quanh một
trục : M = I β
HS : Tự nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại
lượng trong công thức : M = I β
Hoạt động 2 :
HS :Đọc Sgk
GV : Nêu khái niệm moment quán tính.
GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình động lực
học của vật rắn quay quanh một trục
GV : Hướng dẫn học sinh nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại lượng trong công thức trên ?
GV : Hướng dẫn học sinh làm bài VD
Trang 4• Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn.
• Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục
• Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứa trong công thức đó
Xem lại phương trình động lực học của chất điểm trên vòng tròn M = I.β
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Học sinh lên bảng viết phương trình động lực
học của chất điểm trong chuyển động quay quanh
d ω
+ Ta có :
M = I
t d
d ω
= ( )
t d
I
d ω
+ Đặt : L = I ω : moment động lượng
GV : Cho học sinh nhắc lại phương trình động lực học của
chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục
GV : Hãy viết phương trình động lực học của vật rắn quay
quanh một trục : M = I.β
GV : Hãy viết công thức xác định gia tốc góc : β =
t d
d ω
?
GV : Hướng dẫn học sinh hình khái niệm moment động
lượng ?
GV : Hướng dẫn học sinh viết dạng khác của phương trình
động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh một trục
Xem lại phương trình động lực học của chất điểm trên vòng tròn M = I.β
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
Trang 5HS : Học sinh lên bảng viết phương trình động lực
dạng khác
M = I
t d
d ω
= ( )
t d
GV : Cho học sinh nhắc lại phương trình ĐLH dạng khác
GV : Cho học sinh nhắc lại BT moment động lượng
GV : Em hãy cho biết khi M = 0 thì
t d
L d
bằng bao nhiêu ?
GV : Em hãy cho biết khi
t d
L d
• Hiểu và thuộc công thức tính động năng của vật rắn là tổng động năng của các phần tử của nó
• Hiểu rằng chuyển động của vật rắn có thể phân tích thành chuyển động tịnh tiến của khối tâm và chuyển động quay của vật quanh khối tâm Do đó động năng của vật rắn bằng tổng động năng của chuyển động tịnh tiến và động năng quay quanh khối tâm
• Biết cách tính động năng toàn phần của một khối trụ lăn trên một mặt phẳng nghiêng
Ôn kĩ bài học trước
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Học sinh xem hình 7.1
HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục
bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên
∑ ∑ là momen quán tính của
vật rắn đối với trục quay
HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục
bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên
vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính
của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với
HS : Trả lời câu hỏi được đặt ra trong hình 7.2
GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 7.1 để giới thiệu cho
học sinh thấy rằng mỗi phần tử quay có một động năng ?
GV : Động năng của vật rắn quay quanh một trục được xác
GV : Quyển sách xe dịch trên bàn, pittông chuyển động
trong xylanh của động cơ, con suốt chạy trên máy dệt …
GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 4.2
GV : Phân tích chuyển động song phẳng thành các chuyển
Trang 6HS : Chuyển động tịnh tiến của vật thể hiện bằng
chuyển động của khối tâm C của vật dưới tác dụng
của tổng vectơ các ngoại lực đặt lên vật
HS : Chuyển động quay của vật rắn quanh trục đi
qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo
của khối tâm
GV : Động năng của khối tâm được xác định như thế nào ?
GV : Động năng của vật quay quanh trục đi qua khối tâm ?
GV : Động năng toàn phần của vật rắn được xác định như
• Thuộc và sử dụng được các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định
• Nắm bắt được phương pháp giải một bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục
• Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải những bài tập khác
II / CHUẨN BỊ :
Sau đây là một vài gợi ý khi giải một bài toán cơ học :
1 Việc học kỹ đầu bài là rất quan trọng Khi đọc đầu bài cần xác định đối tượng xét là vật (hệ vật) nào Chú ý đến các lực (do đó momen lực) đặt lên vật Đối với bài toán thứ nhất vật là bánh xe, nhưng các lực tác dụng lại không cố định Trong giai đoạn đầu có hai lực (hai momen lực) tác dụng lên bánh xe (trong 5s) Sau đó ngoại lực ngừng tác động, bánh xe vẫn còn quay Do đó vẫn có lực ma sát tác dụng Vậy ta có hai chuyển động với các điều kiện khác nhau tuy rằng cùng một vật là bánh xe Bài toán thứ hai đơn giản hơn, chỉ có hai trọng lực tác dụng lên hệ Tuy nhiên lại là hai hệ khác nhau : khi không kể đến khối lượng của ròng rọc thì hệ vật chỉ gồm hai trọng vật, còn khi kể đến khối lượng của ròng rọc thì hệ vật gồm ba vật, thêm ròng rọc có trục quay cố định
2 Sau khi đã xác định rõ đối tượng và các lực tác dụng (momen lực tương ứng) thì viết phương trình động lực học cho từng vật (nếu là hệ vật) hoặc vật Tùy theo vật có trục quay cố định hay không mà ta áp dụng công thức định luật II Niu-tơn hay công thức về momen lực Nhớ rằng cần quy định chiều dương của chuyển động (tịnh tiến hay quay) để xác định dấu của lực hay của momen lực tác dụng
3 Từ phương trình động lực học có thể tính được một (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực)
4 Trường hợp đã biết được (tính được) gia tốc thì có thể sử dụng được các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, các công thức liên quan giữa vận tốc, gia tốc, thời gian )
5 Chú ý rằng các phản lực là các lực thụ động, chỉ xuất hiện khi có lực tác dụng (lực căng của dây, phản lực của mặt đỡ, giá đỡ, lực ma sát tĩnh ) hoặc khi vật chuyển động (lực đàn hồi của lò xo, lực ma sát động )
6 Giáo viên hướng dẫn học sinh nắm vững các công thức của chuyễn động quay :
• Khi β = 0, ta có phương trình của chuyển động quay đều
momen 24Nm
• Trong 5s đầu vận tóc góc tăng 0 ÷10rad/s
Trang 7Gv: gọi 1 Hs lên bảng giải, cả lớp theo giỏi.
Hệ thống câu hỏi dẫn dắt Hs giải:
• Khi không có M1 thì bánh xe quay chậm dần
đều dưới tác dụng của momen lực nào?
• Tính gia tốc góc γ 1 : γ 1=(0-ω)/∆t
• Từ Iγ 1= Mms→ Mms
• M=M1+Mms→ M1
Câu c
• Dựa vào công thức ω2-ω0=2γ ϕ → góc quay
trong hai giai đoạn và từ đó →số vòng quay trong hai
giai đoạn
• sau đó M1 ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần và ngừng lại sau 50s
Kết luận
• Thuộc và sử dụng được các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định
• Nắm bắt được phương pháp giải một bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục
• Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải những bài tập khác
Gv: gọi 1 Hs lên bảng giải, cả lớp theo giỏi.
Hệ thống câu hỏi gợi ý
• Áp dụng định luật II Niutơn cho chuyển động vật m1
Hệ cơ học (máy A-tut) hình vẽ, biết m2>m1
và hệ chuyển động theo chiều rơi của quả nặng có khối lượng lớn
Kết luận
Lập công thức tính gia tốc của hệ khi:
+
+
T2 T1
T/ 2
T/ 1
Trang 8Câu 1:Hai đĩa mỏng nằm ngang có cùng trục quay thẳng đứng đi qua tâm của chúng Đĩa 1 có mômen quán tính I1
đang quay với tốc độ ω0, đĩa 2 có mômen quán tính I2 ban đầu đang đứng yên Thả nhẹ đĩa 2 xuống đĩa 1 sau một khoảng thời gian ngắn hai đĩa cùng quay với tốc độ góc ω
I
I
= C 0
2 1
2 ω ω
I I
I
+
= D 0
2 2
1 ω ω
I I
I
+
Câu 2:Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt
phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay vận tốc góc của đĩa là 24 rad/s Mômen quán tính của đĩa là
A I = 3,60 kgm2 B I = 0,25 kgm2 C I = 7,50 kgm2 D I = 1,85 kgm2
Câu 3:Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt
phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm Mômen động lợng của đĩa tại thời điểm t = 2s kể từ khi đĩa bắt đầu quay là
A 2 kgm2/s B 4 kgm2/s C 6 kgm2/s D 7 kgm2/s
Câu 4:Một bánh xe có mômen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm2 quay đều với tốc độ 30vòng/phút
Động năng của bánh xe là
A Eđ = 360,0J B Eđ = 236,8J C Eđ = 180,0J D Eđ = 59,20J
Câu 5:Một thanh đồng chất tiết diện đều, trọng lợng P = 100N, dài L = 2,4m Thanh đợc đỡ nằm ngang trên 2
điểm tựa A và B A nằm ở đầu bên trái, B cách đầu bên trái 1,6m áp lực của thanh lên đầu bên trái là
A 25N B 40N C 50N D 75N
Cõu 6:Một đĩa trũn, phẳng, mỏng quay đều quanh một trục qua tõm và vuụng gúc với mặt đĩa Gọi VA và VB lần lượt là tốc độ dài của điểm A ở vành đĩa và của điểm B (thuộc đĩa) ở cỏch tõm một đoạn bằng nửa bỏn kớnh của đĩa Biểu thức liờn hệ giữa VA và VB là
Trang 9Cõu 8: Một đĩa trũn phẳng, đồng chất cú khối lượng m = 2kg và bỏn kớnh R = 0,5 m Biết momen quỏn tớnh đối
với trục ∆ qua tõm đối xứng và vuụng gúc với mặt phẳng đĩa là 1
2 Từ trạng thỏi nghỉ, đĩa bắt đầu quay xung quanh trục ∆ cố định, dưới tỏc dụng của một lực tiếp tuyến với mộp ngoài và đồng phẳng với đĩa Bỏ qua cỏc lực cản Sau 3 s đĩa quay được 36 rad Độ lớn của lực này là
A 4N B 3N C 6N D 2N
Cõu 9:Momen lực tỏc dụng lờn vật rắn cú trục quay cố định cú giỏ trị
A bằng khụng thỡ vật đứng yờn hoặc quay đều B khụng đổi và khỏc khụng thỡ luụn làm vật quay đều
C dương thỡ luụn làm vật quay nhanh dần D õm thỡ luụn làm vật quay chậm dần
Cõu 10:Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min Trong thời gian 1,5s bánh
xe quay đợc một góc bằng
A 90π rad B 120π rad C 150π rad D 180π rad
Cõu 11: Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt vận tốc góc 10rad/s Gia tốc góc
của bánh xe là
A 2,5 rad/s2 B 5,0 rad/s2 C 10,0 rad/s2 D 12,5 rad/s2
Cõu 12:Một bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay Gia tốc hớng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là
A 16 m/s2 B 32 m/s2 C 64 m/s2 D 128 m/s2
Cõu 13:Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/min lên 360vòng/min.Gia tốc góc
của bánh xe là
A 2π rad/s2 B 3π rad/s2 C 4π rad/s2 D 5π rad/s2
Cõu 14:Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 1,2kgm2 Đĩa chịu một mômen lực không đổi 16Nm, sau 3,3s kể từ lúc khởi động vận tốc góc của đĩa là
A 20rad/s B 36rad/s C 44rad/s D 52rad/s
Câu 15:Hai đĩa mỏng nằm ngang có cùng trục quay thẳng đứng đi qua tâm của chúng Đĩa 1 có I1 = 5,0 kg.m2
đang quay với tốc độ ω1=400 vòng/min, đĩa 2 có I2 = 7,0 kg.m2quay ngợc chiều đĩa 1 với tốcđộ ω2= 800 vòng/min Thả nhẹ đĩa 2 xuống đĩa 1 để chúng dính chặt nhau.Nhiệt lợng toả ra trong quá trình va chạm là
A: 23006 J B: 4382 J C: 24539 J D: 5915 J
II:Tự luận:
Cho cơ hệ nh hình vẽ:Trong dó mA= 26,5 kg , mB= 18,0 kg nối với nhau bằng sợi dây
không giãn.Ròng rọc là đĩa mỏng đồng chất có bán kính R = 0,26 m và khối lợng
m = 7,5 kg.Lúc đầu mB ở mặt đất còn mA ở cách mặt đất 3,0 m.Thả cho vật bắt đầu
chuyển động.Giả sử ròng rọc quay không ma sát và dây không trợt trên ròng rọc,
lấy g = 9,8 m/s2.Xác định vận tốc của mA ngay khi bắt đầu chạm đất
• Thụng qua quan sỏt cú khỏi niệm về chuyển động dao động
• Biết cỏch thiết lập phương trỡnh động lực học của con lắc lũ xo
• Biết rằng biểu thức của dao động là nghiệm của phương trỡnh động lực học
• Biết cỏc đại lượng đặc trưng của dao động điều hũa
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giỏo viờn :
Chuẩn bị con lắc dõy, con lắc lũ xo thẳng đứng, con lắc lũ xo nằm ngang cú đệm khụng khớ Cho
HS quan sỏt chuyển động của ba con lắc đú Chuẩn bị đồng hồ bấm giõy để đo chu kỡ con lắc dõy Nếu cú thiết bị
đo chu kỡ của con lắc lũ xo nằm ngang cú đệm khụng khớ bằng đồng hồ hiệu số thỡ cú thể thay việc đo chu kỡ con lắc giõy bằng việc đo chu kỡ con lắc lũ xo nằm ngang
Trang 10Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Có một vị trí cân bằng.
HS : Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng.
HS : Chuyển động là tuần hoàn.
HS : Dao động cơ học là chuyển động tuần hoàn
qua lại quanh một vị trí cân bằng
Acos(ωt + ϕ), tức là vế phải là hàm cosin hay sin
của thời gian, gọi là dao động điều hòa
• (ωt + ϕ) : pha của dao động tại thời điểm t,
pha là đối số của hàm cosin Với một biên
độ đã cho thì pha xác định li độ x của dao
động (rad)
• ϕ : pha ban đầu, tức là pha (ωt + ϕ) vào
thời điểm t = 0 (rad)
• ω : tần số góc của dao động (rad/s)
GV : Cho học sinh quan sát chuyển động của vật nặng
trong con lắc dây, con lắc lò xo thẳng đứng và con lắc lò xo nằm ngang trên đệm không khí
GV : Chuyển động của vật nặng trong 3 trường hợp trên có
những đặc điểm gì giống nhau ?
GV : Chuyển động của vật nặng nói trên gọi là dao động cơ
học
GV : Dao động cơ học là gì ?
GV : Em hãy cho biết vật nặng chịu tác dụng của những lực
nào ?
GV : Theo định luật II Newton phương trình chuyển động
của vật được viết như thế nào ?
GV : Chuyển pt vectơ thành pt đại số ?
GV : Lực đàn hồi được xác định như thế nào ?
GV : Gia tốc a có độ lớn được xác định như thế nào ?
GV : Phương trình − Fđh = m a được viết lại như thế nào
?
GV : Giáo viên giới thiệu đây là phương trình vi phân bậc
2, nghiệm số của phương trình có dạng : x = A cos ( ωt +
ϕ )
GV : Dao động điều hòa là gì ?
GV : Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong công thức
• Hiểu rõ khái niệm chu kì và tần số của DĐĐH
• Biết biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay
• Biết viết điều kiện sau đây tùy theo cách kích thích dao động, và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ A và pha ban đầu ϕ
• Củng cố kiến thức về DĐĐH, có kĩ năng giải bài tập về động học dao động
− Biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay
− Từ điều kiện ban đầu (biết li độ x(0) và vận tốc v(0)) tìm giá trị của biên độ A và pha ban đầu ϕ
của DĐĐH
Trang 11III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
và ϕ có giá trị xác định, tùy theo cách kích
thích dao động và cách chọn gốc thời gian.
GV : Viết phương trình ly độ của dao động điều hòa ?
GV : Chu kỳ dao động của hàm số cos là bao nhiêu ?
GV : Giáo viên hướng dẫn biến đổi để cho học sinh thấy
được ly độ ở thời điểm t và t + 2π/ω
GV : Ở ngay tại vị trí biên, vật nặng có ly độ như thế nào ?
GV : Ở ngay tại vị trí biên, vật nặng có vận tốc như thế nào
?
GV : Ở ngay tại VTCB, vật nặng có ly độ như thế nào ?
GV : Ở ngay tại VTCB, vật nặng có vận tốc như thế nào ?
GV : Pha của vận tốc v như thế nào so với pha của ly độ x
GV : Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc theo thời gian.
GV : Học sinh tự tìm biểu thức gia tốc.
GV : Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì ?
GV : Để biểu diễn dao động điều hòa người ta dùng vectơ
OM có độ dài A ( biên độ ), quay điều quanh điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox với vận tốc góc là ω Vào thời điểm ban đầu t = 0, góc giữa trục Ox và vectơ OM là ϕ
( pha ban đầu )
GV : Xét một vật dao động, ví dụ vật nặng trong con lắc lò
xo Trong bài trước, ta tìm được phương trình dao động của vật, trong đó có hai hằng số A và ϕ Trong một chuyển động cụ thể thì A và ϕ có giá trị xác định, tùy theo cách kích thích dao động
• Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn,
• Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản
• Củng cố kiến thức về DĐĐH đã học trong bài trước và gặp lại trong bài này
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích thước
nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây mềm
không dãn có chiều dài l và có khối lượng không
Trang 12HS : Thấp nhất.
HS : Mô tả dao động
Hoạt động 2 :
Phương trình động lực học của con lắc đơn với dao
động nhỏ thì có thể coi gần đúng như phương trình
động lực học của con lắc lò xo Dđ nhỏ tức là khi
sinα có thể coi gần đúng là α <<1 rad, hay là s << l
Đối với con lắc đơn dao động nhỏ có thể dùng li độ
góc α hoặc dùng li động dài s = lsinα
HS : Tương tự như son lắc lò xo.
GV : Vật nặng dao động như thế nào ?
GV : Con lắc chịu tác dụng của những lực nào ?
GV : Theo định luật II Newton phương trình chuyển động
của vật được viết như thế nào ?
GV : Chuyển pt vectơ thành pt đại số ?
GV : Trọng lực xác định như thế nào ?
GV : Gia tốc a có độ lớn được xác định như thế nào ?
GV : Phương trình − Psin α = m.a được viết lại như thế nào
?
GV : Giáo viên giới thiệu đây là phương trình vi phân bậc
2, nghiệm số của phương trình có dạng : s = A cos ( ωt + ϕ
)
GV : Phương trình góc lệch có dạng ?
GV : Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong công thức
trên ?
GV : Chu kỳ dao động của con lắc đơn ?
GV : Tần số dao động của con lắc đơn ?
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
HS : Nêu định nghĩa hệ dao động !
HS : Nêu định nghĩa dao động tự do !
GV : Giáo viên giới thiệu phương trình có dạng :
α = αo cos(ωt + ϕ)
GV : Nêu chu kỳ dao động của con vật lí.
GV : Tần số dao động của con vật lí?
GV : Hệ dao động là gì ?
Trang 13HS : Nêu hai công thức
Con lắc đơn dao động điều hòa chỉ khi li độ nhỏ
còn con lắc lò xo dao động điều hòa trong phạm vi
giới hạn đàn hồi của lò xo Tần số góc của con lắc
đơn
l không phụ thuộc khối lượng m của con
lắc, còn tần số góc của con lắc lò xo thì phụ thuộc
• Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo
• Có kĩ năng giải bài tập có liên quan, ví dụ tính động năng, thế năng, cơ năng của con lắc đơn
• Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác dụng của lực thế (học ở lớp 10)
IV / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
GV : Con lắc lò xo chịu tác dụng của những lực gì ?
GV : Các lực này còn được gọi một tên chung là lực gì ?
GV : Cơ năng của một vật chuyển động trong trương lực
thế như thế nào ?
GV : Phương trình ly độ của vật nặng trong con lắc lò xo ?
GV : Dưới tác dụng của lực đàn hồi thế năng của vật được
xác định như thế nào ?
GV : Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi thế năng
theo thời gian ?
GV : Phương trình vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo
?
GV : Khi vật chuyển động, động năng của vật được xác
định như thế nào ?
GV : Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi động năng
theo thời gian ?
GV : Cơ năng là gì ?
GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi để dẫn tới công thức
xác định cơ năng của con lắc lò xo ?
GV : Cơ năng của con lắc lò xo có phụ thuộc vào thời gian
không ?
GV : Cơ năng tỉ lệ như thế nào với biên độ dao động ?
Ví dụ : từ công thức (14.5) có thể tính cơ năng theo biên độ
A hoặc ngược lại Gợi ý HS viết công thức liên hệ giữa cơ năng W và vận tốc cực đại vmaxcủa vật nặng
IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5 và các bài tập 1,2,3
Trang 14Xem bài 15.
Ngày soạn:25-09-2009
Tiết 15 : BÀI 9 : BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA
I / MỤC TIấU :
• Biết cỏch chứng minh vật dao động điều hoà
• Cú kĩ năng giải bài tập cú liờn quan con lắc lũ xo và con lắc đơn
HS ụn lại kiến thức đả học
IV / GỢI í VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giỏo viờn
1 2
1 10
GV : Kết luận điều gì về dao động của phù kế ?
GV :Nêu hớng giải bài tập?
GV : Xác định pha dao động nh thế nào ?
Trang 15• Cú kĩ năng giải bài tập cú liờn quan con lắc lũ xo và con lắc đơn.
HS ụn lại kiến thức đả học
IV / GỢI í VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giỏo viờn
s m v
2 /
2 , 0
02 ,
GV :Ra đề kiểm tra 15 phút
GV :Nêu hớng giải bài tập?
GV : Nêu cách viết phơng trình doa động?
• Biết được nguyờn tắc làm cho dao động cú ma sỏt được duy trỡ
Quan sỏt hiện tượng đưa vừng, đồng hồ quả lắc, bộ phận giảm xúc
III / GỢI í VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giỏo viờn
Trang 16HS : Nêu nhận xét ?
HS : Năng lượng không đổi.
HS : Năng lượng giảm dần.
HS : Cung cấp năng lượng ?
HS : Nêu định nghĩa dao động duy trì
GV : Nếu có ma sát nhớt thì cơ năng biến đổi thế nào?
GV : Biên độ có liên quan với cơ năng thế nào?
GV : Biên độ biến đổi thế nào?
GV : Nêu nguyên nhân dao động tắt dần ?
GV : Muốn duy trì dao động tắt dần ta phải làm gì ?
GV : Nêu cách cung cấp năng lượng ?
GV : Cơ chế duy trì dao động của con lắc.
• Biết được rằng hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế và kể ra được một vài ứng dụng
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên : chuẩn bị TN ở mục 3.
TN này tốn nhiều thời gian Việc xác định chu kỳ T0 (và suy ra tần số góc ω0) của con lắc A và chu kì T của con lắc B ứng với một số (có thể là 5) vị trí khác nhau của quả nặng khối lượng M nên làm trước, ngoài giờ học Cần có một bảng hình bán nguyệt có chia độ, đặt song song với mặt phẳng dao động của con lắc A (ở phía sau) để đo biên độ dao động của con lắc này Khi làm TN cho con lắc B dao động nhiều lần (mỗi lần ứng với một
vị trí khác nhau của quả nặng) thì tất cả mọi lần đều phải có cùng biên độ Vì vậy cần phải có một mốc để đánh dấu biên độ, đặt cạnh mặt phẳng dao động của con lắc B
Có thể không làm TN ở cột phải mà chỉ thông báo kết quả
2 / Học sinh :
Xem lại khái niệm dao động tắt dần Quan sát nguyên tắc hoạt động của tần số kế Quan sát kỹ thuật lên dây đàn
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
GV : Bây giờ vật nặng đứng yên ở vị trí cân bằng, ta tác
dụng lên vật một ngoại lực F biến đổi điều hòa theo thời gian
F = F0 cosωt
và xét xem vật chuyển động như thế nào
GV : Chuyển động của vật dưới tác dụng của ngoại lực
nói trên như thế nào ?
GV : Đồ thị ly độ x trong giai đoạn cưỡng bức có đặc
điểm gì ?
GV : Tần số góc của dao động cưỡng bức có đặc điểm gì
?
Trang 17HS : Tỉ lệ với biên độ F0 của ngoại lực.
Hoạt động 2 :
HS : Giá trị cực đại của biên độ A của dao động
cưỡng bức đạt được khi tần số góc của ngoại lực
bằng tần số góc riêng ω0 của hệ dao động tắt dần
HS : Định nghĩa hiện cộng hưởng.
HS : Xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực tuần hoàn
có tần số góc ω bằng với tần số góc ω0 của dao động
tự do của hệ
HS : Cả hai đều có tần số góc ωbằng tần số góc
riêng ω0 của hệ dao động
HS : Ngoại lực độc lập đối với hệ.
HS : Ngoại lực được điều khiển bởi chính dao động
ấy qua một cơ cấu nào đó ?
Hoạt động 5 :
HS : Tần số kế, lên dây đàn.
HS : Chế tạo các máy móc, lắp đặt máy.
GV : Biên độ của dao động cưỡng bức có đặc điểm gì ?
GV : Giới thiệu đường biểu diễn A theo ω hình vẽ 17.2
trong sách giáo khoa
GV : Theo dõi đường biểu diễn Em thấy được điều gì ?
GV : Hiện tượng cộng hưởng là gì ?
GV : Hãy vẽ lại đường biểu diễn sự phụ thuộc của biên
độ A của dao động vào tần số góc ω của ngoại lực
GV : Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại của biên độ như
thế nào ?
GV : Hiện tượng cộng hưởng có đặc điểm gì ?
GV : Em hãy cho biết khi nào dao động cưỡng bức xảy
ra ?
GV : Em hãy cho biết khi nào dao động duy trì xảy ra ?
GV : Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng có điểm
giống với dao động duy trì ở chổ nào ?
GV : Dao động cưỡng bức gây nên bởi một ngoại lực có
đặc điểm gì ?
GV : Dao động duy trì gây nên bởi một ngoại lực có đặc
điểm gì ?
GV : Cộng hưởng có lợi không ?
GV : Cộng hưởng có hại không ?
Nếu x1↔ uur X1, x2↔ uur X2 thì x1 + x2↔ uur X1 + uur X2
• Có kĩ năng dùng cách vẽ Fre−nen để tổng hợp hai dao động cùng tần số góc
• Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp hai dao động
a) Vẽ hai vectơ quay uur X1 và uur X2 biểu diễn x1 và x2 vào lúc t = 0 (HS tự vẽ trên giấy nháp) trả lời câu hỏi :
độ dài và góc hợp với trục Ox của từng vectơ)
b) Vẽ uur X =uur X1 + uur X2
(HS lập luận dẫn đến kết quả : hình bình hành mà 2 cạnh là uur X1 và uur X2 không biến dạng khi 2 vectơ uur X1
và uur X2 quay quanh gốc chung O)
c) Chứng minh rằng vectơ uur X là vectơ quan biểu diễn dao động tổng hợp x = x1 + x2
Trang 18d) Dựa vào hình vẽ tính độ dài A của vectơ uur X và góc ϕ mà vectơ này hợp với trục Ox lúc t = 0 Đó chính là biên độ A và pha ban đầu ϕ của dao động tổng hợp.
2 / Học sinh :
− Ôn tập phương trình dao động điều hòa.
− Ôn tập lại kiến thức lượng giác.
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : x1 = A1cos(ωt + ϕ1)
x2 = A2cos(ωt + ϕ2)
HS : Học sinh vẽ vectơ quay OM1 biểu diễn dao
động điều hòa x1 và OM2 biểu diễn dao động điều
Hoạt động 3 :
HS : x1 và x2 cùng pha
HS : x1 và x2 ngược pha
GV : Viết hai phương trình dao động điều hòa ?
GV : Hướng dẫn học sinh vẽ vectơ quay OM1 biểu diễn dao động điều hòa x1 và OM2 biểu diễn dao động điều hòa x2
GV : Hướng dẫn học sinh vẽ vectơ quay biểu diễn dao
động điều hòa tổng hợp ?
GV : Hướng dẫn học sinh lập luận để chứng minh rằng
vectơ quay OM biểu diễn dao động điều hòa tổng hợp ?
GV : Theo định lý hàm cos độ dài vectơ quay OM được
-Kiến thức: Vận dụng các kiến thức về cộng hưởng và dao động tổng hợp để giải một số bài toán đơn giản.
-Kỹ năng: Biết dùng cách vẽ giản đồ để giải bài toán dao động tổng hợp.
− Ôn tập phương trình dao động điều hòa.
− Ôn tập lại kiến thức lượng giác.
−Làm các bài tập SGK
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC :
Hoạt động thầy trò Nội dung chính
Trang 19Hs: Một Hs đọc đề bài tập số 1 trang 87 sgk
Cả lớp theo dõi và tóm tắt đề bài tập vào vỡ
Gv: Gọi một học sinh lên bảng giải, cả lớp
theo dõi và đưa ra nhận xét khi giáo viên hỏi?
Bài 1 tr 87Sgk
Giả thiết
ω = 50rad/s, A1= 100mm,
A2=173mm≈100 3mm
x2 nhanh pha hơn x1π/2
Kết luận
t 0
OM , Ox 0
=
= uuuur
Cả lớp theo dõi và tóm tắt đề bài tập vào vỡ
Gv: Gọi một học sinh lên bảng giải, cả lớp
theo dõi và đưa ra nhận xét khi giáo viên hỏi?
Bài 1 tr 87Sgk
Giả thiết
Cho x1 = Acos(ωt + ϕ1)
x2 = Acos(ωt + ϕ2)
Kết luận
Dùng công thức lượng giác viết x?
Trang 20Gv: Đọc đề bài tập sau cho Hs chộp.
1 Người đi bộ bước đều xỏch xụ nước Chu
kỡ dao động của nước trong xụ là T0 = 0,9s,
mỗi bước đi dài l = 60cm Nước trong xụ
sỏnh mạnh nhất khi người đi với vận tốc là
bao nhiờu
2 Con lắc đơn treo vào trần tàu lửa chạy
thẳng đều Chu kỡ dao động của con lắc đơn
T0 = 1s Tàu bị kớch động khi qua chổ nối hai
thanh ray Khi tàu chạy với vận tốc 45km/h,
thỡ con lắc dao động với biờn độ lớn nhất
Tớnh chiều dài mỗi thanh ray
Bài giải:
1.v =?:
• Trong khi đi, mỗi khi chõn tiếp xỳc với đất gõy ra một ngoại lực tuần hoàn tỏc dụng lờn nước trong xụ Chu kỡ ngoại lực tuần hoàn này định bởi: T = l/v = 0,6/v
• Nước trong xụ sỏnh mạnh nhất khi: T = T0(cộng hưởng), hay : 0,6/v = 1 → v = 0,6m/s
2 Chiều dài mỗi thanh ray:
• Chu kỡ ngoại lực tỏc dụng lờn con lắc: T = l/v.
• Chu kỡ dao động riờng của con lắc: T0 = 1s
• Con lắc dao động mạnh nhất khi: T=T0→ l =12,5m.
IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN Dề :
Trả lời cõu hỏi 1, 2, 3 và cỏc bài tập 1, 2
Xem bài 13.
Ngày soạn:08-10-2009
Tiết 21: BÀI 13 THỰC HÀNH :XÁC ĐỊNH CHU KỲ DAO ĐỘNG CỦA
CON LẮC ĐƠN HOẶC CON LẮC Lề XO VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG.
I / MỤC TIấU :
Sau khi làm bài thực hành này, HS cần biết vận dụng cỏc kiến thức về dao động cơ để thực hiện được hai mục tiờu chớnh là :
• Tạo được dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng với cỏc con lắc đơn
• Kiểm nghiệm điều kiện xảy ra cộng hưởng trong dao động của nhiều con lắc đơn
Để đạt hai mục tiờu cụ thể này cần rốn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức mà đặc biệt là kĩ năng giải thớch vào cỏc hiện tượng thực tế quan sỏt được, đồng thời tiếp tục rốn cỏc kỹ năng thao tỏc TN đó hỡnh thành từ lớp dưới
II / CƠ SỞ Lí THUYẾT :
• Khỏi niệm con lắc đơn ,con lắc lũ xo
• Các công thc về dao động của con lắc đơn và con lắc lo xo
- s = s0cosω t với
l
g
= ω
− x = Acosω t với
m
k
= ω
• Chú ý đến tác dụng của trọng trờng đối vớidao động của con lắc đơn
− Một thước đo milimet
− Một giỏ đỡ để treo cỏc con lắc
+ Tiến hành thí nghiệm
(SGK)
III / chuẩn bị cho buổi sau :
− Phõn chia lớp thành cỏc nhúm thực hành
− Phõn cụng nhiệm vụ trong từng nhúm
− HS chuẩn bị giấy làm bỏo cỏo, giấy kẻ ụ li, bỳt đỏnh dấu
− Khi chuẩn bị, cỏc con lắc được buộc vào dõy ngang bằng nỳt đơn giản, chặt nhưng dễ thỏo để dễ điều chỉnh
Trang 21Ngày soạn:14-09-2009
Tiết 22: BÀI 13 THỰC HÀNH :XÁC ĐỊNH CHU KỲ DAO ĐỘNG CỦA
CON LẮC ĐƠN HOẶC CON LẮC Lề XO VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG.
I / ổn định lớp:
- Giáo viên phân công vị trí và gọi nhóm trởng lên nhận dụng cụ thí nghiệm
- HsS chuẩn bị tiến hành thí nghiệm
− Lưu ý HS khi ghi số liệu vào bảng sử dụng đơn vị đo thớch hợp Vớ dụ chu kỡ dao động riờng (s), biờn độ dài (cm), biờn độ gúc (rad)… Nếu giỏ trị nào khụng thể xỏc định được thỡ cú thể ghi dấu (?) chứ khụng nờn bịa ra
số liệu
− Phõn cụng trong nhúm 4 HS cú thể như sau :
• Một HS thao tỏc với cỏc con lắc
• Một HS đo đạc lấy số liệu
• Nờu được định nghĩa súng Phõn biệt được súng dọc và súng ngang
• Giải thớch được nguyờn nhõn tạo thành súng
II / CHUẨN BỊ :
− Chậu nước cú đường kớnh 50cm
− Lũ xo để làm TN súng ngang và súng dọc
− Hỡnh vẽ phúng to cỏc phần tử của súng ngang ở cỏc thời điểm khỏc nhau
III / GỢI í VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giỏo viờn
Hoạt động 1 :
HS : Trờn mặt nước xuất hiện những vũng trũn đồng
tõm lồi Lừm xen kẽ lan rộng dần tạo thành súng
nước
HS : Khi cột A dao động lờn, xuống, dao động đú
được truyền cho cỏc phần tử nước từ gần ra xa
HS : Hỡnh sin
HS : Dao động lờn xuống tại chổ, cũn cỏc đỉnh súng
chuyển động theo phương nằm ngang ngày càng ra
GV : GV biểu diễn TN súg trờn mặt nước
GV : Hóy nờu nhận xột chuyển động của mỗi phần tử
của mụi trường ?
GV : Hóy nờu nhận xột chuyển động lan truyền của
súng
GV : GV biểu diễn TN súng trờn dõy lũ xo
Trang 22động theo phương trùng với phương truyền sóng.
Hoạt động 3 :
HS : Sóng cơ học được tạo thành nhờ lực liên kết
đàn hồi giữa các phần tử của môi trường truyền dao
động đi, và các phần tử càng ở xa tâm dao động cùng
trễ pha hơn
HS : Mặt nước, sợi dây đàn hồi, tấm kim loại mỏng.
HS : Không khí, chất lỏng, dây lò xo bị nén dãn.
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động của mỗi phần tử
của môi trường ?
GV : Hãy nêu nhận xét chuyển động lan truyền của
sóng
GV : Cho học sinh quan sát mô hình biểu diễn vị trí
của các phần tử của sóng ngang ở những thời điểm liên tiếp
− Hình vẽ phóng to các phần tử của sóng ngang ở các thời điểm khác nhau
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 4 :
HS : Nêu định nghĩa chu kỳ và tần số.
HS : Nêu định nghĩa biên độ.
HS : Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần
nhau nhất trên phương truyền sóng có dao động cùng
pha
HS : Hay bước sóng là quảng đường sóng truyền
được trong một chu kỳ
HS : v = f
T
l l
t
2
HS : Học sinh phải nắm vững tại sao trong dao điều
hòa ta sử dụng hàm cos trong khi đó bên sóng ta phải
GV : Tất cả những điểm cách nhau một bước sóng
đều cách vị trí cân bằng một khoảng bằng nhau (Cùng li độ) và chuyển động về cùng một phía, nghĩa
là dao động cùng pha Nêu định nghĩa
GV : Cần nhấn mạnh ( dựa trên phân tích hình 21.3 )
rằng các phần tử của môi trường không chuyển động theo sóng, chỉ có dao động được truyền đi Bởi vậy khi nói vận tốc sóng là nói vận tốc truyền sóng hay nói chặt chẽ hơn là vận tốc truyền pha dao động
GV : Hướng dẫn học sinh viết phương trình sóng tại
O ?
GV : Hướng dẫn học sinh viết phương trình sóng tại
M ?
GV : Lưu ý HS rằng phương trình này có hai biến
số x và t, u là một hàm số sin của cả x và t, có nghĩa
là li độ u của sóng vừa tuần hoàn theo thời gian, vừa tuần hoàn theo không gian
GV : Hướng dẫn học sinh viết công thức 21.4
GV : Nhận xét tính tuần hoàn theo thời gian.
GV : Hướng dẫn học sinh viết công thức 21.6
Trang 23• Bố trí được TN để tạo ra sóng dừng trên dây.
• Nhận biết được hiện tượng sóng dừng Giải thích được sự tạo thành sóng dừng
• Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên dây đàn hồi
• Áp dụng hiện tượng sóng dừng để tính vận tốc truyền sóng trên dây đàn hồi
III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY − HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Quan sát thí nghiệm.
HS : Ngược với lúc đầu.
HS : Ngược với lúc đầu.
HS : Nêu định nghĩa.
HS : Nêu định nghĩa.
HS : Sóng phản xạ có cùng tần số và bước sóng với
sóng tới Nếu đầu phản xạ cố định thì sóng phản xạ
ngược pha với sóng tới
HS : Phương trình sóng tại nguồn ?
HS : Phương trình sóng tới tại M ?
HS : Một số nguyên lần nửa bước sóng.
GV : Ta cầm đầu A của dây đưa lên đưa xuống gây
ra một biến dạng trên dây
GV : So sánh chiều biến dạng của dây Nêu nhận
xét ?
GV : So sánh chiều chuyển động của sóng trước và
sau khi gặp đầu cố định ? Nêu nhận xét ?
GV : Yêu cầu HS mô tả hiện tượng : chỉ ra những
điểm nút, điểm bụng và so sánh khoảng cách giữa hai nút, hai bụng liên tiếp
GV :Hướng dẫn HS lập phương trình cho sóng tới và
GV :Đối với sợi dây có hai đầu cố định hay một đầu
dây cố định và một đầu dây dao động với biên độ nhỏ thì khi có sóng dừng hai đầu dây là nút hay bụng
GV : Khoảng cách giữa hai nút liên tiếp bằng bao
nhiêu ?
GV : Chiều dài của dây bằng bao nhiêu ?
GV : Viết biểu thức ?