vat ly 12 chuong I

Các hoạt động dạy học HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN-HỌC SINH NỘI DUNG Hoạt động 1: Tìm hiểu về dao động cơ, giao động điều hòa GV: Đặt các câu hỏi giúp học sinh hệ thống lại kiến thức đã học

Ngày soạn:20/3 Ngày dạy: 24/3/2011

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Hiểu thế nào là một giao động cơ

- 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 các đại lượng trongphương 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

- Làm được các bài tập tương tự như Sgk

2 Kĩ năng:

-Quan sát vẽ hình để rút ra nhận xét

- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0

3 Thái độ: Tập trung, chăm chỉ

B CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên

đường kính P1P2 và thí nghiệm minh hoạ

2 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa

tốc độ góc với chu kì hoặc tần số)

C TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức:Kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ: Bài đầu chương nên không kiểm tra bài cũ.

3 Các hoạt động dạy học

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN-HỌC SINH NỘI DUNG

Hoạt động 1: Tìm hiểu về dao động cơ, giao

động điều hòa

GV: Đặt các câu hỏi giúp học sinh hệ thống

lại kiến thức đã học từ chương Âm học, vật

- Chuyển động như vậy gọi là dao động cơ.

- Như thế nào là dao động cơ?

HS: Nêu định nghĩa

GV: - 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

-Chỉ ra giao động tuần hoàn và không tuần

hoàn trong các ví dụ trên?

HS: - Dao động tuần hoàn: con lắc đồng hồ

- Dao động không tuần hoàn: con lắc đơn

Hoạt động 2: Tìm hiểu phương trình của dao

HS : Trong quá trình M chuyển động tròn đều,

P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O

GV: - Như vậy, nếu điểm M chuyển động

tròn điều trên một đường tròn theo chiều

dương (ngược chiều quay của kim đồng hồ)

thì hình chiếu P của điểm M sẽ giao động,

dao động đó được mô tả bằng phương trình:

x = Acos(t + )

- Y/c HS hoàn thành C1

HS : Tương tự: x = Asin(t + )

GV : - Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều

hoà  dao động của điểm P là dao động điều

- Dao động cơ là chuyển động

có giới hạn trong không gianlặp đi lặp lại nhiều lần quanhmột vị trí cân bằng

- VTCB: thường là vị trí của vậtkhi đứng yên

2 Dao động tuần hoàn

- Là dao động mà sau nhữngkhoảng thời gian bằng nhau,

gọi là chu kì, vật trở lại vị trí

như cũ với vật tốc như cũ

II Phương trình của dao động điều hoà

1 Ví dụ : (SKG)

GV : Hình dung P không phải là một điểm

hình học mà là chất điểm P  ta nói vật dao

HS : Ta sẽ xác định được x ở thời điểm t

GV : Tương tự nếu biết ?

HS : Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0

GV : - Chú ý :

Tại hTại vị trí biên, ta sử dụng các khái niệm li độ

cực đại dương và li độ cực đại âm

GV : Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển

động tròn đều và dao động điều hoà có mối

liên hệ gì?

HS : 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

- Trong phương trình: x = Acos(t + ) 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 ^P1OM trong chuyển động

tròn đều

Hoạt động 3 : Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần

số góc của dao động điều hoà

GV: - Cứ sau một khoảng thời gian T, gọi là

chu kì, thì điểm M chuyển động được một

vòng, còn điểm P thực hiện được một dao

2 Định nghĩa

- Dao động điều hoà là daođộng trong đó li độ của vật làmột hàm cosin (hay sin) củathời gian

3 Phương trình

- Phương trình dao động điềuhoà:

x = Acos(t + )+ x: li độ của dao động

+ A: biên độ dao động, là xmax.(A > 0)

+ : tần số góc của dao động,đơn vị là rad/s

+ (t + ): pha của dao động tạithời điểm t, đơn vị là rad

+ : pha ban đầu của dao động,

có thể dương hoặc âm

- Lưu ý:

A,  và  trong phương trình lànhững hằng số, trong đó A > 0 và

 > 0

4 Chú ý: (SGK)

III Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà

1 Chu kì và tần số

động toàn phần và trở về vị trí cũ theo hướng

cũ

GV: Sử dụng hình 1.1 SKG để mô tả cho học

sinh hiểu được thời gian gọi là chu kì và thế

nào là một giao động toàn phần.

GV: Yêu cầu học sinh phát biểu định nghĩa

chu kì của giao động điều hòa (kí hiệu T)?

Đơn vị của chu kì?

HS: Thảo luận trả lời

GV: Người ta cũng định nghĩa tần số của dao

động điều hòa như sau:

HS: Tiếp thu ghi nhớ

GV: Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ

góc , chu kì T và tần số f có mối liên hệ như

có mối liên hệ tương tự:

Hoạt động 4: Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc

trong dao động điều hoà

GV:Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc

theo thời gian  biểu thức?

HS: Trả lời

- Chu kì (kí hiệu là T) của dao

động điều hoà là khoảng thờigian để vật thực hiện một daođộng toàn phần Đơn vị của T

là giây (s).

- Tần số (kí hiệu là f) của dao

động điều hoà là số dao độngtoàn phần thực hiện được trongmột giây Đơn vị của f là (1/s)

- Ở VTCB (x = 0):  |vvmax|v =

A

2 Gia tốca=v’ = -2Acos(t + )= -

T

GV: Vận tốc và gia tốc có phải là hàm điều

hòa không? Vì sao?

HS: Vận tốc và gia tốc là hàm điều hòa vì

được biểu diễn bằng những hàm sin hoặc

cosin

GV: Viết biểu thức về mối quan hệ giữa gia

tốc và li độ

GV: Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì?

HS: Dấu (-) trong biểu thức chỉ ra rằng gia

tốc luôn luôn ngược dấu với li độ (hay véctơ

gia tốc luôn luôn hướng về vị trí cân bằng) và

có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ

Hoạt động 5 : Vẽ đồ thị của dao động điều

hoà

GV: - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động

điều hoà x = Acost ( = 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

Hoạt động 6: Củng cố

GV: - Hệ thống lại những kiến thức chính

vừa xây dựng được

- Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ

bản

GV: Yêu cầu học sinh làm bài tập 7, bài tập 9

(SGK) trang 9

Hướng dẫn học sinh làm bài tập

HS: Nghiên cứu tài liệu và làm bài tập

- Ở VTCB (x = 0): a = 0

Mối quan hệ giữa gia tốc và liđộ: a = -2x

V Đồ thị trong dao động điều hoà: là một đường hình

sin biểu diễn sự phụ thuộc của

li độ x vào thời gian t

A

t 0

T

BÀI TẬP A.Mục tiêu bài học:

1.Kiến thức:

-Nhằm củng cố kiến thức về dao động điều hoà Trên cơ sở đó xác định các đại lượng có liên quan như : T, v, a

-Xác định li độ sau khoảng thời gian t …

2.Kĩ năng: Rèn kĩ năng giải bài tập từ đơn giản đến phức tạp

3.Tư duy, thái độ: Tập trung suy nghĩ, nghiêm túc làm bài.

B.Trọng tâm: Xác định các đại lượng trong dao động điều hòa

C.Chuẩn bị:

1.Giáo viên: Bài tập mẫu, bài tập cơ bản và nâng cao

2.Học sinh: Nắm vững kiến thức đã học.

D.Phương pháp: Luyện tập.

E TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1.Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số

2.Kiểm tra bài cũ:

-Khái niệm pha, pha ban đầu, tần số góc,chu kì, tần số và biểu thức li

độ, vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hoà

điểm t

b)Viết biểu thức vận tốc, gia tốc của vật

ở thời điểm t ?

b) Biểu thức vận tốc:

GV: Cho Hs đọc lần lượt các câutrắc nghiệm 7,8,9 trang 8,9 SGKHS: Tổ chức hoạt động nhĩm, thảoluận tìm ra đáp án

GV: Gọi HS trình bày từng câu

Đáp án : Câu 7 trang 9: C Câu 8 trang 9: A Câu 9 trang 9: D

GV: Gọi HS lên bảng kết hợp hỏi

bài để HS nắm bài tốt hơn

-Cách đổi từ sin ra cos và ngượclại

GV : Gọi HS đọc các công thức

về : Tần số f, chu kỳ T và đơn vị

- Khi xác định giá trị theo thờiđiểm t hàm sin và cos là nhữnghàm có chu kỳ là 2 nên trong quátrình tính cần chú ý

GV: Yêu cầu HS xác định biên độ,

pha dao động.

-Nhắc lại pt vận tốc, gia tốc trongdao động điều hòa

-Vận tốc cực đại, gia tốc cực đạitrong dao động điều hòa:

 |vvmax|v = A

 |vamax|v = -2A

Câu hỏi trắc nghiệm:

Câu 1: Một chất điểm dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài

30 cm Biên độ dao động của chất điểm là bao nhiêu ?

Câu 2: Tốc độ của một vật dao động điều hòa cực đại khi nào ?

A Khi t = 0 B.Khi t = T/4 C.Khi t = T/2 D.Khi vật qua VTCB.Câu 3: Phương trình dao động điều hòa của một chất điểm là

B.Lúc chất điểm qua VTCB theo chiều âm

C.Lúc chất điểm ở vị trí biên x = +A

D Lúc chất điểm ở vị trí biên x = -A

Đáp án:

Câu 1: B

Câu 2: D

Câu 3: B

4.Củng cố dặn dò:

- Khi lập phương trình dao động cần lưu ý điều kiện đầu: Gốc thời gian, liđộ ban đầu tương ứng

Ngày soạn: 23/3/2011 Ngày dạy: 25/3/2011

BÀI 2: CON LẮC LÒ XO

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Viết được

+ Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà

+ Công thức tính chu kì của con lắc lò xo

+ Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo

- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà

- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi conlắc dao động

- Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương

1 Giáo viên: Hình minh họa con lắc lò xo dao động theo phương ngang

2 Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN-HỌC SINH NỘI DUNG

Hoạt động 1: Tìm hiểu về con lắc lò xo

GV: Minh hoạ con lắc lò xo trượt trên một

mặt phẳng nằm ngang không ma sát và Y/

c HS cho biết gồm những gì?

HS: HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV

để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo

HS trình bày minh hoạ chuyển động của

vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo

dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay

I.Con lắc lò xo

1.Cấu tạo: Con lắc lò xo gồm vật

nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một

lò xo có độ cứng k, khối lượngkhông đáng kể, đầu kia của lò xođược giữ cố định

GV: Hãy xác định vị trí cân bằng của con

lắc lò xo?

HS: Trả lời

GV: Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng

cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông

tay, ta thấy vật dao động trên một đoạn

thẳng quan vị trí cân bằng Chúng ta cùng

xem xét tại sao con lắc lại có thể dao động

được và dao động của con lắc lò xo có

phải là dao động điều hòa không?

Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con

lắc lò xo về mặt động lực học

GV: Vật chịu tác dụng của những lực nào?

HS: Trọng lực P, phản lực N của mặt

phẳng, và lực đàn hồi F của lò xo

GV: Giá trị đại số của lực đàn hồi?

dao động của con lắc lò xo?

HS: So sánh với phương trình vi phân của

dao động điều hoà a = -2x  dao động

của con lắc lò xo là dao động điều hoà

độ x

- Lực đàn hồi của lò xo

F k l F = -kx2.Hợp lực tác dụng vào vật:

GV: Khi dao động, động năng của con lắc

lò xo (động năng của vật) được xác định

bởi biểu thức?

HS: Nêu công thức

GV: Khi con lắc dao động thế năng của

con lắc được xác định bởi biểu thức nào?

HS: Nêu công thức

GV: Xét trường hợp khi không có ma sát

 cơ năng của con lắc thay đổi như thế

 

và 2

m T

III Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng

1 Động năng của con lắc lò xo

2 ñ

1 W

Kết luận: - Cơ năng của con lắc tỉ

lệ với bình phương biên độ daođộng

- Khi không có ma sát, cơ năng củacon lắc đơn được bảo toàn

- Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu.

- Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà.

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận.

2 Học sinh: Ôn lại kiến thức về dao động điều hoà

C TỔ CHƯC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số

3 Bài mới:

Hoạt động 1: Giải bài tập trắc nghiệm

thảo luận đưa ra đáp án đúng

* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả

* Hs giải thích

Hoạt động 2: Giải bài tập tự luận về

dao động điều hoà của vật năng, con

lắc lò xo

Bài 1: Một vật được kéo lệch khỏi VTCB một

đoạn 6cm thả vât dao động tự do với tần số góc ω

= π(rad)

Xác định phương trình dao động của con lắc với

điều kiện ban đầu:

a lúc vật qua VTCB theo chiều dương

b lúc vật qua VTCB theo chiều âm

=> φ = -π/2Vậy phương trình dao động :

x = 6cos(πt – π/2) cm

Vậy phương trình dao động:

x = 6cos(πt + π/2)cm

Ngày soạn: 26/3/2011 Ngày dạy: 31/3/2011

BÀI 3: CON LẮC ĐƠN

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn

- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà Viết được công thứctính chu kì dao động của con lắc đơn

- Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn

- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn

- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng củacon lắc khi dao động

- Giải được bài tập tương tự như ở trong bài

- Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do

2 Kĩ năng: Ghi nhớ công thức để áp dụng làm các bài tập liên quan

B CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn.

2 Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực.

C TỔ CHƯC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ: -Nêu cấu tạo con lắc lò xo, công thức tính chu kì?

-Khi con lắc dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi như thế nào?

3 Các hoạt động dạy học

Hoạt động 1: Tìm hiểu về con lắc

đơn

GV: Mô tả cấu tạo của con lắc đơn

HS: HS thảo luận để đưa ra định

nghĩa về con lắc đơn

GV: Khi ta cho con lắc dao động, nó

sẽ dao động như thế nào?

HS:Dao động qua lại vị trí dây treo

1.Cấu tạo: Con lắc đơn gồm vật nhỏ,

khối lượng m, treo ở đầu của một sợidây không dãn, khối lượng khôngđáng kể, dài l

2.VTCB: là vị trí dây treo có phương

thẳng đứng

II Khảo sát dao động của con lắc

GV: Ta hãy xét xem dao động của

con lắc đơn có phải là dao động điều

hoà?

Hoạt động 2: Khảo sát dao động

của con lắc đơn về mặt động lực

không làm thay đổi tốc độ của vật 

lực hướng tâm giữ vật chuyển động

trên cung tròn

- Thành phần Pt là lực kéo về.

GV: Dựa vào biểu thức của lực kéo

về  nói chung con lắc đơn có dao

động điều hoà không?

HS: Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s)

 dao động của con lắc đơn được

xem là dao động điều hoà

GV: Xét trường hợp li độ góc α nhỏ

để sinα   (rad) Khi đó  tính

như thế nào thông qua s và l

HS: s = l 

s l

GV: Dựa vào công thức tính chu kì

của con lắc lò xo, tìm chu kì dao

động của con lắc đơn

α=¿ OCM^hay bởi li độ cong.

+ α và s dương khi con lắc lệch khỏiVTCB theo chiều dương và ngượclại

2 Vật chịu tác dụng của các lực T và

P.

- Phân tích P P Pt  n thành phần Pt

là lực kéo về có giá trị: Pt = mg.sinα

-NX: Dao động của con lắc đơn nói

chung không phải là dao động điềuhoà

- Nếu  nhỏ thì sinα   (rad), khiđó:

Vậy, khi dao động nhỏ (sin  

(rad)), con lắc đơn dao động điều hoàvới chu kì:

Hoạt động 3: Khảo sát dao động

của con lắc đơn về mặt năng lượng

GV: Trong quá trình dao động, năng

lượng của con lắc đơn có thể có ở

những dạng nào?

HS: thảo luận từ đó đưa ra được:

động năng và thế năng trọng trường

GV: - Động năng của con lắc là

động năng của vật được xác định

như thế nào?

- Biểu thức tính thế năng trọng

trường?

- Công thức bên đúng với mọi li độ

góc (không chỉ trong trường hợp 

HS: Nghiên cứu Sgk và từ đó nêu

các ứng dụng của con lắc đơn

Hoạt động 5: Củng cố - Giao nhiệm

vụ về nhà

GV: - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

HS: - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

1.Động năng của con lắc:

2 ñ

1 W

+ Đo chiều dài l của con lắc

+ Đo thời gian của số dao động toàn phần  tìm T

- Đo gia tốc rơi tự do:

2 2

4 l

g T



