giáo án tự chọn môn vật lý lớp 12

Về kiến thức - Rèn luyện kĩ năng phân tích bài toán dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệ giữa các phương trình đã học.. Về kĩ năng - Vận dụng được các biể

Trang 1

Tiết: 5 Ngày soạn:14 /9/2011

TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

I MỤC TIÊU

a Về kiến thức

- Rèn luyện kĩ năng phân tích bài toán dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệ giữa các phương trình đã học

b Về kĩ năng

- Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao về hiện tượng cộng hưởng trong SGK hoặc SBT vật lý 12

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY

1 Ổn định tổ chức lớp

2 Các hoạt động lên lớp

Hoạt động :

Bài 1 Hai dao động có cùng phương, cùng tần số

f = 50Hz, có biên độ A1 = 2a, A2 = a Các pha ban

π

1 Viết phương trình của hai dao động đó

2 Tìm biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp

Nội dung bài

Hướng dẫn giải:

1 Phương trình dao động là: 1 2 ( 100 )

3

; x2 = a cos (100 π π + ) cm

3

2 2 2 2

Pha ban đầu của dao động tổng hợp là: 1 1 2 2

tan

ϕ

+

=

3

2 cos cos

3

rad

π

+

Bài 2 Cho hai dao động có phương trình:

1 3sin( 1); 2 5sin( 2)

Hãy xác định phương trình và vẽ giản đồ véc tơ của dao động tổng hợp trong các trường hợp sau:

1 Hai dao động cùng pha

2 Hai dao động ngược pha

3 Hai dao động lệch pha một góc

2

π

( xác định pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào

Trang 2

1; 2

ϕ ϕ )

Nội dung bài

Hướng dẫn

1 Hai dao động cùng pha

Biên độ sao động tổng hợp A = 3 + 5 = 8 cm

Pha dao động tổng hợp là ϕ = ϕ1 = ϕ2

Phương trình dao động tổng hợp x = 8 cos( π + t ϕ ) cm

2 Hai dao động ngược pha

3 Hai dao động vuông pha

Bài 3 Hai dao động cơ điều hoà, cùng phương, cùng tần số góc ω=50rad s/ , có biên độ lần lượt

là 6cm và 8cm, dao động thứ hai trễ pha hơn dao động thứ nhất là

2 rad

π

Xác định biên độ của dao động tổng hợp Từ đó suy ra dao động tổng hợp

Nội dung bài

Học sinh vận dụng giải bài

Hoạt động : Củng cố, dặn dò

Nội dung bài

Chuẩn bị lý thuyết cho bài tự chọn tiếp theo

Hoạt động : Rút kinh nghiệm sau bài dạy

Ngày tháng năm 2011

Nguyễn Văn Thái

Trang 3

Tiết:6 Ngày soạn:21 /9/2011

BÀI TẬP TỔNG HỢP

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Bài 1 Một vật dao động điều hoà có biên độ bằng

4 (cm) và chu kỳ bằng 0,1 (s)

a) Viết phương trình dao động của vật khi chọn t = 0 là lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương

b) Tính khoảng thời gian ngắn nhất đẻ vật đi

từ vị trí có li độ x1 = 2 (cm) đến vị trí x2 =

4 (cm)

Nội dung bài

a) Phương trình dao động : Phương trình có dạng : x A = sin( ω t + ϕ )

Trong đó: A = 4cm, 2 2

20 ( / )

T

Chọn t = 0 là lúc vật qua VTCB theo chiều dương, ta có :

x0 = A.sinϕ = 0, v0 = A.ω.cosϕ > 0 ⇒ ϕ = 0( rad ) Vậy x = 4.sin(20 ) π t (cm)

b) Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1 = 2 (cm) đến vị trí

x2 = 4 (cm)

4sin(20 ) 2 sin(20 )

2

120

t = s ( vì v > 0 )

- x x = 2 ⇔ 4sin(20 ) 4 π t = ⇒ sin(20 ) 1 π t = ⇒ 2 1 ( )

40

t = s ( vì v > 0 )

Kết luận : Khoảng thời gian ngắn nhất đẻ vật đi từ vị trí có li độ x1 = 2 (cm) đến vị trí x2 = 4 (cm) là : t =

t 2 – t 1 = 1 1 1

( )

40 120 − = 60 s + Cách 2: Chọn t = 0 là lúc vật đi qua vị trí có li độ x0 = x1 = 2cm theo chiều dương, ta có :

0 1

1

(rad) ( vì v > 0 )

6

(cm)

Thời gian để vật đi từ vị trí x0 đến vị trí x = 4cm được xác định bởi phương trình:

1

( vì v > 0 )

Trang 4

+ Cách 3 : Dựa vào mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà: Dựa vào hình vẽ ta có : cosỏ = 2 1

π α

( )

Bài 3 Treo một vật nặng có khối lượng m = 100g

vào đầu một lò xo có độ cứng k = 20 (N/m) Đầu trên của lò xo được giữ cố định Lấy g = 10(m/s2) a) Tìm độ dãn của lò xo khi vật ởVTCB b) Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của lực phục hồi và lưc đàn hồi của lò xo

Nội dung bài

Học sinh hoạt động giải bài

Nội dung bài

Trang 5

Tiết:7 Ngày soạn:28 /9/2011

SÓNG CƠ

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Bài 1 Một người quan sát một chiếc phao nổi trên mặt nước biển thấy nó nhô lên 6 lần trong 15 giây Coi sóng biể là sóng ngang

a) Tính chu kì của sóng biển

b) Vận tốc truyền sóng là 3m/s Tìm bước sóng

Nội dung bài

a Theo bài cứ 2 lần nhô lên là thời gian một chu kì Vậy 6 lần nhô lên trong 15 s ta có 5 chu kì sóng

3

5

15 =

=

b Bước sóng là λ=v.T =3.3=9 m

Bài 2 Một người quan sát mặt biển thấy có 5 ngọn sóng đi qua trước mặt mình trong khoảng thời gian

10 giây và đo được khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp bằng 5m Coi sóng biển là sóng ngang

a) Tìm chu kì của sóng biển

b) Tìm vận tốc của sóng biển

Nội dung bài

Hướng dẫn

a Theo bài cứ 2 ngọn sóng biển liên tiếp đi qua là thời gian 1 chu kì Vậy 5 ngọn sóng biển liên tiếp đi qua trong 10 s có 4 chu kì

Chu kì sóng là 2 , 5

4

10

=

b Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 1 bước sóng, do đó bước sóng là λ=5 m

tốc độ của sóng biển là 2

5 , 2

5 =

=

T

m/s

Trang 6

Bài 3 Một sóng cơ có tần số 50Hz truyền trong môi trường với vận tốc 160m/s ở cùng một thời điểm, hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng có dao động cùng pha, cách nhau là bao nhiêu

Nội dung bài

Học sinh vận dụng giải bài

Nội dung bài

Trang 7

Tiết:8 Ngày soạn:5 /10/2011

GIAO THOA SÓNG

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Bài 1: Tại t = 0 đầu A của một sợi dây dao động điều hòa với phương trình u = 5cos( π

10πt +

2)

cm Dao động truyền trên dây với biên độ không đổi và tốc độ truyền sóng là v = 80 cm/s

a Tính bước sóng

b Viết phương trình dao động tại điểm M cách A một khoảng 24 cm

Nội dung bài

f = = 5(Hz) λ = = 16(cm).

b Sóng truyền từ A đến M nên dao động tại M chậm pha hơn dao động tại A

λ

2

(cm) Thời gian sóng truyền từ A đến M là: x

Δt = = 0,3(s)

v Vậy phương trình dao động tại M là:

M

5

u 5 os(10 t- )

2

Bài 2: Tại hai điểm S vµ 1 S2 trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng dao động theo phương thẳng đứng với các phương trình lần lượt là











=

2 50 cos 1 1

π

π t a

( π + π )

u2 2cos 50 Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 100 ( cm / s ) Khi đó trên mặt chất lỏng xuất hiện các gợn lồi và gợn lõm hình hypebol xen kẽ nhau Một điểm M trên mặt chất lỏng

Trang 8

cách các nguồn S vµ 1 S2 lần lượt là d vµ 1 d2 Chọn đáp án đúng:

A Đường trung trực của S1S2thuộc gợn lồi

B Đường trung trực của S1S2thuộc gợn lõm

C Để M là một điểm nằm trên vân cực đại (gợn lồi) thì d1 − d2 = 4 k − 1 ( ) cm k ∈ Z

D Để M là một điểm nằm trên vân cực tiểu thì

( ) cm k Z k

d

Nội dung bài

Hướng dẫn

s rad s

cm v

/ 50

2 / 100

2

=

π

π ω

π λ









=

λ

π π

1 1

2 2 50

a









=

λ

π π

2 2

2 50

a

+ Độ lệch pha của hai dao động đó là: ( )

2

2 1

π λ

π

a) Khi điểm M nằm trên đường trung trực của S1S2 thì d1 = d2 do đó, độ lệch pha bằng:







+

≠

= +

−

=

∆

π

π π

π λ

π

ϕ

1 2

2 2 2

2

2 1

k

k d

d nên đường trung trực của S1S2không thuộc gợn lồi hay gợn lõm b) Để M là một điểm nằm trên vân cực đại (gợn lồi) thì ∆ ϕ = k 2 π ( k ∈ Z )

λ

2

4

1

2 1 2

c) Để M là một điểm nằm trên vân cực tiểu (gợn lõm) thì ∆ ϕ = ( 2 k + 1 ) π ( k ∈ Z )

λ

2

4

1 2

1

2 1 2









 +

=

−

Nội dung bài

Trang 9

Trang 10

Tiết:9 Ngày soạn: 12/10/2011

SÓNG DỪNG

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Bài : Một sợi dây AB dài ℓ = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bụng sóng Tính tốc độ truyền sóng trên dây.

Nội dung bài

* Đầu A là một nút, B cũng là nút nên ta có điều kiện = kλ

2

l , với k = 4.

* Thay số ta được: λ = 2 = 2.120 = 60 (cm) v = λf = 60.40 = 2400 cm = 24 m

* Vậy tốc độ truyền sóng trên dây là v = 24 (m/s)

Bài 2 : Sóng dừng trên dây AB với chiều dài 0,16 m , đầu B cố định, đầu A dao động với tần

số 50 Hz Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 4 m/s.

a Tính số bụng sóng và số nút sóng

b Biểu thức xác định vị trí các nút sóng

và bụng sóng.

Nội dung bài

Hướng dẫn

a Bước sóng: λ = = v 4 = 0,08(m) = 8(cm)

Hai đầu A, B cố định nên có điều kiện: = k k = 2 = 2.16 = 4

λ

Vậy trên dây có 4 bụng sóng và 5 nút sóng.

b Chọn B làm gốc tọa độ, do khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là

2

λ

nên vị trí các nút

Trang 11

sóng xác định từ biểu thức d = 4k; k = 1;2;3;4; 5 m

Giữa hai nút và bụng liền nhau hơn nhau

4

λ

nên vị trí các bụng sóng xác định từ biểu thức:

Bài 3: Một sợi dây AB dài ℓ = 20cm, đầu B cố định, đầu A dao động với phương trình u = acos40πt (cm) Biết tốc độ truyền sóng là v =

100 cm/s Tính số bụng và số nút sóng có trên dây.

Nội dung bài

Học sinh áp dụng giải bài tập

Nội dung bài

Trang 12

Tiết:10 Ngày soạn:19 10//2011

BÀI TẬP TỔNG HỢP

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Bài 3: Trên mặt nước có hai nguồn phát sóng kết hợp

2

1 S

S vµ cách nhau 20cm, dao động theo các phương trình

a









= +

=

2 50 cos

; 50

1 1

π π π

Khi đó trên mặt nước xuất hiện các vân cực đại và vân cực tiểu Vận tốc truyền sóng của các nguồn trên mặt nước là

( cm s )

1) Một điểm M trên mặt nước cách các nguồn S vµ 1 S2 lần lượt là d vµ 1 d2 Xác định điều kiện để M nằm trên gợn lồi? Gợn lõm? Vẽ sơ lược các đường cực đại và các đường cực tiểu 2) Hai điểm P, Q thuộc hệ vân giao thoa có hiệu khoảng cách đến hai nguồn là PS1− PS2 = 5 ( ) cm ,

( ) cm QS

QS1− 2 = 7 Hỏi các điểm P, Q nằm trên đường dao động cực đại hay cực tiểu? là đường thứ bao nhiêu và về phía nào so với đường trung trực của S1S2?

Nội dung bài

Hướng dẫn

50

2 100

=

π

π ω

π λ

+ Giả sử M là một điểm trên mặt nước nằm trong hệ vân giao thoa và cách các nguồn S vµ1 S2 là d vµ1 d2









=

λ

π π

1 1

2 50

a









=

λ

π π

2 2

2 2 50

a

+ Độ lệch pha của hai dao động đó là: ( )

2

2 1

π λ

π

Trang 13

+ Dao động tổng hợp tại M: uM = u1M + u2M

Dao động tổng hợp đó có biên độ cực đại nếu hai dao động thành phần dao động cùng pha, tứclà:∆ ϕ = k 2 π

λ

2

( ) cm k

k d

4

1

2

(1) (các đường cong nét liền trên hình vẽ)

Dao động tổng hợp đó có biên độ cực tiểu nếu

hai dao động thành phần dao động ngược pha,

tức là:

( ) π

λ

2

1− d − = k +

d

( ) cm k

k d

4

3

2

(2) (các đường cong nét đứt trên hình vẽ)

a) Nếu điểm P nằm trên vân cực đại thì nó phải thoả mãn điều kiện (1), tức là phải có điều kiện sau:

( ) cm k

d

d1 − 2 = 4 + 1 ⇔5=4k+1⇒k =1: là một số nguyên nên P nằm trên đường cực đại và là đường thứ hai kể từ trung trực của đoạn S1S2 về phía S2

b) Nếu điểm Q nằm trên vân cực đại thì nó phải thoả mãn điều kiện (1), tức là phải có điều kiện sau:

k

d

d1 − 2 = 4 + 1 ⇔ 7 = 4 + 1 ⇒ = 1 , 5 ∉ : không phải là một số nguyên nên Q không thể nằm trên đường cực đại

+ Nếu điểm P nằm trên vân cực tiểu thì nó phải thoả mãn điều kiện (2), tức là phải có điều kiện sau:

3 4

2

1 − d = k + cm ⇔ = k + ⇒ k =

thứ hai kể từ trung trực của đoạn S1S2 về phía S2

ĐS: P nằm trên đường cực đại và là đường thứ hai kể từ trung trực của đoạn S1S2 về phía S2; Q nằm trên đường cực tiểu và là đường thứ hai kể từ trung trực của đoạn S1S2 về phía S2

Bài 2 : Hai âm có mức cường độ âm chênh lệch nhau 20 dB Tỉ số của cường độ âm của chúng là bao nhiêu

Nội dung bài

Hướng dẫn

* Áp dụng công thức tính mức cường độ âm ta có:

* Vậy tỉ số cường độ âm của hai âm đó là 100 lần.

Trang 14

Bài 3: Một người đứng cách nguồn âm một khoảng d thì cường độ âm là I Khi người đó tiến ra xa nguồn âm một đoạn 40m thì cường

độ âm giảm chỉ còn 1 I

9 Tính khoảng cách d.

Nội dung bài

* Hướng dẫn giải:

Ta có:

Nội dung bài

Trang 15

Tiết:11 Ngày soạn:26/10/2011

DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MỤC TIÊU

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Học sinh:

Nội dung bài

Hướng dẫn

Bài 4 SGK trang 66

a) Điện trở của đèn

Ω

=

100

2202 2

đm

P

U

R

b)Cường độ hiệu dụng qua đèn

A R

U

I

11

5 484

220 =

=

c) Điện năng tiêu thụ trong mạch

h W t

P

Nội dung bài

Bài 5 SGK trang 66

a) Công suất tiêu thụ

W P

P

b) Dòng điện qua mạch

A I

I

220

132 220

115 2

=

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,24 MB