MỤC TIÊU - Tính được biên độ, pha ban đầu và viết được phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số.. - Mở rộng được ra để viết được phương trình dao
Trang 1 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu
BÀI TẬP
I MỤC TIÊU
- Tính được biên độ, pha ban đầu và viết được phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số
- Mở rộng được ra để viết được phương trình dao động tổng hợp của nhiều dao động điều hòa cùng phương cùng tần số
- Giải được các bài tập tương tự như trong sgk và trong sbt
- Nhận xét được biên độ dao động tổng hợp trong một số trường hợp đặc biệt
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Xem kỉ các bài tập trong sgk, sbt Chuẩn bị thêm một số bài tập trắc nghiệm và tự luận.
2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về tổng hợp dao động.
III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải.
+ Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa với các phương trình là: x1 = A1cos(ωt + ϕ1); x2 = A2cos(ωt + ϕ2) thì phương trình dao động tổng hơp của vật là:
x = x1 + x2 = Acos(ωt + ϕ) Trong đó: A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1); tanϕ =
2 2 1 1
2 2 1 1
cos cos
sin sin
ϕ ϕ
ϕ ϕ
A A
A A
+
+
+ Độ lệch pha của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: ∆ϕ = ϕ2 - ϕ1 Khi hai dao động thành phần cùng pha (∆ϕ = 2kπ) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại là: A = A1 + A2 Khi hai dao động thành phần ngược pha (∆ϕ = (2k + 1)π) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu là: A = |A1 - A2| Trường hợp tổng quát (∆ϕ là bất kì) thì: A1 + A2 ≥ A ≥ |A1 - A2|
Hoạt động 2 (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D
Giải thích lựa chọn
Giải thích lựa chọn
Giải thích lựa chọn
Giải thích lựa chọn
Giải thích lựa chọn
Câu 4 trang 25: D Câu 5 trang 25: B Câu 5.1: B Câu 5.2: C Câu 5.3: D
Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập tự luận.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản
Hướng dẫn để học sinh tìm
biên độ, pha ban đầu và viết
phương trình dao động tổng
hợp
Hướng dẫn để học sinh tìm
biên độ, pha ban đầu và viết
phương trình dao động tổng
Tìm biên độ của dao động tổng hợp
Tìm pha ban đầu của dao động tổng hợp
Viết phương trình dao động tổng hợp
Tìm biên độ của dao động tổng hợp
Bài 6 trang 25
Ta có: A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) = 0,75 + 3 + 3.0,5 = 5,25 => A = 2,3 (cm) tanϕ =
2 2 1 1
2 2 1 1
cos cos
sin sin
ϕ ϕ
ϕ ϕ
A A
A A
+ +
=
) 2
2 ( 3 0 2 3
5 0 3 1 2 3
− +
+
=
-3
2
= tan0,73π
ϕ = 0,73π Vậy phương trình dao động tổng hợp là
x = 2,3cos(5πt + 0,73π) (cm)
Bài 5.4
Ta có: A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) = 16 + 4 + 16.(-0,5) = 12
A = 2 3 (cm)
Tuần: 5
Tiết: 9
Trang 2 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu
hợp
Yêu cầu học sinh vẽ giãn đồ
véc tơ
Yêu cầu học sinh chuyển x1
từ hàm sin sang hàm cos
Hướng dẫn để học sinh tìm
biên độ, pha ban đầu và viết
phương trình dao động tổng
hợp
Yêu cầu học sinh vẽ giãn đồ
véc tơ
Tìm pha ban đầu của dao động tổng hợp
Viết phương trình dao động tổng hợp
Vẽ giãn đồ véc tơ
Chuyển x1 từ hàm sin sang hàm cos
Tìm biên độ của dao động tổng hợp
Tìm pha ban đầu của dao động tổng hợp
Viết phương trình dao động tổng hợp
Vẽ giãn đồ véc tơ
tanϕ =
2 2 1 1
2 2 1 1
cos cos
sin sin
ϕ ϕ
ϕ ϕ
A A
A A
+ +
=
) 1 ( 2 5 , 0 4
0 2 2
3 4
− +
+ = ∞ = tan
2
π
ϕ =
2
π Vậy phương trình dao động tổng hợp là:
x = 2 3cos(10πt +
2
π ) (cm)
Bài 5.5
Ta có: x1 = 6sin
2
5 π
t = 6cos(
2
5 π
t -
2
π ) (cm) > A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) = 36 + 36 + 72.0 = 72
A = 6 2 (cm)
tanϕ =
2 2 1 1
2 2 1 1
cos cos
sin sin
ϕ ϕ
ϕ ϕ
A A
A A
+ +
=
) 1 6 0 6
0 6 ) 1 (
6
+
+
−
= - 1 =
tan(-4
π )
ϕ = -
4
π Vậy phương trình dao động tổng hợp là:
x = 6 2cos(
2
5 π
t -
4
π ) (cm)
IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
DANH HOÀNG KHẢI