giáo án vật lý học kì 1 lớp 12

Giới thiệu vận tốc của vật dao Yêu cầu học sinh xác định các giá trị cực tiểu và cực đại của vận tốc của dao động điều Yêu cầu học sinh nêu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong dao động đ

Trang 1

Chương I DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG DIỀU HÒA

I MỤC TIÊU

- Nêu được: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu

- Viết được: Phương trình của dao động điều hòa, 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 hòa

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

- Làm được các bài tập tương tự như trong sgk

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Chuẩn bị một con lắc đơn hoặc con lắc lò xo cho học sinh quan sát dao động

Chuẩn bị hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu điểm P của điểm M trên đường kính P1P2

Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4

2 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều.

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

Tiết 1: Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu dao động cơ.

Cho học sinh quan sát dao động

của con lắc đơn

Giới thiệu một số dao động

tuần hoàn

Yêu cầu học sinh nêu định

nghĩa dao động tuần hoàn

Định nghĩa dao động cơ

Định nghĩa dao động tuần hoàn

I Dao động cơ

1 Thế nào là dao động cơ?

Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh một vị trí cân bằng

2 Dao động tuần hoàn

Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

Hoạt động 3 (30 phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hòa.

Vẽ hình 1.1

Dẫn dắt để học sinh tìm ra biểu

thức xác định tọa độ của P

Yêu cầu học sinh thực hiện C1

Giới thiệu khái niệm dao động

điều hòa

Giới thiệu phương trình dao

động điều hòa và các đại lượng

trong phương trình

Vẽ hình

Xác định vị trí của M ở thời điểm t = 0

Xác định vị trí của M ở thời điểm t bất kì

Xác định hình chiếu của M trên trục Ox

+ Ở thời điểm t = 0, điểm M ở vị trí M0 được xác định bởi góc ϕ

+ Ở thời điểm t bất kì M được xác định bởi góc (ωt + ϕ)

+ Hình chiếu của M xuống trục Ox là P

có tọa độ: x = OP = Acos(ωt + ϕ)

Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hòa, nên dao động của điểm P được gọi là dao động điều hòa

2 Định nghĩa

Dao động điều hòa là dao động trong đó

li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian

3 Phương trình

Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ) Trong đó:

A là biên độ dao động (A > 0) Nó là độ Tiết: 1

Trang 2

Thực hiện thí nghiệm hình 1.4.

Yêu cầu học sinh rút ra mối liên

hệ giữa chuyển động tròn đều và

dao động điều hòa

Nêu qui ước chọn trục làm gốc

để tính pha dao động

trình dao động điều hòa

Nêu mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa

Ghi nhận qui ước chọn trục làm gốc để tính pha dao động

lệch cực đại của vật; đơn vị m, cm

(ωt + ϕ) là pha của dao động tại thời điểm t

ϕ là pha ban đầu của dao động; đơn vị rad; có giá trị nằm trong khoảng từ - π đến

π

4 Chú ý

+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể dược coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó + Đối với phương trình dao động điều hòa

x = Acos(ωt + ϕ) ta qui ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

DANH HOÀNG KHẢI

Chương I DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG DIỀU HÒA (tt)

I MỤC TIÊU

- Nêu được: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu

- Viết được: Phương trình của dao động điều hòa, 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 hòa

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

- Làm được các bài tập tương tự như trong sgk

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

Chuẩn bị một con lắc đơn hoặc con lắc lò xo cho học sinh quan sát dao động

Chuẩn bị hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu điểm P của điểm M trên đường kính P1P2

Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4

2 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều.

Tiết 2:

Hoạt động 1: kiểm tra bài (5 phút)

Tuần: 1

Tiết: 2

Trang 3

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu chu kì , tần số, tần số góc của dao động điều hòa.

Giới thiệu chu kì của dao

Ghi nhận khái niệm

Nhắc lại mối liên hệ giữa ω, T

và f trong chuyển động tròn đều

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

1 Chu kì và tần số

+ Chu kì (kí hiệu T) của dao động điều hòa

là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần; đơn vị giây (s)

+ Tần số (kí hiệu f) của dao động điều hòa

là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây; đơn vị héc (Hz)

2 Tần số góc

ω trong phương trình x = Acos(ωt + ϕ) gọi là tần số góc của dao động điều hòa Liên hệ giữa ω, T và f: ω =

T

π

2 = 2πf

Hoạt động 3 (20 phút) : Tìm hiểu vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa.

Giới thiệu vận tốc của vật dao

Yêu cầu học sinh xác định

các giá trị cực tiểu và cực đại

của vận tốc của dao động điều

Yêu cầu học sinh nêu đặc

điểm của véc tơ gia tốc trong

dao động điều hòa

các giá trị cực đại, cực tiểu

của a

Ghi nhận sự lệch pha giữa vận tốc v và li độ x

Xác định các vị trí vật có vận tốc cực tiểu, cực đại

Nắm vững mối liên hệ giữa x, v

và a trong dao động điều hòa

Nêu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong dao động điều hòa

Xác định các vị trí gia tốc có giá trị cực đại, cực tiểu

IV Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

2

π

so với với li độ của dao động

- Ở vị trí biên, x = ± A thì vận tốc bằng 0

a ngược pha với x, sớm pha

- Ở vị trí cân bằng (x = 0) thì a = 0

Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hiểu đồ thị của dao động điều hòa.

Hướng dẫn học sinh vẽ đồ

thị

Yêu cầu học sinh nhận xét về

Vẽ đồ thị của dao động điều hòa ứng với trường hợp pha ban đầu ϕ = 0

Nhận xét đồ thị

V Đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin

Trang 4

đồ thị của dao động điều hòa.

Hoạt động 5 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong

bài

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8, 9 10, 11

trang 9 sgk và 1.6, 1.7 sbt

Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài

Ghi các bài tập về nhà

CON LẮC LÒ XO

I MỤC TIÊU

- Viết được công thức lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa, công thức tính chu kì của con lắc lò

xo, công thức tính động năng, thế 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 hòa

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

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

- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc lò xo

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

Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa Nêu

mối liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc của dao động điều hòa

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu con lắc lò xo.

Giới thiệu con lắc lò xo

Yêu cầu học sinh nêu cấu tạo

của con lắc lò xo

Giới thiệu vị trí cân bằng

Vẽ con lắc lò xo

Nêu cấu tạo của con lăc lò xo

I Con lắc lò xo

1 Cấu tạo

Gồm một vật nho, khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể Đầu kia của lò xo được giữ cố định Vât m có thể trượt trên một mặt phẵng ngang không có ma sát

2 Nhận xét

+ Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo không bị biến dạng

Tuần: 2

Tiết: 3

Trang 5

vị trí cân bằng.

Kéo lò xo giãn ra rồi thả ra

Yêu cầu học sinh nhận xét

Nhận xét về vị trí cân bằng

Nhận xét chuyển động

+ Kéo vật nặng 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 quanh vị trí cân bằng

Hoạt động 3 (20 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học.

Vẽ hình 2.1

Dẫn dắt học sinh đi đến kết luận

cuối cùng là con lắc lò xo dao

động điều hòa

Yêu cầu học sinh xác định tần

số góc ω

Yêu cầu h/s xác định chu kì T

Yêu cầu học sinh thực hiện C1

Giới thiệu lực kéo về ở con lắc

lò xo vừa nêu và một số trường

hợp khác

Xác định các lực tác dụng lên vật

Viết biểu thức định luật II Newton

Viết phương trình chiếu

Xác định trị đại số của lực đàn hồi F→

Thử lại để công nhận nghiệm của phương trình: a = - ω2 x là:

x = Acos(ωt + ϕ)

Xác định tần số góc ω của con lắc lò xo

Xác định chu kì dao động

Thực hiện C1

Nêu khái niệm lực kéo về

II Khảo sát dao động của con lắc lò xo

x = Acos(ωt + ϕ) Như vậy con lắc lò xo dao động điều hòa

Hoạt động 4 (10 phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng.

Dẫn dắt để học sinh viết được

biểu thức tính động năng của

con lắc lò xo

Dẫn dắt để học sinh viết được

biểu thức tính thế năng của

con lắc lò xo

Dẫn dắt để học sinh viết

Viết biểu thức tính động năng nói chung

Áp dụng cho con lắc lò xo

Viết biểu thức tính thế năng của

lò xo bị biến dạng

Áp dụng cho con lắc lò xo

Viết biểu thức tính cơ năng nói

III Khảo sát dao động của con lắc lò xo

về mặt năng lượng

1 Động năng của con lắc lò xo

Wđ = 2

1

mv2 = 2

1

mω2A2sin2(ωt+ϕ)

= 2

1

kA2sin2(ωt + ϕ)

2 Thế năng của con lắc lò xo

Wt = 2

1

kx2 = 2

1

k A2cos2(ωt + ϕ)

3 Cơ năngcủa con lắc lò xo Sự bảo toàn

cơ năng

Trang 6

được biểu thức tính cơ năng

của con lắc lò xo

Yêu cầu học sinh rút ra các

Hoạt động 5 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn, điều kiện để con lắc đơn dao động điều hòa

- Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn, công thức tính thế năng, 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 của con lắc khi dao động

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

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc đơn.

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

Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu con lắc đơn.

Giới thiệu con lắc

đơn

Yêu cầu học sinh

nêu cấu tạo của con

lắc đơn

Yêu cầu học sinh xác định vị

trí cân bằng của con lắc đơn

Cho con lắc đơn dao động

Vẽ hình

Nêu cấu tạo của con lắc đơn

Xác định vị trí cân bằng của con lắc đơn

Quan sát và nhận xét về chuyển động của con lắc đơn

I Thế nào là con lắc đơn?

1 Cấu tạo

Gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo vào

ở đầu một sợi dây không dãn, có chiều dài

l, có khối lượng không đáng kể.

Tuần: 2

Tiết: 4

Trang 7

Hoạt động 2 (15 phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.

Yêu cầu học sinh cho biết tại

sao khi α lớn thì dao động của

con lắc đơn không phải là dao

động điều hòa

Yêu cầu học sinh thực hiện

C1

Dẫn dắt để đưa đến kết luận

khi α0 < 100 thì dao động của

con lắc đơn là dao động điều

hòa

Yêu cầu học sinh kết luận về

dao động điều hòa của con lắc

đơn

Yêu cầu học sinh xác định tần

số góc của con lắc đơn

Yêu cầu học sinh xác định chu

kì của con lắc đơn

C2

Vẽ hình

Xác định các lực tác dụng lên vật nặng

Viết biểu thức định luật II Newton

Xác định lực kéo về

Cho biết tại sao khi α lớn thì dao động của con lắc đơn không phải là dao động điều hòa

→

P và sức căng T→.

Theo định luật II Newton: m→a= →P + T→

Chiếu lên phương tiếp tuyến với quỹ đạo

ta có: ma = Pt = - mgsinα Thành phần Pt = - mgsinα của trọng lực

là lực kéo về

Với α lớn (sinα ≠ α) dao động của con lắc đơn không phải là dao động điều hòa Với α < 100 (sinα≈α =

s = S0cos(ωt + ϕ) Vậy, khi dao động nhỏ (sinα≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa

Hoạt động 3 (10 phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng.

Yêu cầu học sinh viết biểu

thức tính động năng

thức tính thế năng

Viết biểu thức tính động năng của con lắc đơn

Viết biểu thức tính thế năng của con lắc đơn

Viết biểu thức tính cơ năng của

III Khảo sát dao động của con lắc đơn

Trang 8

thức tính cơ năng.

Yêu cầu học sinh cho biết khi

nào thì cơ năng của con lắc

đơn được bảo toàn và viết biểu

thức của cơ năng khi đó

con lắc đơn

Cho biết khi nào thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn, viết biểu thức của cơ năng khi đó

lắc đơn được bảo toàn và đúng bằng thế năng của nó ở vị trí biên:

W = Wđ + Wt = mgl(1- cosα0)

= 2mglsin2

20

Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hiểu cách xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn.

Yêu cầu học sinh trình bày

cách làm thí nghiệm với con

lắc đơn để xác định gia tốc rơi

tự do

Trình bày cách làm thí nghiệm với con lắc đơn để xác định gia tốc rơi tự do

IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

Từ công thức tính chu kì của con lắc đơn:

Làm thí nghiệm với dao động của con lắc

đơn, đo T và l ta tính được g.

Trang 9

BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Xác định được các đại lượng trong dao động điều hòa

- Lập được phương trình dao động của con lắc lò xo

- Giải được một số bài toán về dao động điều hòa và con lắc lò xo

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 kiến thức về dao động điều hòa, con lắc lò xo.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan.

+ Li độ, vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa:

x = Acos(ωt + ϕ), v = x' = - ωAsin(t + ϕ), a = v' = x’’ = - ω2Acos(ωt + ϕ) = - ω2x + Sự biến thiên điều hòa của x, v và a: Trong dao động điều hòa x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần số

nhưng v sớm pha

2

π

so với x, a sớm pha

2

π

so với x và ngược pha so với x

+ Liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc: ω =

T

π

2 = 2πf

+ Phương trình dao động của con lắc lò xo: x = Acos(ωt + ϕ) ; với ω =

m

k

, A =

2

2 0 2 0

ω

v

x + ; ϕ xác định

theo phương trình: cosϕ =

A

x0

: lấy nghiệm “+” nếu v0 < 0 và lấy nghiệm “-” nếu v0 > 0

+ Động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo:

Động năng : Wđ =

2

1

mv2 = 2

1

kA2sin2(ωt + ϕ)

Thế năng: Wt =

2

1

kx2 = 2

1

k A2cos2(ωt + ϕ)

Cơ năng: W = Wt + Wđ =

2

1

k A2 =

2

1

mω2A2

Hoạt động 2 (15 phút):

Tuần: 3

Tiết: 5

Trang 10

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Hoạt động 3 (20 phút): Giải các bài tập tự luận.

tần số góc của dao động

Hướng dẫn học sinh xác định

pha ban đầu

Yêu cầu học sinh viết

phương trình dao động

Hướng dẫn để học sinh xác

định li độ, vận tốc và gia tốc

của vật tại thời điểm t = 0,5 s

Hướng dẫn học sinh giải

phương trình lượng giác để

tính t (hai họ nghiệm)

Giải thích cho học sinh hiểu

thời điểm đầu tiên vật qua vị

trí đã cho là nghiệm dương

nhỏ nhất trong 2 họ nghiệm

tần số góc của dao động

Hướng dẫn hoc sinh xác định

pha ban đầu

Yêu cầu học sinh viết

Tính ω Tính ϕ

Viết phương trình dao động

Thay t vào phương trình li độ

và tính x

Tính vận tốc

Tính gia tốc

Thay x vào phương trình li độ

và giải phương trình lượng giác để tính t

Tìm nghiệm dương nhỏ nhất trong hai họ nghiệm đã giải được

Tính ω Tính ϕ

Viết phương trình dao động

Ta có : - 12 = 24cos(0,5πt + π)  cos(0,5πt + π) = - 0,5 = cos

3

10 + 4k

Nghiệm dương nhỏ nhất trong hai họ nghiệm này là t =

3

2(s)

Bài 2.6

a) Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ)

ω =

2 , 0

Trang 11

Yêu cầu học sinh tính t (ra

Yêu cầu học sinh dựa vào trị

đại số của a để xác định chiều

của véc tơ gia tốc

b) Tại thời điểm t =

Dó đó →a hướng theo chiều âm của trục Ox

Trang 12

DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

I MỤC TIÊU

- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng hưởng

- Nêu được điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng xảy ra

- Nêu được một vài ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

- Giải thích được nguyên nhân của dao động tắt dần Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng

- Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và để giải được bài tập tương tự như trong bài

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm 4.3 và một số ví dụ về dao động cưởng bức, hiện tượng cộng hưởng.

2 Học sinh: Ôn tập về cơ năng của con lắc: W =

2

1

mω2A2

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết công thức xác định tần số dao động điều hòa của con lắc lò xo và

con lắc đơn: con lắc lò xo: f =

m

k

π

2

1

; con lắc đơn: f =

l

g

π

2

1

Nêu điều kiện để con lắc lò xo và con lắc đơn dao động điều hòa

Giaos viên giới thiệu các tần số dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo đã nêu gọi là tần số riêng của hệ dao động (kí hiệu là f0), nó chỉ phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu dao động tắt dần.

dao động của các con lắc trong

thực tế

Cho học sinh nêu định nghĩa

dao động tắt dần

Yêu cầu học sinh giải thích

nguyên nhân tắt dần của dao

động

Giới thiệu một số ứng dụng

Nhận xét về dao động của các con lắc trong thực tế

Nêu khái niệm dao động tắt dần

Giải thích nguyên nhân tắt dần của dao động

I Dao động tắt dần

1 Thế nào là dao động tắt dần?

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần

2 Giải thích

Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường làm tiêu hao cơ năng của con lắc

3 Ứng dụng

Các thiết bị đóng cửa tự động, các thiết bị Tuần: 3

Tiết: 6

Trang 13

của dao động tắt dần Ghi nhận các ứng dụng của dao

động tắt dần

giảm xóc ô tô, xe máy, … là những ứng dụng của dao động tắt dần

Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu dao động duy trì.

Yêu cầu học sinh nêu cách

làm cho dao động không tắt

Giới thiệu dao động duy trì

của con lắc đồng hồ

Nêu cách làm cho dao động không tắt dần

II Dao động duy trì

Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động gọi là dao động duy trì Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu dao động cưởng bức.

Giới thiệu dao động cưởng

Giới thiệu sự phụ thuộc của

biên độ dao động cưởng bức

vào các yếu tố bên ngoài

Nêu ví dụ về dao động cưởng bức

Ghi nhận các đặc điểm của dao động cưởng bức

Quan sát dao động của các con lắc khác và nhận xét

Ghi nhận sự phụ thuộc của biên

độ dao động cưởng bức vào các yếu tố bên ngoài

III Dao động cưởng bức

1 Thế nào là dao động cưởng bức?

Dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưởng bức tuần hoàn gọi là dao động cưởng bức

Ví dụ: Khi ô tô đang dừng mà không tắt máy thì thân xe bị rung lên Đó là dao động cưởng bức dưới tác dụng của lực cưởng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển động của pit-tông trong xi lanh của máy nổ

2 Đặc điểm

Dao động cưởng bức có biên độ không dổi

và có tần số bằng tần số lực cưởng bức Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng

ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng.

Giới thiệu hiện tượng cộng

hiện tượng cộng hưởng

Nêu điều kiện cộng hưởng

Xem hình 4.4 và nhận xét về đặc điểm của sự cộng hưởng

Giải thích hiện tượng cộng hưởng

IV Hiện tượng công hưởng

Hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưởng bức bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng Điều kiện cộng hưởng: f = f0

Đường biểu diễn sự phụ thộc của biên độ dao động cưởng bức vào tần số của ngoại lực gọi là đồ thị cộng hưởng Đồ thị cộng hưởng càng nhọn khi lực cản môi trường càng nhỏ

2 Giả thích

Khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động thì hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc, lúc đó biên độ dao động của hệ tăng dần lên Biên độ dao động đạt tới giá trị không đổi

Trang 14

Yêu cầu học sinh nghiên cứu

sgk để tìm hiểu tầm quan trọng

của hiện tượng cộng hưởng

Yêu cầu học sinh cho biết

trong trường hợp nào thì sự

cộng hưởng là có hại, trường

hợp nào thì có lợi

Tìm hiểu tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

Trả lời được:

Sự cộng hưởng làm tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, … rung mạnh là có hại

Sự cộng hưởng làm cho tiếng đàn nghe to rỏ hơn là có lợi

và cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng do

ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệ máy, khung xe, đều có tần số riêng Phải cẫn thận không để cho các hệ ấy chịu tác dụng của các lực cưởng bức mạnh, có tần số bằng tần số riêng của chúng để tránh sự cộng hưởng, gây gãy, đổ

Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, là những hộp cộng hưởng với nhiều tần số khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong bài

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6 trang 21

sgk và 4.4, 4.5 sbt

Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài

Ghi các bài tập về nhà

TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

I MỤC TIÊU

- Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay

- Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các hình vẽ 5.1, 5.2 Sgk.

2 Học sinh: Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một vectơ xuống hai trục toạ độ.

Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu một số trường hợp có sự tổng hợp dao động trong thực tế để đặt vấn đề cho bài.

Tuần: 4

Tiết: 7

Trang 15

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu về véc tơ quay.

Vẽ véc tơ quay

Yêu cầu học sinh nêu đặc

điểm của véc tơ quay

Vẽ hình Nêu đặc điểm của véc tơ quay

Xác định tọa độ hình chiếu P của điểm M trên trục Ox

Thực hiện C1

I Véc tơ quay

Dao động điều hòa: x = Acos(ωt + ϕ) Được biểu diễn bằng véc tơ quay OM uuuurcó+ Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox

+ Độ dài bằng biên độ dao động: OM = A.+ Hợp với trục Ox một góc bằng ϕ.+ Quay đều quanh O theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc

ω

Hoạt động 3 (25 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ Fre-nen.

Cho h/s dùng phép biến đổi

lượng giác để tìm phương trình

dao động tổng hợp khi A1 = A2

Nêu ra sự cần thiết phải dùng

phương pháp khác khi A1≠ A2

Vẽ giãn đồ véc tơ

Cho học sinh rút ra kết luận về

sự tổng hợp hai dao động điều

hòa cùng phương cùng tần số

Hướng dẫn để học sinh thực

hiện C2

Giới thiệu sự lệch pha của hai

dao động: Sớm pha, trể pha,

cùng pha, ngược pha

Ghi nhận sự cần thiết phải dùng phương pháp khác khi A1

Thực hiện C2

Ghi nhận các khái niệm về sự lệch pha của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số

Tìm biên độ dao động tổng hợp:

Khi hai dao động thành phần cùng pha

Khi hai dao động thành phần

II Phương pháp giãn đồ Fre-nen

2 Phương pháp giãn đồ Fre-nen

a) Biểu diễn các dao động thành phần và dao động tổng hợp bằng véc tơ quay

Các dao động thành phần x1 và x2 được biểu diễn bởi hai véc tơ quay −−→

số với hai dao động thành phần

b) Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp.

Dựa vào giãn đồ véc tơ ta thấy

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1)tanϕ =

2 2 1 1

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

+ +

3 Ảnh hưởng của độ lệch pha

Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha ban đầu của các dao động thành phần

+ Khi hai dao động thành phần cùng pha (ϕ2 - ϕ1 = 2kπ) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại: A = A1 + A2

+ Khi hai dao động thành phần ngược pha (ϕ2 - ϕ1 = (2k + 1)π) thì dao động tổng hợp

Trang 16

Yêu cầu học sinh rút ra kết

luận về trường hợp tổng quát

Cho bài toán ví dụ

Hướng dẫn để học sinh tìm

biên độ, pha ban đầu và viết

phương trình dao động tổng

hợp

Còn thời gian thì cho vẽ giãn

đồ véc tơ tại lớp, không thì về

nhà vẽ

ngược pha

Kết luận về trường hợp tổng quát

Tìm biên độ của dao động tổng hợp

Tìm pha ban đầu của dao động tổng hợp

Viết phương trình dao động tổng hợp

có biên độ cực tiểu: A = |A1 - A2| + Trường hợp tổng quát:

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) = 16 + 4 + 16.(-0,5) = 12

 A = 2 3 (cm)

Pha ban đầu của dao động tổng hợp: tanϕ =

2 2 1 1

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

+ +

=

) 1 (

2 5 , 0 4

0 2 2

3 4

− +

Trang 17

- -

BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Tính được chu kì, tần số, tần số góc của con lắc đơn, thế năng, cơ năng của con lắc đơn dao động điều hòa

- Trả lời được các câu hỏi trắc nghiệm và giải được các bài tập về con lắc đơn tương tự như trong sgk và sbt

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về con lắc đơn.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải.

+ Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn: s = S0cos(ωt + ϕ) hay α = α0cos(ωt + ϕ) với s = lα; S0 = lα0.+ Tần số góc, chu kì, tần số của con lắc đơn: ω =

2

1mglα2

0 (với α ≤ 900, trong

đó α và α0 tính ra rad)

Hoạt động 2 (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm.

Câu 3.5: D

Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc

Yêu cầu học sinh nêu công

thức và tính số lần dao động

Tính chu kì dao động của con lắc

Nêu công thức và tính số lần dao động toàn phần thực hiện

Số lần dao động toàn phần thực hiẹn được Tuần: 4

Tiết: 8

Trang 18

toàn phần thực hiện được

trong thời gian t = 5 phút

Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc

Yêu cầu học sinh viết dạng

Yêu cầu học sinh tính ω, S0

và ϕ rồi viết phương trình dao

động của con lắc đơn

Yêu cầu học sinh tính vận

tốc và gia tốc khi vật qua vị

2 , 1 = 2,2 (s)b) Phương trình dao động của con lắc

Ta có: ω =

l

g

= 2 , 1

8 , 9

= 2,86 (rad/s)

S0 = lα0 = 1,2.0,174 = 0,2 (m) Khi t = 0 thì s = S0 và v = 0

 cosϕ = 1 = cos0  ϕ = 0 Vậy: s = 0,2cos2,86t (m)

c) Khi qua vị trí cân bằng

v = vmax = ωS0 = 2,86.0,2 = 0,572 (m/s)

a = - ω2x = - 2,862.0 = 0

- -

- 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

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về tổng hợp dao động.

Tuần: 5

Tiết: 9

Trang 19

+ 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

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

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 3 (25 phút) : Giải các bài tập tự luận.

Tìm pha ban đầu của dao động tổng hợp

Viết phương trình 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

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

+ +

=

) 2

2 ( 3 0 2 3

5 0 3 1 2 3

− +

+

= 3

-2 = tan0,73π

 A = 2 3 (cm)

tanϕ =

2 2 1 1

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

+ +

=

) 1 ( 2 5 , 0 4

0 2 2

3 4

− +

Trang 20

Yêu cầu học sinh chuyển x1

từ hàm sin sang hàm cos

π

) (cm) > A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (ϕ2 - ϕ1) = 36 + 36 + 72.0 = 72

 A = 6 2 (cm)

tanϕ =

2 2 1 1

cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

+ +

=

) 1 6 0 6

0 6 ) 1 (

π

) (cm)

- -

DANH HOÀNG KHẢITHỰC HÀNH

KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí

Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật để biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó

Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới

Biết dùng phương pháp thực nghiệm để xác định:

- Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm

- Tìm ra bằng thí nghiệm T a l= , với hệ số a ≈ 2, kết hợp với nhận xét tỉ số 2 2

g π ≈ với g = 9,8 m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn Ứng dụng kết quả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm

2 Kĩ năng

- Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép.

- Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%

Tuần: 5

Tiết: 10

Trang 21

- Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số Xử lí số liệu bằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra công thức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm.

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk

- Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50 g

- Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01 s, cộng thêm sai số chủ quan của người đo là 0,2 s thì sai số của phép đo sẽ là ∆t = 0,01 s + 0,2 s = 0,21 s Thí nghiệm với con lắc đơn có chu kì T ≈ 1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t ≈ 10 s, thì sai số phạm phải là:

2 Học sinh

- Đọc kĩ bài thực hành để định ra mục đích và quy trình thực hành

- Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk

3 Dụng cụ:

Mỗi lớp 6 bộ dụng cụ, mỗi bộ gồm: 3 quả nặng 50 g, 100 g, 150 g Một số sợi dy mảnh Một giá thí nghiệm chắc chắn Một đồng hồ bấm giây Một thước 300 mm Giấy vẽ đồ thị hoặc giấy kẻ ô Mẫu báo cáo thực hành

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan đến bài thực hành.

Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi trong sgk Nêu cấu tạo của con lắc đơn

Cho biết cách đo chiều dài của con lắc đơn

Nêu cách làm thí nghiệm để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kì dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ vào biên độ dao động

Nêu cách làm thí nghiệm để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kì dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ vào chiều dài con lắc

Nêu cách làm thí nghiệm để xác định chu kì T với sai

số ∆t = 0,02 s khi dùng đồng hồ bấm dây có sai số là

±0,2 s

Hoạt động 2 (15 phút): Thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của chu kỳ dao động của con lắc đơn vào biên độ.

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với m = 50 g, l = 50

cm

Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao

động của con lắc đơn với các biên độ khác nhau: A1 =

3 cm, A2 = 6 cm, A3 = 9 cm, A4 = 18 cm

Yêu cầu học sinh rút ra định luật về mối liên hệ giữa

chu kì và biên độ dao động của con lắc đơn dao động

với biên độ nhỏ

Chọn, lắp ráp con lắc đơn theo yêu cầu

Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10 lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quả vào bảng 6.1

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì và biên độ dao động của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ

Hoạt động 3 (15 phút): Thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của chu kỳ dao động của con lắc đơn vào khối lượng.

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với l = 50 cm và khối

lượng lần lượt là 50 g, 100 g và 150 g

động của các con lắc đơn có khối lượng khác nhau

Chọn, lắp ráp từng con lắc đơn theo yêu cầu

Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10 lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quả vào

Trang 22

chu kì và khối lượng của vật nặng của con lắc đơn dao

THỰC HÀNH (tt) KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí

Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật để biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó

Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới

Biết dùng phương pháp thực nghiệm để xác định:

- Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm

- Tìm ra bằng thí nghiệm T a l= , với hệ số a ≈ 2, kết hợp với nhận xét tỉ số 2 2

g π ≈ với g = 9,8 m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn Ứng dụng kết quả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm

2 Kĩ năng

- Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép.

- Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%

- Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số Xử lí số liệu bằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra công thức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk

- Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50 g

- Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01 s, cộng thêm sai số chủ quan của người đo là 0,2 s thì sai số của phép đo sẽ là ∆t = 0,01 s + 0,2 s = 0,21 s Thí nghiệm với con lắc đơn có chu kì T ≈ 1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t ≈ 10 s, thì sai số phạm phải là:

Tuần: 6

Tiết: 11

Trang 23

2 Học sinh

- Đọc kĩ bài thực hành để định ra mục đích và quy trình thực hành

- Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk

3 Dụng cụ:

Mỗi lớp 6 bộ dụng cụ, mỗi bộ gồm: 3 quả nặng 50 g, 100 g, 150 g Một số sợi dy mảnh Một giá thí nghiệm chắc chắn Một đồng hồ bấm giây Một thước 300 mm Giấy vẽ đồ thị hoặc giấy kẻ ô Mẫu báo cáo thực hành

Hoạt động 3 (20 phút): Thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của chu kỳ dao động vào chiều dài con lắc.

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với m = 50 g, và

chiều dài lần lượt là 40 cm, 50 cm và 60 cm

động của các con lắc đơn có chiều dài khác nhau

Yêu cầu học sinh vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc

của T2 vào l và rút ra nhận xét.

chu kì và chiều của con lắc đơn khi con lắc đơn dao

động với biên độ nhỏ

Chọn, lắp ráp từng con lắc đơn theo yêu cầu

Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10 lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quả vào bảng 6.1

Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T2 vào l và rút ra

nhận xét

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì và chiều dài của con lắc đơn khi con lắc đơn dao động với biên

độ nhỏ

Hoạt động 4 (25 phút) : Rút ra các kết luận, làm báo cáo thực hành.

T với A (S0, α0), m, l trong dao động của con lắc đơn

đơn

Yêu cầu học sinh dựa vào kết quả thí nghiệm, tính gia

tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm

Yêu cầu học sinh làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu

như sgk

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa T với A (S0, α0),

m, l trong dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ.

So sánh kết quả đo a trong công thức T = a l và giá trị

g

π

2 với g = 9,8 m/s2 Rút ra kết luận về công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn

Dựa vào kết quả thí nghiệm, tính gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm

Làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu như sgk

- -

Trang 24

DANH HỒNG KHẢI

Chương II SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa của sĩng cơ

- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sĩng: sĩng dọc, sĩng ngang, tốc độ truyền sĩng, tần

số, chu kì, bước sĩng, pha

- Viết được phương trình sóng

- Nêu được các đặc trưng của sĩng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sĩng và năng lượng sĩng

- Giải được các bài tập đơn giản về sĩng cơ

- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sĩng trên một sợi dây

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các thí nghiệm mơ tả trong bài về sĩng ngang, sĩng dọc và sự truyền sĩng (hình 7.1, 7.2 và 7.3)

2 Học sinh: Ơn lại các bài về dao động điều hịa.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các định nghĩa về biên độ, chu kì, tần số và năng lượng của vật dao

động điều hịa

Hoạt động 2 (35 phút): Tìm hiểu về sĩng cơ

Thực hiện thí nghiệm cho học

độ sĩng truyền trên mặt nước

phương dao động của các phần

tử nước trong thí nghiệm trên

so với phương truyền sĩng

Giới thiệu sĩng ngang

Rút ra kết luận về tốc độ sĩng truyền trên mặt nước

Nhận xét về phương dao động của các phần tử nước trong thí nghiệm trên so với phương truyền sĩng

+ Cho cần rung dao động để mũi S chạm mặt nước, ta thấy sau một thời gian ngắn, mẫu nút chai cũng dao động

=> Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới M Ta nĩi đã cĩ sĩng trên mặt nước và O là nguồn sĩng

Sĩng cơ là dao động cơ lan truyền trong một mơi trường

Các gợn sĩng phát đi từ O đều là những đường trịn tâm O Vậy sĩng nước truyền theo các phương khác nhau trên mặt nước với cùng một tốc độ v

3 Sĩng ngang

Sĩng ngang là sĩng trong đĩ các phần tử của mơi trường dao động theo phương vuơng gĩc với phương truyền sĩng

Trừ trường hợp sĩng mặt nước, sĩng ngang chỉ truyền được trong chất rắn

4 Sĩng dọc

Sĩng dọc là sĩng trong đĩ các phần tử Tuần: 6

Tiết: 12

Trang 25

Thực hiện thí nghiệm hình 7.2

cho hs quan sát và nhận xét

Yêu cầu học sinh nêu khái

niệm sĩng dọc

Nêu ví dụ để học sinh thấy

sĩng cơ khơng truyền được

trong chân khơng

Nêu khái niệm sĩng dọc

Ghi nhận sĩng cơ khơng truyền được trong chân khơng

của mơi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sĩng

Sĩng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn

Sĩng cơ khơng truyền được trong chân khơng

- -

DANH HỒNG KHẢI

Chương II SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ (tt)

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa của sĩng cơ

- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sĩng: sĩng dọc, sĩng ngang, tốc độ truyền sĩng, tần

số, chu kì, bước sĩng, pha

- Viết được phương trình sóng

- Nêu được các đặc trưng của sĩng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sĩng và năng lượng sĩng

- Giải được các bài tập đơn giản về sĩng cơ

- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sĩng trên một sợi dây

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các thí nghiệm mơ tả trong bài về sĩng ngang, sĩng dọc và sự truyền sĩng (hình 7.1, 7.2 và 7.3)

2 Học sinh: Ơn lại các bài về dao động điều hịa.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các định nghĩa về biên độ, chu kì, tần số và năng lượng của vật dao

động điều hịa

Hoạt động 1 (25 phút): Tìm hiểu các đặc trưng của một sĩng hình sin.

Ghi nhận trên dây cĩ một số

II Các đặc trưng của một sĩng hình sin

1 Sự truyền của một sĩng hình sin

Căng ngang một sợi dây mềm, dài, đầu Q gắn vào tường, đầu P gắn vào cần rung để tạo dao động điều hịa Khi cho P dao động điều hịa theo phương thẳng đứng Trên dây xuất hiện một sĩng cơ cĩ dạng hình sin Tuần: 7

Tiết: 13

Trang 26

dây dao động hoàn toàn giống

nhau và những điểm dao động

hoàn toàn ngược nhau

Yêu cầu học sinh nêu cách

tính vận tốc truyền sóng trên

dây

Giới thiệu biên độ sóng

Giới thiệu chu kì và tần số

sóng

Giới thiệu tốc độ truyền sóng

Giới thiệu bước sóng

Giới thiệu định nghĩa bước

sóng theo cách khác

Giới thiệu năng lượng sóng

C2

điểm trên dây dao động hoàn toàn giống nhau và những điểm dao động hoàn toàn ngược nhau

Nêu cách tính vận tốc truyền sóng trên dây

Ghi nhận các khái niệm

Thực hiện C2

lan truyền về đầu Q

Quan sát ta thấy trên dây có những điểm dao động hoàn toàn giống nhau và có những điểm dao động hoàn toàn ngược nhau

Sóng cơ lan truyền trên dây với tốc độ v

2 Các đặc trưng của một sóng hình sin

+ Biên độ sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua

+ Chu kì T, tần số f của sóng: Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua Đại lượng f =

T

1 gọi là tần số của sóng

+ Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

+ Bước sóng λ: là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kỳ: λ = vT =

f

v

.+ Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động cùng pha với nhau

+ Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu phương trình sóng.

Dẫn dắt để viết phương trình

sóng tại một điểm bất kì trên

phương truyền sóng nếu biết

phương trình sóng tại nguồn

C3

Ghi nhận phương trình sóng tại điểm bất kì trên phương truyền sóng

Thực hiện C3

III Phương trình sóng

Nếu phương trình sóng tại nguồn O là

uO = Acosωt thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng (trục Ox) là:

Trang 27

GIAO THOA SÓNG

I MỤC TIÊU

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của 2 sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa

- Viết được công thức xác định vị trí của cực đai và cực tiểu giao thoa

- Vận dụng được các công thức (8-2); (8-3) SGK để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Thí nghiệm Hình 8-1 SGK, vẽ phóng to hình 8.3.

2 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp hai dao động.

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Phương trình sóng tại nguồn O là u = 5cos10πt (cm), vận tốc truyền sóng

là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình sóng tại điểm M cách O 7,2cm

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu hiện tượng giao thoa của hai sóng mặt nước.

Thực hiện thí nghiệm H 8.1

Giớ

i

thiệu hình 8.3

Yêu cầu học sinh cho biết thế

nào là sự giao thoa của hai sóng

Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét

Xem hình và giải thích những gợn lồi, gợn lỏm trong thí nghiệm

S1, S2

2 Giải thích

Ở trong miền hai sóng gặp nhau, có những điểm dao động rất mạnh, do hai sóng gặp nhau chúng tăng cường lẫn nhau, có những điểm đứng yên, do hai sóng gặp nhau chúng triệt tiêu nhau Tập hợp các điểm cực đại tại thành các đường hypebol, tập hợp các điểm đứng yên cũng tạo thành các đường hypebol khác

Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nên các gợn sóng ổn định gọi là hiện tượng giao thoa của hai sóng Các gợn sóng có hình các đường hypebol gọi là các vân giao thoa

Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hiểu việc xác định các cực đại, cực tiểu trong sự giao thoa.

Vẽ hình 8.4 Xem hình vẽ 8.4, mô tả đường

đi của mỗi sóng tới điểm M trong vùng giao thoa

Ghi nhận công thức và kết luận

về những vị trí có cực đại trong vùng giao thoa

II Cực đại và cực tiểu

Xét điểm M trong vùng giao thoa của 2 sóng phát ra từ 2 nguồn S1 và S2 Gọi d1

= S1M, d2 = S2M là đường đi của mỗi sóng tới M

+ Tại M sẽ có cực đại khi:

d2 – d1 = kλ; với k ∈ Z

Tuần: 7

Tiết: 14

Trang 28

Giới thiệu 2 nguồn S1, S2 và

điểm M trong vùng giao thoa

Đưa ra các công thức và các

kết luận về các vị trí có cực đại,

cực tiểu trong vùng giao thoa

Xem hình 8.3 mô tả hình dạng của các vân giao thoa cực đại

Ghi nhận công thức và kết luận

về những vị trí có cực tiểu trong vùng giao thoa

Xem hình 8.3 mô tả hình dạng của các vân giao thoa cực tiểu

Những điểm tại đó dao động có biên độ cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lần bước sóng λ.

Quỹ tích của những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và

S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực đại

+ Tại M sẽ có cực tiểu (đứng yên) khi:

Những điểm tại đó dao động triệt tiêu

là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng.

Quỹ tích của những điểm này là những đường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và

S2, chúng được gọi là những vân giao thoa cực tiểu

Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hiểu điều kiện giao thoa.

Giới thiệu hai nguồn kết

hợp, hai sóng kết hợp

Giới thiệu 2 nguồn đồng bộ

Giới thiệu điều kiện để có

giao thoa

luận về hiện tượng đặc trưng

của sóng

C2

Ghi nhận điều kiện để có sự giao thoa của hai sóng

Rút ra kết luận về hiện tượng đặc trưng của sóng

Thực hiện C2

(S 1 và S 2 phải là 2 nguồn đồng bộ)

III Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp

+ Nguồn kết hợp, sóng kết hợp: Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần số và có hiệu số pha không thay đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp

Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần

số và cùng pha gọi là hai nguồn đồng bộ

+ Để có các vân giao thoa ổn định trên mặt nước thì hai nguồn phát sóng trên mặt nước phải là hai nguồn kết hợp

+ Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng: mọi quá trình sóng đều có thể gây ra hiện tượng giao thoa và ngược lại quá trình nào gây được hiện tượng giao thoa thì đó chắc chắn là một quá trình sóng

Trang 29

SÓNG DỪNG

I MỤC TIÊU

- Mô tả được hiện tương sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng

- Giải thích được hiện tượng sóng dừng

- Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong hai trường hợp trên

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các TN hình 9.1; 9.2 SGK Vẽ phóng to các hình 9.3, 9.4 v 9.5

2 Học sinh: Đọc kĩ bài 9 SGK.

Hoạt động 1 (5 phút): Nêu hiện tượng giao thoa, điều kiện để có giao thoa và các vị trí để có cực đại, cực tiểu Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu sự phản xạ của sóng.

Giới thiệu hình vẽ 9.3 Mô tả thí

Yêu cầu học sinh nêu vị trí các nút

và các bụng, khoảng cách giữa hai

nút liên tiếp và hai bụng liên tiếp

Quan sát hình vẽ, nghe thầy

cô mô tả thí nghiệm

Dự đoán kết quả khi sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau

Quan sát hình vẽ

Xác định vị trí các nút

Xác định khoảng cách giữa hai nút liên tiếp

độ cực đại Đó là sóng dừng

b) Định nghĩa

Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng

2 Sóng dừng trên một dây có 2 đầu cố định (một đầu cố định và đầu kia gắn với cần rung)

+ Hai đầu cố định là hai nút sóng

+ Vị trí các nút: Các nút sóng nằm cách các đầu cố định những khoảng bằng một số nguyên nửa bước sóng Hai nút liên tiếp nằm cách nhau một khoảng bằng λ/2 + Vị trí các bụng: Xen giữa 2 nút là một Tuần: 8

Tiết: 15

Trang 30

Yêu cầu học sinh nêu điều kiện để

có sóng dừng trên một sợi dây có

hai đầu cố định

Giới thiệu hình vẽ 9.5

hai bụng liên tiếp

Nêu điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định

Xác định khoảng cách giữa một nút và một bụng liền kề

Nêu điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định và một đầu

tự do

bụng, nằm cách đều hai nút đó Các bụng nằm cách hai đầu cố định những khoảng bằng một số nguyên lẽ một phần tư bước sóng Hai bụng liên tiếp nằm cách nhau một khoảng bằng λ/2

Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng

l = (2k + 1)λ/4

BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Biết vận dụng những kiến thức đã học về sóng cơ và sự giao thoa sóng để trả lời các câu hỏi và giải các câu hỏi trắc nghiệm có liên quan

- Viết được phương trình sóng tại một điểm bất kì trên phương truyền sóng

- Giải được bài toán tìm bước sóng khi biết số gợn sóng giữa hai nguồn hoặc ngược lại

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về sóng cơ, sự truyền sóng cơ và sự giao thoa của sóng cơ.

+ Liên hệ giữa bước sóng, vận tốc, chu kì và tần số sóng: λ = vT =

f

v

.Tuần: 8

Tiết: 16

Trang 31

+ Phương trình sóng tại điểm M cách nguồn O một khoảng OM = x: uM = Acos (ωt + ϕ - 2π

Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập tự luận.

Giới thiệu khái niệm gợn sóng, nút

sóng

Yêu cầu h/s tính khoảng vân

Yêu cầu h/s tính bước sóng

Yêu cầu h/s tính tốc độ sóng

Yêu cầu h/s tính khoảng vân

Hướng dẫn để học sinh tìm ra số

cực đại giữa S1 và S2

Hướng dẫn học sinh lập luận để

tìm số gợn sóng hình hypebol

Yêu cầu h/s tìm số cực đại giữa S1

và S2

Yêu cầu h/s tìm số gợn sóng có

hình hypebol

Hướng dẫn học sinh tính độ lệch

pha giữa các dao động thành phần

tại M và dao động tại S1 và S2

Tính khoảng vân

Tính bước sóng

Tìm số cực đại giữa S1 và S2

Tìm số gợn sóng có hình hypebol

Tính độ lệch pha giữa các dao động thành phần tại M và dao động tại S1 và S2

Bài 8 trang 45

Trên S1S2 có 12 nút sóng (kể cả hai nút tại S1 và S2) nên có 11 khoảng vân,

Bài 8.4

Bước sóng: λ =

20

2 , 1

1 =

i

S S

= 6 khoảng vân mà tại S1 và S2 là 2 nút sóng, do đó trong khoảng S1S2 sẽ có 5 cực đại (gợn sóng)

Trừ gợn sóng nằm trên đường trung trực của S1S2 là đường thẳng, còn lại sẽ

12 2

2 1 2

= λ

S S

= 15

Như vậy giữa hai điểm S1 và S2 có 15 đường tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất Trừ đường cực đại ở giữa là đường thẳng còn 14 đường khác là các

Trang 32

Yêu cầu học sinh nhận xét về dao

động tổng hợp tại M và viết

phương trình dao động tại M

Yêu cầu học sinh tính khoảng các

từ S1 và S2 đến M’

Hướng dẫn học sinh tính độ lệch

pha giữa các dao động thành phần

tại M’ và dao động tại S1 và S2

Yêu cầu học sinh nhận xét về dao

động tổng hợp tại M và viết

phương trình dao động tại M’

Nhận xét về dao động tổng hợp tại M và viết phương trình dao động tại M

Tính khoảng các từ S1 và S2 đến M’

Tính độ lệch pha giữa các dao động thành phần tại M’ và dao động tại S1 và S2

Nhận xét về dao động tổng hợp tại M và viết phương trình dao động tại M’

8 2

d’ = 62 + 82 = 10cm

Do đó ϕ’1 = ϕ’2 =

6 , 1

10 2 '

λ

π = d

= 12,5π

Dao động tại M’ trể pha

2

π

với dao động tại S1 và S2 nên uM’ = 2Acos(100πt -

BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Giải được các câu trắc nghiệm và các bài tập tự luận về sóng dừng

- Giải được các câu trắc nghiệm về sóng âm

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về sóng dừng và sóng âm.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải:

+ Khoảng cách giữa hai nút sóng (hay hai bụng sóng) liên tiếp là

Tuần: 9

Tiết: 17

Trang 33

+ Ba đặc trưng sinh lí của âm: độ cao, độ to và âm sắc Độ cao của âm liên quan đến tần số của âm, độ to của âm liên quan đến mức cường độ âm còn âm sắc thì liên quan đến đồ thị dao động âm.

+ Cường độ âm: I = 2

4

P R

π ; mức cường độ âm: L = lg 0

I

I với I0 = 10-12 W/m2.

Yêu cầu học sinh viết các

công thức tính thời gian

truyền âm trong không khí và

trong gang

Cho học sinh viết điều kiện

bài cho, suy ra và thay số để

tính vận tốc truyền âm trong

gang

Yêu cầu học sinh tính công

suất của nguồn

Yêu cầu học sinh tính mức

cường độ âm tại nơi cách

Viết điều kiện bài cho, suy

ra và thay số để tính vận tốc truyền âm trong gang

Tính công suất của nguồn

Tính mức cường độ âm tại nơi cách nguồn 1000 m

2 l = = 0,8 (m)

Tần số dao động: f =

8 , 0

80

= λ

s

Thời gian truyền âm trong gang: t2 =

gv

s

Theo bài ra ta có: ∆t = t1 – t2 =

kv

s

-

gv s

 vg =

5 , 2 340 25 , 951

340 25 , 951

Dặn dò: Ôn tập chuẩn bị kiểm tra 1 tiết.

- -

Trang 34

-BGH DUYỆT TỔ DUYỆT GIÁO VIÊN SOẠN

ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM

I MỤC TIÊU

- Trả được cân hỏi :Sóng âm là gì? âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì?

- Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau

- Nêu được ba đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong SGK.

2 Học sinh: Ôn các đơn vị N/ m2; W, W/m2

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây.

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu âm, nguồn âm.

Giới thiệu sóng âm

Giới thiệu tần số âm

Giới thiệu một số nguồn âm

Giới thiệu tần số dao động

của nguồn âm

Thực hiện thí nghiệm hình

10.4

Giới thiệu âm nghe được, hạ

âm và siêu âm

Yêu cầu học sinh nêu các môi

trường truyền âm

Giới thiệu thí nghiệm hình

10.5

C2

Giới thiệu chất cách âm

Yêu cầu học sinh xem bảng

10.1 và rút ra kết luận

C3

Nêu khái niệm nguồn âm

Thực hiện C1

Quan sát, nhận xét

Nêu các môi trường truyền âm

Rút ra kết luận

Thực hiện C2 Nêu ứng dụng của chất cách âm

Xem bảng 10.1 và rút ra kết luận

Thực hiện C3

Giải thích sự truyền sóng âm qua không khí và sự cảm nhận

âm của tai

I Âm, nguồn âm

3 Âm nghe được, hạ âm, siêu âm

Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ

16 Hz đến 20000 Hz

Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm

Âm có tần số trên 20 000 Hz gọi là siêu

âm

4 Sự truyền âm

a) Môi trường truyền âm

- Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng và khí

- Âm không truyền được trong chân không

- Âm hầu như không truyền được qua các chất xốp như bông, len, … Những chất đó gọi là chất cách âm

Tiết: 18

Trang 35

sự truyền sóng âm qua không

khí và sự cảm nhận âm của tai

nào đó

Hoạt động 3 (20 phút): Tìm hiểu những đặc trưng vật lí của âm.

Giới thiệu nhạc âm, tạp âm

Yêu cầu học sinh nhắc lại

khái niệm tần số âm

Giới thiệu khái niệm cường

độ âm

Yêu cầu học sinh nêu đơn vị

của cường độ âm

Giới thiệu khái niệm mức

cường độ âm

Yêu cầu học sinh đọc bảng

10.2 và ghi nhận mức cường

độ âm của một số nguồn âm

Giới thiệu đơn vị của mức

cường độ âm

Giới thiệu công thức tính mức

cường độ âm theo đơn vị

Yêu cầu học sinh nêu lại ba

đặc trưng vật lý của âm

Nhắc lại khái niệm tần số âm

Nêu đơn vị của cường độ âm

Đọc bảng 10.2 và ghi nhận mức cường độ âm của một số nguồn âm

Ghi nhận đơn vị mức cường độ âm

Ghi nhận công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đềxiben

Xem hình 10.6 và nhận xét về phổ của một âm do nhiều nhạc cụ khác nhau phát ra

Nêu lại ba đặc trưng vật lý của âm

II Những đặc trưng vật lí của âm

Nhạc âm là những âm có tần số xác định Tạp âm là âm không có một tần số xác định

Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng

đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn

âm của âm có cường độ I

Với I0 = 10-12W/m2 cường độ âm chuẩn của âm có tần số 1000Hz

Đơn vị của mức cường độ âm ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đềxiben: L (dB) = 10lg

Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản hay họa

âm thứ nhất

Các âm có tần số 2f0, 3f0, … gọi là các họa

âm thứ 2, thứ 3, … Biên độ của các họa âm lớn, nhỏ không như nhau, tùy thuộc vào chính nhạc cụ đó Tập hợp các họa âm tạo thành phổ của nhạc âm

Phổ của cùng một âm do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các họa âm trong một nhạc âm ta được đồ thị dao động của nhạc âm đó

Đồ thị dao động âm là đặc trưng vật lý thứ ba của âm

Trang 36

ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM

I MỤC TIÊU

- Nêu được ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc

- Nêu được ba đặc trưng vật lí của âm tương ứng với ba đặc trưng sinh lí của âm

- Giải thích được các hiện tượng thực tế liên quan đến các đặc trưng sinh lí của âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Ống sáo, đàn dây, âm thoa, …

2 Học sinh: Ôn các đặc trưng vật lí của âm.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu 3 đặc trưng vật lí của âm.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu độ cao của âm.

Giới thiệu độ cao của âm

Cho học sinh quan sát dao

động của dây 1 và dây 6 của

đàn ghita và rút ra kết luận

Quan sát dao động của dây 1 và dây 6 của đàn ghita và rút ra kết luận

Tuần: 10

Tiết: 19

Trang 37

Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu độ to của âm.

Giới thiệu độ to của âm

Đưa ra ví dụ cho thấy độ to

của âm phụ thuộc vào cường

độ âm, mức cường độ âm và

tần số của âm

Ghi nhận độ to của âm phụ thuộc vào cường độ âm, mức cường độ âm và tần số của âm

II Độ to

Độ to của âm là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với với đặc trưng vật lí mức cường độ âm

Tuy nhiên ta không thể lấy mức cường độ

âm làm số đo cho độ to của âm được

Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ

âm, mức cường độ âm và tần số của âm

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu âm sắc.

Nêu ví dụ cho thấy có thể

phân biệt được giọng nói của

từng người và âm phát ra của

các dụng cụ khác nhau

Yêu cầu học sinh xem hình

10.6 và rút ra kết luận

luận về khái niệm âm sắc

Yêu cầu học sinh nêu lại ba

đặc trưng sinh lý của âm

Ghi nhận tai có thể phân biệt được giọng nói của từng người

và âm phát ra của các dụng cụ khác nhau

Xem hình 10.6 và rút ra kết luận

Rút ra kết luận về khái niệm âm sắc

Nêu lại ba đặc trưng sinh lý của âm

III Âm sắc

+ Các nhạc cụ khác nhau phát ra các âm có cùng một độ cao nhưng tai ta có thể phân biệt được âm của từng nhạc cụ, đó là vì chúng có âm sắc khác nhau

+ Âm có cùng một độ cao do các nhạc cụ khác nhau phát ra có cùng một chu kì nhưng đồ thị dao động của chúng có dạng khác nhau

Vậy, âm sắc là một đặc trưng sinh lí của

âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

Trang 38

 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản Trường THPT Phú Hữu

KIỂM TRA 1 TIẾT

+ Các khái niệm: dao động cơ, dao động tuần hoàn, dao đông điều hòa

+ Các phương trình: li độ, vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa

+ Các đại lượng trong dao động điều hòa: biên độ, chu kỳ, tần số, tần số góc, pha dao động, pha ban đầu

+ Dạng đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa

Kĩ năng

+ Tính toán được một số đại lượng trong dao động điều hòa

+ Xác định được mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

2 Con lắc lò

xo

Kiến thức

+ Cấu tạo của con lắc lò xo, các lực tác dụng lên vật nặng trong con lắc lò xo

+ Phương trình động lực học và phương trình dao động của con lắc lò xo

+ Năng lượng trong dao động của con lắc lò xo

Kĩ năng

+ Viết được phương trình dao động của con lắc lò xo

+ Tính toán được một số đại lượng trong dao động điều hòa của con lắc lò xo

3 Con lắc

đơn

Kiến thức

+ Cấu tạo của con lắc đơn, các lực tác dụng lên vật nặng trong con lắc đơn

+ Phương trình động lực học và phương trình dao động của con lắc đơn

+ Năng lượng trong dao động của con lắc đơn.

Kĩ năng

+ Viết được phương trình dao động của con lắc đơn

+ Tính toán được một số đại lượng trong dao động điều hòa của con lắc đơn

+ Giải được một số bài toán liên quan đến dao động tắt dần

+ Giải được một số bài toán liên quan đến hiện tượng cộng hưởng

+ Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay, phương pháp giãn đồ Fre-nen

+ Ảnh hưởng của độ lệch pha của hai dao động thành phần đến dao động tổng hợp

Kĩ năng

Giải được một số bài toán về tổng hợp dao động

Câu 01 Một chất điểm khối lượng m = 100 g, dao động điều hòa với phương trình x = 40cos(2πt + 0,5π) (cm) Lấy π2 = 10 Cơ năng trong dao động điều hoà của chất điểm là

Định dạng
Số trang	76
Dung lượng	4,42 MB