GA li 12 tron bo

Hoạt động 4 phút: Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian → biểu thức?. RÚT KINH NGHIỆM - Từ phương trình dao động

Trang 1

Ngày soạn: 01/8/2008

Tiết dạy: 1 + 2

Chương I DAO ĐỘNG CƠ

Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- 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 cá đại lượng trong phương 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

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

- Làm được các bài tập tương tự như Sgk

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động cơ

- Lấy các ví dụ về các vật dao động

trong đời sống: chiếc thuyền nhấp

nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung

động, màng trống rung động → ta nói

những vật này đang dao động cơ →

Như thế nào là dao động cơ?

- Khảo sát các dao động trên, ta nhận

thấy chúng chuyển động qua lại

không mang tính tuần hoàn → xét

quả lắc đồng hồ thì sao?

- 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

- Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng

- Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc

cũ → dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn

I Dao động cơ

1 Thế nào là dao động cơ

- Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng

- VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên

2 Dao động tuần hoàn

- Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là

chu kì, vật trở lại vị trí như cũ với

vật tốc như cũ

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà

- Minh hoạ chuyển động tròn đều của

ω t ϕ +

Trang 2

- Nhận xét gì về dao động của P khi

M chuyển động?

- Khi đó toạ độ x của điểm P có

phương trình như thế nào?

- Có nhận xét gì về dao động của

điểm P? (Biến thiên theo thời gian

theo định luật dạng cos)

lượng cho phép ta xác định được gì?)

- Tương tự nếu biết ϕ?

- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa

chuyển động tròn đều và dao động điều

hoà có mối liên hệ gì?

- Trong phương trình: x = Acos(ωt +

ϕ) 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 ·POM trong chuyển động tròn 1

đều

- Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O

x = OMcos(ωt + ϕ)

- Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà → dao động của điểm P là dao động điều hoà

- Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0

- 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

- Sau t giây, vật chuyển động đến

vị trí M, với ·POM1 =(ω ϕt+ )rad

- Toạ độ x = OP của điểm P có

phương trình:

x = OMcos(ωt + ϕ)Đặt OM = A

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà

- Dao động điều hoà có tính tuần

hoàn → từ đó ta có các định nghĩa

- HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số

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

1 Chu kì và tần số

- Chu kì (kí hiệu và T) của dao

động điều hoà là khoảng thời gian

Trang 3

- Trong chuyển động tròn đều giữa

+ Đơn vị của T là giây (s).

- Tần số (kí hiệu là f) của dao động

điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây

+ Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz).

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li

độ theo thời gian → biểu thức?

→ Có nhận xét gì về v?

- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận

tốc theo thời gian → biểu thức?

- Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều

IV Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà

- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao

động điều hoà x = Acosωt (ϕ = 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

IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được

+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu

+ Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương 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

V.DẶN DÒ:

Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập

VI RÚT KINH NGHIỆM

A

t 0

T

Trang 4

+ 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 con lắc dao động

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

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

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

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định tổ chức:

2 Kiểm tra bài cũ:

+ Viết phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình

3 Bài mới:

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về con lắc lò xo

- 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 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 Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có

độ cứng k, khối lượng không đáng

kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định

2 VTCB: là vị trí khi lò xo không

bị biến dạng

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

Trang 5

- Khi con lắc nằm ngang, li độ x và

độ biến dạng ∆l liên hệ như thế nào?

- Giá trị đại số của lực đàn hồi?

vào vật trong quá trình chuyển động

- Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là

a = -ω2x → dao động của con lắc lò

xo là dao động điều hoà

- Đối chiếu để tìm ra công thức ω

li độ

Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng.

- Khi dao động, động năng của con

lắc lò xo (động năng của vật) được

xác định bởi biểu thức?

- Khi con lắc dao động thế năng của

con lắc được xác định bởi biểu thức

nào?

- Xét trường hợp khi không có ma sát

→ cơ năng của con lắc thay đổi như

thế nào?

- Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế

nào với A?

2 ñ

1W

Trang 6

+ 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

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

V.DẶN DÒ:

- Về nhà học bài và xem trứơc bài mới

-Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập

VI RÚT KINH NGHIỆM

- Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc

- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán 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

II 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

III.Tiến trình bài dạy :

1 Ổn định lớp:

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 đổ qua lại như thế nào

3 Bài mới :

Hoạt động 1: giải bài tập trắc nghiệm

* Cho Hs đọc lần lượt các câu

* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả

* Hs giải thích

Câu 7 trang 9: C Câu 8 trang 9: A Câu 9 trang 9: D Câu 4 trang 13: D Câu 5 trang 13: D Câu 6 trang 13: B

Hoạt động 1: 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

* HS tiếp thu

Giải

Phương trình tổng quát: x = Acos(ωt + φ)

 x = 6cos(πt + φ)

Trang 7

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

*Hướng dẫn giải:

- Viết phương trình tổng quát của dao

động

- Thay A = 6cm

-Vận dụng điều kiện banđầu giải tìm ra

φ

Bài 2: Một lò xo được treo thẳng

đứng, đầu trên của lò xo được giữ

chuyển động đầu dưới theo vật

nặng có khối lượng m = 100g, lò

xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật

rời khỏi VTCB theo phương thẳng

đứng hướng xuống một đoạn 2cm,

* Đọc đề tóm tắt bài toán

* HS thảo luận giải bài toán

* HS tiếp thu

* Đọc đề tóm tắt bài toán

* HS thảo luận giải bài toán

a t = 0, x = 0, v>0

x = 6cosφ =0

v =- 6πsinφ > 0cosφ = 0sinφ < 0

=> φ = -π/2Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm

b t = 0, x = 0, v<0

x = 6cosφ = 6

v = - 6 sinφ < 0 cos φ= 0 sinφ > 0 => φ =π/2Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm

Giải a) Tại vị trí cân bằng O thì k∆l = mg

⇒∆l = 0,04

25

0,1.10k

25 m

k

(Rad/s)+ m dao động điều hoá với phương trình

x = Asin (ωt + ϕ)

t = 0 x = 2 cm > 0

v = 10π (cm/s) <0

Ta có 2 = Acosϕ →Cos ϕ >0 -10π = -5π.Asinϕ→Sinϕ >0

=>cotanϕ = 1/ 3⇒ϕ = π/3(Rad) →A= 4(cm)Vậy PTDĐ: x = 4cos (5πt + ) (cm)

IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được

- Phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc

- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán

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

V.DẶN DÒ:

- Về nhà xem lại bài tập và xem trứơc bài mới

- Về nhà làm bài tập trong sách bài tập

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn

- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà Viết được công thức tính 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 của con lắc khi dao động

- Giải được bài tập tương tự như ở trong bài

∆l

l0

0(VTCB))x

6

5π

Trang 8

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

2 Kĩ năng:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn.

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

3 Bài mới:

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn

- Mô tả cấu tạo của con lắc đơn

- Khi ta cho con lắc dao động, nó

sẽ dao động như thế nào?

- Ta hãy xét xem dao động của

con lắc đơn có phải là dao động

I Thế nào là con lắc đơn

1 Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng

kể, dài l

2 VTCB: dây treo có phương thẳng đứng

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

- Con lắc chịu tác dụng của

những lực nào và phân tích tác

dụng của các lực đến chuyển

động của con lắc

- Dựa vào biểu thức của lực kéo

về → nói chung con lắc đơn có

dao động điều hoà không?

- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ

để sinα ≈α (rad) Khi đó α tính

như thế nào thông qua s và l

- HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ …

- Con lắc chịu tác dụng của hai lực

Tr và Pr

- P.tích P P Pr= +rt rn→ T Pr+ rn không làm thay đổi tốc độ của vật → lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn

+ Vị trí của vật được xác định bởi li

độ góc α =·OCM hay bởi li độ cong

¼

s OM l= = α.+ α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại

NX: Dao động của con lắc đơn nói

chung không phải là dao động điều hoà

- Nếu α nhỏ thì sinα ≈α (rad), khi đó:

Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈α

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

T u r

P

ur P uu rn t

P

ur

s = lαC

Trang 9

- Ta có nhận xét gì về lực kéo về

trong trường hợp này?

- Trong công thức mg/l có vai trò

là gì?

→ g l có vai trò gì?

- Dựa vào công thức tính chu kì

của con lắc lò xo, tìm chu kì dao

động của con lắc đơn

dao động của con lắc đơn được xem

là dao động điều hoà

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

- Trong quá trình dao động, năng

lượng của con lắc đơn có thể có ở

những dạng nào?

- Động năng của con lắc là động

năng của vật được xác định như

thế nào?

- Biểu thức tính thế năng trọng

trường?

- Trong quá trình dao động mối

quan hệ giữa Wđ và Wt như thế

nào?

- Công thức bên đúng với mọi li

độ góc (không chỉ trong trường

hợp α nhỏ)

- HS thảo luận từ đó đưa ra được:

động năng và thế năng trọng trường

- HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành các yêu cầu

Wt = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z

= l(1 - cosα)

→ Wt = mgl(1 - cosα)

- Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi

ma sát thì cơ năng được bảo toàn

III Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

1 Động năng của con lắc

2 ñ

1W

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn.

+ Đo chiều dài l của con lắc

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

4 l g

T

π

=

- Cấu tạo của con lắc đơn

- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà.Viết được công thức tính 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

V.DẶN DÒ:

-Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập

IV RÚT KINH NGHIỆM

Trang 10

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

- Nêu được điều kiện để 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 bài tập tương

tự như ở trong bài

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại.

2 Học sinh: Ôn tập về cơ năng của con lắc: 1 2 2

2

W = m Aω

-Nêu cấu tạo của con lắc đơn

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

3 Bài mới:

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động tắt dần.

- Khi không có ma sát tần số dao

- Ta gọi những dao động như thế là

dao động tắt dần → như thế nào là

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về dao động duy trì

- Thực tế dao động của con lắc tắt dần

→ làm thế nào để duy trì dao động (A

không đổi mà không làm thay đổi T)

- Dao động của con lắc được duy trì

nhờ cung cấp phần năng lượng bị mất

từ bên ngoài, những dao động được

duy trì theo cách như vậy gọi là dao

động duy trì

- Minh hoạ về dao động duy trì của

- Sau mỗi chu kì cung cấp cho

nó phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát

- HS ghi nhận dao động duy trì

II Dao động duy trì

1 Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì

2 Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì

Trang 11

con lắc đồng hồ của con lắc đồng hồ.

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về dao động cưỡng bức

- Ngoài cách làm cho hệ dao động

không tắt dần → tác dụng một ngoại

lực cưỡng bức tuần hoàn, lực này

cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và cho biết

các đặc điểm của dao động cưỡng

III Dao động cưỡng bức

1 Thế nào là dao động cưỡng bức

- Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng cộng hưởng

- Trong dao động cưỡng bức khi fcb

càng gần fo thì A càng lớn Đặc biệt,

khi fcb = f0 → A lớn nhất → gọi là

hiện tượng cộng hưởng

- Dựa trên đồ thị Hình 4.4 cho biết

nhận xét về mối quan hệ giữa A và

lực cản của môi trường

- Tại sao khi fcb = f0 thì A cực đại?

- Y/c HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu

tầm quan trọng của hiện tượng cộng

- HS nghiên cứu Sgk: Lúc đó hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc → A tăng dần lên, A cực đại khi tốc

độ tiêu hao năng lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ

- HS nghiên cứu Sgk và trả lời các câu hỏi

+ Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe …

+ Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon …

IV Hiện tượng cộng hưởng

1 Định nghĩa

- Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số

f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần

số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng

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

V.DẶN DÒ:

- Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập

Trang 12

Tiết dạy: 7

BÀI TẬP

I Mục tiêu:

- Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn

- Kỹ năng: Giải được các bài tốn đơn giản về dao động điều hồ, và con lắc đơn

2 Học sinh: ơn lại kiến thức về dao động điều hồ, con lắc đơn.

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

3 Bài mới :

Hoạt động 1: Giải một số câu hỏi trắc nghiệm

* Thảo luận nhĩm tìm ra kết quả

* Hs giải thích

Câu 4 trang 17: D Câu 5 trang 17: D Câu 6 trang 17: C

Hoạt động 2: Giải một số bài tập trắc nghiệm

1 Con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì 1 s tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8m/s2, chiều dài của con lắc là

A l = 24,8 m B l = 24,8cm C l = 1,56 m D l = 2,45 m

2 Ở nơi mà con lắc đơn đếm giây (chu kì 2 s) có độ dài 1 m, thì con lắc đơn có độ dài 3m sẽ dao động với chu kì là

A T = 6 s B T = 4,24 s C T = 3,46 s D T = 1,5 s

3 Một com lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kì

T1 = 0,8 s Một con lắc đơn khác có độ dài l2 dao động với chu kì T1 = 0,6 s Chu kì của con lắc đơn có độ dài

l1 + l2 là

A T = 0,7 s B T = 0,8 s C T = 1,0 s D T = 1,4 s

4 Một con lắc đơn có độ dài l, trong khoảng thời gian ∆tnó thực hiện được 6 dao động Người ta giảm bớt độ dài của nó đi 16cm, cũng trong khoảng thời gian ∆tnhư trước nó thực hiện được 10 dao động Chiều dài của con lắc ban đầu là

A l = 25m B l = 25cm C l = 9m D l = 9cm.

5 Tại một nơi có hai con lắc đơn đang dao động với các biên độ nhỏ Trong cùng một khoảng thời gian, người ta thấy con lắc thứ nhất thực hiện được 4 dao động, con lắc thứ hai thực hiện được 5 dao động Tổng chiều dài của hai con lắc là 164cm Chiều dài của mỗi con lắc lần lượt là

A l1 = 100m, l2 = 6,4m B l1 = 64cm, l2 = 100cm

C l1 = 1,00m, l2 = 64cm D l1 = 6,4cm, l2 = 100cm

Trang 13

6 Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 4s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vị trí có li độ cực đai là

- Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn

- Giải được các bài tốn đơn giản về dao động điều hồ, và con lắc đơn

V.DẶN DỊ:

Ngày soạn : 17/8/2008

Tiết dạy : 8 Bài 5 :

TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

I MỤC TIÊU

- Biểu diễn được phương trình của dao động điều hồ 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 hồ cùng phương, cùng tần số

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

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

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

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về vectơ quay

- Ở bài 1, khi điểm M chuyển động

trịn đều thì hình chiếu của vectơ vị trí

OMuuuuurlên trục Ox như thế nào?

- Cách biểu diễn phương trình dao

động điều hồ bằng một vectơ quay

được vẽ tại thời điểm ban đầu.

- Dao động điều hồ

x = Acos(ωt + ϕ) được biểu diễn bằng vectơ quay OMuuuuurcĩ:

Trang 14

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Giả sử cần tìm li độ của dao động

tổng hợp của hai dao động điều hoà

điểm nó dễ dàng khi A1 = A2 hoặc rơi

vào một số dạng đặc biệt → Thường

dùng phương pháp khác thuận tiện hơn

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và trình bày

phương pháp giản đồ Fre-nen

- Hình bình hành OM1MM2 bị biến

dạng không khi OMuuuur1và OMuuuur2quay?

→ Vectơ OMuuuurcũng là một vectơ quay

với tốc độ góc ω quanh O

- Ta có nhận xét gì về hình chiếu của

OMuuuurvới OMuuuur1và OMuuuur2lên trục Ox?

→ Từ đó cho phép ta nói lên điều gì?

- Nhận xét gì về dao động tổng hợp x

với các dao động thành phần x1, x2?

- Y/c HS dựa vào giản đồ để xác định

A và ϕ, dựa vào A1, A2, ϕ1 và ϕ2.

- Li độ của dao động tổng hợp có thể tính bằng: x = x1 + x2

- HS làm việc theo nhóm vừa nghiên cứu Sgk

+ Vẽ hai vectơ quay OMuuuur1và OMuuuur2

biểu diễn hai dao động

+ Vẽ vectơ quay:

1 2

OM OM OMuuuur uuuur= +uuuur

- Vì OMuuuur1và OMuuuur2có cùng ω nên không bị biến dạng

- HS hoạt động theo nhóm và lên bảng trình bày kết quả của mình

II Phương pháp giản đồ Fre-nen

1 Đặt vấn đề

- Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số:

x1 = A1cos(ωt + ϕ1)x2 = A2cos(ωt + ϕ2)

- Li độ của dao động tổng hợp: x = x1 + x2

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha đến dao động tổng hợp

- Từ công thức biên độ dao động tổng

hợp A có phụ thuộc vào độ lệch pha

Sgk + Vẽ hai vectơ quay OMuuuur1và OMuuuur2

biểu diễn 2 dao động thành phần ở

Trang 15

(OMuuuuur,Ox)=ϕ bằng bao nhiêu?

thời điểm ban đầu

+ Vectơ tổng OMuuuurbiểu diễn cho dao động tổng hợp

x = Acos(ωt + ϕ)Với A = OM và (OMuuuuur,Ox)=ϕ

- Vì MM2 = (1/2)OM2 nên ∆OM2M

là nửa ∆ đều → OM nằm trên trục

Ox →ϕ = π/2

→ A = OM = 2 3 cm(Có thể: OM2 = M2M2 – M2O2)

- Những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng

V.DẶN DÒ:

- Vận dụng kiến thức dao động điều hoà, tổng hợp hai dao động

- Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, tổng hợp các dao động cùng phương cùng tần số

a Hãy biễn diễn dao động điều hoà x = 4cos(5t + π/6) cm

b Nêu nội dung phương pháp Giản đồ Fre-nen

c làm bài 6/25

3 Bài mới :

* Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc

* Hs giải thích

* đọc đề

* Thảo luận tìm ra kết quả

Câu 4 trang 17: D Câu 5 trang 17: D Câu 6 trang 17: C Câu 6 trang 21: D Câu 7 trang 21: B Câu 4 trang 25: D

y

x O

Trang 16

*Cho Hs trình bày từng câu * Hs giải thích Câu 5 trang 25: B

Hoạt động 2: Giải một số bài tập tự luận về tổng hợp dao động

* GV cho hs đoc đề, tóm tắt

* Hướng dẫn hs giải bài toán

- Viết phương trình của x1 và x2

- Viết phương trình tổng quát: x =

Viết phương trình dao động tổng

hợp của hai dao động bằng cách:

a.dùng giản đồ vectơ

b Biến đổi lượng giác

* Hướng dẫn Hs giải bài toán:

- Biễu diễn x1

- Biễn diễn x2

- Từ giản đồ lấy các giá trị của

biên độ và pha ban đầu tổng hợp

* Hs về nhà giải bài toán vận dụng

2 cos(5t + 2

π

) cm x2 = 3 cos(5t + 5

6

π

) cmPhương trình tổng hợp: x = x1 + x2

x = Acos(5t + ϕ)

Trong đó:

2 2

1 2 1 2 2 1A= A + A +2A A cos( - )ϕ ϕ =2,3cm

4,Ox 0

x2 biễn diễn OMuuuur2:

·

2 22

- Bài toán tổng hợp dao động bằng 3 cách: vận dụng công thức, dung giản đồ Fre-nen, dùng biến đổi lượng giác

Trang 17

Bài 6: Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG

CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

- 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 đã 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:

- 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

gπ ≈ với g = 9,8m/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

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

Trang 18

1 Giỏo viờn:

- Nhắc HS chuẩn bị bài theo cỏc nội dung ở phần bỏo cỏo thực hành trong Sgk

- Chọn bộ 3 quả cõn cú múc treo 50g

- Chọn đồng hồ bấm giõy hiện số cú độ chia nhỏ nhất 0,01s, cộng thờm sai số chủ quan của người đo là 0,2s thỡ sai số của phộp đo sẽ là ∆t = 0,01s + 0,2s = 0,21s Thớ nghiệm với con lắc đơn cú chu kỡ T ≈ 1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t ≈ 10s, thỡ sai số phạm phải là:

2 Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần:

- Đọc kĩ bài thực hành để định rừ mục đớch và quy trỡnh thực hành

- Trả lời cỏc cõu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ụ milimột để vẽ đồ thị và lập sẵn cỏc bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần bỏo cỏo thực hành trong Sgk

1 Ổn định tổ chức

Lớp:

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

* Nắm sự chuẩn bị bài của học sinh

- Báo cáo tình hình lớp

- Trả lời câu hỏi của thày

- Nhận xét bạn

- Tình hình học sinh

- Yêu cầu: trả lời về mực đích thực hành, các bớc tiến hành

- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiến hành thí nghiệm thực hành Phơng án 1.

* Nắm đợc các bớc tiến hành thí nghiệm, làm thí nghiệm, ghi kết quả

* Nắm đợc các bớc tiến hành thí nghiệm ảo, ghi kết quả

- Làm TH theo HD của thày

Trang 19

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Đọc bài sau trong SGK

Ngày soạn: 28/8/2008

Tiết dạy: 12 + 13

Chương II SểNG CƠ VÀ SểNG ÂM

Bài 7: SểNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SểNG CƠ

I MỤC TIấU

- Phỏt biểu được định nghĩa của súng cơ

- Phỏt biểu được định nghĩa cỏc khỏi niệm liờn quan với súng: súng dọc, súng ngang, tốc độ truyền súng, tần số, chu kỡ, bước súng, pha

- Viết được phương trỡnh súng

- Nờu được cỏc đặc trưng của súng là biờn độ, chu kỡ hay tần số, bước súng và năng lượng súng

- Giải được cỏc bài tập đơn giản về súng cơ

- Tự làm được thớ nghiệm về sự truyền súng trờn một sợi dõy

2 Kĩ năng:

3 Thỏi độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giỏo viờn: Cỏc thớ nghiệm mụ tả về súng ngang, súng dọc và sự truyền của súng.

2 Học sinh: ễn lại cỏc bài về dao động điều hoà.

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phỳt): Tỡm hiểu về súng cơ

- Mụ tả thớ nghiệm và tiến hành thớ

nghiệm

- Khi O dao động ta trụng thấy gỡ trờn

mặt nước?

→ Điều đú chứng tỏ gỡ?

(Dao động lan truyền qua nước gọi là

- HS quan sỏt kết quả thớ nghiệm

- Những gợn súng trũn đồng tõm phỏt đi từ O

→ Súng truyền theo cỏc phương khỏc nhau với cựng một tốc độ v

I Súng cơ

1 Thớ nghiệm

a Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động → M vẫn bất động

b S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động → M dao động

Vậy, dao động từ O đó truyền qua

Trang 20

sóng, nước là môi trường truyền sóng).

- Khi có sóng trên mặt nước, O, M

dao động như thế nào?

- Sóng truyền từ O đến M theo

phương nào?

→ Sóng ngang

- Tương tự như thế nào là sóng dọc?

(Sóng truyền trong nước không phải

là sóng ngang Lí thuyết cho thấy

rằng các môi trường lỏng và khí chỉ

có thể truyền được sóng dọc, chỉ môi

trường rắn mới truyền được cả sóng

dọc và sóng ngang Sóng nước là một

trường hợp đặc biệt, do có sức căng

mặt ngoài lớn, nên mặt nước tác dụng

như một màng cao su, và do đó cũng

truyền được sóng ngang)

- Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng

- Theo phương nằm ngang

- Tương tự, HS suy luận để trả lời

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sự truyền sóng cơ.

(Biến dạng của dây, gọi là một xung

sóng, truyền tương đối chậm vì dây

mềm và lực căng dây nhỏ)

→ Biến dạng truyền trên dây thuộc

loại sóng gì đã biết?

- Y/c HS hoàn thành C2

- Trong thí nghiệm 7.2 nếu cho đầu A

dao động điều hoà → hình dạng sợi

dây ở cá thời điểm như hình vẽ 7.3 →

có nhận xét gì về sóng truyền trên

dây?

- Sau thời gian T, điểm A1 bắt đầu

dao động giống như A, dao động từ

A1 tiếp trục truyền xa hơn

- Xét hai điểm cách nhau một khoảng

λ, ta có nhận xét gì về hai điểm này?

(Trạng thái dao động của M giống

như trạng thái dao động của A trước

đó một thời gian ∆t)

- Hướng dẫn HS biến đổi biểu thức

- Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây

- HS suy nghĩ và vận dụng kiến thức để trả lời

- Là sóng ngang

- HS làm thí nghiệm theo C2

- HS quan sát hình vẽ 7.3 Dây có dạng đường hình sin, mà các đỉnh không cố định nhưng dịch chuyển theo phương truyền sóng

- Không đổi, chuyển động cùng chiều, cùng v

x t v

∆ =

uM = Acosω(t - ∆t)

II Sự truyền sóng cơ

1 Sự truyền của một biến dạng

- Gọi x và ∆t là quãng đường và thời gian truyền biến dạng, tốc độ truyền của biến dạng:

x v t

=

∆

2 Sự truyền của một sóng hình sin

- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:

λ = AA1 = v.t

- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng

- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng λ không đổi, λ gọi là bước

v

∆ =

- Phương trình dao động của M là:

uM = Acosω(t - ∆t)cos

3T 4

T

0 1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

λ

Trang 21

sóng tại M thông qua 2

T

π

ω = và λ = vT

T

π

ω = và λ = vTPhương trình trên là phương trình sóng của một sóng hình sin theo trục x

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng

- Sóng được đặc trưng bởi các đại

lượng A, T (f), λ và năng lượng sóng

- Dựa vào công thức bước sóng → có

thể định nghĩa bước sóng là gì?

Lưu ý: Đối với mỗi môi trường , tốc

độ sóng v có một giá trị không đổi,

chỉ phụ thuộc môi trường

- Cũng như năng lượng dao động W ~

tại một điểm của môi trường là một

hàm cosin hai biến độc lập t và x Mà

hàm cosin là một hàm tuần tuần →

phương trình sóng là một hàm tuần

hoàn

+ Với một điểm xác định (x = const)

→ uM là một hàm cosin của thời gian

t TTDĐ ở các thời điểm t + T, t + 2T

… hoàn toàn giống như TTDĐ của nó

ở thời điểm t

+ Với một thời điểm (t = conts) là

một hàm cosin của x với chu kì λ

TTDĐ tại các điểm có x + λ, x + 2λ

hoàn toàn giống TTDĐ tại điểm x

- Mô tả thí nghiệm quan sát sự truyền

- Ghi nhận về sự truyền sóng dọc trên lò xo ống

5 Tính tuần hoàn của sóng

- Phương trình sóng là một hàm tuần hoàn

6 Trường hợp sóng dọc

- Sóng truyền trên một lò xo ống dài và mềm: các vòng lò xo đều dao động ở hai bên VTCB của chúng, nhưng mỗi vòng dao động muộn hơn một chút so với vòng ở trước nó

- Định nghĩa của sóng cơ

- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha

- Viết được phương trình sóng

V.DẶN DÒ:

Trang 22

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

2 Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa.

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.

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

- Định nghĩa của sóng cơ

- Phát biểu định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang,

- Viết được phương trình sóng

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm

hình 8.1

- HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm

và quan sát kết quả thí nghiệm

- HS nêu các kết quả quan sát được

từ thí nghiệm

- Những điểm không dao động nằm trên họ các đường hypebol (nét đứt) Những điểm dao động rất mạnh nằm trên họ các đường hypebol (nét liền) kể cả đường trung trực của S1S2

- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ

Lưu ý: Họ các đường hypebol này

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động

* Có những điểm đứng yên dao động rất mạnh

 Hiện tượng giao thoa:

là hiện tượng khi hai sóng kết hợp gặp nhau, có những điểm chúng luôn luôn tăng cường nhau, có những điểm chúng luôn luôn triệt tiêu nhau

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng

- Các đường hypebol gọi là vân

giao thoa của sóng mặt nước.

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.

Trang 23

có hiệu số pha không phụ thuộc thời

gian (lệch pha với nhau một lượng

không đổi) gọi là hai nguồn kết hợp

- Nếu phương trình sóng tại S1 và S2

là: u = Acosωt

→ Phương trình mỗi sóng tại M do S1

và S2 gởi đến có biểu thức như thế

thuộc yếu tố nào?

- Những điểm dao động với biên độ

cực đại là những điểm nào?

- Hướng dẫn HS rút ra biểu thức cuối

cùng

- Y/c HS diễn đạt điều kiện những

điểm dao động với biên độ cực đại

- Quỹ tích những điểm dao động với

biên độ cực đại và những điểm đứng

- Vì S1, S2 cùng được gắn vào cần rung → cùng A, f và ϕ

- HS ghi nhận các khái niệm 2

nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng bộ và sóng kết hợp

cos2 1 1

d t

- Phụ thuộc (d2 – d1) hay là phụ thuộc vị trí của điểm M

πλ

−

= ±

Hay

2 1(d d )

II Cực đại và cực tiểu

1 Dao động của một điểm trong vùng giao thoa

- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng f và ϕ

- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng f và có hiệu số pha không phụ thuộc thời gian

- Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kết hợp

- Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng d1, d2

+ δ = d2 – d1: hiệu đường đi của hai sóng

- Dao động từ S1 gởi đến M

cos2 1 1

d t

a Những điểm dao động với biên

độ cực đại (cực đại giao thoa).

d2 – d1 = kλ

Với k = 0, ±1, ±2…

b Những điểm đứng yên, hay là có

dao động triệt tiêu (cực tiểu giao

thoa)

2 1

1 2

d1

M

Trang 24

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa

- Qua hiện tượng trên cho thấy, hai

sóng khi gặp nhau tại M như thế nào?

b) Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

-Hai nguồn kết hợp phát ra 2 sóng kết hợp.

-Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng Quá trình vật lý nào gây ra được hiện tượng giao thoa là một quá trình sóng

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

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

V.DẶN DÒ:

- Vận dụng kiến thức về giao thoa sóng

- Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về giao thoa sóng và sự truyền sóng cơ

- Viết phương trình sóng, tại sao nói sóng vừa có tính tuần hoàn theo thời gia vừa có tính tuần hoàn theo không gian?

- Câu hỏi 1, 2, 3, 4 (45)

3 Bài mới :

trắc nghiệm 6,7 trang 40 sgk

* HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng

Câu 6 trang 40: a

Trang 25

*Cho Hs trỡnh bày từng cõu

* Thảo luận nhúm tỡm ra kết quả

Hoạt động 2: Giải một số bài tập

Bài 1: Với mỏy dũ dựng súng siờu õm, chỉcú thể phỏt hiện được cỏc vật cú kớch thước cỡ bước súng siờu õm Siờu

õm trong một mỏy dũ cú tần số 5MHz Với mỏy dũ này cú thể phỏt hiện được những vật cú kớch thước cỡ bao nhiờu mm trong 2 trường hợp: vật ở trong khụng khớ và trong nước

Cho biết tốc độ õm thanh trong khụng khớ và trong nước là 340m/s và 1500m/s

Bài 2: Một sóng cơ có tần số 1000Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bớc sóng của nó có giá trị nào sau đây?

A 330 000 m B 0,3 m-1 C 0,33 m/s -D 0,33 m

Bài 3 Sóng ngang là sóng:

A lan truyền theo phơng nằm ngang

B trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng nằm ngang

-C trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng

D trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phơng với phơng truyền sóng

bài 4 Phơng trình sóng có dạng nào trong các dạng dới đây:

A x = Asin(ωt + ϕ); B u Asin (t-x)

λω

T

t(2sinAu

λπ

T

t(sinA

bài 5 Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trờng vật chất đàn hồi với vận tốc v, khi đó bớc sóng

đ-ợc tính theo công thức

A λ = v.f; -B λ = v/f; C λ = 2v.f; D λ = 2v/f

bài 6 Phát biểu nào sau đây về đại lợng đặc trng của sóng cơ học là không đúng?

A Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động

B Tần số của sóng chính bằng tần số dao động của các phần tử dao động

-C Tốc độ của sóng chính bằng tốc độ dao động của các phần tử dao động

D Bớc sóng là quãng đờng sóng truyền đi đợc trong một chu kỳ

bài 7 Sóng cơ học lan truyền trong môi trờng đàn hồi với tốc độ v không đổi, khi tăng tần số sóng lên 2 lần thì

Trang 26

Bài 9 Một ngời quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18s, khoảng cách giữa

hai ngọn sóng kề nhau là 2m Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là

Bài10 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 50Hz và

đo đợc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 2mm Bớc sóng của sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

A λ = 1mm B λ = 2mm -C λ = 4mm D λ = 8mm

Bài11 Trong thí nghiệm tạo vân giao thoa sóng trên mặt nớc, ngời ta dùng nguồn dao động có tần số 100Hz và

đo đợc khoảng cách giữa hai vân tối liên tiếp nằm trên đờng nối hai tâm dao động là 4mm Tốc độ sóng trên mặt

n-ớc là bao nhiêu?

A v = 0,2m/s B v = 0,4m/s C v = 0,6m/s D- v = 0,8m/s

Bài12 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số 20Hz, tại một

điểm M cách A và B lần lợt là 16cm và 20cm, sóng có biên độ cực đại, giữa M và đờng trung trực của AB có 3 dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

Bài13 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 16Hz Tại

một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 30cm, d2 = 25,5cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trực có 2 dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

A v = 24m/s -B v = 24cm/s C v = 36m/s D v = 36cm/s

Bài14 Trong thí nghiệm giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn kết hợp A, B dao động với tần số f = 13Hz Tại

một điểm M cách các nguồn A, B những khoảng d1 = 19cm, d2 = 21cm, sóng có biên độ cực đại Giữa M và đờng trung trực không có dãy cực đại khác Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

A v = 26m/s -B v = 26cm/s C v = 52m/s D v = 52cm/s

IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chỳng ta cần nắm được

- Định nghĩa của súng cơ

- Phỏt biểu được định nghĩa cỏc khỏi niệm liờn quan với súng: súng dọc, súng ngang, tốc độ truyền súng, tần số, chu kỡ, bước súng, pha

- Viết được phương trỡnh súng

- Nờu được cỏc đặc trưng của súng là biờn độ, chu kỡ hay tần số, bước súng và năng lượng súng

- Giải được cỏc bài tập đơn giản về súng cơ

V.DẶN Dề:

- Về nhà làm bài tập trong sỏch bài tập

- Mụ tả được hiện tượng súng dừng trờn một sợi dõy và nờu được điều kiện để cú súng dừng khi đú

- Giải thớch được hiện tượng súng dừng

- Viết được cụng thức xỏc định vị trớ cỏc nỳt và cỏc bụng trờn một sợi dõy trong trường hợp dõy cú hai đầu cố định và dõy cú một đầu cố định, một đầu tự do

- Nờu được điều kiện để cú súng dừng trong 2 trường hợp trờn

Trang 27

2 Kĩ năng: Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng.

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị các thí nghiệm hình 9.1, 9.2Sgk.

2 Học sinh: Đọc kĩ bài 9 Sgk, nhất là phần mô tả các thí nghiệm trước khi đến lớp.

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về sự phản xạ của sóng

- Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm

với dây nhỏ, mềm, dài một đầu cố

định kết hợp với hình vẽ 9.1

- C1: vật cản ở đây là gì?

- Nếu cho S dao động điều hoà thì sẽ

có sóng hình sin lan truyền từ A → P

hoà thì có sóng hình sin lan truyền từ

trên dây → Ta có nhận xét gì về pha

của sóng tới và sóng phản xạ lúc này?

- HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét:

+ Sóng truyền đi trên dây sau khi gặp vật cản (bức tường) thì bị phản xạ

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng

bị đổi chiều

- Là đầu dây gắn vào tường

- Luôn luôn ngược pha với sóng tới tại điểm đó

- HS ghi nhận, quan sát và nêu nhận xét:

+ Khi gặp vật cản tự do sóng cũng

bị phản xạ

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng không bị đổi chiều

- Là đầu dây tự do

- Luôn luôn cùng pha với sóng tới

ở điểm phản xạ

I Sự phản xạ của sóng

1 Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

- Sóng truyền trong một môi trường,

mà gặp một vật cản thì bị phản xạ

- Khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều

- Vậy, khi phản xạ trên vật cản cố

định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ

2 Phản xạ của sóng trên vật cản tự do

- Khi phản xạ trên vật cản tự do, biến dạng không bị đổi chiều

- Vậy, khi phản xạ trên vật cản tự

do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sóng dừng

- Ta biết sóng tới và sóng phản xạ

thoả mãn điều kiện sóng kết hợp →

Nếu cho đầu A của dây dao động liên

+ Những điểm luôn luôn đứng yên

là những nút dao động.

+ Những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất là những bụng dao động

- Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng

Trang 28

- Trong trường hợp này, hai đầu A và

P sẽ là nút hay bụng dao động?

- Dựa trên hình vẽ, vị trí các nút liên

hệ như thế nào với λ?

- Khoảng cách hai nút liên tiếp cách

nhau khoảng bao nhiêu?

- Khoảng cách giữa một nút và bụng

kết tiếp cách nhau khoảng bao nhiêu?

- Vị trí các bụng cách A và P những

khoảng bằng bao nhiêu?

- Hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng

- HS dựa vào hình vẽ minh hoạ để trả lời các câu hỏi của GV

- Số nút = số bụng

a Hai đầu A và P là hai nút dao động

b Vị trí các nút:

- Các nút nằm cách đầu A và đầu P những khoảng bằng số nguyên lần nửa bước sóng:

4

λ

.1

b Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng

- Hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó

- 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 dây 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 2 trường hợp trên

V.DẶN DÒ:

Trang 29

- Trả lời được các câu 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 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong bài 10 Sgk.

2 Học sinh: Ôn lại định nghĩa các đơn vị: N/m2, W, W/m2…

Ổn định tổ chức:

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

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

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về âm, nguồn âm

- Âm là gì?

+ Theo nghĩa hẹp: sóng truyền trong

các môi trường khí, lỏng, rắn → tai

màng nhĩ dao động, gây ra cảm giác

âm → gọi là âm nghe được hay âm

thanh

- Tai người không nghe được hạ âm

và siêu âm Nhưng một số loài vật có

thể nghe được hạ âm (voi, chim bồ

câu…) và siêu âm (dơi, chó, cá heo…)

- Đọc thêm phần “Một số ứng dụng

của siêu âm Sona”

- Mô tả thí nghiệm kiểm chứng

- Âm truyền được trong các môi

trường nào?

- Tốc độ âm truyền trong môi trường

nào là lớn nhất? Nó phụ thuộc vào

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận

- Rắn > lỏng > khí Phụ thuộc vào mật độ, tính đàn hồi, nhiệt độ của

I Âm, nguồn âm

1 Âm là gì

- Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn

- Tần số của sóng âm cũng là tần

số của âm

2 Nguồn âm

- Một vật dao động phát ra âm là một nguồn âm

- Tần số âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn

3 Âm nghe được, hạ âm và siêu âm

- Âm nghe được (âm thanh) có

a Môi trường truyền âm

- Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân

Trang 30

những yếu tố nào?

- Những chất nào là chất cách âm?

- Dựa vào bảng 10.1 về tốc độ âm

trong một số chất → cho ta biết điều

gì?

môi trường

- Các chất xốp như bông, len…

- Trong mỗi môi trường, sóng âm truyền với một tốc độ hoàn toàn xác định

không

b Tốc độ âm

- Trong mỗi môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về những đặc trưng vật lí của âm

- Trong các âm thanh ta nghe được,

tiêu biểu của nhạc âm

- Tần số âm cũng là tần số của nguồn

phát âm

- Sóng âm mang năng lượng không?

- Dựa vào định nghĩa → I có đơn vị là

gì?

- Fechner và Weber phát hiện:

+ Âm có cường độ I = 100I0 chỉ

“nghe to gấp đôi” âm có cường độ I0

+ Âm có cường độ I = 1000I0 chỉ

“nghe to gấp ba” âm có cường độ I0

- Phổ của cùng một âm nhưng hoàn toàn khác nhau

2 Cường độ âm và mức cường

= gọi là mức cường độ âm của âm I (so với âm I0)

- Ý nghĩa: Cho biết âm I nghe to

gấp bao nhiêu lần âm I0

- Đơn vị: Ben (B)

- Thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB)

11

10

0 ( ) 10lg I

… có cường độ khác nhau

+ Âm có tần số f0 gọi là âm cơ bản

hay hoạ âm thứ nhất.

+ Các âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0 … gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư

- Tổng hợp đồ thị của tất cả các

hoạ âm ta được đồ thị dao động

của nhạc âm đó

- Sóng âm , Âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm

Trang 31

- Nêu được 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm.

V.DẶN DÒ:

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

- Nêu được ba đặc trưng vật lí 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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các nhạc cụ như sáo trúc, đàn để minh hoạ mối liên quan giữa các tính chất sinh lí và vật lí.

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

- Sóng âm là gì? Âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì?

- Nêu được 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về độ cao của âm

-Hai ca sĩ một nam một nữ cùng hát

một câu hát, nhưng thường thì giọng

nam trầm hơn giọng nữ Cảm giác về

sự trầm bổng của âm được mô tả

bằng khái niệm độ cao của âm.

- Thực nghiệm, âm có tần số càng lớn

thì nghe càng cao, âm có tần số càng

nhỏ thì nghe càng trầm

- Chú ý: Tần số 880Hz thì gấp đôi tần

số 440Hz nhưng không thể nói âm có

tần số 880Hz cao gấp đôi âm có tần

số 440Hz

- HS đọc Sgk và ghi nhận đặc trưng sinh lí của âm là độ cao

I Độ cao

- Độ cao của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số âm

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về độ to của âm

Trang 32

- Tuy nhiờn, Fechner và Weber chứng

minh rằng cảm giỏc về độ to của õm

lại khụng tỉ lệ với I mà tỉ lệ với mức

cường độ õm

- Lưu ý: Ta khụng thể lấy mức cường

độ õm làm số đo độ to của õm Vỡ cỏc

hạ õm và siờu õm vẫn cú mức cường

độ õm, nhưng lại khụng cú độ to

đặc trưng sinh lớ của õm là độ to cường độ õm L

- Độ to chỉ là một khỏi niệm núi

về đặc trưng sinh lớ của õm gắn liền với đặc trưng vật lớ mức cường độ õm

- Lưu ý: Ta khụng thể lấy mức

cường độ õm làm số đo độ to của

õm

Hoạt động 3 ( phỳt): Tỡm hiểu về õm sắc

- Ba ca sĩ cựng hỏt một cõu hỏt ở cựng

một độ cao → dễ dàng phõn biệt được

đõu là giọng của ca sĩ nào Tương tự

như một chiếc đàn ghita, một chiếc

đàn viụlon và một chiếc kốn săcxụ →

Sỡ dĩ phõn biệt được ba õm đú vỡ

chỳng cú õm sắc khỏc nhau

- Nhỡn vào đồ thị dao động hỡnh 10.6,

ta cú nhận xột gỡ?

- Y/c HS nghiờn cứu ở Sgk cơ chế

hoạt động của đàn oocgan

- HS nghiờn cứu Sgk và ghi nhận đặc trưng sinh lớ của õm là õm sắc

- Đồ thị dao động cú dạng khỏc nhau nhưng cú cựng T

- HS đọc Sgk để tỡm hiểu

III Âm sắc

- Âm sắc là một đặc trưng sinh lớ của õm, giỳp ta phõn biệt õm do cỏc nguồn khỏc nhau phỏt ra Âm sắc cú liờn quan mật thiết với đồ thị dao động õm

IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chỳng ta cần nắm được

- Nờu được ba đặc trưng sinh lớ của õm là: độ cao, độ to và õm sắc

- Nờu được ba đặc trưng vật lớ tương ứng với ba đặc trưng sinh lớ của õm

- Giải thớch được cỏc hiện tượng thực tế liờn quan đến cỏc đặc trưng sinh lớ của õm

V.DẶN Dề:

- Về nhà làm được cỏc bài tập trong Sgk.và sỏch bài tập

1 Giỏo viờn: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận

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

III.Tiến trỡnh bài dạy :

- Viết phương trỡnh súng, tại sao núi súng vừa cú tớnh tuần hoàn theo thời gia vừa cú tớnh tuần hoàn theo khụng gian?

- Cõu hỏi 1, 2, 3, 4 (45)

3 Bài mới :

Bài 1 Cảm giác về âm phụ thuộc những yếu tố nào?

A Nguồn âm và môi trờng truyền âm B Nguồn âm và tai ngời nghe

C Môi trờng truyền âm và tai ngời nghe D Tai ngời nghe và giây thần kinh thị giác

Bài 2 Độ cao của âm phụ thuộc vào yếu tố nào của âm?

A Độ đàn hồi của nguồn âm B Biên độ dao động của nguồn âm

Bài 3 Tai con ngời có thể nghe đợc những âm có mức cờng độ âm trong khoảng nào?

Trang 33

A Từ 0 dB đến 1000 dB B Từ 10 dB đến 100 dB

C Từ -10 dB đến 100dB D Từ 0 dB đến 130 dB

Bài 4 Âm cơ bản và hoạ âm bậc 2 do cùng một dây đàn phát ra có mối liên hệ với nhau nh thế nào?

A Hoạ âm có cờng độ lớn hơn cờng độ âm cơ bản

C Tần số âm cơ bản lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc 2

D Tốc độ âm cơ bản lớn gấp đôi tốc độ hoạ âm bậc 2

Bài 5 Hộp cộng hởng có tác dụng gì?

A Làm tăng tần số của âm B Làm giảm bớt cờng độ âm

Bài 6 Vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một

phơng truyền sóng dao động ngợc pha nhau là 0,85m Tần số của âm là

A f = 85Hz B f = 170Hz C f = 200Hz D f = 255Hz

Bài 7 Một sóng cơ học có tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí Sóng đó đợc gọi là

A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D cha đủ điều kiện để kết luận

Bài 8 Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cờng độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ đợc sóng cơ học nào sau

Bài 10 Một sóng âm 450Hz lan truyền với vận tốc 360m/s trong không khí Độ lệch pha giữa hai điểm cách

nhau 1m trên một phơng truyền sóng là

A ∆ϕ = 0,5π(rad) B ∆ϕ = 1,5π (rad) C ∆ϕ = 2,5π (rad) D ∆ϕ = 3,5π (rad)

Bài 11 Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s sóng truyền đợc 6m Tốc độ

truyền sóng trên dây là bao nhiêu?

A v = 1m B v = 6m C v = 100cm/s D v = 200cm/s

Bài 12 Một sóng ngang lan truyền trên một dây đàn hồi rất dài, đầu 0 của sợi dây dao động theo phơng trình u

= 3,6sin(πt)cm, vận tốc sóng bằng 1m/s Phơng trình dao động của một điểm M trên dây cách 0 một đoạn 2m là

A uM = 3,6sin(πt)cm B uM = 3,6sin(πt - 2)cm

Bài 13 Đầu 0 của một sợi dây đàn hồi nằm ngang dao động điều hoà theo phơng thẳng đứng với biên độ 3cm

với tần số 2Hz Sau 2s sóng truyền đợc 2m Chọn gốc thời gian là lúc điểm 0 đi qua VTCB theo chiều dơng Li độ của điểm M cách 0 một khoảng 2m tại thời điểm 2s là

Bài 14 Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nớc, hai nguồn sóng kết hợp S1 và S2 dao động với tần

số 15Hz Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là 30cm/s Với điểm M có những khoảng d1, d2 nào dới đây sẽ dao động với biên độ cực đại?

A d1 = 25cm và d2 = 20cm B d1 = 25cm và d2 = 21cm

C d1 = 25cm và d2 = 22cm D d1 = 20cm và d2 = 25cm

Bài 15 Dùng một âm thoa có tần số rung f = 100Hz để tạo ra tại 2 điểm O1 và O2 trên mặt nớc hai nguồn sóng cùng biên độ, cùng pha Biết O1O2 = 3cm Một hệ gợn lồi xuất hiện gồm một gợn thẳng và 14 gợn hypebol mỗi bên Khoảng cách giữa hai gợn ngoài cùng đo dọc theo O1O2 là 2,8cm Tốc độ truyền sóng trên mặt nớc là bao nhiêu?

A v = 0,1m/s B v = 0,2m/s C v = 0,4m/s D v = 0,8m/s

Trang 34

Bài 16 Tại một điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) một khoảng NA = 1m, có mức chuyển động âm là

LA = 90dB Biết ngỡng nghe của âm đó là I0 = 0,1nW/m2 Cờng độ của âm đó tại A là

A IA = 0,1nW/m2 IA = 0,1mW/m2 C IA = 0,1W/m2 D IA = 0,1GW/m2

Bài 17 Tại một điểm A nằm cách nguồn âm N (nguồn điểm) một khoảng NA = 1m, có mức chuyển động âm là

LA = 90dB Biết ngỡng nghe của âm đó là I0 = 0,1nW/m2 Mức cờng độ của âm đó tại điểm B cách N một khoảng

NB = 10m là

Bài 18 Một sợi dây đàn hồi AB đợc căng theo phơng ngang, đầu A cố định, đầu B đợc rung nhờ một dụng cụ

để tạo thành sóng dừng trên dây Tần số rung là 100Hz và khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là l = 1m Tốc

độ truyền sóng trên dây là:

IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chỳng ta cần nắm được

-Nắm được 3 đặc trưng vật lớ của õm là tần số õm, cường độ và mức cường độ õm, đồ thị dao động õm, cỏc khỏi niệm õm cơ bản và hoạ õm

- Nắm được ba đặc trưng sinh lớ của õm là: độ cao, độ to và õm sắc

V.DẶN Dề:

- Về nhà làm bài tập trong sỏch bài tập

Tiết dạy: 21

Chương III. DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Bài 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DềNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MỤC TIấU

- Phỏt biểu được định nghĩa dũng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dũng điện xoay chiều

- Nờu được vớ dụ về đồ thị của cường độ dũng điện tức thời, chỉ ra được trờn đồ thị cỏc đại lượng cường độ dũng điện cực đại, chu kỡ

- Giải thớch túm tắt nguyờn tắc tạo ra dũng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức của cụng suất tức thời của dũng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

- Phỏt biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U

2 Kĩ năng:

3 Thỏi độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giỏo viờn:

- Mụ hỡnh đơn giản về mỏy phỏt điện xoay chiều

- Sử dụng dao động kớ điện tử để biểu diễn trờn màn hỡnh đồ thị theo thời gian của cường độ dũng điện xoay chiều (nếu cú thể)

2 Học sinh: ễn lại:

- Cỏc khỏi niệm về dũng điện một chiều, dũng điện biến thiờn và định luật Jun

- Cỏc tớnh chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)

3 Bài mới

Giới thiệu về những nội dung chớnh trong chương III

- Cỏc nội dung chớnh trong chương:

Trang 35

+ Các tính chất của dòng điện xoay chiều.

+ Các mạch điện xoay chiều cơ bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen

+ Công suất của dòng điện xoay chiều

+ Truyền tải điện năng; biến áp

+ Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha

+ Các động cơ điện xoay chiều

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Dòng điện 1 chiều không đổi là gì?

→ Dòng điện xoay chiều hình sin

- Dựa vào biểu thức i cho ta biết điều

* ϕ: pha ban đầu

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn,

khép kín, quay quanh trục cố định

đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ

trường đều Br có phương ⊥ với trục

quay

- Biểu thức từ thông qua diện tích S

đặt trong từ trường đều?

- Ta có nhận xét gì về suất điện động

- HS theo sự dẫn dắt của GV để tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

Φ = NBScosα với α =( , )B nr r

→Φ biến thiên theo thời gian t

- Suất điện động cảm ứng biến theo

II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín, quay quanh trục

cố định đồng phẳng với cuộn dây

đặt trong từ trường đều Br có phương ⊥ với trục quay

- Giả sử lúc t = 0, α = 0

- Lúc t > 0 →α = ωt, từ thông qua cuộn dây:

Φ = NBScosα = NBScosωt với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng

- Φ biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:

α

Trang 36

cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây?

- Ta có nhận xét gì về về cường độ

dòng điện xuất hiện trong cuộn dây?

→ Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay

chiều?

- Thực tế ở các máy phát điện người

ta để cuộn dây đứng yên và cho nam

châm (nam châm điện) quay trước

cuộn dây đó Ở nước ta f = 50Hz

theo thời gian

- Cường độ dòng điện biến thiên điều hoà → trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều

- Dùng máy phát điện xoay chiều, dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

thì cường độ dòng điện cảm ứng cho bởi:

Vậy, trong cuộn dây xuất hiện

dòng điện xoay chiều với tần số góc ω và cường độ cực đại:

m

NBS I

Hoạt động 3( phút): Tìm hiểu về giá trị hiện dụng

- Dòng điện xoay chiều cũng có tác

dụng nhiệt như dòng điện một chiều

- Ta có nhận xét gì về công suất p?

→ do đó có tên công suất tức thời

- Cường độ hiệu dụng là gì?

- Do vậy, biểu thức hiệu điện thế hiệu

dung, suất điện động hiệu dụng cho

bởi công thức như thế nào?

- Lưu ý: Sử dụng các giá trị hiệu dụng

đa số các công thức đối với AC sẽ có

dùng dạng như các công thức tương

ứng của DC

+ Các số liệu ghi trên các thiết bị điện

là các giá trị hiệu dụng

+ Các thiết bị đo đối với mạch điện

xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị

III Giá trị hiệu dụng

- Cho dòng điện xoay chiều i = Imcos(ωt + ϕ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R

2 2

I: giá trị hiệu dụng của cường độ

dòng điện xoay chiều (cường độ

hiệu dụng)

* Định nghĩa: (Sgk)

2 Ngoài ra, đối với dòng điện xoay chiều, các đại lượng như hiệu điện thế, suất điện động, cường độ điện trường, … cũng là hàm số sin hay cosin của thời gian, với các đại lượng này

- Định nghĩa dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều

- Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U

Giá trị

hiệu dụng

Giá trị cực đại

=

Trang 37

V.DẶN DÒ:

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

- Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trogn mạch điện xoay chiều

- Viết được công thức tính dung kháng và cảm kháng

- Định nghĩa dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều

- Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

3 Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu mối quan hệ giữa i và u trong mạch điện xoay chiều

- Biểu thức của dòng điện xoay chiều

Trang 38

- Ta sẽ đi tìm biểu thức của u ở hai

đầu đoạn mạch

- Trình bày kết quả thực nghiệm và lí

thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai

mạch điện:

u = Umcos(ωt+ ϕ) = U 2cos(ωt+ ϕ) Với ϕ là độ lệch pha giữa u và i.+ Nếu ϕ > 0: u sớm pha ϕ so với i.+ Nếu ϕ < 0: u trễ pha |ϕ| so với i.+ Nếu ϕ = 0: u cùng pha với i

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở

- Xét mạch điện xoay chiều chỉ có R

- Trong mạch lúc này sẽ có i → dòng

điện này như thế nào?

- Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng

tại một thời điểm, dòng điện i chạy

theo một chiều xác định Vì đây là

dòng điện trong kim loại nên theo

định luật Ohm, i và u tỉ lệ với nhau

- Y/c HS phát biểu định luật Ohm đối

với dòng điện một chiều trong kim

1 Định luật Ohm đối với mạch

điện xoay chiều: Sgk

2 u và i cùng pha.

Hoạt động 3( phút): Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

- GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình

13.3 Sgk

- Ta có nhận xét gì về kết quả thu

được?

- Ta nối hai đầu tụ điện vào một

nguồn điện xoay chiều để tạo nên

điện áp u giữa hai bản của tụ điện

- Có hiện tượng xảy ra ở các bản của

tụ điện?

- Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là

cực dương → bản bên trái của tụ sẽ

- Tụ điện sẽ được tích điện

- Bản bên trái tích điện dương

- Biến thiên theo thời gian t

II Mạch điện xoay chiều chỉ có

Trang 39

- Ta nên đưa về dạng tổng quát i =

Imcos(ωt + ϕ) để tiện so sánh, –sinα

→ cosα

- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 →

biểu thức của i và u được viết lại như

- Nói cách khác: Trong mạch điện

xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác

dụng làm cho cường độ dòng điện tức

thời sớm pha π/2 so với điện áp tức

thời

- Dựa vào biểu thức định luật Ohm,

ZC có vai trò là điện trở trong mạch

chứa tụ điện → hay nói cách khác nó

là đại lượng biểu hiện điều gì?

- Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ

dàng hơn?

- Tại sao tụ điện lại không cho dòng

điện không đổi đi qua?

- HS ghi nhận cách xác định i trong mạch

q i t

- So sánh với định luật Ohm, có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch chứa điện trở

- Là đơn vị của điện trở (Ω)

- Trong mạch chứa tụ điện, cường

độ dòng điện qua tụ điện sớm pha

π/2 so với điện áp hai đầu tụ điện (hoặc điện áp ở hai đầu tụ điện trễ pha π/2 so với cường độ dòng điện)

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

- Vì dòng điện không đổi (f = 0) →

ZC = ∞→ I = 0

- Giả sử tại thời điểm t, dòng điện

có chiều như hình, điện tích tụ điện tăng lên

- Sau khoảng thời gian ∆t, điện tích trên bản tăng ∆q

- Cường độ dòng điện ở thời điểm t:

q i t

=

trong đó ZC gọi là dung kháng của mạch

- Định luật Ohm: (Sgk)

c So sánh pha dao động của u và i

+ i sớm pha π/2 so với u (hay u trễ pha π/2 so với i)

3 Ý nghĩa của dung kháng+ ZC là đại lượng biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện

+ Dòng điện xoay chiều có tần số cao (cao tần) chuyển qua tụ điện

dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần số thấp

+ ZC cũng có tác dụng làm cho i sớm pha π/2 so với u

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

Trang 40

- Cuộn cảm thuần là gì?

(Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có

điện trở không đáng kể, khi có dòng

điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm

sẽ xảy ra hiện tượng tự cảm.)

- Khi có dòng điện cường độ i chạy

qua cuộn cảm (cuộn dây dẫn nhiều

vòng, ống dây hình trụ thẳng dài,

hoặc hình xuyến…) → có hiện tượng

gì xảy ra trong ống dây?

- Trường hợp i là một dòng điện xoay

chiều thì Φ trong cuộn dây?

= 0) một điện áp xoay chiều, tần số

góc ω, giá trị hiệu dụng U → trong

mạch có dòng điện xoay chiều

- Điện áp hai đầu của cảm thuần có

biểu thức như thế nào?

- Hướng dẫn HS đưa phương trình u

về dạng cos

- Đối chiếu với phương trình tổng

quát của u → điện áp hiệu dụng ở hai

- HS nghiên cứu Sgk để trả lời

- Dòng điện qua cuộn dây tăng lên

→ trong cuộn dây xảy ra hiện

tượng tự cảm, từ thông qua cuộn

dây:

Φ = Li

- Từ thông Φ biến thiên tuần hoàn theo t

- Trở thành đạo hàm của i theo t

- Khi i tăng → etc < 0, tương đương với sự tồn tại một nguồn điện

- Là đơn vị của điện trở (Ω)

III Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

- Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể

1 Hiện tượng tự cảm trong mạch điện xoay chiều

- Khi có dòng điện i chạy qua 1 cuộn cảm, từ thông tự cảm có biểu thức:

Φ = Livới L là độ tự cảm của cuộn cảm

- Trường hợp i là một dòng điện xoay chiều, suất điện động tự cảm:

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	2,96 MB