giáo án 12 nâng cao tự chọn

giáo án 12 nâng cao tự chọn từ chương vật rắn đến dao động điện từ chi tiết

Trang 1

Chủ đề 1 : CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN (4 tiết) Tiết 1 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu cách xác định vị trí của vật rắn quanh một trục cố định.

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

Vẽ hình 1.3 a)

Yêu cầu học sinh nêu đặc

điểm của chuyển động quay

Vẽ hình 1.3 b)

Giới thiệu cách xác định vị

trí của vật chuyển động quay

Nêu các đặc điểm của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục

Ghi nhận cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay

Ghi nhận khái niệm tọa độ góc

b) Cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay

+ Chọn một đường mốc cố định OM trên vật

đi qua trục quay và vuông góc với trục quay

+ Chọn trục Ox nằm trong mặt phẵng vuông góc với trục quay và một chiều quay làm chiều dương

Vị trí của vật được xác định bằng góc ϕ mà đường mốc làm với trục Ox Góc ϕ gọi là tọa độ góc của vật

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu tốc độ góc của vật rắn quanh một trục cố định.

Yêu cầu học sinh nhắc lại

khái niệm vận tốc trung bình

và vận tốc tức thời trong

chuyển động thẳng

Giới thiệu tốc độ góc trung

bình và tốc độ góc tức thời

trong chuyển động quay

Yêu cầu học sinh nêu đơn vị

của tốc độ góc

Nhắc lại khái niệm vận tốc trung bình trong chuyển động thẳng

Ghi nhận khái niệm tốc độ góc trung bình

Nhắc lại khái niệm vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng

Ghi nhận khái niệm tốc độ góc tức thời

2 Tốc độ góc

a) Tốc độ góc trung bình

Tốc độ góc có thể dương hay âm tùy theo vật quay theo chiều dương hay ngược lại

Hoạt động3 (5 phút) : Tìm hiểu gia tốc góc của vật rắn quanh một trục cố định.

khái niệm gia tốc trung bình

và gia tốc tức thời trong

chuyển động thẳng

Giới thiệu gia tốc góc trung

bình và gia tốc góc tức thời

của tốc độ góc

Giới thiệu giá trị của tốc độ

góc và gia tốc góc trong

chuyển động quay biến đổi

đều khi chọn chiều dương

cùng chiều với chiều quay

Nhắc lại khái niệm gia tốc trung bình trong chuyển động thẳng

Ghi nhận khái niệm gia tốc góc trung bình

Nhắc lại khái niệm gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng

Ghi nhận khái niệm gia tốc góc tức thời

Nêu đơn vị của gia tốc góc

Ghi nhận giá trị của tốc độ góc và gia tốc góc trong chuyển động quay biến đổi đều

3 Gia tốc góc

a) Gia tốc góc trung bình

Nếu chọn chiều dương cùng chiều quay và

vật chuyển động quay biến đổi đều thì ω >

0, γ = hằng số và γ > 0 khi vật quay nhanh dần đều còn γ < 0 khi vật quay chậm dần đều

Trang 2

Hoạt động4 (5 phút) : Tìm hiểu các công thức của chuyển động quay biến đổi đều.

các công thức của chuyển

động thẳng biến đổi đều

Giới thiệu các công thức của

chuyển động quay biến đổi

đều

Nhắc lại các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều

Ghi nhận các công thức của chuyển động quay biến đổi đều

4 Các công thức của chuyển động quay biến đổi đều

Hoạt động 5 (10 phút) : Gia tốc của một điểm của một vật rắn trong chuyển động quay không đều.

đặc điểm của véc tơ gia tốc

trong chuyển động tròn đều

Yêu cầu học sinh nêu biểu

thức tính độ lớn của gia tốc

hướng tâm

Giới thiệu đặc điểm của véc

tơ gia tốc trong chuyển động

quay không đều

Dẫn dắt để các thành phần

của gia tốc và biểu thức tính

độ lớn của chúng trong

chuyển động quay không

đều

thức tính độ lớn của gia tốc

không đều

Nhắc lại đặc điểm của gia tốc trong chuyển động tròn đều

Nêu biểu thức tính độ lớn của gia tốc hướng tâm

Ghi nhận đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động quay không đều

Ghi nhận các thành phần của gia tốc và biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay không đều

Viết biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay không đều

5 Gia tốc của một điểm của vật rắn trong chuyển động quay không đều

a) Khi vật rắn quay đều Mọi điểm của vật rắn chuyển động tròn đều →vmỗi điểm chỉ thay đổi về hướng, không thay đổi độ lớn →a của mỗi điểm vuông góc với →v và hướng vào tâm của đường tròn nên gọi là gia tốc hướng tâm Gia tốc hướng tâm có độ lớn aht =

r

v2.b) Khi vật rắn quay không đều

Mọi điểm của vật rắn chuyển động tròn không đều →vthay đổi cả hướng lẫn độ lớn

→

a không vuông góc với →vmà làm thành một góc α với

Phân tích →a thành hai thành phần:

+ Thành phần vuông góc với →v:

aht =

r

v2 = ω2r+ Thành phần theo phương của →v:

at =

t

r t

Hoạt động 6 (10 phút) : Giải bài tập ví dụ.

Yêu cầu học sinh tính tốc độ

góc của đĩa tại thời điểm t =

18 giây, góc quay được và

số vòng quay được sau 18s

Tính tốc độ góc của đĩa tại thời điểm t = 18 giây, góc quay được và số vòng quay được sau 18s

II Bài tập ví dụ

Giải

Chọn chiều dương là chiều quay

a) Tốc độ góc của đĩa tại t = 18s là:

ω = ω0 + γt = 0,35.18 = 6,3(rad/s) Góc quay được sau 18s là:

ϕ = ϕ0 + ω0t +

2

1

γt2 = 2

10,35.182 = 56,7(rad) Số vòng quay được là :

Trang 3

Yêu cầu học sinh viết biểu

thức và suy ra để tính thời

điểm để đĩa dừng lại

Viết biểu thức và suy ra để tính thời điểm để đĩa dừng lại

n =

14 , 3 2

7 , 56

2 = π

ϕ

= 9 (vòng)b) Thời điểm để đĩa dừng lại

Ta có ω = ω0 + γ(t1 – t0) => t1 =

6 , 4 0

−

−+ 0 = 13(s)

Hoạt động 6 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 10,

11 sách TCNC

Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài

Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà

RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Tiết 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH

MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các đặc điểm của tốc độ góc, gia tốc góc và gia tốc của vật rắn

quay đều và quay biến đổi đều Viết các phương trình của vật rắn chuyển động quay

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu mối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc.

Ghi nhận khái niệm

I Lý thuyết

1 M ối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc

a) Xét quả cầu nhỏ khối lượng m quay trên đường tròn tâm O, bán kính r

Lực Ft gây ra cho vật momen quay:

Giới thiệu khái niệm momen

quán tính của vật

Giới thiệu phương trình động

lực học của chuyển động quay

Giới thiệu momen quán tính

của một số vật rắn đồng chất

Ghi nhận phương trình

Ghi nhận momen quán tính

2 Phương trình động lực học của chuyển động quay Momen quán tính

a) Momen quán tính

Đại lượng I = Σmi.r2

i đặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển động quay gọi là momen quán tính của vật

b) Phương trình động lực học của chuyển động quay

Trang 4

Yêu cầu học sinh xem hình

Ghi nhận momen quán tính của đĩa tròn hay hình trụ đặc, khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó

Ghi nhận momen quán tính của thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay là đường trung trực của thanh

Ghi nhận momen quán tính của thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay

đi qua một đầu và vuông góc với thanh

Ghi nhận momen quán tính của hình cầu đặc, khối lượng

m, bán kính R và có trục quay

đi qua tâm

rổng, có khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó

I = mR2

* Vật là một đĩa tròn hay hình trụ đặc, có khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó

I = 2

1

mR2

* Vật là một thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay là đường trung trực của thanh

I = 12

1

ml2

* Vật là một thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay đi qua một đầu và vuông góc với thanh

I = 3

2

mR2

Tiết 2.

Yêu cầu học sinh chọn chiều

dương để viết các phương

trình động lực học

Yêu cầu học sinh viết các

phương trình động lực học

cho các vật

Hướng dẫn để học sinh giải

hệ phương trình

Chọn chiều dương để viết các phương trình động lực học cho các vật

Viết các phương trình động lực học cho các vật

Giải hệ phương trình để tìm a, T1 và T2

a = Rγ (4) Giải ra ta được :

a =

2 1 2

1 2

1 )

R m m

g m m

+ +

−

;

T1 =

I m m R

I R m g m

+ +

+ ) (

) 2

(1 2 2

2 2

T2 =

I m m R

I R m g m

+ +

+ ) (

) 2

(1 2 2

2 1

Hoạt động 5 (5 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 15.

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D

Giải thích lựa chọn

Câu 1: BCâu 2: CCâu 3: ACâu 4: DCâu 5: ACâu 6: A

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

Trang 5

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang

16 sách TCNC Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà.

Trang 6

Tiết 3 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Viết phương trình động lực học của vật rắn quay Nêu biểu thức tính

momen quán tính của một số vật rắn đồng chất

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định.

thức tính động năng của quả

cầu

Dẫn dắt để đưa ra biểu thức

tính động năng của quả cầu

chuyển động quay

Dẫn dắt để đưa ra công thức

tính động năng của vật rắn

Ghi nhận công thức

1m(ωr)2 =

1

Iω2

b) Xét vật rắn mỏng, phẵng quay quanh trục qua tâm đối xứng và vuông góc với mặt phẵng của vật

Ta có : Wđ = Σ

2

1mivi2 = Σ

2

1mi(ωri)2 =

2

1ωΣmiri2 =

2

1

Iω2 c) Công thức Wđ =

2

1

Iω2 đúng cho tất cả các vật rắn có hình dạng bất kì

Hoạt động 3 (3 phút) : Tìm hiểu định lí biến thiên động năng.

thức dịnh lí động năng áp

dụng cho chất điểm

Giới thiệu định lí động năng

áp dụng cho vật rắn quay

Viết biểu thức dịnh lí động năng áp dụng cho chất điểm

Ghi nhận định lí động năng áp dụng cho vật rắn quay

2 Đ ịnh lí biến thiên động năng

Độ biến thiên động năng của một vật rắn quay quanh một trục bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật

1

Iω2

1 = A

Hoạt động 4 (6 phút) : Tìm hiểu ứng dụng của động năng của vật rắn quay.

Yêu cầu học sinh tìm ví dụ

trong thực tế ứng dụng động

năng quay

Giới thiệu công dụng của

bánh đà trong động cơ đốt

Ví dụ: Với động cơ đốt trong 4 kì thì trong

kì sinh công, công này làm tăng động năng của bánh đà Trong ba kì kia, bánh đà cung cấp động năng nó đã dự trử cho trục khuyu để pit tông vượt qua được điểm chết và động cơ chạy êm

Yêu cầu học sinh chọn mốc

thế năng

Yêu cầu học sinh xác định,

thế năng, động năng của các

vật lúc đầu

Chọn mốc thế năng

Xác định, thế năng, động năng của các vật lúc đầu

Giải

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có:m2gh = m1gh +

2

1(m1 + m2)v2 +

2 1

Iω2

Trang 7

Yêu cầu học sinh xác định

thế năng, động năng của các

vật lúc sau

thức định luật bảo toàn cơ

năng và suy ra để tính v

Xác định thế năng, động năng của các vật lúc sau

Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng và suy ra, thay số để tính vận tốc v

= m1gh +

2

1(m1 + m2)v2 +

2

1.2

1

mR2 22

R v

=> v2 =

2

) (

2

2 1

1 2

m m m

gh m m

+ +

−

=

75 , 3 5 , 26 18

3 8 , 9 ) 18 5 , 26 ( 2

+ + +

= 10,37 => v = 3,2(m/s)

Hoạt động 6 (6 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 19.

Câu 1: DCâu 2: ACâu 3: CCâu 4: D

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6, 7, 8

trang sách TB

Trang 8

Tiết 4 MOMEN ĐỘNG LƯỢNG Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Phát biểu và viết biểu thức định lý biến thiên động năng của vật rắn

quay quanh một trục cố định

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu momen động lượng.

phương trình động lực học

của vật rắn quay

Dẫn dắt để đưa ra dạng khác

của phương trình

Giới thiệu khái niệm

momen động lượng

của moomen động lượng

Nhắc lại phương trình động lực học của vật rắn quay

Ghi nhận phương trình

Ghi nhân khái niệm

Nêu đơn vị của moomen động lượng

I Lý thuyết

1 Momen động lượng

a) Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay

Phương trình M = I.γ có thể viết dưới dạng:

M = I

dt

dL I

dt

d dt

d ω = ( ω ) = Với L = Iω = mr2

L = Iω Đơn vị của momen động lượng là kgm2/s

Hoạt động 3 (5 phút) : Tìm hiểu định lí biến thiên momen động lượng.

định lí biến thiên momen

động lượng

Giới thiệu là xung lượng của

momen lực

Yêu cầu học sinh phát biểu

động lượng

Ghi nhận biểu thức định lí biến thiên momen động lượng

Phát biểu định lí biến thiên momen động lượng

2 Định lí biến thiên momen động lượng

Ta có: M = I

t

L t

Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hiểu định luật bảo toàn động lượng.

Giới thiệu định luật bảo toàn

động lượng

Yêu cầu học sinh tìm ví dụ

minh họa cho định luật bảo

toàn động lượng cho trường

hợp vật quay

Giới thiệu trường hợp bảo

toàn động lượng trong một

thời gian rất ngắn

Ghi nhận định luật

Tìm ví dụ minh họa cho định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp vật quay

Ghi nhận trường hợp bảo toàn động lượng trong một thời gian rất ngắn

3 Định luật bảo toàn động lượng

a) Định luật

Nếu tổng các momen lực tác dụng lên một vật (hay hệ vật) bằng thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) được bảo toàn

I1ω1 = I2ω2 hay Iω = hằng số

c) Chú ý

Nếu tổng đại số các momen lực tác dụng lên vật (hay hệ vật) khác không nhưng khoảng thời gian tác dụng ∆t của momen lực nhỏ đến mức có thể bỏ qua xung lượng của lực M.∆t, thì ta có thể coi momen động

Trang 9

lượng của vật (hay hệ vật) là bảo toàn trong khoảng thời gian đó.

Tiết 2.

Yêu cầu học sinh lập luận

để áp dụng định luật bảo

toàn động lượng

thức định luật bảo toàn động

lượng từ đó suy ra tốc độ góc

của quả cầu trên đường tròn

mới

Yêu cầu học sinh tính tốc độ

góc của quả cầu lúc đầu

Yêu cầu học sinh áp dụng

động lượng để tính công cuat

Tính tốc độ góc của quả cầu lúc đầu

Áp dụng định lí biến thiên momen động lượng để tính công cuat lực kéo dây

1 2 1 2

1 1

mr r

v mr I

25 , 0

8 , 0 4 , 0

=

r

v r

= 5,12 (rad/s)b) Công của lực kéo dây

Ta có: ω1 =

4 , 0

8 , 01

1 =

r

v

= 2 (ra/s) Theo định lí biến thiên momen động lượng

A = ∆Wđ =

2

1I2 2 2

ω - 2

1I1 2 1ω =

2 2

2

2ω r ω

= 2

1.0,12(0,252.5,122 – 0.42.22) = 0,06 (J)

Hoạt động 6 (5 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm.

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B

Câu 1 trang 23: CCâu 2 trang 23: CCâu 3 trang 23: BCâu 4 trang 23: ACâu 5 trang 24: CCâu 6 trang 24: D

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang

24 sách TCNC

Trang 10

Chủ đề 2 : DAO ĐỘNG CƠ (4 tiết) Tiết 5 - 6 BỔ SUNG VỀ CON LẮC LÒ XO Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo nằm ngang.

Hoạt động 2 (10 phút) : Tòm hiểu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

Vẽ hình 2.1

Yêu cầu học sinh nêu

cấu tạo của con lắc lò

xo treo thẳng đứng

Yêu cầu học sinh mô

tả chuyển động của

I Lý thuyết

1 Con lắc lò xo treo thẳng đứng

Gồm lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể, được treo vào một điểm cố định, còn vật có khối lượng m, được móc vào đầu dưới của lò xo

Kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vị trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông tay, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng

Hoạt động 3 (15 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học.

bằng của vật

Yêu cầu học sinh viết

phương trinh động lực học

dưới dạng véc tơ

Yêu cầu học sinh chiếu lên

trục Ox để tìm phương trình

động lực học dưới dạng đại

số

Yêu cầu học sinh kết luận

về dao động điều hòa của

cong lắc lò xo treo thẳng

Kết luận về dao động điều hòa của cong lắc lò xo treo thẳng đứng

2 Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học

a) Xác định vị trí cân bằng

Trong quá trình dao động, vật chịu tác dụng của trọng lực →P và lực đàn hồi →

dh

F của lò xo

Ở vị trí cân bằng ta có: →P + F→dh= →0 Chiếu lên trục Ox ta có:

mg – k∆l0 = 0 Với ∆l0 là độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng

b) Xác định hợp lực tác dụng vào vật

Ở vị trí có tọa độ x ta có: →P + F→dh= m→a Chiếu lên trục Ox ta có:

m

k Hợp lực tác dụng vào vật là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ: F = -kx

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình và đồ thị của dao động điều hòa.

Giới thiệu phương trình vi

phân của dao động điều hòa

Yêu cầu h/s nêu phương

trình của dao động điều hòa

Giới thiệu đồ thị li độ – thời

gian của dao động điều hòa

Giới thiệu đồ thị vận tốc –

Ghi nhận phương trình vi phân của dao động điều hòa

Nêu phương trình li độ của dao động điều hòa

Ghi nhận đồ thị li độ – thời gian của dao động điều hòa

Ghi nhận đồ thị vận tốc – thời

3 P hương trình và đồ thị của dao động điều hòa

a) Phương trình vi phân của dao động điều hòa

a = x’’ = - ω2x hay x’’ + - ω2x = 0

b) Phương trình của dao động điều hòa

Trang 11

thời gian của dao động điều

hòa

Giới thiệu đồ thị gia tốc –

thời gian của dao động điều

hòa

Yêu cầu học sinh dựa vào

đồ thị, nhận xét về độ lệch

pha giữa x v và a

gian của dao động điều hòa

Ghi nhận đồ thị gia tốc – thời gian của dao động điều hòa

Dựa vào đồ thị, nhận xét về độ lệch pha giữa li độ, vận tốc và gia tốc

Gia tốc:

Tiết 2

Hoạt động 1 (10 phút) : Tìm hiểu cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng.

thế năng và viết biểu thức

thế năng của con lắc

thức cơ năng của con lắc

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc

Giới thiệu đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc của thế năng,

động năng và cơ năng của

con lắc vào li độ

Chọn mốc thế năng và viết biểu thức thế năng của con lắc

Viết biểu thức cơ năng của con lắc

Ghi nhận sự bảo toàn cơ năng của con lắc

Ghi nhận đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng, động năng và cơ năng của con lắc vào li độ

4 Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng

a) Thế năng

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng ta có:

Wt = 2

1

mv2 Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn:

W = 2

1

kx2 + 2

1

mv2 = 2

1

kA2 = hằng số

Yêu cầu học sinh lập và giải

hệ phương trình để tìm chiều

dài ban đầu và độ cứng của

lò xo

Yêu cầu học sinh tính tần số

góc và chu kì của dao động

Yêu cầu học sinh chọn trục

tọa độ, gốc thời gian

Yêu cầu học sinh tìm biên

độ, pha ban đầu và viết

phương trình dao động

Yêu cầu học sinh tính vận

tốc của vật tại vị trí có li độ x

= 1cm

Yêu cầu học sinh tính cơ

Lập và giải hệ phương trình để tìm chiều dài ban đầu và độ cứng của lò xo

Tính tần số góc và chu kì của dao động

Chọn trục tọa độ, gốc thời gian

Tìm biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động

Tính vận tốc của vật tại vị trí có li độ x = 1cm

Tính cơ năng của vật dao

Bài 1

a) Ta có: m1g = k(l1 – l0) (m1 + m2)g = 2m1g = k(l2 – l0) => l2 – l0 = 2(l1 – l0)

=> l0 = 2l1 – l2 = 64 – 34 = 30 (cm)

k =

3 , 0 32 , 0

8 , 9 15 , 00 1

1

−

=

− l l

g m

= 73,5 (N/m)

b) ω =

15 , 0

5 , 731

14 , 3 2 2

= ω

π

= 0,28 (s) Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương từ trên xuống, gốc O tại vị trí cân bằng, ta có: Khi t = 0 thì x0 = 2cm và v0 = 0

Do đó: A = 2cm và ϕ = 0

Vậy phương trình dao động của vật là:

x = cos22,1t (cm)c) Ta có: v = ± ω A2 − x2 = ± 22 , 1 22 − 12 = 38 (cm/s)

Bài 2

Trang 12

năng của vật dao động.

tốc cực đại

Yêu cầu học sinh tính thế

năng và động năng tại vị trí

có li độ x = 2cm

tốc của vật tại vị trí có li độ x

= 2cm

Yêu cầu học sinh tính động

năng, thế năng và xác định

vị trí của vật khi nó có vận

tốc v = 0,1m/s

động

Tính vận tốc cực đại

Tính thế năng và động năng tại vị trí có li độ x = 2cm

Tính vận tốc của vật tại vị trí có li độ x = 2cm

Tính động năng, thế năng và xác định vị trí của vật khi nó có vận tốc v = 0,1m/s

1 W =

2

1

kA2 = 2

120.0,032 = 9.10-3 (J)

vmax =

5 , 0

10 9 2

120.0,022 = 4.10-3 (J)

Wđ = W – Wt = 9.10-3 – 4.10-3 = 5.10-3 (J)

b) v = ±

5 , 0

10 5 2

3 Wđ =

2

1

mv2 = 2

10,5.0,12 = 2,5.10-3 (J)

Wt = W – Wđ = 9.10-3 – 2,5.10-3 = 6,5.10-3 (J)

x = ±

20

10 5 , 6 2

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập từ 8 đến

11 trang 36 sách TCNC

Tiết 7 - 8 ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN CON LẮC VẬT LÍ Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo của con lắc đơn.

Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn.

b) Li độ góc và li độ cong

Để xác định vị trí con lắc đơn, người ta dùng li độ góc α và li độ cong s

c) Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ

α = α0cos(ωt + ϕ)

Trang 13

dao động điều hòa của con

Trong đó ω =

l

g và s = l.α (α tính ra rad)

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu lực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn.

Vẽ hình 2.15

các lực tác dụng lên vật

Yêu cầu học sinh phân tích

trọng lực →P thành hai thành

Ghi nhận lực hướng tâm

Ghi nhận lực kéo về

2 L ực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn

Khi con lắc có li độ góc α Ta phân tích trọng lực P→ thành hai thành phần →

Ta có: Pt = - mgsinα Nếu góc α nhỏ sao cho sinα ≈ α (rad) thì:

Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu năng lượng của con lắc đơn.

thế năng và viết biểu thức

tính thế năng của con lắc đơn

thức tính cơ năng của con lắc

đơn

Giới thiệu sự bảo toàn cơ

năng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng và viết biểu thức tính thế năng của con lắc đơn

Viết biểu thức tính cơ năng của con lắc đơn

Nêu giá trị các đại của thế năng và động năng của con lắc đơn khi nó dao động

3 Năng lượng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α (α ≤ 900) là:

W = 2

1

mv2 + mlg(1 - cosα) = hằng số

Rút kinh nghiệm

Trang 14

Tiết 2

Hoạt động 5 (20 phút) : Tìm hiểu con lắc vật lí.

Vẽ hình 2.16

Yêu cầu

học sinh mô

tả con lắc

vật lí

Yêu cầu h/s

xác định vị

trí cân bằng

Giới thiệu chu kì dao động

của con lắc vật lí

Giới thiệu các ứng dụng của

con lắc vật lí

Xem hình vẽ Mô tả cấu tạo của con lắc vật lí

Xác định vị trí cân bằng của con lắc vật lí

Ghi nhận chu kì dao động của con lắc vật lí

Ghi nhận các ứng dụng của con lắc vật lí

4 C on lắc vật lí

a) Thế nào là con lắc vật lí?

Con lắc vật lí gồm một vật rắn quay được xung quanh một trục cố định O nằm ngang không đi qua trọng tâm G của vật

Kéo nhẹ con lắc cho lệch khỏi vị trí cân bằng rồi thả ra thì con lắc dao động xung quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thảng đứng đi qua điểm treo O

b) Chu kì dao động

Khi dao động nhỏ, sinα ≈ α (rad), con lắc vật lí dao động điều hòa với chu kì:

T = 2π

mgd I

Trong đó I là momen quán tính của vật đối với trục quay, d là khoảng cách từ trọng tâm của vật đến trục quay

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí cân bằng (vmax)

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí cân

bằng

năng cho con lắc

Yêu cầu học sinh suy ra và

thay số để tính vận tốc của

vật ở vị trí có li độ góc α

Yêu cầu học sinh tính lực

căng của dây ở vị trí li độ

Tính lực căng của dây ở vị trí cân bằng

Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho con lắc

Suy ra và thay số để tính vận tốc của vật ở vị trí có li độ góc α

Tính lực căng của dây ở vị trí

li độ góc α

1 a) Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có:

W = 2

1

mv2 max= mgl(1 - cosα0)

=> vmax = 2 gl ( 1 − cos α0 = )

2

3 1 ( 1 8 , 9

1

63 , 2 05 ,

= 0,62 (N)b) Tại vị trí có li độ góc α ta có:

T = mg +

l

mv2 = 0,05.9,8 +

1

5 , 1 05 ,

= 0,6 (N)

Trang 15

Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc Tính chu kì dao động của con lắc 2 T = 2π g l = 2.3,14 9 1 , 8 = 2 (s)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 41,

42 sách TCNC

Chủ đề 3 : SÓNG CƠ (4 tiết) Tiết 9 - 10 PHƯƠNG TRÌNH SÓNG SÓNG DỪNG Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nêu định nghĩa sóng cơ và các khái niệm sóng ngang, sóng dọc Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình sóng.

Dẫn dắt để đưa ra phương

trình sóng tại điểm M

thức liên hệ giữa λ, T, và ω

thời gian sóng truyền từ O

đến M

Lập luận để thấy được

phương trình sóng có tính

chất tuần hoàn theo thời gian

và không gian

Nêu biểu thức liên hệ giữa λ,

λ

πx 2) Với λ = vT = v

ω

π 2 Phương trình sóng có tính chất tuần hoàn theo thời gian với chu kì T

Phương trình sóng có tính chất tuần hoàn trong không gian với chu kì λ

Như vật sóng là một quá trình tuần hoàn theo thời gian và trong không gian

Hoạt động 3 (30 phút) : Tìm hiểu sóng dừng.

định nghĩa sóng dừng

đặc điểm của sóng phản xạ

trên vật cản tự do và trên vật

cản cố định

Giới thiệu vị trí của bụng

sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với hai đầu cố

định

Yêu cầu học sinh về nhà đọc

Nhắc lại định nghĩa sóng dừng

Nhắc lại đặc điểm của sóng phản xạ trên vật cản tự do và trên vật cản cố định

Ghi nhận vị trí của bụng sóng và nút sóng khi có sóng dừng trên dây với hai đầu cố định

Về nhà đọc sgk để hiểu được

* Vị trí của bụng sóng và nút sóng:

+ Bụng sóng ứng với những điểm dao động với biên độ cực đại nằm cách đầu cố định những khoảng bằng số nguyên lẻ lần

4

λ.+ Nút sóng ứng với những điểm dao động

Trang 16

sgk để hiểu được cách tìm vị

trí bụng sóng và nút sóng

Giới thiệu vị trí của bụng

sóng và nút sóng khi có sóng

dừng trên dây với một đầu cố

định và một đầu tự do

Yêu cầu học sinh nêu điều

kiện để có sóng dừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố định

và một đầu tự do

cách tìm vị trí bụng sóng và nút sóng

Ghi nhận vị trí của bụng sóng và nút sóng khi có sóng dừng trên dây với một đầu cố định và một đầu tự do

Nêu điều kiện để có sóng dừng khi :

Trên dây có hai đầu cố định

Trên dây có một đầu cố

với biên độ cực tiểu nằm cách đầu cố định những khoảng bằng số nguyên lần

2

λ.+ Nếu sợi dây có một đầu cố định và một đầu tự do thì:

Các bụng sóng nằm cách đầu tự do những khoảng: d’ = k

2

λ Các nút sóng nằm cách đầu tự do những khoảng: d’ = (2k + 1)

4

λ

* Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây:

+ Hai đầu cố định: l = k

2

λ

+ Một đầu cố định một đầu tự do: l = k

4

λ .(l là chiều dài sợi dây)

Yêu cầu học sinh giải thích

hiện tượng

Hướng dẫn học sinh tìm

bước sóng và vận tốc truyền

sóng

Hướng dẫn học sinh tìm

khoảng cách cần dịch chuyển

để không còn nghe thấy âm

Giải thích hiện tượng

Tìm bước sóng và vận tốc truyền sóng

Tìm khoảng cách cần dịch chuyển để không còn nghe thấy âm

a) Sóng do âm thoa tạo ra truyền vào trong ống, gặp pit- tông là vật cản cố định sẽ phản xạ trở lại Nếu sóng tới giao thoa với nhau tạo ra sóng dừng mà ngay tại miệng ống có một cực đại thì âm nghe rỏ nhất, ngược lại nếu ở miệng ống có cực tiểu thì hầu như không nghe được âm

λ = 4

76 0

= 0,19 (m) thì ở miệng ống có một nút sóng và sẽ không nghe thấy âm

Yêu cầu hs giải thích lựa chọn Giải thích lựa chọn

Câu 1 trang 53: CCâu 2 trang 53: DCâu 3 trang 54: CCâu 4 trang 54: ACâu 5 trang 54: DCâu 6 trang 54: CCâu 7 trang 54: B

Yêu cầu học sinh về nhà giải bài tập 8 trang 54

sách TCNC

Tiết 15 - 16 HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE (DOPPLER)

Trang 17

Tiết 1

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các đặc trưng sinh lí của âm và cho biết độ cao của âm gắn liền

với đặc trưng vật lí nào của âm

Từ kết quả kiểm tra bài cũ, g/v đặt vấn đề như trong bài

Hoạt động 2 (10 phút) : tìm hiểu định nghĩa hiệu ứng Đốp-ple.

Giới thiệu hiệu ứng Đốp-ple

trong sóng cơ

I Lý thuyết

1 Định nghĩa

Hiện tượng tần số của âm mà máy thu nhận được khác với tần số của âm mà nguồn âm phát ra khi có sự chuyển động tương đối giữa nguồn âm và máy thu gọi là hiệu ứng Đốp-ple trong sóng cơ

Hoạt động 3 (15 phút) : Tìm hiểu hiệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu lại gần nhau.

tính tần số âm mà máy thu

nhận được khi nguồn và máy

thu chuyển động lại gần

nhau

Ghi nhận biểu thức tính tần số âm mà máy thu nhận được khi nguồn và máy thu chuyển động lại gần nhau

2 H iệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu lại gần nhau

Khi nguồn âm và máy thu lại gần nhau với vận tốc tương đối vM thì tần số f’ của âm mà máy thu nhận được sẽ lớn hơn tần số f của âm do nguồn phát ra

f’ = f(1 +

v

vM

) ; vM > 0

Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu hiệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu ra xa nhau.

tính tần số âm mà máy thu

nhận được khi nguồn và máy

thu chuyển động ra xa nhau

Yêu cầu học sinh gộp thành

công thức tổng quát cho cả

hai trường hợp

Đưa ra ví dụ cho học sinh áp

dụng để quen với qui ước

dấu

Ghi nhận biểu thức tính tần số âm mà máy thu nhận được khi nguồn và máy thu chuyển động ra xa nhau

Gộp thành công thức tổng quát cho cả hai trường hợp

Tính tần số âm trong các ví dụ mà thầy cô đưa ra

3 H iệu ứng Đốp-ple trong trường hợp nguồn và máy thu ra xa nhau

Khi nguồn âm và máy thu chuyển động ra

xa nhau với vận tốc tương đối v’M thì tần số f’ của âm mà máy thu nhận được sẽ nhỏ hơn tần số f của âm do nguồn phát ra

f’ = f(1 -

v

v 'M) ; v’M > 0

Ta có thể gộp thành công thức chung cho cả hai trường hợp:

f’ = f(1 +

v

vM

) Với qui ước: vM > 0 khi nguồn và máy thu lại gần nhau; vM < 0 khi nguồn và máy thu

ra xa nhau

Tiết 2

của âm khi ôtô chạy lại gần

của âm khi ôtô chạy ra xa

Tính tần số của âm khi ôtô chạy lại gần

Tính tần số của âm khi ôtô chạy ra xa

Bài tập ví dụ sgk

a) Khi ôtô chạy lại gầnf’ = f(1 +

Trang 18

của tín hiệu phản hồi

của tiếng còi mà người đứng

bên lề đường nghe thấy

của tiếng còi mà người ngồi

trong xe M1 nghe thấy

Tính tần số của tín hiệu phản hồi

Tính tần số của tiếng còi mà người đứng bên lề đường nghe thấy

Tính tần số của tiếng còi mà người ngồi trong xe M1 nghe thấy

f’= f(1+

v

vM

2) = 1000(1+

340

10 2) = 1058 (Hz)

Câu 1 trang 59: CCâu 2 trang 59: DCâu 3 trang 59: DCâu 4 trang 59: A

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 7, 8

trang 60 sách TCNC

Trang 19

Chuỷ ủeà 4 : DOỉNG ẹIEÄN XOAY CHIEÀU (5 tieỏt) Tieỏt 17 - 18 MOÄT SOÁ BAỉI TAÄP VEÀ MAẽCH ẹIEÄN XOAY CHIEÀU Tieỏt 1

Phiếu học tập:

1 Chọn câu Đúng

A Tụ điện cho cả dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều đi qua

B hiệu điện thế giữa hai bản tụ biến thiên sớm pha π /2 đối với dòng điện

C Cờng độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều qua tụ điện tỉ lệ nghịch với tần số dòng điện

D Dung kháng của tụ điện tỉ lệ nghịch với chu kỳ của dòng điện xoay chiều.

2 Phát biểu nào sau đây Đúng đối với cuộn cảm?

A Cuộn cảm có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều, không có tác dụng cản trở dòng điện một chiều

B Hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thuần cảm và cờng độ dòng điện qua nó có thể đồng thời bằng một nửa các biên độ tơng ứng của nó

C Cảm kháng của cuộn cảm tỉ lệ nghịch với chu kỳ của dòng điện xoay chiều

D Cờng độ dòng điện qua cuộn cảm tỉ lệ với tần số dòng điện.

3 dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch chỉ có cuộn cảm hay tụ điện hau cuộn cảm giống nhau ở điểm nào?

A Đều biến thiên trễ pha π /2 đối với hiệu điện thế ở hai đầu đoạn mạch.

B Đều có cờng độ hiệu dụng tỉ lệ với hiệu điện thế hiệu dụng ở hai đầu đoạn mạch.

C Đều có cờng độ hiệu dụng tăng khi tần số dòng điện tăng.

D Đều có cờng độ hiệu dụng giảm khi tần số điểm điện tăng.

4 Phát biểu nào sau đây là đúng với mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện?

A Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π/2

B Dòng điện sớm pha hơn hiệu điện thế một góc π /4.

C Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π /2.

D Dòng điện trễ pha hơn hiệu điện thế một góc π /4.

5 Cách phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên sớm pha π /2 so với hiệu điện thế.

B Trong đoạn mạch chỉ chứa tụ điện, dòng điện biến thiên chậm pha π /2 so với hiệu điện thế

C Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, dòng điện biến thiên chậm pha π /2 so với hiệu điện thế.

D Trong đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm, hiệu điện thế biến thiên sớm pha π /2 so với dòng điện trong mạch 6.Đoạn mạch RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hởng Tăng dần tần số của dòng điện và giữ nguyên các thông số khác của mạch, kết luận nào dới đây không đúng?

A Cờng độ dòng điện giảm, cảm kháng của cuộng dây tăng, hiệu điện thế trên cuộn dây không đổi

B Cảm kháng của cuộn dây tăng, hiệu điện thế trên cuộn dây thay đổi.

C Hiệu điện thế trên tụ giảm.

D Hiệu điện thế trên điện trở giảm.

7 Đặt vào hai đầu tụ điện C 10 4( F )

A I = 2,2A B I = 2,0A C I = 1,6A D I = 1,1A.

9 Đặt vào hai đầu tụ điện 10 ( )

4

F C

Trang 20

Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ: Nhắc lại phương pháp dùng giãn đồ véc tơ để tổng hợp hai dao động

điều hòa cùng phương cùng tần số

Hoạt động 2 (10 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ véc tơ.

Giới thiệu cách biểu diễn

các đại lượng điện xoay

chiều tức thời bằng véc tơ

quay

Vẽ giãn đồ véc tơ cho đoạn

mạch gồm R, L, C mắc nối

tiếp theo qui tắc đa giác:

Ghi nhận cách biểu diễn các đại lượng điện xoay chiều tức thời bằng véc tơ quay

Ghi nhận cách vẽ giãn đồ véc

tơ biểu diễn các đại lượng điện xoay chiều tức thời theo qui tắc đa giác

I Lý thuyết

1 Phương pháp giãn đồ véc tơ

+ Mỗi đại lượng điện xoay chiều tức thời như cường độ dòng điện i, điện áp u, … được biểu diễn bằng một véc tơ quay

+ Các véc tơ quay được vẽ trên cùng một giãn đồ, sau khi đã chọn một trục gốc ∆ thích hợp

Nếu mạch điện gồm các phần tử mắc nối tiếp thì chọn trục gốc ∆ trùng với véc tơ biểu diễn cường độ dòng điện →I , còn các véc tơ điện áp thì được cộng lại:

→

U = →1

U + →

2

U + … + U→n Có thể vẽ véc tơ tổng bằng cách áp dụng liên tiếp qui tắc hình bình hành, nhưng nên sử dụng cách vẽ thành hình đa giác thì thuận lợi hơn

Nếu giãn đồ véc tơ có dạng hình học đặc biệt, ta có thể dựa vào những công thức hình học để giải bài tập một cách ngắn gọn

Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu các mạch điện đơn giãn.

mối liên hệ giữa u và i trên

đoạn mạch chỉ có R

đoạn mạch chỉ có L

đoạn mạch chỉ có C

đoạn mạch có R, L và C mắc

2 C ác mạch điện đơn giãn

+ Mạch thuần điện trở: u cùng pha với i:

U = IR+ Mạch chỉ có cuộn cảm thuần: u sớm pha 2

ϕ so với i: U = IZ Trong đó:

Z = R2 + ( ZL − ZC)2 ; tanϕ =

R

Z

ZL − C

Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

đồ véc tơ cho đoạn mạch AB

Hướng dẫn học sinh vẽ giãn

Vẽ giãn đồ véc tơ

Dựa và giãn đồ véc tơ tính UL và UR

Vẽ giãn đồ véc tơ

Bài 1

Ta có: UAB = UAD Giãn đồ có dạng là một tam giác cân có đáy là UC, đường cao là UR Dựa vào giãn đồ véc tơ ta có:

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	2,94 MB