Giáo án VL 12 mới chương II

+ Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên đo,ä pha , pha ban đầu là gì +Viết được phương trình dao động điều hòa –công thức vận tốc gia tốc +Vẽ được đồ thị của li độ theo thời

Chương I : DAO ĐỘNG CƠ Tiết 1-2 DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

I Mục tiêu bài dạy :

+ Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà

+ Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên đo,ä pha , pha ban đầu là gì

+Viết được phương trình dao động điều hòa –công thức vận tốc gia tốc

+Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với hpa ban đầu bằng không

II Chuẩn bị của giáo viên và học sinh : Con lắc lò xo.

III Tiến trình bài dạy :

1) Giảng bài mới : (TIẾT 1 )

GV:

- Nêu một vài ví dụ về

chuyển động dao

-Giá trị hàm cos nằm

trong khoảng nào ?

-Suy ra giá trị của x

nằm trong khoảng nào

?

-Tìm mối liên hệ giữa

chuyển động tròn đều

và dao động điều

2 Dao động tuần hoàn.

Dao động tuần hoàn là dao động mà sau nhữngkhoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vịtrí cũ theo hướng cũ

II PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Ví dụ :-Xét một điểm M chuyển động tròn đều với vận tốcgóc ω,theo chiều dương ( ngược chiều kim đồng hồ )trên quĩ đạo tròn tâm O bán kính OM = A

- Ở thời điểm t = 0 : điểm M ở vị trí Mo xác định bởigóc ϕ

-Ở thời điểm t bất kỳ : là Mt xác định bởi góc (ωt +ϕ)

-Hình chiếu của Mt xuống trục Ox trùng với đườngkính của đường tròn là P có tọa độ :

x = OP= Acos (ωt + ϕ) Điểm P dao động điều hòa

A , ,ω ϕ là các hằng số

2) Định nghĩa dao động điều hòa :

Là đao động trong đó li độ cuả vật là một hàm côsin(hay sin )của thời gian

3)Ý nghĩa các đại lượng trong phương trình :

Trong phương trình dao động điều hòa : x = Acos(ωt+ ϕ)

+xmax =A > 0 : biên độ dao động + (ωt + ϕ) : Là pha dao động tại thời điểm t bất kỳ.+ ϕ (rad) : là pha ban đầu của dao động( t = 0)+ ω (rad/s) : Là tần số góc

4) Chú ý : a) Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều :

Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển

x

P 2

wt ϕ

động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó

b) Phương trình dao động điều hòa : x = Acos(ωt +

ϕ)Quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động vàchiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc

-Nhận xét chiều của

véc tơ gia tốc a và li

độ x ?

-Hướng dẫn Hs vẽ đồ

thị dao động điều hịa

III/ CHU KỲ TẦN SỐ TẤN SỐ GĨC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

1) Chu kỳ ( T ): thời gian để vật thực hiện một dao

V – ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

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

IV-CỦNG CỐ

1) Mối liên hệ giữa dao động điều hịa và chuyển động trịn đều thể hiện ở chổ nào ?

2) Một vật dao động điều hịa : x = Acos(ωt + ϕ)

a) Lập cơng thức vận tốc ? gia tốc ?

b) Ở vị trí nào thì vận tốc bằng 0 ? ở vị trí nào thì gia tốc bằng 0?

c) Ở vị trí nào vận tốc cĩ độ lớn cực đại ? gia tốc cực đại ?

d) Tìm cơng thức liên hệ giữa x và v ? a và v ?

-A

• Viết đuợc : -Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa

-Công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo –công thức thế năng –động năng –cơ năng

- Giải thích tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa

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

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

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

II-CHUẨN BỊ : Con lắc lò xo dao động theo phương ngang

III- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

1) Kiểm tra bài củ :

gắn vào vật nhỏ có khối lượng m –Vật m trượt không ma sát trên mp ngang

2) Vị trí cân bằng : lò xo không biến dạng

Kéo vật m khỏi vị trí CB rồi buông tay

II- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC

1) Ở vị trí x bất kỳ : N P Ouur ur ur+ =Lực đàn hồi lò xo : F = - Kx Định luật 2 Niutơn : F = ma = -Kx ⇒ a = -

K x m

3) Lực kéo về ( lực phục hồi ) : Lực luôn

hướng về vị trí cân bằng Có độ lớn tỉ lệ với li

độ x là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điềuhòa

Đặt vấn đề :

Trong qúa trình dao động

của con lắc lò xo thế

năng và động năng biến

đổi như thế nào ?

Cơ năng có bảo toàn hay

không ?

Công thức như thế nào ?

Hoc sinh : Xây dựng công

thức định luật bảo toàn cơ năng ?

Công thức động năng ?Thế năng ?

-Nhận xét kết quả ?

III- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1)Thiết lập công thức :

Động năng của con lắc: Wđ = 1 2

2mvThế năng của con lắc : Wt = 1 2

2kx

Cơ năng của con lắc: W= 1 2

2mv +1 2

2kxĐịnh luật bảo toàn : W =

2 2 2

2kA = 2mω A =hs

2) Kết luận : Cơ năng của con lắc tỉ lệ với

bình phương của biên độ dao động

• Nêu được cấu tạo của con lắc đơn -Nêu điều kiện để con lắc đơn đao động điều hòa

• Viết công thức chu kỳ ; công thức tính thế năng cơ năng của con lắc đơn

• Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn

• Nêu được định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng con lắc khi dao động

• Nêu được ứng dụng xác định gia tốc rơi tự do , giải bài tập

II- CHUẨN BỊ

1) Giáo viên : con lắc đơn 2) Học sinh :Ôn kiến thức phân tích lực

III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY

1) Kiểm tra bài cũ :

2) Bài mới :

c

phương tiếp tuyến với

quỹ đạo là lực kéo về vị

trí cân bằng (nói chung

dao động chưa phải là

dao động điều hòa )

Chỉ khi α nhỏ sin

s

α α≈ =

l con lắc đơn

mới dao động điều hòa

-Nêu phương trình dao

động điều hòa con lắc

đơn ?

-Công thức chu kỳ ? nhận

xét ?

-Đặt vấn đề : khảo sát

năng lượng dao động con

lắc đơn ? Có bảo toàn hay

= ma Với α nhỏ sinα α≈ = s

2mv

2-Thế năng ( Chọn gốc thế năng là

VTCB ) ở góc lệch α bất kỳ : Wt =(1 cos )

mgl − α

3-Thế năng biến đổi thành động năng và

ngược lại trong quá trình dao động Nhưng

cơ năng bảo toàn : W =

2 2

4

g T

π

= làm TN nhiều lần mỗi lần rút ngắn chiều dài

l

H

IV-CỦNG CỐ :

1-Chu kỳ con lắc đơn thay đổi như thế nào ? khi tăng chiều dài 2 lần và giảm gia tốc 2 lần ( chu kỳ tăng 2

lần )

2-Ơ vị trí nào động năng cực đại ? Thế năng cực đại ?

3-Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường )

A.Khi vật nặng qua vị trí biên ,cơ năng của con lắc bằng thế năng

B.Chuyển động của con lắc từ vị trí biên về vị trí cân bằng là nhanh dần

C Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng , thì trọng lực tác dụng lên vật cân bằng với lực căng dây

D.Với dao động nhỏ thì dao động của con lắc là dao động điều hòa ( Chọn C )

V-DẶN DÒ :

TIẾT 5 DAO ĐỘNG TẮT DẦN –DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I- MỤC TIÊU

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

• Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng Nêu ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

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

• Vận dụng hiện tượng cộng hưởng để giải thích hiện tượng vật lý và giải bài tập

II- CHUẨN BỊ

1-Giáo viên :Chuẩn bị thêm một số ví dụ về cộng hưỏng có hại và có hại

2-Học sinh : Ôn tập về cơ năng con lắc : W = 1 2 2

2mω A

III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY

1-Kiểm tra bài cũ :

2-Bài mới :

Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

2) Giải thích :

Do lực cản của môi trường ( Fms ) làm tiêuhao cơ năng của con lắc ,chuyển hóa thành nhiệt năng ⇒A giảm dần và dừng lại

2) Dao động con lắc đồng hồ là dao đông

duy trì ( Nhờ dây cót –Pin cung cấp nănglượng bù phần năng lượng tiêu hao do masát)

III- DAO ĐỘNG CUỠNG BỨC 1) Thế nào là dao động cưỡng bức ?

Là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hòan

2) Đặc điểm : a) Có biên độ không đổi và có tần số f

bằng tần số của lực cưỡng bức

b) Biên độ dđcb không chỉ phụ thuộc vào

biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào độ chêch lệch giữa f của lực cưỡng bức và f0 hệ Khi f lực cưỡng bức càng gần f0 thì biên độ dđcb càng lớn

IV- HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG 1-Định nghĩa :

Hiện tượng biên độ dđcb tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f0 của hệ

+ĐKCH : f = f0

2) Giải thích :

Khi f = f0 ⇒hệ được cung cấp năng lượng nhịp nhàng đúng lúc ⇒biên độ hệ tăng lên

đạt cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượngbằng tốc độ cung cấp năng lượng

3) Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :

-Xậy dựng nhà , cầu ,khung xe không để cho hệ chịu tác dụng các lực cưỡng bức mạnh có f = f0 dẫn đến hư, gãy,công trình

-Hộp đàn ghita viôlon có hộp công

x

t

O

h.ax

a

t

b

IV-CỦNG CỐ :

1-Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc :

A.pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

B biên độ ngoại lực tuần hòan tác dụng lên vật

C.tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật

D hệ số lực cản ( của ma sát nhớt )tác dụng lên vật

( Chọn A )

2- Một xe ô tô chạy trên đường cứ cách 8 m lại có một cái mô nhỏ Chu kỳ dao động tự do của khung xe trên

các lò xo là 1,5 s Xe chạy với vận tốc nào thì bị rung mạnh nhất?

Bài 2: Con lắc lò xo treo trên toa xe lửa đang chạy thẳng đều với vận tốc v = 4m/s, con lắc bị kích động khi

qua chổ nối hai thanh ray Cho mỗi đoạn ray dài 4m, khối lượng vật m = 100g

Tìm độ cứng k của lò xo để con lắc dao động với biên độ lớn nhất

TIẾT 6 TỖNG HỌP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I- MỤC TIÊU

• Biểu diễn được phương trình của dao động điều hòa bằng một véctơ quay

• Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp

II- CHUẨN BỊ

1) Giáo viên : Các hình vẽ 5-1;5-2 SGK

2) Học sinh : Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một véctơ xuống hai trục tọa độ

II- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY

1) Kiểm tra bài cũ :

và không biến dạng khi

quay Véc tơ tổng OM uuuur

HS : Dựa vào định lý cosin

Áp dụng cho tam giác OMM1

để tính A ?

I-VÉCTƠ QUAY

x A= cos(ω ϕt+ ) được biểu diễn bằng một

véctơ quay OMuuuurvẽ tại thời điểm ban đầu ,có những đặc điểm sau :

- Có độ dài OM = A-Có gốc tại tọa độ 0x -Tại t = 0 ϕ =(OM Oxuuuur· ; )( chọn chiều + là chiều + của đường tròn lượng giác )

II- PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỔ FRE-NEN 1) Đặt vấn đề :

Tìm dao động tổng hợp 2 dao động điều cùng phương , cùng tần số sau :

1 1cos( 1)

x = A ω ϕt+ và x2 =A2cos(ω ϕt+ 2) Dao động tổng hợp : x x= +1 x2

2) Phương pháp giản đồ Fre-nen:

Vậy: véc tơ OM uuuur

biểu diễn cho dao động tổnghợp và có dạng: x = Acos(ωt + ϕ)

3) Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

a Biên độ: Tam giác OMM1 cho :

3 4 2.3.4.cos 60 6,08 6,1

0 0

IV-CỦNG CỐ :

1-Nêu ảnh hưởng của độ lệch pha ( ϕ ϕ2− 1) đến biên độ của dao động tổng hợp trong các trường hợp:a) 2 dao độn cùng pha

b) 2 dao động ngược pha

c) 2 dao động có pha vuông góc

(ϕ ϕ2− 1 = 2 )

± +

2) Hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số

Có biên độ lần lượt là 8 cm và 12 cm Biên độ dao động tổng hợp chỉ có thể là :

A A= 2 cm B A = 3 cm

C A = 5 cm D A= 21 cm

Chọn ( C )

V-DĂN DÒ :

TIẾT 8 GIAO THOA SÓNG

I- MỤC TIÊU

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

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

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

II- CHUẨN BỊ

1) Giáo viên : Thí nghiệm Hình 8-1 SGK 2) Học sinh : Ôn lại phần tổng hợp hai dao động

III- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1) Kiểm tra bài cũ :

nhau của hai sóng

triệt tiêu lẫn nhau

II- CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU 1-Dao động của một điểm trong vùng giao thoa :

-Cho 2 nguồn S1 và S2 có cùng f , cùng pha :Phương trình dao động tại 2 nguồn :

u1 u2 Acos t Acos2 t

T

πω

-Xét điểm M cách S1và S2 một đoạn :

d1 = S1M và d2 = S2M -Coi biên độ bằng nhau và không đổi trong quá trình truyền sóng

-M dao động với biên

độ cực đại khi nào ?

-M dao động với biên

độ cực tiểu khi nào ?

(Hai dao động ngược

III- ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP

• Điều kiện : Hai sóng nguồn kết hợp

IV-CỦNG CỐ

-Nêu công thức xác định vị trí các cực đại vá các cực tiểu giao thoa ?

-Điều kiện để có giao thoa ?

V-DẶN DÒ

Bài 9 SÓNG DỪNG

Tiết : 15 I-MỤC TIÊU

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

• Giải thích được hiện tượng sóng dừng

• Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp có hai đầu

cố định và dây có một đầu cố định , một đầu tự do

• Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong hai trường hợp trên –Giải bài tập đơn giản sóng dừng

II- CHUẨN BỊ

1) Giáo viên: Chuẩn bị các TN hình 9-1; 9-2 SGK 2) Học sinh : Đọc kĩ bài 9 SGK

III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY

1) Kiểm tra bài cũ :

⇒biến dạng dây hướng

lên trên và truyền từ P

đến Q Đến Q nó phản xạ

trở lại từ Q đến P nhưng

I- PHẢN XẠ CỦA SÓNG 1) Phản xạ của sóng trên vật cản cố định :

a) TN : b) Kết luận :

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

-Khi phản xạ trên vật cản cố định , sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng

k

biến dạng của dây hướng

b) Kết luận :

Khi phản xạ trên vật cản tự do , sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm tới

II- SÓNG DỪNG 1) Sóng dừng : a)TN :

-Cho đầu P dao động liên tục sóng tới

và sóng phản xạ liên tục gặp nhau và giao thoa với nhau vì chúng là các sóng kết hợp

-Trên dây có những điểm luôn đứng yên(nút) và những điểm dao động với biên

số nút = k +1

Bài 10 - ĐẶC TRƯNG VẬT LÝ CỦA ÂM

Tiết :16 I- MỤC TIÊU

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

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

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

II- CHUẨN BỊ

1) Giáo viên : Làm các TN trong SGK 2) Học sinh : Ôn các đơn vị N/ m2 ; W/m2

III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY

BA

h1.a

BA

h2

1) Kiểm tra bài cũ :

GV: Âm nghe được ? hạ

âm ? siêu âm ?

-Âm truyền được trong

các môi trường nào ?

I- ÂM -NGUỒN ÂM

1) Âm là gì ? -Âm là những sóng âm truyền

trong các môi trường rắn ,lỏng ,khí , khi đến tai gây cảm giác âm.

-Sóng âm là những sóng cơ học truyền trong

3) Âm nghe được , hạ âm, siêu âm:

-Âm nghe được (âm thanh)là những âm có tác dụng gây ra cảm giác âm Có f từ 16 Hz đến 20.000Hz

-Hạ âm : có f < 16Hz -Siêu âm : có f > 20.000Hz

4 ) Sự truyền âm a) Môi trường truyền âm :

-Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng ,khí

-Âm không truyền được trong chân không

1) Tần số : Là một trong những đặc trưng quan

-Đơn vị I ( W/m2 )

b) Mức cường độ âm ( L ): là lôga thập phân tỉ

số I và I0

0

lg I

L I

3) Âm cơ bản và họa âm :

-Khi nhạc cụ phát một âm có tần số f0 (âm cơ bản) thì cũng đồng thời phát ra các âm có tần số

-Tổng hợp đồ thị dao động của các họa âm gọi

là đồ thị dao động của nhạc âm đó

-Vậy : đặc trưng vật lí thứ ba của âm là đồ

thị dao động của âm đó.

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

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

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

1) Kiểm tra bài cũ : 1) Sóng âm là gì ? Âm nghe được ? siêu âm? Vận tốc âm phụ thuộc vào cái

Cảm giác mà âm gây cho

cơ quan thính giác không

chỉ phụ thuộc các đặc

trưng vật lí mà còn ohụ

thuộc sinh lí tai người

.Tai phân biệt các âm

khác nhau nhờ ba đặc

trưng sinh lí của âm là

:độ cao , độ to , âm sắc

-Độ to của âm không tăng

theo I mà tăng theo L

-Âm do âm thoa , sáo kèn

săcxô cùng phát ra

nốt La nhưng ta vẫn phân

biệt được chúng vì có âm

sắc khác nhau

-Nếu ghi đồ thị dao động

của 3 âm ta sẽ được 3 đồ

3

12,5 1680.10

v

mm f

/ 6

Đường biểu diễn daođộng của

âm la ( f = 440Hz) phát ra bởi:

a.Âm thoa

b.Sáo

c.Kèn săcxô