bam-sat-12.cb.chuongI

+ Hình thành kỹ năng tính các đại lượng trong dao động điều hòa.. + Hình thành kỹ năng giải dạng toán viết phương trình dao động , tìm thời điểm vật qua một vị trí bất kỳ.. 2 H Đ 2: giải

Trang 1

Chương I : Dao động cơ

BS1 : Củng cố dao động điều hòa

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố các khái niệm biên độ , tần số , tần số góc , chu kỳ , pha , pha ban đầu của dao

động điều hòa

+ Hình thành kỹ năng tính các đại lượng trong dao động điều hòa

+ Hình thành kỹ năng giải dạng toán viết phương trình dao động , tìm thời điểm vật qua

một vị trí bất kỳ

*Trọng tâm: Kỹ năng giải dạng toán viết phương trình dao động.

II-CHUẨN BỊ : + Thầy : giáo án

+ Trò : Giải các bài tập trong SBT 1.3,1.4,1.5,1.7

III- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC :

1) H Đ 1:Tóm tắt kiến thức kết hợp kiểm tra bài cũ(10ph):

Dao động điều hoà

1 Li độ: x = Acos(t + ) trong đó A, , là các hằng số

2 Vận tốc: v = x’ = -Asin(t + )

Vận tốc có độ lớn đạt giá trị cực đại vmax = A khi x = 0

Vận tốc có độ lớn có giá trị cực tiểu vmin = 0 khi x = ± A

3 Gia tốc: a = v’ = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x

- Gia tốc của vật dao động điều hoà luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ

lớn tỉ lệ với li độ

-Gia tốc có độ lớn đạt giá trị cực đại amax = 2A khi x = ± A

-Gia tốc có độ lớn có giá trị cực tiểu amin = 0 khi x = 0

4 Liên hệ tần số góc, chu kì và tần số:  = 2T = 2f

5 Trong một chu kỳ vật dao động điều hoà đi được quãng đường 4A,

trong 14 chu kỳ vật đi được quãng đường bằng A

Vật dao động điều hoà trong khoảng có chiều dài L = 2A

2) H Đ 2: giải các bt trắc nghiệm(15ph)

*Y/c H/s đọc đề bài 1.3

*Hỏi:Các đại lượng tốc

độ góc , bán kính trong

chuyển động tròn đều

tương ứng cới các đại

lượng nào của dao động

điều hòa

*Hỏi:Cách xđ tốc độ

góc  ? Cách xđ chu kỳ

T?

**Y/c H/s đọc đề bài

1.4

* Biểu thức tính vmax ?

Tính vmax ?

1.5.Nêu pp xđ gốc thời

gian được chọn vào lúc

nào ? Đi theo chiều nào

-H/s thực hiện

- trả lời :

Tốc độ góc Bán kính

Tần số góc Biên độ

-Suy từ v=.R -Suy nghĩ và trả lời

-H/s thực hiện

-Trả lời : vmax = A

- Thay số : vmax=5  cm/s

-H/s thực hiện

- Thay t=0 vào pt , xác định x.Thay t=0 vào pt vận tốc ta xác định chiều của v

1.3/Giải:

Từ d=2R,suy ra R=

2

d

=0, 4

2 =0,2m A=R=0,2m

Từ v=.R , ta có : = (rad/s)

Ta có T= 2 2 2,1

Chọn D

1.4/Giải:

Ta có : vmax = A=5  cm/s

-Chọn B

1.5/Giải:

Thay t=o vào pt x=Acos

2

t 





 ta được

Trang 2

? x=0.

Thay t=o vào pt v=-Asin

2

t 





được v>0 Chọn A

H Đ 3: Giải bài tập tự luận1.7(15ph)

1.7

*Gv thuyết giảng cách

viết pt dao động :

-Định dạng

-Tìm ,

-Kết luận

* Cách xác định A, ,

 ?

- Nêu cách tính x,v,a tại

thời điểm t=0,5s ?

- Nêu cách xác định

thời điểm đầu tiên vật

qua li độ x=-12cm?

- Nêu cách xác định

vận tốc vật qua li độ

x=-12cm?

-H/s thực hiện

- =2 2

4

T

2

 (rad/s) Thế t=0,5s vào các pt của x,v,a ta tìm được các giá trị của chúng

-Cách xđ : thế x=-12cm vào pt x=24cos

2

t





(cm) Giải pt lượng giác tìm ra nghiệm của t Chú ý : nghiệm của pt khi vật qua x=-12cm lần đầu tiên

- Khi tìm được t , thay vào bểu thức

v=- sin

2

  

định được v

1.7/Giải:

a.Viết pt dao động

Pt dao động có dạng : x=Acost

Ta có  =2 2

4

T

2

 (rad/s) Tại t=0 thì x=Acos =-A cos =-1

 =

Pt dao động là x=24cos

2

t





b.Tính x,v,a tại thời điểm t=0,5s

Ta có x=24cos 0,5

2





4



= -17cm

v=-24 sin5

=27cm a=- 2x=42cm/s2 c.Tính thời điểm đầu tiên vật qua ly độ x=-12cm và vận tốc tại thời điểm đó

Ta có x=-12cm=24cos

2

t





 cos

2

t





2

 =cos

3







2t

 = 3



 t=0,67s

v=- sin

2

  

2

=33cm/s

IV-CÙNG CỐ : (5ph) Nêu pp giải dạng toán viết pt dao động ? Cách xđ  dự vào đ k

ban đầu

V-DẶN DÒ : làm tiếp các bài tập còn lại.

BS

2: Củng cố con lắc lò xo.

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố các khái niệm biên độ , tần số , tần số góc , chu kỳ , pha , pha ban đầu , năng

lượng của dao động điều hòa của con lắc lò xo

Trang 3

+ Hình thành kỹ năng tính các đại lượng chu kỳ , tần số gĩc trong dao động điều hịa của

con lắc lị xo

+ Hình thành kỹ năng giải dạng tốn viết phương trình dao động , tìm vận tốc gia tốc ,

lực kéo về tại một thời điểm

*Trọng tâm: Kỹ năng giải dạng tốn viết phương trình dao động.

+ Trị : Giải các bài tập trong SBT 2.1,2.2,2.3,2.6

3) H Đ 1:Tĩm tắt kiến thức kết hợp kiểm tra bài cũ(10ph):

-x= Acos(t + )

- Với:  =

m

















v

-Thế năng: Et = 12 kx2 Động năng: Eđ = 21 mv2

-Cơ năng: E = Et + Eđ =21 kx2 + 21 mv2 = 21 kA2 = 12 m2A2

-Lực kéo về : F=-k x.(với x là độ dời của vật ra khỏi vị trí cân bằng)

-Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – lo) = kl

-Con lắc lò xo treo thẳng đứng: lo = mg k ;  =

o

l

g

Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + lo)

Lực đàn hồi cực tiểu:

Fmin = 0 nếu A > lo ; Fmin = k(lo – A) nếu A < lo

4) H Đ 2: giải các bt trắc nghiệm(10ph)

*Y/c H/s đọc đề bài

2.1

*Hỏi: Cách tính chu

kỳ dao động của con

lắc đơn?

2.2

*Hỏi: Cách tính thế

năng của con lắc đơn?

2.3

*Hỏi: Tốc độ của vật

khi qua vị trí cân bằng

-H/s thực hiện

-Dùng cơng thức :

k = 2

l g

Do khi ở vị trí cân bằng : P=Fđh.Hay mg=kl

Suy ra : m l





-H/s thực hiện

-Dùng cơng thức : W=1

2kx

2

-H/s thực hiện

- Tốc độ đĩ cĩ giá trị cực đại

Dùng cơng thức :

2.1/Giải:

Khi ở vị trí cân bằng : P=Fđh Hay mg=kl

Suy ra : m l



 Do đĩ : T=2 m

k =

g

Thay số : T=0,31s Chọn A 2.2/Giải:

Ta cĩ : W=1

2kx

2 Thay số : W=1

2.100.0,04

2=0,08J Chọn B

2.3/Giải:

Ta cĩ :  = k

m

Tốc độ của vật khi qua vị trí cân bằng tốc độ

Trang 4

cĩ gì đặc biệt?

Cách tính vmax? vmax= A với  = k

m. cực đại : vmax= A=

k

m.A=

60 0,5.5=55cm/ s=0,5m/s

Chọn D

H Đ 3: Giải bài tập tự luận2.6(20ph)

2.6

-Định dạng

-Tìm A, ,

-Kết luận

* Cách xác định , ?

- Nêu cách tính ,v,a,F

tại thời điểm t= 3

4

T

?

-H/s thực hiện

Ta cĩ

0, 2

T



s) -H/s dựa vào đ/k ban đầu tính 

- H/s dựa vào biểu thức của v ,a , F tính các đại lượng trên

2.6/Giải a/Ta cĩ

0, 2

T



x A















 



 2





Pt dao động là : x=0,2cos(10  t+

2

 )(m) b/Tại t= 3

4

T

thì (t + )=2

Do đĩ v=-A sin2 =0

Và : a=-2Acos2 -(10 )2 0,02.1=-197m/s2<0 a hướng theo chiều âm của

Ox về vị trí cân bằng

F=ma=0,05.(-197)=-9,85N<0 F hướng

cùng chiều với vectơ a

IV-CÙNG CỐ : (5ph) Nêu pp giải dạng tốn viết pt dao động ? Cách xđ  dự vào đ k

ban đầu? Nêu cách xác định v,a,F tại một thời điểm ?

V-DẶN DỊ : làm tiếp các bài tập cịn lại.

BS

3: Củng cố con lắc đơn.

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố đ/k để dao động con lắc đơn là một dao động điều hịa , cơng thức tính cơ

năng , thế năng của con lắc đơn

+ Hình thành kỹ năng tính các đại lượng chu kỳ , tần số gĩc trong dao động điều hịa của

con lắc đơn

+ Hình thành kỹ năng giải dạng tốn viết phương trình dao động , tìm vận tốc gia tốc ,

lực kéo về tại một thời điểm

*Trọng tâm: Kỹ năng giải dạng tốn viết phương trình dao động.

+ Trị : Giải các bài tập trong SBT 2.1,2.2,2.3,2.6

H Đ 1:Tĩm tắt kiến thức kết hợp kiểm tra bài cũ(10ph):

Con lắc đơn

- Phương trình dao động : s = Sosin(t + ) hay  = osin(t + )

Với s = .l ; So = o.l ( và o tính ra rad)

Trang 5

-Tần số góc và chu kỳ :  = g l ; T = 2 g l

- Động năng : Wđ = 21 mv2

-Thế năng : Wt = = mgl(1 - cos) = 21 mgl2

- Cơ năng : W = Wđ + Wt = mgl(1 - coso) = 21 mgl 2

o

H Đ 2: giải các bt trắc nghiệm(10ph)

*Hỏi: chu kỳ dao động

của con lắc đơn phụ

thuộc vào các đại lượng

nào trong các đại lượng

trên?

*Hỏi: Cơng thức tính

thế năng của con lắc

đơn?

-CM:

Wt = mgl(1 - cos)

=2mglsin2

2



*Hỏi: Cơng thức tính

cơ năng của con lắc

đơn?

CM:

) cos

1

2

max

2

1

mv

W 

-H/s thực hiện

- T của con lắc đơn khi nĩ dđđh phụ thuộc vào l ,g

-H/s thực hiện

- Thế năng :

Wt = mgl(1 - cos) = 21 mgl2

-Dựa vào : cos=1-2sin2

2



suy ra : 1 - cos=2sin2

2



-H/s thực hiện

- Cơ năng :

W = Wđ + Wt = mgl(1 - coso)

-Ta cĩ W= Wđmax W=Wtmax

3.3/Giải:

Chu kỳ của con lắc đơn khi nĩ dđđh phụ thuộc vào l ,g và khơng phụ thuộc vào khối lượng của con lắc Chọn C

3.4/Giải:

Ta cĩ cos=1-2sin2

2



suy ra : 1 - cos=2sin2

2

 Vậy Wt = mgl(1 - cos) = 21 mgl2=2mglsin2

2

 Chọn B

3.5/Giải:

Ta cĩ W= Wđmax= 2

max

2

1

mv

W=Wtmax=mgl(1 cos 0)

Chọn D

H Đ 3: Giải bài tập tự luận 2.6(20ph)

3.8

-Định dạng

-Tìm A, ,

-Kết luận

*Cách tính T ?

* Cách xác định , ?

-H/s thực hiện

Ta cĩ T  2  g l =

8 , 9

2 , 1

1, 2

g

l  =2,9(rad/s)

-H/s dựa vào đ/k ban đầu tính 

3.8/Giải a/Ta cĩ

g

l

T  2  =

8 , 9

2 , 1

1, 2

g

l  =2,9 (rad/s)

100=0,1745rad

so=0l=0,1745.1,2=0,21m

Trang 6

- Nêu cách tính vm và

a?

- H/s dựa vào biểu thức của

vm ,a tính các đại lượng trên

o







 0

so 0, 21m

 



 





Pt dao động là : s0=0,21cos(2,9t)(m) c/vm=s  =0,21.2,9=0,609=0,61m/s o

a=0

IV-CÙNG CỐ : (5ph) Nêu pp giải dạng toán viết pt dao động ? Cách xđ  dự vào đ k

ban đầu? Nêu cách xác định v,a tại một thời điểm ?

BS

4: Củng cố dao động tắt dần-dao động cưỡng bức-tóm tắt các công thức của dđ tổng hợp

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng hưởng , điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng xảy ra.

+ Hình thành kỹ năng tính năng lượng tiêu hao trong d đ tắt dần

+ Hình thành kỹ năng giải dạng toán cộng hưởng

*Trọng tâm: Kỹ năng tính năng lượng tiêu hao trong d đ tắt dần.

+ Trò : Giải các bài tập trong SBT4.1,4.2,4.3

Ôn PP Frê-nen

H Đ 1: Tóm tắt kiến thức kết hợp kiểm tra bài cũ(15ph)

1 Thế nào là dao động tắt dần?

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

2.Dao động duy trì là gì ?

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

3 a Thế nào là dao động cưởng bức?

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

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

b Đặc điểm

Dao động cưởng bức có biên độ không dổi và có tần số bằng tần số lực cưởng bức.

Biên độ của dao động cưởng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào lực cản trong hệ

và vào sự chênh lệch giữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f o của hệ Biên độ của lực cưởng bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f o càng ít thì biên độ của dao động cưởng bức càng lớn.

4 Hiện tượng công hưởng là gì ?

Hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng dần lên đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưởng bức bằng tần số riêng f o của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng.

Điều kiện cộng hưởng: f = f 0

Đặc điểm: Đồ thị cộng hưởng càng nhọn khi lực cản môi trường càng nhỏ.

*Y/c H/s đọc đề bài 4.1 -H/s thực hiện 4.1/Giải:

Trang 7

*Hỏi: Phần năng lượng

bị mất trong một chu kỳ

dđ?

*Quan hệ giữa W

W

 và

o

A



?

-Tính W

W



?

*Y/cH/s đọc đề bài 4.2

*Hỏi: Công thức tính

độ giảm thế năng của

con lắc đơn?

-Quan hệ giữa

3

to t

to

W



và 3

o

A

A ?

4.3

-Đ/k để có hiện tượng

cộng hưởng ?

- Lực cưỡng bức trong

trường hợp này ?

-Chu kỳ của lực cưỡng

bức ?

- Chu kỳ của dao động

riêng ?

-Tính v để biên độ

dao động của con lắc

là lớn nhất ?

- Phần năng lượng được tính bằng

W W



= o

o

W



= 1

o

W W



W



=

2 2

1

o

A A



Trong đó

o

A A



=1

o

A A

 Suy ra

o

A

A =1- o

A A



=1-0,03=0,97

W W



=

2 2

1

o

A A



=1-(0,97)2=0,06=6%

-H/s thực hiện

- Đó là to t3

to

W



-H/s thực hiện

-Ta có o 3

o

A



=10%=0,1

Suy ra 3

o

A

A =0,9

Vậy : to t3

to

W



=1- t3

to

W

=1-2 3

o

A A

-H/s thực hiện

o

f = f hoặc T=To

-Lực xóc khi bánh xe qua chỗ nối nhau của các đoạn đường ray

-Ta có : T=s

v=

12,5

v

- To= 2 l

g



-Tính v từ 12,5

v = 2

l g



-Phần năng lượng bị mất trong một chu kỳ

dđ :

W W



= o

o

W



= 1

o

W W

 trong đó Wo là cơ năng lúc đầu , W là cơ năng lúc sau

2 0

1 2

o

2

W  kA

Vậy : W

W



=

2 2

1

o

A A

 =1-(0,97)2=0,06=6% Chọn A

4.2/Giải:

Ta có o 3

o

A



=10%=0,1

Suy ra 3

o

A

A =0,9

Vậy : to t3

to

W



=1- t3

to

W

=1-2 3

o

A A

=1-0,81=0,19=19%

4.3/Giải -Chu kỳ dao động riêng của con lắc :

To= 2 l

g



- Chu kỳ lực cưỡng bức : T=s

v=

12,5

v

- Để biên độ dao động của con lắc là lớn nhất thì : 12,5

v = 2

l g



Vậy v=12,5

2

g l

 =12,5 9,8

2 0,3 =11,47m/s

=41km/h Chọn C

Trang 8

H Đ 3: Tĩm tắt các cơng thức tổng hợp dao động điều hịa cùng phương , cùng tần số.(5ph)

-Tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng phương cùng tần số

Nếu : x1 = A1sin(t + 1) và x2 = A2sin(t + 2) thì dao động tổng hợp là: x

= x1 + x2 = Asin(t + ) với A và  được xác định bởi

A2 = A12 + A22 + 2 A1A2 cos (2 - 1)

tg =

2 2 1 1

cos cos

sin sin



A A



+ Khi 2 - 1 = 2k (hai dao động thành phần cùng pha): A = A1 + A2

+ Khi 2 - 1 = (2k + 1): A = |A1 - A2|

+ Nếu độ lệch pha bất kỳ thì: | A1 - A2 |  A  A1 + A2

IV-CÙNG CỐ : (5ph) Nêu điều kiện cộng hưởng?( f = f 0 hoặc T=To hoặc o)? Các – cơng thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp?

V-DẶN DỊ : làm tiếp các bài tập cịn lại.

BS

5: Củng cố tổng hợp 2 dao động điều hịa cùng phương , cùng tần số

PP Frê-nen.

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố PP Frê-nen.

+ Hình thành kỹ năng vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai dao động điều hịa cùng phương ,cùng tần số

*Trọng tâm: Kỹ năng

+ Trị : Giải các bài tập trong SBT 5.1 , 5,2 , 5.3 , 5.4

H Đ 1: Tĩm tắt kiến thức kết hợp kiểm tra bài cũ(10ph)

1.

VÉCTƠ QUAY

x A cos(t) được biểu diễn bằng một véctơ quay OM

vẽ tại thời điểm ban đầu ,cĩ những đặc điểm sau :

- Cĩ độ dài OM = A

-Cĩ gốc tại tọa độ 0x

-Tại t = 0  (OM Ox , )

( chọn chiều + là chiều + của đường trịn lượng giác ) 2.Các trường hợp đặc biệt khi tính biên độ dao động A bằng pp vectơ quay

+ A1

và A2 cùng hướng thì A= A + 1 A2

+A1 và A2 ngược hướng thì A= A1 A2

+ A1 và A2 vuơng gĩc thì A= 2 2

A A

+A1 và A2 vuơng gĩc và A = 1 A thì A= 2 2

1

2

2 A

+A1 và A2 cĩ độ lớn bằng nhau thì A=2 cos1

2

A  hoặc 2 cos2

2

*Hỏi: Vẽ giản đồ vec tơ

-H/s thực hiện

-

5.1/Giải:

x 0

A

1

A

2

A

 

Trang 9

- Tính A ?

-Tính  ?

*Y/cH/s đọc đề bài 5.2

*Hỏi: Vẽ giản đồ vec tơ

- Tính A ?

-Tính  ?

-A1

và A2

vuông góc thì

A A

Và  = 900 với

3

4

  

0

37



 

Vậy  =1270= 0,2  -H/s thực hiện

1

A

và A2

vuông góc và A1

= A thì A= 2 2

1

2 A hoặc A=

2 2

2 A

Vì hình tạo bởi A1 và A2

là hình vuông nên   450

Ta có A= 2 2

A A =5cm

Và  = 900 với 3

4

  

0

37



 

Vậy  =1270= 0,2  Chọn C

5.2/Giải:

Ta có A= 2

1

2 A = 5 2 (cm)

0

45

2



Chọn C

H Đ 3: Giải bài tập tự luận 5.4 , 5.5(20ph)

x 0

1

A

2

A



Trang 10

**Y/c H/s đọc đề

bài 5.4

*Gv thuyết giảng

cách tìm pt dao

động tổng hợp:

-Định dạng

-Tìm A,

-Kết luận

*Cách tính A ? (từ

giản đồ vec tơ)

* Cách xác định

 ?

**Y/c H/s đọc đề

bài 5.5

*Gv thuyết giảng

cách tìm pt dao

động tổng hợp:

-Định dạng

-Tìm A, (từ giản

đồ vec tơ)

-Kết luận

*Cách tính A ?

* Cách xác định

 ?

-H/s thực hiện

-H/s vẽ giản đồ vec tơ

- Nhận xét hình và tính A:

A=A2tan600= 2 3

- Nhận xét hình và xác định

 : A vuông góc với Ox , suy

ra  = 2



- Chuyển hàm sin về hàm cos :

1

6sin 6cos( )

x  t t 

(cm)

-Theo giản đồ A= 2

2

2 A =6

2 (cm) 2



 

5.4/Giải

 A

 A1

2

A

Từ giản đồ vec tơ ta thấy : A vuông góc với Ox Suy ra A= 2 3 cm và  =

2

 Vậy :x= 2 3 cos (10 )

2

t 

5.5/Giải

Ta có

1

Giản đồ vec tơ

Ta có A= 2

2

2 A =6 2 (cm) 2



 

Vậy pt dao động là :

5

IV-CÙNG CỐ : (5ph) Các bước giải dạng toán tổng hợp dao động bằng pp giản đồ vec

tơ

BS

6:Ôn tập chương I

I-MỤC TIÊU :

+ Củng cố kiến thức đã học trong chương.

+Hệ thống hóa các khái niệm , định nghĩa , công thức , pt đã học

*Trọng tâm: Hệ thống hóa.

600

O

x

x 0

A

1

A

2

A



x 0

A

1

A

2

A



Tiêu đề	Chương I : Dao động cơ
Trường học	Đại học Sư phạm Hà Nội
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án lớp 12
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	593,5 KB