Giáo án vật lý 12 CB NĂNG lực

Chú ý Sgk 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 - Trong chuyển động tròn đều

Trang 1

+ 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 mộtvật 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 hạntrong 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 cứ những khoảng thời gian bằng

nhau, gọi là chu kì, vật trở lại

vị trí như cũ với vật tốc như cũ

+ Chu kỳ T(s)+ Tần số f (Hz)

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

- Minh hoạ chuyển động tròn đều của

độ góc ω

- P là hình chiếu của M lên Ox

- Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với ·

1 0

POM = ϕ (rad)

M

M0

P1

x PO

ωtϕ+

Trang 2

- 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

- Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác

định được gì? ((ωt + ϕ) là đại 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 ·

1

POMtrong chuyển động tròn đều

- Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0

- Một điểm dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn luôn cóthể 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

x = Acos(ωt + ϕ)

Vậy: Dao động của điểm P là

dao động điều hoà

2 Định nghĩa

- Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật làmột hàm cosin (hay sin) của thời gian

3 Phương trình

- Phương trình dao động điềuhoà:

x = Acos(ωt + ϕ)+ x: li độ của dao động.+ A: biên độ dao động, là xmax (A > 0)

+ ω: tần số góc của dao động,đơn vị là rad/s

+ (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad.+ ϕ: pha ban đầu của dao động,

có thể dương hoặc âm

4 Chú ý (Sgk)

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

- Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ

góc ω, chu kì T và tần số có mối liên hệ

như thế nào?

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

2

2 f T

π

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 để vật thực hiện một dao động toàn phần

+ 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).

2 Tần số góc: Trong dao động điều hoà ω gọi là tần số góc Đơn vị là rad/s

T

π

ω = = π

Trang 3

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

gì?

x = Acos(ωt + ϕ)

→ v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ)

- Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ

→ a = v’ = - ω2Acos(ωt + ϕ)

- Gia tốc luôn ngược dấu với li

độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB)

IV Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

1 Vận tốc

v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ)

- Ở vị trí biên (x = ±A):

→ v = 0

- Ở VTCB (x = 0):

→ |vmax| = ωA

2 Gia tốc

a = v’ = - ω2Acos(ωt + ϕ)

= - ω2x

- Ở vị trí biên (x = ±A):

→ |amax| = - ω2A

- Ở VTCB (x = 0): → a = 0

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 hình sin.

- HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV

V Đồ thị trong dao động điều hoà

Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi chuẩn bị cho bài sau

IV RÚT KINH NGHIỆM

Nam Trực, ngày tháng năm 20

DUYỆT CỦA GIÁM HIỆU Ngày soạn: / / / Tiết 3; BÀI TẬP

I Mục tiêu:

- Củng cố kiến thức về dao động cơ

- Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lò xo, con lắc đơn, về năng lượng dao động

II Chuẩn bị:

GV: Chọn bài tập với nội dung cần ôn luyện Nắm bắt tình hình tiếp thu kiến thức và giải bài tập của HS qua bài

6, 7, 8

HS: Ôn tập tốt bài 6, 7, 8

III Tổ chức các hoạt động dạy học.

Hoạt động 1 Giải bài tập 1

- Xác định các đại lượng trong dđđh: x, v, a, T, f

- Thực hiện tính toán về năng lượng

GV giới thiệu nội dung bài toán: Vật có khối lượng m = 100g dđđh theo pt: x=2,5cos 10( π πt+ / 2)

1) Xác định biên độ, chu kì, tần số và pha ban đầu của dao động

2) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị 1500 ,lúc ấy li độ bằng bao nhiêu?

3) Vật qua vị trí x = 1,25cm vào thời điểm nào? Phân biệt thời điểm vật đi qua theo chiều dương, chiều âm? 4) Tìm thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1 = -1,25cm và x2 = 2,5cm

A

t 0

x

A

−

2

T

3 2

T

Trang 4

5) Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động và năng lượng của dao động.

-Hướng dẫn giải bài toán bằng

việc nêu lần lượt các câu hỏi

gợi ý:

H1 Dạng pt tổng quát của

dđđh? Pt li độ dao động (bài

toán) cho ta xác định được các

đại lượng nào?

H2 Đại lượng nào là pha của

dao động? Pha dao động có

thay đổi theo thời gian ?

H3 Biết thời điểm vật qua một

vị trí xác định, có thể xác định

vị trí thế nào?

-Giải thích nội dung câu 3: Vì

sao có nhiều thời điểm vật qua

vị trí xác định?

-Hướng dẫn HS vận dụng kiến

thức lượng giác Lưu ý cách

chọn nghiệm để thỏa điều kiện

vẽ chiều chuyển động của vật

(Dùng phương trình: v =

-ωAsin(ωt+ϕ))

Hướng dẫn chọn nghiệm để v >

0 hoặc v < 0

H4 Nêu liên hệ giữa chuyển

động tròn đều và dao động điều

và thời gian quay của chuyển

động tròn đều liên hệ bằng biểu

thức nào?

H7.Tốc độ trung bình được xác

định thế nào? Trong một chu kì,

quãng đường vật di chuyển gấp

mấy lần biên độ?

Hướng dẫn HS cách xác định S

một cách tổng quát: (Tính theo

x1, x2 giữa hai vị trí vật dao

-Thảo luận nhóm, thực hiện cácnội dung:

-Xác định (ωt + ϕ) là pha daođộng

Cá nhân thực hiện, giải tìm t

GV cung cấp Thảo luận nhóm,chọn cách giải thích hợp

-Cá nhân thực hiện theo hướngdẫn của GV

Từ hình vẽ, GV hướng dẫn,thảo luận nhóm

πϕ

+Qua vị trí theo chiều dương

2 35(1)

60 5

k t

(1) 2

| | 1 sin

2 2

x OM

rad

π

α α α

1

3,125.102

Trang 5

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

động trong thời gian ∆t)

H8 Công thức tính năng lượng?

Hoạt động 2 Giải bài tập 2

Bài toán: Một lò xo có độ cứng k = 0,01N/cm treo thẳng đứng, đầu dưới lò xo mang vật năng m = 4g

a) Tính chu kì dao động của hệ

b) Đưa vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ Chọn gốc thời gian lúc thả vật, gốc tọa độ ở vị trícân bằng, trục tọa độ thẳng đứng có chiều dương là chiều lúc vật bắt đầu chuyển động Viết pt dao động của vật.(Cho g = 10m/s2; π2 = 10)

c)Xác định vị trí mà ở đó thế năng của vật bằng với động năng

d)Tính lực đàn hồi cực đại và cực tiểu của lò xo trong suốt quá trình dao động

Nêu lần lượt các câu hỏi gợi ý:

H 1 Chu kì dao động của hệ

ϕ Có lưu ý gì về việc chọn giá

trị ϕ cho phù hợp nội dung bài

toán?

H 5 Viết biểu thức tính cơ năng

(theo thế năng và động năng)

-Giải thích cho HS việc chọn

giá trị x > 0 và x < 0 ở hai bên

+ Vẽ trục tọa độ thích hợp

M ∆l0

kA kx A

- GV rút ra nhận xét chung về cách giải hai bài toán, rút ra những yêu cầu cơ bản về nội dung bài toán

- Yêu cầu HS giải bài tập ở nhà: SBT VL

IV Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

DUYỆT CỦA GIÁM HIỆU

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

- 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 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động

trên đêm không khí

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

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.

Hoạt động 2 ( 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 đoạnnhỏ 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 kiacủa lò xo được giữ cố định

2 VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng

-Nếu lò xo thẳng đứng

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

- Vật chịu tác dụng của những lực nào?

- Ta có nhận xét gì về 3 lực này?

- 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?

- Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì?

- Từ đó biểu thức của a?

- Trọng lực P r, phản lực r

N của mặt phẳng, và lực đàn hồi F r của

lò xo

- Vì P N r + = r 0 nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồi của

1 Chọn trục toạ độ 0x song song với trục của lò xo, chiềudương là chiều tăng độ dài l của lò xo Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x

Trang 7

vật trong quá trình chuyển động.

- Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là lực

a = -ω2x → dao động của con lắc

lò xo là dao động điều hoà

- Đối chiếu để tìm ra công thức

3 - Dao động của con lắc lò

xo khi bỏ qua ma sát là dao động điều hoà

- Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo

k m

về có độ lớn tỉ lệ với li độ

Hoạt động 4 ( 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

t

W= kx

3 Cơ năng của con lắc lò xo

Sự bảo toàn cơ năng

a Cơ năng của con lắc lò xo

là tổng của động năng và thế năng của con lắc

- Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn

- Ghi các chuẩn bị cho bài sau

Trang 8

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- 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 conlắc 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

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn.

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

Hoạt động 2 ( 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 điều hoà?

- HS thảo luận để đưa ra định nghĩa về con lắc đơn

- Dao động qua lại vị trí dây treo

có phương thẳng đứng → vị trí cân bằng

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 phươngthẳng đứng

Hoạt động 3 ( 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

- 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 T r và P r

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

- Thành phần Prt là lực kéo về.

II Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học

1 Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O.+ Vị trí của vật được xác định

bởi li độ góc α =·OCM hay

bởi li độ cong s OM l= ¼ = α.+ α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại

2 Vật chịu tác dụng của các lực T r và P r

T u r P

Trang 9

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

- Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong

trường hợp này?

- Trong công thức mg/l có vai trò là gì?

g 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

- Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung

Pt không tỉ lệ với α nên nói chung là không

s = lα→ s

l

α=

- Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s) → dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà

- Có vai trò là k

g có vai trò

m k

T

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:

t

s

l

α

Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì:

2 l

T

g

π

=

Hoạt động 4 ( 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

1 W

2mv

=

2 Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB)

Wt = mgl(1 - cosα)

3 Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn

cosα

2mv mgl hs

Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn.

- Y/c HS đọc các ứng dụng của con lắc

đơn

- Hãy trình bày cách xác định gia tốc rơi

tự do?

- HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu 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

+ Tính g theo:

2 2

4 l g T

π

=

IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

- Đo gia tốc rơi tự do

2 2

4 l g T

π

=

Trang 10

Học bài cũ và làm các bài tập được giao.

1 Kiểm tra bài cũ

Câu hỏi: Nêu cấu tạo và hoạt động của con lắc lị xo thẳng đứng

2 Bài mới Hoạt động 1: Làm các bài tập

Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học Sinh Nội Dung

1

(s)( Cĩ thể giải bằng mối

liên hệ giữa dao động điều

hồ và chuyển động trịn đều)

1 - Tính vận tốc TB

Một dđđh cĩ thể coi là hình

chiếu của chuyển động trịn

đều của 1 chất điểm như hình

vẽ Khoảng thời gian vật đi từ

x = 4 đến x = 2 (cm) bằng

khoảng thời gian vật chuyển

động trịn đều theo cung

M1M2

Chép đề bàiPhân tích và tĩm tắt đề bàiNêu các đại lượng đã cho cần tìm nêu cơng thức áp dụng trong bài

Tiến hành hoạt động nhĩm sau khi

đã được giáo viên nêu hướng dẫn làm bài và nêu các chú ý khi làm bài tập

2 nhĩm lên trình bày cùng lúc trên bảng

Chép bài giải vào vở sau khi giáo viên cho nhận xét và kết luận

2 - Theo câu 1, M cĩ li độ x0 = a =

4 cm thì lúc đĩ lị xo cĩ chiều dài lớn nhất

+ Ngay sau va chạm, hệ (M + m0)

cĩ vận tốc vĐLBT động lượng: (M + m0) v =

+ Sau v/c hệ dđđh với biên độ A'

= 4 2 cm và tần số gĩc

Bài 1: Một lị xo được treo thẳng

đứng, đầu trên của lị xo được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng

cĩ khối lượng m = 100g, lị xo cĩ độ cứng k = 25 N/m Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho nĩ vận tốc 10 3 π (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên Chọn gĩc tg là lúc thả vật, gốc toạ độ là VTCB, chiều dương hướng xuống.

25 m

ma sát trên mặt phẳng ngang.

1) Kéo m ra khỏi VTCB 1 đoạn a = 4cm rồi buơng nhẹ Tính V TB của M sau khi nĩ đi qũang đường 2cm 2) Giả sử M đang dao động như câu

M1

+ ω 2

Trang 11

t =

ω

π

ω a = 3 với ω =

2

,

0

50

=

m

k

= 5π (Rad/s)

-> t =

15

1 5

1

.

π

(s) VTB =

) (

t

S =

ω'=

05 , 0 2 , 0

50

M

k

=

10 2 (Rad/s) Lại có

v =

2 0 2 '

ω = 40 2 (m/s)

Từ(1)|v0|=

05 , 0

2 40 )

5 , 0 2 , 0 ( ) ( + 0 = +

m

v m M

=

200 2 (cm/s)

trên thì có 1 vật m 0 = 50g bắn vào M theo phương ngang với vận tốcv o Giả thiết va chạm là không đàn hồi

và xảy ra tại thời điểm lò xo có độ dài lớn nhất Tìm độ lớn v o, biết rằng sau khi va chạm m 0 gắn chặt vào M và cùng dao động điều hoà với A ' = 4 2 cm

- Yêu cầu học sinh trả lời và giải thích

các bài tập trắc nghiệm khách quan trong

sách bài tập

Đọc lại bài con lắc đơn

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

DUYỆT CỦA GIÁM HIỆU Ngày soạn: / /

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 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

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

M

k

o

Trang 12

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

- Khi không có ma sát tần số dao động

- Ta gọi những dao động như thế là dao

động tắt dần → như thế nào là dao động

nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc

I Dao động tắt dần

1 Thế nào là dao động tắt dần

- Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

2 Giải thích

- Do lực cản của môi trường

3 Ứng dụng (Sgk)

Hoạt động 3 ( 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 con

lắc đồng hồ

- Sau mỗi chu kì cung cấp cho nóphần năng lượng đúng bằng phầnnăng lượng tiêu hao do ma sát

- HS ghi nhận dao động duy trì của con lắc đồng hồ

II Dao động duy trì

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

là dao động duy trì

2 Dao động của con lắc đồng

hồ là dao động duy trì

Hoạt động 4 ( 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 phần năng lượng

mất mát do ma sát → Dao động của hệ

gọi là dao động cưỡng bức

- Hãy nêu một số ví dụ về dao động

cưỡng bức?

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và cho biết các

đặc điểm của dao động cưỡng bức

- HS ghi nhận dao động cưỡng bức

- Dao động của xe ô tô chỉ tạm dừng mà không tắt máy…

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận về các đặt điểm của dao động cưỡng bức

III Dao động cưỡng bức

1 Thế nào là dao động cưỡngbức

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

2 Ví dụ (Sgk)

3 Đặc điểm

- Dao động cưỡng bức có A không đổi và có f = fcb

- Acb của dao động cưỡng bứckhông chỉ phụ thuộc vào F0

mà còn phụ thuộc vào chênh lệch giữa fcb và fo Khi fcb càng gần fo thì A càng lớn

Hoạt động 5 ( 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

- HS ghi nhận hiện tượng cộng hưởng

- A càng lớn khi lực cản môi trường càng nhỏ

- HS nghiên cứu Sgk: Lúc đó hệ được cung cấp năng lượng một

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 lựccưỡng bức tiến đến bằng tần

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

Trang 13

- 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 hưởng

+ Khi nào hiện tượng cộng hưởng có hại

(có lợi)?

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 …

- Điều kiện fcb = f0

2 Giải thích (Sgk)

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

+ 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

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

I MỤC TIÊU

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

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

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

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

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về vectơ quay

- Ở bài 1, khi điểm M chuyển động tròn

đều thì hình chiếu của vectơ vị trí OMuuuuur

lên trục Ox như thế nào?

- Cách biểu diễn phương trình dao động

điều hoà bằng một vectơ quay được vẽ

tại thời điểm ban đầu.

- Phương trình của hình chiếu của vectơ quay lên trục x:

x = Acos(ωt + ϕ)

I Vectơ quay

- Dao động điều hoà

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

có:

+ Gốc: tại O

+ Độ dài OM = A

+ (OMuuuuur,Ox)=ϕ

(Chọn chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng

ϕ

M

3

π

Trang 14

- Y/c HS hoàn thành C1 giác).

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu phương pháp giản đồ Fre-nen

- Giả sử cần tìm li độ của dao động tổng

hợp của hai dao động điều hoà cùng

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 OM uuuur1và OM uuuur2quay?

→ Vectơ OM uuuurcũng là một vectơ quay với

tốc độ góc ω quanh O

- Ta có nhận xét gì về hình chiếu của

OM uuuurvới OM uuuur1và OM uuuur2lên 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 cóthể tính bằng: x = x1 + x2

- HS làm việc theo nhóm vừa nghiên cứu Sgk

+ Vẽ hai vectơ quay OM uuuur1và2

OM uuuur biểu diễn hai dao động

- HS hoạt động theo nhóm và lênbảng 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 nen

Fre-a

- Vectơ OM uuuurlà một vectơ quay với tốc độ góc ω quanh O

- Mặc khác: OM = OM1 + OM2

→OM uuuurbiểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp:

Hoạt động 4 ( 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 của

- Tương tự cho trường hợp ngược pha?

- Trong các trường hợp khác A có giá trị

như thế nào?

- HS ghi nhận và cùng tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha

- Hướng dẫn HS làm bài tập ví dụ ở Sgk + Vẽ hai vectơ quay

Trang 15

( OMuuuuur,Ox) = ϕ bằng bao nhiờu?

2

OM uuuur biểu diễn 2 dao động thành phần ở thời điểm ban đầu

+ Vectơ tổng OM uuuurbiểu diễn cho dao động tổng hợp

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

- Vỡ MM2 = (1/2)OM2 nờn

∆OM2M là nửa ∆ đều → OM nằm trờn trục Ox →ϕ = π/2

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

1 4 (10 / 3) ( )

cos

x = π πt+ cm

- Phương trỡnh dao động tổng hợp

cos π π

=2 3 (10 + / 2)( )

Hoạt động 6 ( phỳt): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Nờu cõu hỏi và bài tập về nhà

- Yờu cầu: HS chuẩn bị bài sau

- Ghi cõu hỏi và bài tập về nhà

Nam Trực, ngày thỏng năm 20

Tiết 9 BÀI TẬP: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA

I MUẽC TIEÂU

1 Kieỏn thửực:

- Củng cố và khắc sõu thờm kiến thức về tổng hợp 2 dao động điều hũa cựng phương cựng tần số

2 Kú naờng

Vận dụng cỏc kiến thức để giải cỏc bài tập đơn giản

3 Năng lực:

Rèn luyện thỏi độ làm việc nghiờm tỳc, khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và

có tính tập thể

II CHUAÅN Bề

1 Giaựo vieõn:

Chuẩn bị hệ thống bài tập về con lắc đơn, cú hướng dẫn giải

2 Học sinh:

Học bi cũ và làm cỏc bài tập được giao

Cõu hỏi: Nờu cụng thức tớnh biờn độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp

2 Bài mới

Hoaùt ủoọng 1: Làm cỏc bài tập

Hoạt Động Của GV Hoạt Động Của HS Nội Dung

1 Một vật tham gia đồng thời

hai dao động điều hoà với cỏc

phương trỡnh: x1 = 127cos20πt

(mm); x2 = 127cos(20πt

-3

π ) (mm) Viết phương trỡnh dao

Lớp chia thành 3 tổ, mỗi tổ lại chia thành cỏc nhúm nhỏ, mỗi nhúm 2 bàn tiến hành giải bài tập,

tổ 1 làm bài 1 tổ 2 làm bài 2 và tổ

3 làm bài 3 thời gian làm bài là

15 phỳt sau đú cỏc nhúm lờn bảng trỡnh bày kết quả của mỡnh

1

A= 2 cos( 60 0 )

2 1 2 2 2

1 +A + A A −

tanϕ=

) 60 cos(

0 cos

) 60 sin(

0 sin

0 2

0 1

0 2 0 1

− +

A A

=tan(-6

π )

y

x O

M1

M2

M

3

π

Trang 16

động tổng hợp.

2 Một vật tham gia đồng thời

hai dao động điều hòa với các

phương trình: x1 = 3cos(5πt +

3

π

) (cm) và x2= 3 3cos(5πt

+

6

π

) (cm) Tìm phương trình

dao động tổng hợp

3 Chuyển động của một vật là

tổng hợp của hai dao động điều

hòa cùng phương có các

phương trình lần lượt là

1

x 4 cos(10t )

4

π

3cos(10t +

4

3 π

) (cm) Tính độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân

bằng

Sau khi là xong 3 bài tập giáo

viên hướng dẫn học sinh làm 3

bài tập còn lại và cho học sinh

tự giải bài tập của mình rồi cho

học sinh lên bảng trình bày kết

quả

4 Dao động tổng hợp của hai dao

động điều hòa cùng phương có biểu thức x = 5 3cos(6πt +

2

π ) (cm) Dao động thứ nhất có biểu thức x1 = 5cos(6πt +

3

π ) (cm).

Tìm biểu thức của dao động thứ hai

5 Một vật có khối lượng m = 200

g thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số với các phương trình dao động là x1 = 4cos(10t +

3

π ) (cm)

và x2 = A2cos(10t + π) Biết cơ năng của vật là W = 0,036 J Hãy xác định A2

6 Một vật khối lượng 400 g tham

gia đồng thời 2 dao động điều hòa với các phương tình x1 = 3sin(5πt +

2

π ) (cm); x2 = 6cos(5πt +

6

π ) (cm) Xác định cơ năng, vận tốc cực đại của vật

Vậy: x=127 3cos(20πt -

6

π ) (mm)

2.A= 2 cos( 300)

2 1

2 2

2

tanϕ=

) 30 cos(

60 cos

) 30 sin(

60 sin

0 2 0 1

A A

+

= tan(410);

Vậy: x = 7,9cos(5πt +

180

41 π ) (cm).

2 1 2 2 2

1 A 2 A A cos 90

v = ωA = 50 cm/s

4 A2= 2 2 1cos( 1)

1

2+A − AA ϕ −ϕ

tanϕ2=

1 1

1 1 cos cos

sin sin

ϕ ϕ

A A

−

= tan 3

2 π ;

x2 = 5cos(6πt +

3

2 π )(cm).

5 A = 2 2

ω

m

W

= 0,06 m = 6 cm; A2 =

A2

1 + A2

2+ 2A1A2cos(ϕ2 - ϕ1)

 A2

2- 4A2 – 20 = 0  A2 = 6,9 cm

6 Ta có: x1 = 3sin(5πt +

2

π ) (cm) = 3cos5πt (cm);

2 1 2 2 2

W = 2

1

mω2A2 = 0,1,33 J;

vmax = ωA = 81,7 cm/s

- Về ôn tập chia dạng bài tập,

dạng bài tập thường gặp vào

trong quyển ghi nhớ

CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

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

Trang 17

- 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 phụthuộc 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

- 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 đểxác 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 cáchlập 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 vềchu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vậndụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

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

- Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50g

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

∆ ≈ ≈ Kết quả này đủ chính xác, có thể chấp nhậnđược Trong trường hợp dùng đồ hồ đo thời gian hiện số với cổng quang điện, có thể đo T với sai số ≤

0,001s

2 Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần:

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

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

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

Trang 18

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được 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

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

- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả về sóng ngang, sóng dọc và sự truyền của sóng.

2 Học sinh: Ôn lại các bài về dao động điều hoà.

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

- Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí

nghiệm

- Khi O dao động ta trông thấy gì trên

mặt nước?

→ Điều đó chứng tỏ gì?

(Dao động lan truyền qua nước gọi là 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

- HS quan sát kết quả thí nghiệm

- Những gợn sóng tròn đồng tâm phát đi từ O

→ Sóng truyền theo các phương khác nhau với cùng một tốc độ v

- Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng

- Theo phương nằm ngang

- Tương tự, HS suy luận để trả lời

I Sóng cơ

1 Thí 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 đã truyền

qua nước tới M

2 Định nghĩa

- Sóng cơ là sự lan truyền của dao động trong một môi trường

3 Sóng ngang

- Là sóng cơ trong đó phương dao động (của chất điểm ta đang xét) ⊥ với phương truyền sóng

M

S O

Trang 19

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)

4 Sóng dọc

- Là sóng cơ trong đó phươngdao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về sự truyền sóng cơ.

- Làm thí nghiệm kết hợp với hình vẽ 7.2

về sự truyền của một biến dạng

→ Có nhận xét gì thông qua thí nghiệm

và hình vẽ?

→ Tốc độ truyền biến dạng được xác

định như thế nào?

(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 sóng

tại M thông qua 2

- 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 nhaumột khoảng λ không đổi, λ

gọi là bước sóng.

- Hai điểm cách nhau một khoảng λ thì dao động cùng pha

v

∆ =

- Phương trình dao động của

M là: uM = Acosω(t - ∆t)cos

T

ωπλ

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng

- Sóng được đặc trưng bởi các đại lượng - HS ghi nhận các đại lượng đặc 4 Các đặc trưng của sóng

Trang 20

A, T (f), λ và năng lượng sĩng.

- Dựa vào cơng thức bước sĩng → cĩ thể

định nghĩa bước sĩng là gì?

Lưu ý: Đối với mỗi mơi trường , tốc độ

sĩng v cĩ một giá trị khơng đổi, chỉ phụ

thuộc mơi trường

- Cũng như năng lượng dao động W ~ A2

và f2

- Từ phương trình sĩng:

cos2

M

T

π

λ

  ta thấy TTDĐ tại một điểm của mơi trường là một hàm

cosin hai biến độc lập t và x Mà hàm

cosin là một hàm tuần tuần → phương

trình sĩng là một hàm tuần hồn

+ 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 …

hồn tồn giống như TTDĐ của nĩ ở thời

điểm t

+ Với một thời điểm (t = conts) là một

hàm cosin của x với chu kì λ TTDĐ tại

các điểm cĩ x + λ, x + 2λ hồn tồn

giống TTDĐ tại điểm x

- Mơ tả thí nghiệm quan sát sự truyền của

một sĩng dọc bằng một lị xo ống dài và

mềm

trưng của sĩng

- Bước sĩng λ là quãng đường sĩng truyền trong thời gian một chu kì

- HS ghi nhận tính tuần hồn của sĩng

- HS dựa vào hình vẽ 7.4 và ghi nhận sự truyền của sĩng dọc trên

lị xo

- Ghi nhận về sự truyền sĩng dọc trên lị xo ống

- Biên độ A của sĩng

- Chu kì T, hoặc tần số f của sĩng, với 1

f T

=

- Bước sĩng λ, với

v vT f

λ = =

- Năng lượng sĩng: là năng lượng dao động của các phần

tử của mơi trường mà sĩng truyền qua

5 Tính tuần hồn của sĩng

- Phương trình sĩng là một hàm tuần hồn

6 Trường hợp sĩng dọc

- Sĩng truyền trên một lị xo ống dài và mềm: các vịng lị

xo đều dao động ở hai bên VTCB của chúng, nhưng mỗi vịng dao động muộn hơn một chút so với vịng ở trước nĩ

TIẾT 14 : BÀI TẬP VỀ SĨNG CƠ

I MỤC TIÊU

- Củng cố và khắc sâu thêm kiến thức về tổng hợp sự truyền sĩng,

2 Kĩ năng

Vận dụng các kiến thức để giải các bài tập đơn giản

3 Thái đo:

Trang 21

Rèn luyện thái độ làm việc nghiêm túc, khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và cĩ tính tập thể.

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

Chuẩn bị hệ thống bi tập về sự truyền sĩng, cĩ hướng dẫn giải

2 Học sinh:

Học bài cũ và làm các bài tập được giao

Câu hỏi: xác định vị trí của điểm cĩ cực đại giao thoa, cực tiểu giao thoa, điều kiện cĩ giao thoa sĩng

2 Bài mới

Hoạt động 1: Làm các bài tập trắc nghiệm

Hoạt động 2 ( phút): Chữa bài tập tự luận

1 Một sĩng cơ học truyền từ O

theo phương y với vận tốc v = 40

cm/s Năng lượng sĩng cơ bảo

tồn khi truyền đi Dao động tại

động tại M so với dao động tại O

2 Một sĩng ngang truyền trên

sợi dây rất dài cĩ phương trình

3 Một sợi dây đàn hồi, mảnh, rất

dài, cĩ đầu O dao động với tần số

f thay đổi trong khoảng từ 40 Hz

đến 53 Hz, theo phương vuơng

gĩc với sợi dây Sĩng lan truyền

trên dây với vận tốc v = 5 m/s

a) Cho f = 40 Hz Tính chu kỳ và

bước sĩng của sĩng trên dây

b) Tính tần số f để điểm M cách

O một khoảng bằng 20 cm luơn

luơn dao động cùng pha với O

3 Một mũi nhọn S được gắn vào

b) Viết phương trình dao

động của phần tử tại điểm M trên

mặt nước cách S một khoảng 12

cm Chọn gốc thời gian lúc mũi

nhọn chạm vào mặt thống và đi

xuống, chiều dương hướng lên

Hoạt động nhĩm: chia lớpthành 3 tổ mỗi tổ 2 nhĩm và

Làm việc nhĩm 2 ngườitrong 1 bàn và cá nhân trìnhbày

Giáo viên hướng dẫn(Bài 4: tínhλ sau đĩ tính

= 12,5 cm

b) λ

π d

2

= 4

π 

d = 8

π  λ = 4d = 8 m;

f = λ

b) Phương trình dao động tại S: x =Acos(ωt + ϕ) Ta cĩ ω = 2πf = 240 rad/s;khi t = 0 thì x = 0  cosϕ = 0 = cos(±

2 π

xM = 0,6cos(240πt +

2

π

- λ

Trang 22

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

- 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.

Hoạt động 2 ( 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 đứng yên tại chỗ

I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động

* Có những điểm dao động rất mạnh

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.

- Ta có nhận xét gì về A, f và ϕ của hai - Vì S1, S2 cùng được gắn vào II Cực đại và cực tiểu giao

Trang 23

sóng do hai nguồn S1, S2 phát ra?

→ Hai nguồn phát sóng có cùng A, f và ϕ

gọi là hai nguồn đồng bộ

- Nếu 2 nguồn phát sóng có cùng f và 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 nào?

- Dao động tổng hợp tại M có biểu thức?

- Hướng dẫn HS đưa tổng 2 cosin về tích

- 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

- Những điểm đứng yên là những điểm

- Quỹ tích những điểm dao động với biên

độ cực đại và những điểm đứng yên?

cos ( 2 1)

1

d d

π λ

−

=

→ d2 – d1 = kλ (k = 0, ±1, ±2…)cos ( 2 1)

0

d d

π λ

- 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

1

d t

- Biên độ của dao động tại M:

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)

12

Trang 24

2 1

1 hoặ c

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa

- Qua hiện tượng trên cho thấy, hai sĩng

khi gặp nhau tại M cĩ thể luơn luơn hoặc

tăng cường lẫn nhau, hoặc triệt tiêu lẫn

nhau tuỳ thuộc vào δ hoặc ∆ϕ giữa hai

sĩng tại M

- Hiện tượng đặc trưng nghĩa là sao?

- HS ghi nhận về hiệu số pha hiện tượng giao thoa

- Nghĩa là mọi quá trình sĩng đều cĩ thể gây là hiện tượng giaothoa và ngược lại quá trình vật lí nào gây được sự giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sĩng

III Hiện tượng giao thoa

- Hiệu số pha giữa hai sĩng tại M

- Hiện tượng giao thoa là mộthiện tượng đặc trưng của sĩng

- Các đường hypebol gọi là

vân giao thoa của sĩng mặt

nước

Ngày soạn: / / /Tiết 16

SĨNG DỪNG I.Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Mơ tả được hiện tượng về phản xạ sĩng và hiện tượng sĩng dừng trên lị xo và dây đàn hồi

- Giải thích được sự tạo thành sĩng dừng

- Phân biệt được những điểm nút và những điểm bụng

- Vận dụng để giải bài tốn xác định bước sĩng, tốc độ truyền sĩng khi cĩ sĩng dừng trên dây

2) Kĩ năng: Giải thích được hiện tượng vật lí.

II Chuẩn bị:

1) Giáo viên:

- Lị xo để làm sĩng ngang và sĩng dọc

- Kênh sĩng nước (nếu cĩ)

- Bộ thí nghiệm về sĩng dừng trên dây đàn hồi

2) Học sinh: Ơn tập về phương trình sĩng

III Tổ chức các hoạt động dạy học:

Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra:

GV đặt câu hỏi:

Trang 25

1) Một nguồn sóng phát sóng theo phương Ox (hình vẽ) từ A đến B Lấy O làm gốc, O dao động với phươngtrình: u t0( )=acos 2πft Viết phương trình sóng tại A và B.

HS thực hiện trên bảng, GV nhận xét

2) Nêu qui luật về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương

Hoạt động 2 (15’) Tìm hiểu sự phản xạ sóng và sóng dừng:

GV tiến hành TN với lò xo theo

hình 15.1 Nêu câu hỏi gợi ý để HS

nhận ra kiến thức:

H 1 Gây một biến dạng trên lò xo

Hiện tượng gì xảy ra khi biến dạng

truyền đến đầu cố định của lò xo?

H 2 Nhận xét gì về chiều biến dạng

khi biến dạng truyền ngược lại?

GV giới thiệu biến dạng bị phản xạ

Quan sát TN, mô tả hiện tượng-Biến dạng truyền đến đầu cốđịnh của lò xo bị truyền ngượclại

-Biến dạng truyền ngược lạingược chiều biến dạng truyềntới

-Có sóng tới và sóng phản xạtrên lò xo

I Sự phản xạ sóng:

- Sóng đang truyền trong một môitrường mà gặp vật cản thì bị phản

xạ Gọi là sóng phản xạ-Sóng tới và sóng phản xạ cùng tần

số và cùng bước sóng

-Đầu phản xạ cố định: sóng phản xạngược pha với sóng tới

-Đầu phản xạ tự do: sóng phản xạcùng pha với sóng tới

Hoạt động 3 ( phút): Sóng dừng:

H 3 Nếu đầu A dđđh, hiện tượng gì

xảy ra trên lò xo?

độ lha1 lớn xen kẽ nhau

a) Quan sát hiện tượng:

Sóng tới và sóng phản xạ nếutruyền theo cùng một phương thì cóthể giao thoa với nhau tạo thànhsóng dừng

b) Sóng dừng :là sóng có các nút vàbụng cố định trong không gian

Hoạt động 4 (10’) Tìm hiểu điều kiện để có sóng dừng.

Nêu câu hỏi gợi ý

H 1 Nếu dây có hai đầu cố định thì

ở hai đầu là nút hay bụng sóng?

H 2 Hai nút hoặc hai bụng sóng

liên tiếp cách nhau bao nhiêu?

(tính theo bước sóng)

H 3 Nếu trên dây có hai đầu cố

định ta đếm được n bụng sóng thì

chiều dài dây bao nhiêu?

H 4 Nếu dây có một đầu cố định,

một đầu tự do thì mỗi đầu dây là

-Hai đầu dây cố định là nút

-Hai nút liên tiếp cách nhau

2 λ

-chiều dài dây là n

2

λ

l n= λvới n = 1, 2, 3…

2) Dây có một đầu cố định, mộtđầu tự do:

1) GV hướng dẫn HS tìm hiểu mục ứng dụng và giải bài tập ứng dụng trong SGK

2) Yêu cầu HS giải bài tập 1, 2, 3, 4 SGK trang 83

3) Nêu những nội dung chuẩn bị cho tiết sau

Trang 26

Học bài cũ và làm các bài tập được giao.

Câu hỏi: nêu điều kiện để cĩ sĩng dừng trên dây, các đặc trưng vật lý, sinh lý của âm

3 thời gian hoạt động nhĩm là 15phút sau đĩ báo cáo kết quảCác nhĩm khác nhận xét bổ xungbài làm của nhĩm trên bảng

1 Trên một sợi dây đàn hồi

cĩ chiều dài 240 cm với hai đầu cố định cĩ một sĩng dừng với tần số f = 50 Hz, người ta đếm được cĩ 6 bụngsĩng Tính vận tốc truyền sĩng trên dây

Nếu vận tốc truyền sĩng v =

40 m/s và trên dây cĩ sĩngdừng với 12 bụng sĩng thìchu kỳ sĩng là bao nhiêu?

Hoạt động 2 ( phút):

3 Một sợi dây AB dài 100 cm căng

ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một

nhánh của âm thoa dao động điều hịa với

= 4 cm;

Trang 27

Ôn tập chuẩn bị kiểm tra

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

- 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, cáckhái 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…

Hoạt động 2 ( 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 → cảm giác âm

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

Trang 28

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 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?

- HS ghi nhận các khái niệm âm nghe được, hạ âm và siêu âm

- HS ghi các yêu cầu về nhà

- Rắn, lỏng, khí Không truyền được trong chân không

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

độ của môi trường

- Các chất xốp như bông, len…

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

3 Âm nghe được, hạ âm và siêu âm

- Âm nghe được (âm thanh)

a Môi trường truyền âm

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

b Tốc độ âm

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

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

- Trong các âm thanh ta nghe được, có

những âm có một tần số xác định như âm

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

chung cho mọi âm có tần số khác nhau

- Thông báo về các tần số âm của âm cho

- I (W/m2)

- HS nghiên cứu và ghi nhận mức cường độ âm

- HS ghi nhận các khái niệm âm

cơ bản và hoạ âm từ đó xác định đặc trưng vật lí thứ ba của âm

- Phổ của cùng một âm nhưng

II Những đặc trưng vật lí của âm

2 Cường độ âm và mức cường độ âm

a Cường độ âm (I)

- Định nghĩa: Cường độ âm được xác định là năng lượng được sóng âm truyền qua mộtđơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian

= 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)

1 1 10

Trang 29

có nhận xét gì?

→ Đồ thị dao động của cùng một nhạc

âm do các nhạc cụ phát ra thì hoàn toàn

khác nhau → Đặc trưng vật lí thứ ba của

âm là gì?

hoàn toàn khác nhau

- Đồ thị dao động

phát ra một loạt âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0 … 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.

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

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

- Nêu được ba đặc trưng vật lí 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.

Hoạt động 2 ( 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.

I Độ cao

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

Trang 30

440Hz nhưng không thể nói âm có tần số

880Hz cao gấp đôi âm có tần số 440Hz

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

- Thực nghiệm, âm có I càng lớn → nghe

càng to

- Tuy nhiên, Fechner và Weber chứng

minh rằng cảm giác về độ to của âm lại

không tỉ lệ với I mà tỉ lệ với mức cường

độ âm

- Lưu ý: Ta không thể lấy mức cường độ

âm làm số đo độ to của âm Vì các hạ âm

và siêu âm vẫn có mức cường độ âm,

nhưng lại không có độ to

- HS nghiên cứu Sgk và ghi nhậnđặc trưng sinh lí của âm là độ to

II Độ to

- Độ to của âm tỉ lệ với mức cường độ âm L

- Độ to chỉ là một khái niệm nói về đặc trưng sinh lí của

âm gắn liền với đặc trưng vật

lí mức cường độ âm

- Lưu ý: Ta không thể lấy

mức cường độ âm làm số đo

độ to của âm

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về âm sắc

- Ba ca sĩ cùng hát một câu hát ở cùng

một độ cao → dễ dàng phân biệt được

đâu là giọng của ca sĩ nào Tương tự như

một chiếc đàn ghita, một chiếc đàn

viôlon và một chiếc kèn săcxô → Sỡ dĩ

phân biệt được ba âm đó vì chúng có âm

- Đồ thị dao động có dạng khác nhau nhưng có cùng T

- HS đọc Sgk để tìm hiểu

III Âm sắc

- Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

- Đọc thêm bài: “Vài khái niệm vật lí

trong âm nhạc”

TIẾT 20 KIỂM TRA 1 TIẾT ( THI 8 TUẦN)

Ngày soạn: / /

Trang 31

Tiết: 21 ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều

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

- Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dòng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đại lượng cường độdòng điện cực đại, chu kì

- 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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều

- Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độ dòng điện xoaychiều (nếu có thể)

2 Học sinh: Ôn lại:

- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun

- Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)

Hoạt động 1 ( phút): Giới thiệu về những nội dung chính trong chương III

- Các nội dung chính trong chương:

+ 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 2 ( 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 gì?

- Cường độ dòng điện tại thời điểm t

T: chu kì của i

* (ωt + ϕ): pha của i

* ϕ: pha ban đầu

Trang 32

→ t = 0 → cos

4 2

m m

I

i I= π =

Hoạt động 3 ( 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 B r

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 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

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

Φ = NBScosα với α = ( , ) B n r r

→Φ biến thiên theo thời gian t

- Suất điện động cảm ứng biến theo 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

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

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

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

Vậy, trong cuộn dây xuất

hiện dòng điện xoay chiều với tần số góc ω và cường độcực đại:

m

NBS I

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về giá trị hiện dụng

∆ ω

α

Trang 33

- 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 hiệu

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 m

P= =p RI

- Đưa về dạng giống công thức Jun cho dòng điện không đổi:

P = RI2Nếu ta đặt:

2 22

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 sinhay cosin của thời gian, với các đại lượng này

Giá trị

hiệu dụng

Giá trị cực đại

=

Trang 34

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

- 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

= ± và suất điện động tự cảm di

dt

= ±

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu mối quan hệ giữa i và u trong mạch điện xoay chiều

- Biểu thức của dòng điện xoay chiều có

- Trình bày kết quả thực nghiệm và lí

thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai

- Nếu cường độ dòng điện xoay chiều trong mạch:

i = Imcosωt = I 2cosωt

→ điện áp xoay chiều ở hai đầu 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 3 ( 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 như thế nào?

- Trong biểu thức điện áp u, Um và U là

- Biến thiên theo thời gian t (dòng điện xoay chiều)

- Theo định luật Ohm

u i R

Trang 35

- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có nhận

xét gì?

- GV chính xác hoá các kết luận của HS

- Y/c HS phát biểu định luật Ohm đối với

dòng điện một chiều trong kim loại

- Điện áp tức thời, điện áp cực đại và điện áp hiệu dụng

=thì: i I = 2 cos ω t

- Kết luận:

1 Định luật Ohm đối với

mạch điện xoay chiều: Sgk

2 u và i cùng pha.

Hoạt động 4 ( 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 tích điện

- Ta nên đưa về dạng tổng quát i =

Imcos(ωt + ϕ) để tiện so sánh, –sinα→

- Tụ điện sẽ được tích điện

- Bản bên trái tích điện dương

- Biến thiên theo thời gian t

- HS ghi nhận cách xác định i trong mạch

q i t

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

a - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện:

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

- Cường độ dòng điện ở thời điểm t:

q i t

Trang 36

- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 →

biểu thức của i và u được viết lại như thế

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 viết lại biểu thức của i và u (i nhanh pha hơn u góc π/2 → u chậm pha hơn i góc π/2)

- 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)

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

- Vì dòng điện không đổi (f = 0)

ω

C

Z C

=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 sựcản 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 dòngđiện xoay chiều tần số thấp.+ ZC cũng có tác dụng làm cho i sớm pha π/2 so với u

Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

- 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?

- Xét ∆t vô cùng nhỏ (∆t → 0) → suất

điện động tự cảm trong cuộn cảm trở

thành gì?

- Y/c HS hoàn thành C5

- 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

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:

Trang 37

- Đặt vào hai đầu của một cuộn thuần

cảm (có độ tự cảm L, điện trở trong r =

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 đầu

- Với L không đổi, đối với dòng điện

xoay chiều có tần số lớn hay bé sẽ cản

trở lớn đối với dòng điện xoay chiều

- Lưu ý: Cơ chế tác dụng cản trở dòng

điện xoay chiều của R và L khác hẳn

nhau Trong khi R làm yếu dòng điện do

hiệu ứng Jun thì cuộn cảm làm yếu dòng

điện do định luật Len-xơ về cảm ứng từ

- HS ghi nhận và theo sự hướng dẫn của GV để khảo sát mạch điện này

- Là đơn vị của điện trở (Ω)

1

A

A s s

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

- Vì ZL = ωL nên khi f lớn → ZL

sẽ lớn → cản trở nhiều

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều có cuộn cảm thuần

- Đặt vào hai đầu L một điện

áp xoay chiều Giả sử i trong mạch là:

=Trong đó ZL gọi là cảm khángcủa mạch

- Định luật Ohm: (Sgk)

b Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: i trễ pha

π/2 so với u, hoặc u sớm pha

π/2 so với i

3 Ý nghĩa của cảm kháng+ ZL là đại lượng biểu hiện sựcản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm

+ Cuộn cảm có L lớn sẽ cản trở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần

+ ZL cũng có tác dụng làm cho i trễ pha π/2 so với u

Trang 38

Học bài cũ và làm các bài tập được giao

Cu hỏi: tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải.

+ Biểu thức của i và u: Nếu i = I0cosωt thì u = U0cos(ωt + ϕ) Ngược lại Nếu u = U0cosωt thì i = I0cos(ωt - ϕ).+ Cảm kháng của cuộn dây: ZL = ωL Dung kháng của tụ điện: ZC =

C

ω

1

+ Định luận Ôm cho đoạn mạch: Chỉ có R: I =

so với cường độ dòng điện Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm thuần sớm pha π/2 so với cường độ dòng điện

2.Bài mới

Hoạt động 1 ( phút): Làm các bài tập trắc nghiệm

* Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc

nghiệm 7,8,9,10 trang 66 sgk

* Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm

ra đáp án

*Gọi HS trình bày từng câu

* Cho Hs đọc các câu trắc nghiệm 7,8,9

* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả

* Hs giải thích

* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả

* Hs giải thích

Câu 7 trang66: C Câu 8 trang 66: A Câu 9 trang 66: D Câu 10 trang 66: C Câu 7 trang 74:

Câu 8 trang 74: B Câu 9 trang 74: A

Hoạt động 2 ( phút): Chữa bài tập tự luận

Trang 39

 Bài tập 4 trang 66

Bài Tập Thêm

Bài 1: Cho mạch điện xoay chiều chỉ có

cuộn dây thuần cảm

L = 0,636H Điện áp 2 đầu cuộn dây là :

200cos(100 )

3

(v)a) Viết biểu thức i ? Tính I ? vẽ giản đồ

22

ππ

Học sinh thảo luận đưa ra cách giảia) ZC = 440Ω

suy ra : C = 6,03.10-6 ( F )b)

/

60 0,5

= 100W.h

Bài 5 ( trang 74 SGK ) CMR : Khi 2 cuộc dây

thuần cảm L1 và L2 mắc nốitiếp trong mạch điện xoay chiều thì cuộn cảm tương đương có cảm kháng :

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Viết được công thức tính tổng trở

- Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

- Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

Trang 40

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiều về phương pháp giản đồ Fre-nen

- Tại một thời điểm, dòng điện trong

mạch chạy theo 1 chiều nào đó → dòng

một chiều → vì vậy ta có thể áp dụng các

định luật về dòng điện một chiều cho các

giá trị tức thời của dòng điện xoay chiều

- Xét đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2,

R3 … mắc nối tiếp Cho dòng điện một

chiều có cường độ I chạy qua đoạn mạch

→ U hai đầu đoạn mạch liên hệ như thế

nào với Ui hai đầu từng đoạn mạch?

- Biểu thức định luật đối với dòng điện

xoay chiều?

- Khi giải các mạch điện xoay chiều, ta

phải cộng (đại số) các điện áp tức thời,

các điện áp tức thời này có đặc điểm gì?

→ Ta sử dụng phương pháp giản đồ

Fre-nen đã áp dụng cho phần dao động →

biểu diễn những đại lượng hình sin bằng

đồ Fre-nen

- HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C, chỉ có L và đối chiếu với hình 14.2 để nắm vững cách vẽ

I Phương pháp giản đồ Fre-nen

1 Định luật về điện áp tức thời

- Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắc nối tiếp thì điện áp tức thời giữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy

b Các vectơ quay vẽ trong

d Phép cộng đại số các đại lượng xoay chiều hình sin (cùng f) được thay thế bằng

phép tổng hợp các vectơ quay tương ứng.

e Các thông tin về tổng đại

số phải tính được hoàn toàn xác định bằng các tính toán trên giản đồ Fre-nen tương ứng

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Trong phần này, thông qua phương

pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức giữa

U và I của một mạch gồm một R, một L

và một C mắc nối tiếp

- Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen

trong cả hai trường hợp: UC > UL (ZC >

ZL) và UC < UL (ZC < ZL)

- Dựa vào hình vẽ (1 trong hai trường

- HS vận dụng các kiến thức về phương pháp giản đồ Fre-nen để cùng giáo viên đi tìm hệ thức giữa U và I

+ Giả sử UC > UL (ZC > ZL)

II Mạch có R, L, C mắc nối tiếp

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	3,65 MB