Giáo án vật lý 12 kỳ i

Vận dụng được phương trìnhđộng lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tínhcủa vật.. Viết đượccông thức tính động năng của vật rắ

Trang 1

Chương I ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

MỤC TIÊU

- Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động của một vật rắn

- Biết cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục cố định

- Hiểu được khái niệm: tốc độ góc, gia tốc góc, momen quán tính

- Viết được phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định Vận dụng được phương trìnhđộng lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tínhcủa vật

- Hiểu được khái niệm momen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức của định luật này Vận dụngđược định luật bào toàn momen động lượng của một vật rắn đối với một trục

-Viết được công thức tính momen động lượng trong một số trường hợp vật rắn có dạng đặc biệt Viết đượccông thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

Ngày soạn: 22-08-2010Tiết 1-2

Bài 1 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN

QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH.

I.Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc

- Viết được các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều

- Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn

Nêu hai câu hỏi gợi ý, xây dựng nội dung cần

thực hiện của bài

H1 Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến của

Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu

Thảo luận, trả lời nội dung câu hỏi:

+ Chỉ cần khảo sát chuyển động tịnh tiến của một điểmbất kì trên vật Vì khi vật chuyển động tịnh tiến, mọiđiểm trên vật có quỹ đạo giống hệt nhau

+ Trao đổi và trả lời:

- Xác định các đại lượng đặc trưng cho chuyển độngquay

- Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đạilượng đặc trưng cho chuyển động

Hoạt động 2 (10’) TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC.

Sau khi cho HS xem mô hình

vật rắn quay quanh một trục,

nêu và phân tích khi HS trả lời

bằng câu hỏi gợi ý:

+ Quan sát thêm hình SGK Trả lời câu hỏi

(1.1) Nội dung trả lời phải trùng với

1) Tọa độ góc:

Chuyển động quay quanh một trục cốđịnh của một vật rắn có hai đặc điểm:-Mỗi điểm trên vật vạch nên một

Trang 2

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

thời gian, góc quay của các

điểm M, N khác nhau trên vật

có giá trị thế nào?

H3 Khi quay, vị trí của vật có

thể xác định bằng đại lượng

nào?

Giảng nội dung: Khái niệm

tọa độ góc ϕ với điều kiện

phải chọn một chiều dương và

của góc ϕ theo thời gian cho ta

biết gì về chuyển động quay

của vật?

→ giới thiệu tọa độ góc ϕ

nội dung SGK trình bày

-Phải phát hiện 2 đặc điểm củachuyển động

+ Tìm hiểu vị trí góc ϕ giữa haimp(Po) cố định và mp(P) diđộng

-Thảo luận, tìm hiểu được:

+ ϕ thay đổi theo thời gian khivật quay

+ Dùng góc ϕ để xác định vị trícủa vật vào một thời điểm bấtkì

đường tròn nằm trong mp vuông gócvới trục quay, tâm trên trục quay, bánkính bằng khoảng cách từ điểm đó đếntrục quay

-Mọi điểm trên vật đều quay được cùngmột góc trong cùng một khoảng thờigian

-Vị trí của vật tại mỗi thời điểm đượcxác định bằng góc ϕ tạo bởi một mpđộng (P) và mp(Po) cố định (gọi là toạ

độ góc)

-Sự biến thiên của góc ϕ theo thời giancho ta biết qui luật chuyển động quaycủa vật

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC.

Câu hỏi gợi ý:

H1 Để đặc trưng cho mức độ

nhanh hay chậm của chuyển

động tính tiến, ta dùng khái

niệm gì? Mức độ nhanh, chậm

của chuyển động quay dùng

khái niệm gì đặc trưng?

(câu hỏi này nêu sau khi HS

trả lời câu hỏi C2 SGK)

-Thảo luận nhóm

+Với chuyển động tịnh tiến:

dùng tốc độ dài ↔ tọa độ dài x

→ Chuyển động quay có vị tríxác định bằng tọa độ góc

→ Dùng tốc độ góc để đặctrưng

-Tìm thời gian quay 450 vòng:

t

ϕ

ω = ∆

∆b) Tốc độ góc tức thời:

và được xác định bằng đạo hàm của toạ độ góc theo thời gian

d) Đơn vị: rad/s

Hoạt động 4 (15’) Tìm hiểu KHÁI NIỆM GIA TỐC GÓC.

-Câu hỏi gợi ý:

H1 Khi vật rắn quay không

đều, tốc độ góc thay đổi Để

đặc trưng cho sự biến thiên

nhanh hay chậm của tốc độ

góc, ta đưa ra khái niệm gì?

H2 Thế nào là gia tốc góc

trung bình? Gia tốc góc tức

thời?

Có phải dấu của gia tốc góc

-Trả lời câu hỏi theo gợi ý:

+Cơ sở gia tốc atb, att của chuyểnđộng thẳng → gia tốc góc trungbình, gia tốc góc tức thời

-Thảo luận nhóm, trả lời C3.Phân tích: ωo = 0

t

ω

γ =∆

∆b) Gia tốc góc tức thời:

∆ →

∆

Trang 3

cho ta biết vật rắn quay nhanh

dần hay chậm dần không?

-Nêu câu hỏi C3 (SGK)

-Định nghĩa gia tốc góc tức thời: là đạilượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm của tốc độ góc theo thời gian

-Đơn vị: rad/s2

Hoạt động 5 (5’) Vận dụng củng cố

H 1 Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định

xác định bằng đại lượng nào?

H 2 Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức:

- Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời

- Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời

H 3 Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong

chuyển động quay và các đại lượng dài trong chuyển

động thẳng

-Làm việc cá nhân trả lời câu hỏi của GV:+Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời.+Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời

-Trình bày sự tương ứng giữa các đại lượng góc

và các đại lượng dài

Hoạt động 6 ( phút): Hướng dẫn về nhà.

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 1,2,3 (Tr 9 SGK)

-Yêu cầu:HS Xem lại CĐTĐ , CĐTBĐĐ lớp 10

-Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

-Những chuẩn bị bài sau

IV Rút kinh nghiệm.

III Tổ chức các hoạt động dạy học:

Hoạt động 1 (15’) Thông tin về: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY.

Trang 4

-Hướng dẫn HS tìm hiểu sự

tương ứng giữa các đại lượng

góc trong chuyển động quay

và đại lượng dài trong chuyển

-Gia tốc góc không đổi

Nêu tính chất của hai loại

chuyển động trên

H2 Trong hai trường hợp của

chuyển động thẳng đều, thẳng

biến đổi đều, các pt có dạng

thế nào? Hãy suy ra các pt

chuyển động quay của vật rắn

+ γ không đổi: chuyển độngquay không đều, quay biến đổiđều

-Thảo luận nhóm, nhớ lại:

+Thẳng đều: v = hằng số

x = xo + vt+Thẳng biến đổi đều: a =hằngsố

v = vo + at

2

0 0

2 2 0

22

γ = hằng số

0

2 0

22

t t t

+ ω và γ trái dấu: ω.γ < 0: quay chậmdần

Hoạt động 2 (20’) Thông tin về: VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY

Nêu câu hỏi gợi ý:

H1 Nhắc lại công thức liên hệ

giữa tốc độ góc và tốc độ dài

của một điểm chuyển động

trên quỹ đạo tròn bán kính r

H2 Khi vật rắn quay đều, mỗi

điểm trên vật chuyển động với

H4 Khi vectơ gia tốc a r

củađiểm trên vật tạo với bán kính

2 2

n

v r v

r

ωω

có phương của v r

: đặc trưng cho

sự thay đổi về độ lớn của v r

: gia tốctiếp tuyến a vt = = ' ( ) ω r ' = ω ' r Hay

Trang 5

α với bán kính: tan t 2

n

a a

γα

ω

= =

Hoạt động 3 (10’) Vận dụng củng cố

Gọi 2 HS lên bảng giải dồng thời hai bài toán:

Bài 1 Một cánh quạt dài 20cm Tốc độ dài của một điểm ở

vành cánh quạt bằng 15m/s, nó quay với tốc độ góc bao

nhiêu?

Bài 2 Một cánh quạt quay với tốc độ góc không đổi bằng

94rad/s Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng

18,8m/s Cánh quạt có chiều dài bao nhiêu?

- HS ghi nhận bài tập-Làm việc cá nhân giải bài tập 1,2

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 5, 6, 7, 8 SGK

-Yêu cầu:HS - Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10 -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.-Những chuẩn bị bài sau

IV Rút kinh nghiệm.

Bài 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN

III Tổ chức các hoạt động dạy học: (TIẾT 3)

Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra.

GV nêu nội dung kiểm tra:

H1 Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định

Áp dụng: Giải bài tập số 5, SGK trang 9

HS trả lời và giải bài toán trên bảng Cả lớp theo dõi và nhận xét

Hoạt động 2 (25’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.

Trang 6

- Nêu vấn đề: Trong chuyển

động của chất điểm, gia tốc

quay của vật rắn, giữa gia tốc

góc và momen lực có mối liên

GV hướng dẫn HS trả lời câu

hỏi C1 (bằng nội dung câu hỏi

H1)

- Cho HS xem mô hình theo

hình 2.1 Giới thiệu chi tiết và

cho quả cầu quay để HS quan

sát Nêu câu hỏi gợi ý:

H2 Vì sao không quan tâm đến

lực pháp tuyến F uurn

trongchuyển động của quả cầu?

- Hướng dẫn HS lập luận, xây

=

urr

- Thảo luận nhóm, trả lời H1:

Để vật quay càng mạnh:

+ Tăng dần độ lớn của lực

+ Thay đổi sao cho phương củalực không qua trục quay và cógiá càng xa trục quay

- Khảo sát chuyển động quaycủa vật trên mp ngang theohình 2.1 Trả lời câu hỏi H2.+ Thành phần pháp tuyến uur Fn

làm vật chuyển động trênđường tròn nhưng không làmthay đổi tốc độ góc

- Thảo luận nhóm, xây dựngphương trình (2.6)

1) Momen lực đối với một trục quay

M = F.dd(m): tay đòn của lực

F(N): lực tác dụng

M (N.m) mô men lực

M > 0: nếu có tác dụng làm vật quaytheo chiều (+)

M < 0:… ngược lại

2) Mối liên hệ giữa gia tốc góc vàmomen lực:

M : tổng các momen lực tác dụng lêntoàn bộ vật rắn (ngoại lực)

( 2)

M =∑M =∑ m r γLưu ý:

Mô men của các nội lực bằng không

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu: Momen quán tính.

- Nêu câu hỏi gợi ý:

H2 Đại lượng dùng đặc trưng

cho vật rắn về phương diện gì?

-Nêu vài VD để HS hiểu tính ì

của vật đối với chuyển động

quay quanh một trục, từ đó giới

momen quán tính của một vật

rắn? Nêu đơn vị của momen

Trả lời câu hỏi H1, H2

+Có ý nghĩa tương tự khốilượng m trong phương trình F =ma

+Đặc trưng cho mức quán tínhcủa vật quay

-Tiếp nhận khái niệm mo- menquán tính i i2

i

I=∑m r

-Thảo luận, trả lời H3

Dự kiến HS không phát hiệnđược, GV trình bày

+Độ lớn I phụ thuộc khối lượngcủa vật rắn; sự phân bố khốilượng gần hay xa trục quay

3) Momen quán tính:

a) Định nghĩa: Mô men quán tính Iđối với một trục là đại lượng đặctrưng cho mức quán tính của vật rắntrong chuyển động quay quanh trụcấy

+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l:

2

112

I = ml

+ Vành tròn, bán kính R:I = mR 2.+ Đĩa tròn mỏng: 1 2

Trang 7

Hoạt động của GV Hoạt động của HS

- So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động

quay và chuyển động tịnh tiến

-Trình bày các đại lượng tương ứng của chuyển độngquay và chuyển động tịnh tiến

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 7,8 SGK trang 14

-Yêu cầu:HS Xem lại Động lượng, ĐLBT động

lượng ,dạng khác của định luật II Niu tơn lớp 10

IV Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra.

GV nêu nội dung kiểm tra:

H1 Mô men quán tính là gì? Nó đặc trưng cho tính chất gì của chuyển động quay? Nó phụ thuộc vào yếu tốnào?

H2 Viết pt động lực học của chất điểm Nêu ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình

HS trả lời và giải bài toán trên bảng Cả lớp theo dõi và nhận xét

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.

H1 Với khái niệm momen

quán tính hãy viết lại dạng

4)Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định:

M =Iγ

Hoạt động 3 Bài tập ví dụ (25’):

*GV giới thiệu bài toán VD

Nêu câu hỏi gợi ý:

của chuyển động quay để

giải các bài toán Lưu ý cách

vận dụng tốt các pt và cách

giải để tìm kết quả

*Yêu cầu chuẩn bị ở nhà:

-Giải bài tập SGK trang 14

-Ôn tập bài: Định luật bào

-Đọc nội dung bài toán

Thảo luận nhóm, phân tíchchuyển động của hình trụ

và thùng nước

-Trả lời câu hỏi gợi ý

+ Thùng nước chuyểnđộng tính tiến

+ Hình trụ chuyển độngquay quanh một trục cốđịnh

- Vậy phải áp dụng địnhluật nào cho các vật đó?

Áp dụng định luật IINewton cho chuyểnđộng tịnh tiến của thùngnước, ta có :

ma T

mg− = (1) Momen của lực căng dây'

T đối với trục quaycủa ròng rọc là :

TR R T

Áp dụng phương trìnhđộng lực học cho chuyểnđộng quay của ròng rọc,

ta có : TR=Iγ (2)

Gia tốc tịnh tiến a của thùng nước liên hệ với gia tốc góc γ của ròng rọc theo hệ thức : R

nước.

Trang 8

toàn động lượng ở lớp 10 Thay T từ (4) vào (1), ta được :

g m

I R

I m

mg a ma R

Ia mg

2

R11

Hoạt động 4 (5’) Vận dụng, củng cố

- So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động

quay và chuyển động tịnh tiến

Tìm đại lượng tương ứng của chuyển động quay vàchuyển động tịnh tiến

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 1.24, 1.25, 1.28 SBT

- Yêu cầu:HS Ôn tập kiến thức Định luật II Niu tơn

để vận dụng giải bài tập ở tiết sau

1.Kiến thức

- Nắm được công thức tính momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay v

- Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn

2.Kĩ năng.

- Viết được phương trình M = I.γ vận dụng để giải bài tập động lực học vật rắn

- Vận dụng các công thức của chuyển động quay để giải bài tập

- Viết được các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều

-Giới thiệu bài toán số 1:

-Hướng dẫn HS phân tích và giải

bài toán bằng gợi ý:

H 1: Đĩa mài chuyển động như

thế nào?

H 2: So sánh phương trình đã cho

với phương trình tổng quát để

tìm ω0và γ

-H 3: Góc quay được là đại lượng

nào? Góc quay trong 4 s và giây

- Hs ghi chép và trả lời câu hỏi của Gv:

+CĐ quay Nhanh dần đều

+ ω0 =4rad / s γ =6rad/s2

+ Góc quay được là

0

ϕϕ

ϕ= −

∆+

Bài 1: Vị trí góc của một điểm trên mép

của một đĩa mài đang quay được cho bởiphương trình:ϕ= 5+4t+3t2 (rad, s) a)Tính vận tốc góc lúc t=2s và lúc t=4s? b) Tính vận tốc góc trung bình trong khoảng thời gian ∆t = 2s tính từ thời điểm ứng với t =2s

c) Góc quay của đĩa quay được trong thời gian 4s và trong giây thứ 4?

Giải:

Trang 9

m1

t=2s thì ω=16ad/st=4s thì ω=28rad/s

-Giới thiệu bài toán 2

Nêu câu hỏi gợi ý

H 1: Momen phát động tính bằng

công thức nào?

H 2: Momen quán tính của ròng

rọc tính bằng công thức nào?

H 3: Giả thiết nào của bài toán

cho phép xác định được gia tốc

M = 2kg; R = 20cm

-Thảo luận, chọn công thứcgiải bài toán

-Cá nhân luyện tập và trìnhbày kết quả

Bài 2: Một ròng rọc có bán kính R =

20cm, có khối lượng 2kg Lúc đầu ròngrọc đang quay đều với vận tốc góc ω0 =2(rad/s) quanh trục đối xứng của nó

để tăng tốc độ quay của ròng rọc người

ta tác dụng vào ròng rọc một lực khôngđổi F = 1,2N tiếp tuyến với vành Bỏqua mọi sức cản Tính tốc độ của ròngrọc sau 3s tính từ lúc có lực tác dụng, Giải

2

1

m kg mR

CóM= Iγ . 6rad,s2

I

R F I

-Giới thiệu bài toán số 2

-Hướng dẫn HS phân tích và giải

bài toán bằng gợi ý:

H 1: Có mấy vật chuyển động và

chuyển động như thế nào?

H 2: Phân tích các lực tác dụng

vào từng vật và cho biết tác dụng

của các lực hay mô men lực đó

+ m1và m2

chuyển động thẳng ròng rọc quay

+ AD Định luật II Niu tơn cho m1và m2

+ AD phương trình M =I.γcho ròng rọc

+ Kết hợp với điều kiện giữagia tốc góc và gia tốc tiếp tuyến suy ra lời giải

Bài 2: Một ròng rọc có hai rãnh, rãnh ngoài có bán kính R = 20cm, Rãnh trong có bán kính r = 15cm, momen quán tính của vật là I=0,5kgm2.Mỗi rãnh có một dây không dãn quấn vào đầu dưới của dây mang vật m1=400g và

m2 = 600g, Cho g = 10m/s2 , bỏ qua mọi ma sát, biết dây không trượt trên ròng rọc Tính :

a) gia tốc chuyển động của vật m1 và

m2? b) Gia tốc góc của ròng rọc?

a1 2

=

=γTìm kết qủa

Hoạt động 4 Vận dụng củng cố

Trang 10

1) GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét chung qua việc giải

bài toán

- Phân tích đúng chuyển động của vật trong một hệ vật

- Xác định đúng các đại lượng đặc trưng cho từng chuyển

động

- Viết đúng phương trình ĐLH cho từng chuyển động

- Vận dụng đúng công thức

- Luyện tập tốt kĩ năng phân tích, tổng hợp và tính toán

HS rút ra các bước để giải bài toán ĐLH vậtrắn

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 1.38(Tr 11 SBT)

-Yêu cầu:HS Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực,

định luật bảo toàn động lượng

Bài 3 MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

- Giải các bài toán đơn giản về momen động lượng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng

- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của định luật bảo toànmomen động lượng trong đời sống vả kĩ thuật

II Chuẩn bị:

1) Giáo viên:

- Dùng những tư liệu, hình vẽ, tranh ảnh minh họa về chuyển động quay của vật rắn để khai thác các kiếnthức có liên quan đến bài học

- Hướng dẫn HS thực hiện những thí nghiệm liên quan đến kiến thức bài học

2) Học sinh: Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toàn momen động lượng.

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra bài cũ:

GV nêu câu hỏi:

- Câu số 2 và 5 của SGK trang 14

- Nêu một bài tập:Một bánh xe có momen quán tính đối với trục cố định là 6kgm2, đang đứng yên thì chịutác dụng của một momen lực 30N.m.Bỏ qua mọi lực cản Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu quay,bánh xe đạt tốc

độ góc 100 rad/s

HS được kiểm tra thực hiện trên bảng

GV nhận xét, phê điểm

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu khái niệm: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

-Hướng dẫn HS lập pt động lực

học của vật rắn quay quanh một

trục cố định theo momen quán

= = như SGK theo

1) Momen động lượng:

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

M = I.γ (1) I không đổi

Trang 11

L = Iω

d dt

dt

b) Đại lượng L =Iω( Đặc trưng cho chuyển động quay về mặt động lực học) gọi là momen động lượng của vật rắn đối với trục quay

Đơn vị: kgm2/s

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

-Nêu câu hỏi gợi ý

H 1 Từ pt: dL

M

dt

=Nếu M = 0 thì momen động

lượng L có đặc điểm gì?

-Giới thiệu định luật bảo toàn

momen động lượng

H 2 Trường hợp vật có I đối với

trục quay không đổi, vật chuyển

động thế nào?

H 3 Trường hợp I đối với trục

quay thay đổi, để L = hs vật rắn

a) Nếu

I = hs ⇒ω = hs; ω = 0

L = hsb) Nếu I1 ≠ I2 ⇔ L1 = L2

b) Các trường hợp đặc biệt:

- Nếu I=const ⇒ω1=ω2 vậtđứng yên hoặc quay đều

- Nếu I thay đổi ⇒ I1ω1= I2ω2

- Với hệ vật có thể cả I và ω

thay đổi khi đó ∑ I ω = c onst

Hoạt động 4 (10’) Vận dụng-Củng cố:

-Giới thiệu bài toán 2, 3 của

SGK trang 17 Nêu gợi ý:

H 1: Viết biểu thức momen động

lượng của hệ trong hai trường

hợp

H 2: Bỏ qua ma sát, trong hai

trường hợp momen động lượng

của hệ thế nào? Suy ra tốc độ

góc của hệ theo yêu cầu bài

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 3 (Tr 10 SGK)

- -Yêu cầu:HS Xem lại ĐỘNG NĂNG ở Vật lí 10 Chuẩn bị

bài học số 4

- Hướng dẫn HS ôn tập 3 bài bằng bảng tóm tắt chương

trang 26

………

Trang 12

………

Ngày soạn: 29-08-2010Tiết 7

- Giải được các bài toán đơn giản về động năng của vật rắn trong chuyển động quay

- Vận dụng giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của động năng quay trong kĩ thuật

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra:

GV Nêu câu hỏi kiểm tra và gọi HS kiểm tra Yêu cầu cả lớp theo dõi và phân tích kết quả trình bày của HSđược kiểm tra

? Phát biểu định luật bảo toàn momen động lượng

? Vận dụng giải thích hình ảnh vận động viên nhảy cầu Giải bài tập 4 SGK trang 17

HS: Giải bài toán và trả lời câu hỏi

Hoạt động 2 (20’) Lập biểu thức: Động năng của vật rắn quay quanh một trục.

-Giới yêu cầu của bài học:

-Lưu ý thêm HS hai trường

hợp để giải bài toán

+Động năng của vật rắn bao

I

=

ñ-Động năng toàn phần của vật rắn: baogồm động năng quay và động năngchuyển động tịnh tiến

Hoạt động 3 (10’) Giải bài tập áp dụng.

* Cho HS đọc SGK, mô tả

bài toán và nêu câu hỏi gợi ý

-Đọc đề bài và phân tích nộidung bài toán Bài giải của SGK

Trang 13

H 1 Khi vận động viên thay

đổi tư thế thì momen quán

tính của người đối với trục

quay thế nào? Vì sao?

-So sánh hai động năng

-Trả lời câu hỏi gợi ý

-Cá nhân giải bài toán và trìnhbày kết quả

-Đọc, phân tích nội dung vàthảo luận, giải bài toán

-Động năng hệ ban đầu:

0

22

Wñ = I +I ω =Iω

Từ (1) và (2):

1 2

Wñ = Wñ

Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng củng cố.

-Hướng dẫn học sinh làm bài tập 1,2,3,4 Tr21 SGK

- Viết đúng tất cả phương trình và công thức

-Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắcnghiệm nội dung từ câu 1,2,3,4 Tr 21 SGK

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.4,5,6 (Tr21 SGK)

- -Yêu cầu: So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển

động quay và chuyển động tịnh tiến

- Ôn tập cả chương và chuẩn bị tốt kiến thức đễ vận dụng

giải bài tập ở tiết sau

BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN I.Mục tiêu:

- Chọn bài tập với nội dung cần luyện tập và phương pháp chung để giải bài tập

- Dự kiến những sai lầm HS có thể mắc phải, biện pháp khắc phục

2) Học sinh:

- Ôn tập lại phương pháp ĐLH ở lớp 10

- Ôn tập kiến thức, công thức, phương trình ĐLH

Trang 14

Hoạt động 1 Ôn tập kiến thức cần vận dụng:

GV giới thiệu cho HS bảng tổng hợp kiến thức, sự tương ứng giữa các đại lượng của chuyển động quay vàchuyển động thẳng

HS phân tích, tổng hợp và ghi nhớ kiến thức trong bảng tổng kết chương I

Hoạt động 2 Giải bài tập số 1.

-Giới thiệu bài toán số 1:

(20ph)

Nhấn mạnh cho HS nội dung

bài: Tìm I khi biết γ và M tác

dụng lên vật

-Hướng dẫn HS phân tích và

giải bài toán bằng gợi ý:

H 1: phân tích các giai đoạn

chuyển động cùa bánh xe

Trong mỗi giai đoạn, bánh xe

chuyển động thế nào?

H 2: Trong mỗi giai đoạn, hãy

viết công thức, phương trình

thích hợp cho chuyển động

-Cần lưu ý HS: giá trị đại số

của M cho từng giai đoạn

hoặc momen của lực Fms,

chú ý γ của từng giai đoạn

H 4: Hãy viết công thức tính

động năng của bánh xe quay

quanh trục Ở đây tốc độ góc

có giá trị nào?

+Một HS đọc bài toán 1 (SGK)+HS phân tích, tóm tắt nội dungbài toán

-Thảo luận nhóm, cử đại diệntrình bày kết quả câu a)

-Phân tích, tính toán theo yêucầu

-Ghi nhận đóng góp của bạn,nhận xét, đánh giá của GV

-Xác định tổng momen lực tácdụng vào bánh xe

(HS sẽ sai lầm khi tính Mms =0,25 Mi > 0 )

-Thảo luận, chọn giá trị tốc độgóc ω thích hợp

ω = ωI = 15rad/s

a) Gia tốc góc của bánh xe:

-Giai đoạn quay nhanh dần đều:

ωo = 0; ∆t1 = 10s

ω1 = 15 rad/s

2

1 0 1

Hoạt động 3 Giải bài tập số 2.

-Giới thiệu bài toán 2 (15’)

Nêu câu hỏi gợi ý

H 1: Momen hãm tính bằng

công thức nào?

H 2: Momen quán tính đĩa tròn

tính bằng công thức nào?

H 3: Giả thiết nào của bài toán

cho phép xác định được gia

-Ghi nhận cách giải bằng định

lí động năng ∆Wđ = A

2 0

10

2Iω F S c

− = với S = R.ϕ2

0 2 0

2 0

1

2

1

2

1 2

c

I M

ωϕ

rad s rad

ωωϕ

I = mR = kg m

⇒ M = -0,1 N.mb)Thời gian:

từ ω = 0; ω0 = 10 rad/s γ = -5 rad/sTìm t ω ω0 2 s

Trang 15

*Giới thiệu, hướng dẫn bài

toán số 3

Hướng dẫn HS chọn 1 chiều

dương cho chuyển động của

mỗi vật

-Giới thiệu mục tiêu của bài

toán: Giải ài toán hệ 3 vật

bằng cách vận dụng phương

pháp ĐLH và công thức

chuyển động quay của vật rắn

-Hướng dẫn giải bài toán bằng

câu hỏi gợi ý

trong 2 vòng và thời gian quay

liên hệ bằng công thức nào?

H 3 Nhận xét gì về gia tốc của

hai vật và gia tốc tiếp tuyến

của một điểm trên vành ròng

Chú ý M của T uurA v à T uurB

ngược chiều nhau

-Thảo luận nhóm, xác địnhcông thức, phương trình phùhợp với chuyển động của mỗivật

-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏihướng dẫn

-Cá nhân luyện tập, trao đổinhóm, trình bày kết quả

-Thảo luận nhóm, viết pt ĐLHcho chuyển động tịnh tiến củavật A, chuyển động quay củaròng rọc

-Một HS lên bảng thực hiệntính toán TA, TB

-Dự đoán (m của ròng rọc đáng

kể)-HS viết pt ĐLH cho vật B

b) Gia tốc của hai vật:

Gia tốc của hai vật bằng gia tốc bằnggia tốc tiếp tuyến của điểm trên vànhròng rọc

⇒ = −Thay số: TB = 6,03 N

Vì TA = TB: ròng rọc có khối lượngđáng kể

Hoạt động 5 Vận dụng, củng cố

GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét chung qua việc giải bài

toán

- Phân tích đúng chuyển động của vật trong một hệ vật

- Xác định đúng các đại lượng đặc trưng cho từng chuyển

động

- Viết đúng phương trình ĐLH cho từng chuyển động

- Vận dụng đúng công thức

- Luyện tập tốt kĩ năng phân tích, tổng hợp và tính toán

HS rút ra các bước chung qua việc giải bàitoán

- HS thắc mắc những vấn đề chưa rõ để GVgiải đáp

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà bài 1.1 đến bài 1.38 SBT

- Yêu cầu:HS Ôn tập cả chương, chuẩn bị cho tiết kiểm

tra

Trang 16

Nội dung kiểm tra :

Kiến thức trọng tâm chương I

III

Hình thức kiểm tra :

Trắc nghiệm khác quan và tự luận

ĐỀ KIỂM TRA Phần 1 Trắc nghiệm khách quan: 7 điểm/ 20 câu.

Câu 1 Phát biểu nào sau đây không đúng?

A) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng góc quay.B) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng chiều quay.C) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trênquỹ đạo tròn

D) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trongcùng một mặt phẳng

Câu 2 Trong chuyển động quay có tốc độ góc ω và gia tốc góc γ Chuyển dộng quay nào sau đây là nhanhdần?

A) ω = 3rad/s; γ = 0 B) ω = 3rad/s; γ = -0,5rad/s2

C) ω = -3rad/s; γ = 0,5rad/s2 D) ω = -3rad/s; γ = -0,5rad/s2

Câu 3 Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min Tốc độ của bánh xe

này là:

A) 120πrad/s B) 160πrad/s C) 180πrad/s D) 240πrad/s

Câu 4 Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên Sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Gia tốc

góc của bánh xe là:

A) 2,5 rad/s2 B) 5 rad/s2 C) 10 rad/s2 D) 12,5 rad/s2

Câu 5 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầuquay Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là:

A) 16 m/s2 B) 32 m/s2 C) 64 m/s2 D) 128 m/s2

Câu 6 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2 Gia tốc tiếp tuyến của mộtđiểm P trên vành bánh xe là:

A) 4 m/s2 B) 8 m/s2 C) 12 m/s2 D) 16 m/s2

Câu 7 Phát biểu nào sau đây không đúng?

A) Momen quán tính của vật rắn đối với trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay quanh trục

đó lớn

B) Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đối với trục quay.C) Momen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật

D) Momen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần

Câu 8 Một đĩa tròn, đồng chất có bán kính 2m có thể quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc với mặt

phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một momen lực 960 Nm không đổi, đĩa quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2 Khối lượng của đĩa là:

A) m = 960kg.B) m = 240kg C) m = 160kg D) m = 80kg

Câu 9 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có momen quán tính đối với trục là I = 10-2kg.m2 Ban đầu ròng rọcđang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Gia tốcgóc của ròng rọc là:

Trang 17

A) 14 rad/s2 B) 20 rad/s2 C) 28 rad/s2 D) 35 rad/s2.

Câu 10 Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng đi qua trung

điểm của thanh Hai đầu thanh có hai chất điểm 2kg và 3kg Vận tốc của mỗi chất điểm là 5m/s Momenđộng lượng của thanh là:

A) 7,5kg.m2/s B) 10kg.m2/s C) 12,5kg.m2/s D) 15kg.m2/s

Câu 11 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A) Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng thì momen động lượng của nó đối với trục quay bất kìkhông đổi

B) Momen quán tính của vật đối với một trục quay là lớn thì momen động lượng của nó đối với trục đócũng lớn

C) Đối với một trục quay nhất định nếu momen động lượng của vật tăng 4 lần thì momen quán tính của nócũng tăng 4 lần

D) Momen động lượng của vật bằng không khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không

Câu 12 Coi Trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lượng M = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km Momenđộng lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là:

A) 5,18.1030kgm2/s B) 5,83.1031 kgm2/s

C) 6,28.1032 kgm2/s D) 7,15.1033 kgm2/s

Câu 13 Một đĩa đặc có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt đĩa Đĩa chịu

tác dụng của một momen lực không đổi M = 3 N.m Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay, tốc độ góc của đĩa là24rad/s Momen quán tính của đĩa là:

A) I = 3,6 kgm2 B) I = 0,25 kgm2 C) I = 7,5 kgm2.D) I = 1,85 kgm2

Câu 14 Một momen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có momen quán tính đối với trục bánh

xe là 2 kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ở thời điểm t =10s là:

A) Wđ = 18,3KJ B) Wđ = 20,2KJ C) Wđ = 22,5KJ D) Wđ = 24,6KJ

Câu 15 Một bánh xe có momen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm2 quay đều với tốc độ góc 30vòng/phút Động năng của bánh xe là:

A) Wđ = 360J B) Wđ = 236,8J C) Wđ = 180J D) Wđ = 59,2J

Câu 16 Có hai điểm A, B trên một đĩa tròn quay xung quanh trục đi qua tâm của đĩa Điểm A ở ngoài rìa,

điểm B ở cách tâm một nửa bán kính Gọi vA, vB, γA, γB lần lượt là tốc độ dài và gia tốc góc của A và B Kếtluận nào sau đây là đúng?

Câu 18 Chọn câu đúng Một đĩa mài chịu tác dụng của một momen lực khác 0 thì:

A) tốc độ góc của đĩa thay đổi

B) tốc độ góc của đĩa không đổi

C) góc quay của đĩa là hàm bậc nhất của thời gian

D) Gia tốc góc của đĩa bằng 0

Câu 19 Chọn đáp án đúng Hai ròng rọc A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m, bán kính của ròng rọc A

Câu 20 Một vật rắn quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi Sau thời gian t kể từ lúc bắt đầu quay,

số vòng quay được tỉ lệ với:

Phần II Tự luận (3 điểm/1 bài toán)

Đề 1 Hai vật có khối lượng m1 = 0,5kg và m2 = 1,5kg được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ, không dãn vắtqua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố định Ròng rọc có momen quán tính

0,03 kgm2 và bán kính 10cm Coi dây không trượt trên ròng rọc Bỏ qua ma sát

a) Xác định gia tốc của m1 và m2

b) Tính độ dịch chuyển của m2 trên bàn sau 0,4s kể từ lúc bắt đầu chuyển động

Trang 18

Đề 2 Một đĩa đồng chất bán kính R = 10cm Khối lượng m = 200g quay quanh trục đối xứng của nó Bỏ qua

ma sát ở trục quay Khi đĩa đạt tốc độ góc 30 vòng/giây, người ta hãm nó bằng cách áp má phanh vào mépđĩa với lực ép Q theo phương của bán kính (hình vẽ) Sau 2s đĩa dừng lại Tính:

a) Số vòng quay của đĩa kể từ lúc hãm

b) Độ lớn của lực ép Q, biết hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa là µ = 0,5

- Vẽ đúng lực tác dụng vào vật của hệ Chọn chiều dương (0.25)

- Viết đúng phương trình ĐLH cho mỗi vật

Trang 19

Chương II DAO ĐỘNG CƠ

MỤC TIÊU

- Thiết lập được phương trình của dao động tự do

- Biết được đặc điểm của dao động điều hòa: lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng

- Biết được đặc điểm động học của dao động điều hòa: biên độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc, giatốc

- Biết biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay, tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ

- Hiểu sơ lược về dao động tắt dần, dao động duy trì và doa động cưỡng bức

- Biết được hiện tượng cộng hưởng và ứng dụng

Ngày soạn: 12-09-2010Tiết 10-11

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hoàn, chu kì

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động

- Hiểu rõ các đặc trưng của dao động điều hòa: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc

- Biết biểu diễn một dao động điều hòa bằng vectơ quay

2) Kĩ năng:

- Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được biên độ, pha ban đầu

- Giải tốt các bài tập về dao động điều hòa

1) Giáo viên: chuẩn bị con lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang, đồng hồ bấm giây để đo chu kì 2) Học sinh: Ôn tập về đạo hàm của hàm số, ý nghĩa cơ học của đạo hàm: trong chuyển động thẳng: Vận

tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ theo thời gian; Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc

Tiết 10.

Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu DAO ĐỘNG:

-Cho HS quan sát chuyển động

của con lắc dây, con lắc lò xo

H 2 Thế nào là dao động tuần

hoàn? Thế nào là chu trình?

1.Dao động:

a) Định nghĩa: Dao động là chuyển động

qua lại quanh một vị trí cân bằng

b) Dao động tuần hoàn:

-Dao động có một giai đoạn được lặp lạiliên tiếp và mãi mãi gọi là dao động tuầnhoàn

-Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại gọi làmột dao động toàn phần hay một chutrình

-Chu kỳ T(s): là thời gian vật thực hiệnđược một dao động toàn phần

-Tần số f = 1/T (Hz): là số dao động toànphần vật thực hiện được trong 1 giây

Hoạt động 2 (20’) Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo

Trang 20

Nghiệm phương trình động lực học.

H 1 Mô tả cấu tạo của con lắc

luận về dao động điều hòa?

H5 dao động điều hòa là gì?

Trả lời các câu hỏi gợi ý,thiết lập pt như nội dungSGK

-Ghi nhận giới thiệu của GV

-Trả lời câu hỏi C2, đểnghiệm lại pt x " + ω2x = 0

x O

x M O

b) a)

2) Lập pt ĐLH:

-Lập trục Ox ;Gọi x = OM : li độ-Lực hồi phục (lực đàn hồi) F =-kx (1)-Theo định luật II Niutơn: F = ma (2)(1) và (2): ma = -kx

− =+ =3)Nghiệm phương trình động lực học2

x + ω x = có dạng x A= cos(ω ϕt+ )

*Định nghĩa dao động điều hòa:là daođộng mà li độ là hàm côsin hay sin củathời gian nhân với một hằng số

Hoạt động 3 (15’) Tìm hiểu: Các đặc trưng của DĐĐH, đồ thị (li độ) của DĐĐH.

Ghi nhận cách vẽ đồ thị theohình 6.4

+ A (dương): biên độ

A = xmax ứng với cos(ω ϕt+ ) =1

(ω ϕt+ ): pha dao động tại thời điểm t(rad)

+ ϕ: pha ban đầu ứng với pha (ω ϕt+ )

vào thời điểm t=0 (rad)+ ω: tần số góc của dao động (rad/s)

Hoạt động 4 (5’) Vận dụng củng cố.

Phương trình dao động của một vật là:

b)Xác định pha của dao động tại thời điểm t= 0,25s,

từ đó suy ra li độ tại thời điểm ấy

HS hoạt động cá nhân vận dụng kiến thức giải bàitoán :

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 1,2,3,4 (Tr 35 SGK)

-Yêu cầu:HS Xem lại kiến thức về CĐ tròn đều, vận

tốc , gia tốc

………

……….………

Trang 21

Tiết 11.

Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu: Chu kì – Tần số của DĐĐH.

-Yêu cầu Hs quan sát, phân

-Giới thiệu cho HS T và f của

DĐĐH Yêu cầu HS lập biểu

thức tính T và f đối với con

lắc lò xo

-Phân tích đồ thị và ghi nhậnkiến thức

-Thảo luận, lập công thứctính T và f của con lắc lò xo

6.Chu kì – Tần số của DĐĐH.

-Chu kì:Là thời gian thực hiện một daođộng toàn phần ( là khoảng thời gianngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặplại như cũ)

Với con lắc lò xo:

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: Vận tốc, gia tốc trong DĐĐH

-Thảo luận nhóm, xác địnhpha ban đầu của x, v, a

2)Vận tốc trong DĐĐH

v = x’⇒ v = − ω A sin ( ω ϕ t + )

Vận tốc sớm pha π/2 so với li độ x; x trễpha π/2 so với v

2) Gia tốc trong DĐĐH:

a = v’ = x”⇒ a = − ω2A cos ( ω ϕ t + )

Gia tốc ngược pha với li độ

Hoạt động 3 (20’) Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay.

-Trình bày nội dung ở cột

chính Vẽ hình 6.6; 6.7 dẫn

đến công thức 6.11 và nêu kết

luận ở cột này

Có thể gợi ý cho HS sau khi

giới thiệu vectơ ur A

(hình 6.6)bằng câu hỏi:

H 1 Ở thời điểm bất kì t, góc

giữa trục Ox và vectơ A OMur uuuur=

biểu diễn đại lượng nào của

DĐĐH?

H 2 Xác định độ dài đại số của

hình chiếu vectơ quay OMuuuur

trên trục Ox vào một thời điểm

-Nêu kết luận của SGK

-Để biểu diễn DĐĐH x A= cos(ω ϕt+ ) tadùng 1 vec tơ OM uuuur

có độ dài là A (biênđộ) quay đều quanh điểm O trong mpchứa trục Ox với tốc độ góc ω

-Ở thời điểm ban đầu t = 0, góc giữa trục

Ox và OMuuuur

là ϕ.-Ở thời điểm t, góc giữa trục Ox và OMuuuur

là góc ωt + ϕ.-Độ dài đại số của hình chiếu OMuuuur

trêntrục x sẽ là:x OP A= = cos(ω ϕt+ )

Kết luận: Độ dài đại số của hình chiếu

trên trục ox của véc tơ quay biểu diễndao động điều hoà chính là li độ x củadao động

Trang 22

Hoạt động 4 (10’) Củng cố-Vận dụng.Điều kiện ban đầu: Sự kích thích dao động

Yêu cầu HS có thể tự nghiên cứu GV có thể trình bày một

vài VD hướng dẫn HS xác định x và v vào thời điểm t = 0,

từ đó rút ra kết luận A và ϕ của một DĐĐH phụ thuộc vào

cách kích thích dao động

- Hướng dẫn HS giải bài tập số 6: viết pt DĐĐH

+ Lưu ý HS nhớ các giá trị đặc biệt của ϕ ứng với gốc thời

gian lúc vật qua vị trí cân bằng:

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà tất cả bài tập SGK trang 35

-Yêu cầu:HS Xem trước bài: Con lắc đơn

- Học sinh nắm được cách viết ptdđ của con lắc lò xo và tính các đại lương tương ứng

- Biết cách tính năng lượng, vận tốc, lực đàn hồi, lực đàn hồi cực đại, cực tiểu

2.Kĩ năng:Rèn luyện kĩ năng giải bài toán về con lắc lò xo.

II Chuẩn bị

1.Gíáo viên : Chuẩn bị một số bài tập cần chữa

2 Học sinh

- nhắc lại dạng pt vận tốc và pt ly độ

- Công thức tính năng lượng, lực đàn hồi của con lắc lò xo

Hoạt động 1: Viết phương trình dao động:

Trang 23

Phương trình ly độ:

x = A cos(ω t + ϕ )

B1: Chuyển sang phương trình

vận tốc hoặc gia tốc (tuỳ loại

- Theo định nghĩa v và a được xác định như thế sau;

Bài 1: Một vật dao động điều hoà có

biên độ 6m, tần số 10HZ, pha ban đầu

6

π

Góc toạ độ tại vị trí cân bằng.a.Viết biểu thức li độ, vận tốc, gia tốccủa vật theo thời gian

b.Tìm giá trị cực đại của vận tốcGiải

a)Cóx = A cos( ω + t ϕ ) với

120π π +π

620cos(

2400π2 πt+πb) có vMax = ω A khi ) 1

620cos( πt+ π =

Hoạt động 2:Tìm vận tốc, gia tốc cực đại của vật dao động điều hoà.

+ Dựa vào gốc thời gian (t= 0)

và vị trí của vật tại thời điểm

-Hs làm việc theo gợi ý của GV

+ Chọn gốc thời gian, gốc toạ

Viết phương trình dao động của quả nặng và tìm gia tốc cực đại của vật Giải

Chọn gốc tại VTCB Chiếu dương trùng với chiều kéo vật , gốc thời gian là lúc thả vật

ϕ

A v

A A

-ω Acos(ω t + ϕ )

a đạt cực đại ⇔cos(ω t + ϕ )=±1

⇔ amax =ω2A=800rad / s2

Hoạt động 3:Tìm năng lượng, động năng và thế năng, tìm ly độ, vận tốc khi không có thời gian :

Trang 24

HS hiểu được công thức khi GV

vẽ hình và chứng minh lên bảng

Bài 3:Vật dao động điều hòa với tần

số f = 0,5Hz Tại t = 0, vật có li độ 4cm và vận tốc +12,56cm/s

a.Lập phương trình dao động

b.Tính vận tốc và gia tốc của vật lúc

có động năng bằng thế năng

Giảia) PT x = A cos( ω + t ϕ )

+ t=0 thì

56 , 12 sin

4 cos

ϕ

A v

A x

b)ta có

2 2

2

1 2

1

v m x

k kA

- Nhắc lại cách loại nghiệm dựa vào chiều của vận tốc và

các trường hợp cần lưu ý khi chọn chiều

-Làm các bài tập và học kĩ bài vì đây là phần quan trọng.

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 2.31, 2.32, SBT

CON LẮC ĐƠN - CON LẮC VẬT LÍ.

Trang 25

- Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp Nên chuẩn bị con lắc vật lí bằngbìa hoặc tấm gỗ phẳng, trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay đến khối tâm G.

- Nhắc HS ôn tập về chuyển động quay của vật rắn từ tiết trước

2) Học sinh:

- Ôn tập các khái niệm: vận tốc, gia tốc trong chuyển động tròn; momen quán tính, momen của lực đối vớimột trục; phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục

Tiết 13 CON LẮC ĐƠN.

-Dùng hai câu trắc nghiệm phát cho các nhóm chuẩn bị

-Nêu một bài toán với nội dung áp dụng công thức tính T, f của con lắc lò xo Kiểm tra bài tập HS chuẩn bị ởnhà

Hoạt động 2 Tìm hiểu Qui luật dao động của con lắc đơn (35’)

*Cho HS quan sát hình 7.1a

Hướng dẫn HS tìm hiểu cấu

tạo của con lắc đơn

H 1.(Quan sát hình vẽ) Cho biết

α ≤ ≤ là đoạn

thẳng

H 4 Theo định luật II Niutơn pt

chuyển động của vật được viết

như thế nào? Hãy thực hiện

những biến đổi xác định biểu

Và kết luận dao động của CLĐ

là dao động điều hòa

I Dao động của con lắc đơn

0

OA s =2) Phương trình ĐLH:

l

+ = (*) Với

g l

ω =(*) ⇒ s” + ω2s =0Nghiệm pt có dạng:

Trang 26

Hoạt động 3 (5’) Vận dụng, củng cố.

Giới thiệu bài toán 4 SGK trang 40 Hướng dẫn HS:

+ Viết biểu thức tính chu kì của hai con lắc với chiều

dài l1 và l2

+ Lập tỉ số hai chu kì, tìm kết quả

HS: Luyện tập và trình bày kết quả

(Chú ý: gia tốc hai trường hợp bằng nhau)

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà2.33, 2.34 SBT

Tiết 14 CON LẮC VẬT LÍ – HỆ DAO ĐỘNG.

Hoạt động 1 (15’) Lập phương trình ĐLH của CLVL.

Yêu cầu HS quan sát hình vẽ

7.3 Nêu câu hỏi gợi ý:

H 1 Con lắc vật lí là gì?

GV vẽ hình 7.3 Giới thiệu chi

tiết trên hình vẽ Yêu cầu HS

đọc SGK để xem cách xây

dựng các công thức 7.12 và

7.13 sau khi yêu cầu HS trả lời

tiếp các câu hỏi

H 2 Lực nào gây ra dao động

của con lắc? Momen của lực

đối với trục quay xác định

bằng biểu thức nào?

H 3 Viết pt ĐLH cho chuyển

động quay của CLVL

-Quan sát hình vẽ, phát biểuđịnh nghĩa CLVL

-Đọc SGK, tìm hiểu cách lậpcác công thức

Hoạt động 2 (20’) Tìm hiểu về HỆ DAO ĐỘNG – DAO ĐỘNG TỰ DO.

Trang 27

-Phân tích lại dao động của

CLLX; CLĐ (CLVL) cùng với

TĐ yêu cầu HS tìm hiểu: tác

dụng của mỗi vật trong hệ

-Giới thiệu thế nào là hệ dao

động và dùng câu hỏi gợi ý sau

để giới thiệu dao động tự do

? Với CLLX và CLĐ, lực kéo

về là lực đàn hồi và trọng lực

Có nhận xét gì về hai lực ấy

đối với mỗi hệ vật

-Có thể phân tích thêm trường

hợp CLLX dao động thẳng

đứng để thấy uur Fkv

có thể làhợp lực ur uuurP F+ dh vẫn là nội lực

Thảo luận nhóm, tìm hiểu:

*Với CLLX:

-Vật nặng: dao động quanhVTCB

-Lò xo: tạo ra lực kéo về gây radao động của vật

*Phát biểu định nghĩa hệ daođộng

*Thảo luận nhóm, tìm hiểu: lựckéo về là nội lực của hệ

+Phát biểu định nghĩa daođộng tự do

2) Hệ dao động:

-Là hệ vật gồm vật dao động cùng vớivật tác dụng lực kéo về lên vật daođộng

-Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụngchỉ có nội lực gọi là dao động tự dohoặc dao động riêng

-Tần số góc của hệ dao động tự do gọi

là tần số góc riêng của hệ ấy

Hoạt động 3 (10’) Vận dụng, củng cố.

GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1 (câu hỏi khó, nên

gợi ý để HS so sánh)

GV:Giới thiệu thêm sự biến thiên T của CLĐ theo

nhiệt độ Yêu cầu HS chuẩn bị các bài tập 2.33; 2.35

SBT và tất cả bài tập của SGK

HS lưu ý-Dao động của CLVL quanh VTCB là dao độngquay Mọi điểm của con lắc đều quay quanh cùngmột trục với cùng một góc quay α cùng tốc độ góc

α’ và gia tốc góc α”

-Trong dao động điều hòa quay, góc quay biến đổitheo thời gian; trong dđđh tịnh tiến li độ dài biếnđổi theo thời gian Tất cả đều biến đổi theo pt códạng hàm cos hoặc sin theo t

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 3 (Tr 10 SGK)

-Yêu cầu:HS Xem lại hai dạng năng lượng: thế năng

và động năng

Bài 8 NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo

- Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác động của lực thế

2) Kĩ năng: Có kĩ năng giải bài tập có liên quan, VD tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc đơn.

- GV: Kiến thức lượng giác, phiếu học tập với nội dung KT

- HS: Ôn lại khái niệm động năng, thế năng và cơ năng

1) Kiểm tra bài cũ: (10ph) Gọi HS kiểm tra Nhận xét kết quả.

Phát phiếu học tập với 4 câu hỏi trắc nghiệm:

2) Giảng bài mới: (45ph)

Hoạt động 1: (30ph): Tìm hiểu SỰ BẢO TOÀN CƠ NĂNG.

Hướng dẫn HS tìm hiểu nội

dung bằng những câu hỏi gợi ý

H 1: Nhắc lại khái niệm cơ năng

Suy nghĩ, trả lời câu hỏi Nộidung trả lời đúng

-Công thức động năng:

1) Cơ năng (năng lượng cơ học) Làtổng động năng và thế năng của vật:

Trang 28

của vật chuyển động?

GV kết luận :Cơ năng là tổng

động năng và thế năng của vật:

H 2:Nhắc lại mối liên hệ giữa

-Ghi nhận kết luận của GV

Phân tích câu hỏi và trả lời:

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: Biểu thức của động năng và thế năng trong dao động điều hồ

Hướng dẫn Hs tìm biểu thức

của thế năng trong dao động

điều hồ phụ thuộc theo thời

gian

H 1: Cĩ mấy loại thế năng? Viết

biểu thức của từng loại?

H 2: Xây dựng biểu thức tính thế

năng của con lắc lị xo dao

động điều hồ

H 3:Thế năng của con lắc biến

đổi như thế nào theo thời gian

như thế nào so với li độ

Hướng dẫn Hs tìm biểu thức

của động năng trong dao động

điều hồ phụ thuộc theo thời

gian

H 4:Động năng của con lắc biến

đổi như thế nào theo thời gian

như thế nào so với vận tốc

Làm việc cá nhân: Từ phươngtrình dao động điều hồ vàbiểu thức thế năng tổng quát-Tìm hiểu đồ thị thế năngH8.1( Sgk)và biểu thức thếnăng Rút ra tính chất của thếnăng

Làm việc cá nhân: Từ phươngtrình dao động điều hồ vàbiểu thức thế năng tổng quát-Hs nhận xét tính chất củađộng năngdựa vào Hvẽ 8.2

1)(cos2

2

1

mv ta được

)(2cos1(4

1)(sin2

1 ω2 2 2ω +ϕ = 2 − ω +ϕ

W d

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu: Biểu thức của cơ năng trong dao động điều hồ

Gv: hướng dẫn hs tìm biểu thức

cơ năng và nhận xét về sự bảo

tồn cơ năng

H 1: Tìm biểu thức của cơ năng

đối với con lắc đơn và nghiệm

lại ĐLBT cơ năng

H 1: Vớiα ≤1rad thì sinα ≈α ?

Làm việc cá nhân: Từ phươngtrình động năng và thế năngrút ra biểu thức cơ năng

1)Biểu thức cơ năng

2 2 2

2

12

1

kA A m

W = ω =2) Cơ năng tỉ lệ với bình phương biên

độ dao động3)Với con lắc đơn

2 0 2

0 2

2

12

1mω s mgα

- Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1,2 trong SGK

tramg 43

Thảo luận nhĩm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm nộidung từ câu 1,2 SGK)

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 2,3,4.SGK trang 43 -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

Trang 29

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

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 lượngdao động

GV: Chọn bài tập với nội dung cần ôn luyện Nắm bắt tình hình tiếp thu kiến thức và giải bài tập của HS quabài 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: 2,5cos 10

2

x=  πt+π

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

6

5 π

rad ,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

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

Cá nhân thực hiện, giải tìm t

GV cung cấp Thảo luậnnhóm, chọn cách giải thíchhợp

πϕ

Trang 30

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 hòa?

-Dùng mối liên hệ giữa hai

chuyển động, hướng dẫn xác định

thời gian dao động giữa hai vị trí

H5 Thời gian dao động giữa hai

vị trí x1 và x2 và thời gian chuyển

động tròn đều trên cung ¼

1 2

M M

như thế nào?

H6 Góc quay α, tốc độ góc ω 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 động

trong thời gian ∆t)

H8 Công thức tính năng lượng?

-Cá nhân thực hiện theohướng dẫn của GV

Từ hình vẽ, GV hướng dẫn,thảo luận nhóm

π + = − + π

→ = − ++Qua vị trí theo chiều âm:

1

(1)2

| | 1sin

22

x OM

T

= =Năng lượng của dao động:

1

3,125.102

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 vịtrí cân bằng, trục tọa độ thẳng đứng có chiều dương là chiều lúc vật bắt đầu chuyển động Viết pt dao độngcủa 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

Trang 31

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

a)Chu kì: T 2 m

k

π

=thay số m = 4.10-3kg;

k = 1N/m → T = 0,4 (s)b)Viết pt dao động:

-Tính 2 5 rad s/

T

π

ω= = π-Tính A

Lúc bắt đầu chuyển động:

+ x = - ∆l0 = - 410-2m với l0 mg

k

∆ =+ v = 0 ⇒ A = 4.10-2 m

Tính góc ϕ với ϕ là nghiệm của pt:

⇒ϕ = π rad/s

Kết quả: x=4.10 cos 5− 2 ( π πt+ )m

b)Từ pt cơ năng:

W = Wt + Wđ ; Wđ = Wt ⇒ W =2Wt

+Ở vị trí thấp nhất: ∆l= ∆l0 + A

→ Fmax = k(∆l0 + A)+Ở vị trí cao nhất: ∆l= 0 → Fmax = 0

Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố

- GV rút ra nhận xét chung về cách giải hai bài

toán, rút ra những yêu cầu cơ bản về nội dung bài

toán

Thảo luận nhóm trả lời

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 2.38,2.40,2.41 SBT

-Yêu cầu:HS Xem lại ma sát ,cơ năng trong DĐĐH

Bài 10 DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG DUY TRÌ

I Mục tiêu:

- Hiểu được nguyên nhân làm tắt dần doa động cơ học là do ma sát nhớt tạo nên vật cản đối với vật daođộng Ma sát nhỏ dẫn đến tắt dần chậm Ma sát lớn dẫn đến tắt dần nhanh và dẫn đến không dao động

Trang 32

- Biết được: dao động tắt dần chậm có thể coi gần đúng là dao động dạng sin với tần số góc xác định và biên

độ giảm dần theo thời gian

- Biết được nguyên tắc làm cho dao động có ma sát được duy trì

- GV: chuẩn bị 4 con lắc lò xo dao động trong các môi trường nhớt khác nhau để HS quan sát trên lớp vẽtrước hình 10.2 trên giấy

Hoạt động 1: (30ph): Tìm hiểu DAO ĐỘNG TẮT DẦN.

Hướng dẫn HS tìm hiểu nội

dung bằng những câu hỏi gợi ý

H1: Nhắc lại công thức tính cơ

năng của dao động điều hòa?

GV nhắc lại mối liên hệ giữa cơ

năng W và biên độ A và nêu câu

hỏi tiếp

H2: Nếu không có ma sát thì cơ

năng biến đổi thế nào? Biên độ

biến đổi thế nào?

GV kết luận: Không có ma sát

thì dao động điều hòa mãi mãi

và đặt câu hỏi cho trường hợp

khác

H 3: Nếu có ma sát thì cơ năng

biến đổi như thế nào? Biên độ

dao động có thay đổi không?

H 5: Độ nhớt của môi trường ảnh

hưởng thế nào đến dao động tắt

tắt dần chậm điều hòa nếu xét

trong thời gian ngắn

Suy nghĩ, trả lời câu hỏi Nộidung trả lời đúng

-Công thức cơ năng:

2

1 2

-Không đổi

-Ghi nhận kết luận của GV

Phân tích câu hỏi và trả lời:

+ Cơ năng giảm

+ Biên độ giảm

-Ghi nhận định nghĩa về daođộng tắt dần

-Thảo luận nhóm: Dùng địnhluật bảo toàn năng lượng, lậpluận tìm nguyên nhân gâydao động tắt dần

Dao động tắt dần càng nhanh nếu môitrường càng nhớt

3) Nếu vật dao động điều hòa chịuthêm tác dụng của lực cản nhỏ thì daođộng của vật (hệ vật) tắt dần chậm cóthể coi gần đúng là dao động điều hòa

- Dao động tắt dần chậm có thể coigần đúng là dạng sin với tần số góc0

ω và với biên độ giảm dần theo thờigian cho đến bằng 0

Hoạt động 2 (10ph) Tìm hiểu: DAO ĐỘNG DUY TRÌ.

Hướng dẫn tìm hiểu cách duy trì

-Tìm hiểu cách cung cấpnăng lượng qua các ví dụ:

đưa võng; con lắc đồng hồ

II Dao động duy trì:

-Nêu cung cấp thêm năng lượng chovật dao động tắt dần để bù lại cho sựtiêu hao vì ma sát mà không làm thayđổi chu kì riêng của nó thì dao độngkéo dài mãi và được gọi là dao độngduy trì

-Cứ mỗi chu kì ta tác dụng vào vật(trong thời gian ngắn) một lực cùngchiều với chuyển động để truyền thêmnăng lượng cho vật

Hoạt động 3 Vận dụng, củng cố

Trang 33

- Hướng dẫn HS làm bài tập 1, 2 và trả lời câu hỏi

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 2.43, 2.44 SBT

-Yêu cầu: HS xem trước bài Dao động cưỡng bức

-Những chuẩn bị cho bài sau

Bài 11 DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC- CỘNG HƯỞNG

- GV: chuẩn bị thí nghiệm như hình 11.4 để củng cố bài Nếu không thuận lợi, chỉ thông báo kết quả

- HS ôn lại khái niệm dao động, dao động tự do, tần số riêng và phần “Dao động tắt dần có phải là tự dokhông” ở Bài 10, cột phụ

4) Kiểm tra: (5ph) nội dung kiểm tra bài:

H1: Thế nào là dao động tắt dần? Nguyên nhân gây dao động tắt dần? Dao động tắt dần có phải là doa động

tự do không?

H2: Thế nào là dao động duy trì? Bằng cách nào cung cấp năng lượng cho hệ để duy trì dao động?

Hoạt động 1: (20ph): Tìm hiểu DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.

Tiến hành thí nghiệm (11.4) Yêu

ngoại lực F biến đổi điều hòa

theo thời gian

F = Fo cosΩt và xét xem vật

chuyển động thế nào?

H1: Chuyển động của vật dưới

tác dụng của ngoại lực nói trên

như thế nào?

-Cho HS quan sát đồ thị dao

động

-Thay đổi biên độ và tần số

ngoại lực, yêu cầu HS quan sát

H2: Dao động có đặc điểm gì?

-Hướng dẫn HS tìm hiểu về biên

-Quan sát thí nghiệm, trả lờitheo câu hỏi gợi ý

- Biên độ dao động cưỡng bức tỉ lệthuận với biên độ ngoại lực và phụthuộc tần số góc của ngoại lực

Trang 34

độ, tần số của dao động cưỡng

bức

Hoạt động 2 (10ph) Tìm hiểu: CỘNG HƯỞNG.

Giới thiệu đường biểu diễn A

theo Ω của ngoại lực (11.2)

H1: Theo dõi đường biểu diễn,

em thấy được điều gì?

H2: Điều kiện để cộng hưởng

-Nêu điều kiện để cộnghưởng xảy ra

-Quan sát hình 11.3 Phân tíchảnh hưởng của ma sát

2 Cộng hưởng:

a) Định nghĩa: Là hiện tượng biên độcủa dao động cưỡng bức đạt giá trịcực đại khi tần số của lực cưỡng bứcbằng( gần bằng) tần số riêng của hệ.b) Điều kiện xảy ra cộng hưởng là tần

số góc Ω của ngoại lực bằng tần sốgóc riêng ωo của hệ

Hoạt động 3 (10ph) Tìm hiểu sự tương quan giữa dao động cưỡng bức và dao động duy trì

Mục này dùng củng cố kiến thức

hai bài 10 và 11

H1: Hãy phân biệt điểm khác

nhau giữa dao động cưỡng bức

và dao động duy trì Phân tích

đặc điểm của ngoại lực gây ra

4.Phân biệt dao động cưỡng bức với dao động duy trì

-Dao động cưỡng bức là dao động xảy

ra dưới tác dụng của ngoại lực tuầnhoàn có tần số góc Ω bất kì Sau giai

đoạn chuyển tiếp thì dao động cưỡng bức có tần số góc bằng tần số góc của ngoại lực.

-Dao động duy trì cũng xảy ra dướitác dụng của ngoại lực, như ở đây

ngoại lực được điều khiển để có tần

số góc ω bằng tần số gócω0của dao động tự do của hệ.

-Dao động cưỡng bức xảy ra trong hệdưới tác dụng của ngoại lực độc lậpđối với hệ, còn dao động duy trì làdao động riêng của hệ được bù thêmnăng lượng do một lực được điềukhiển bởi chính dao động ấy qua một

cơ cấu nào đó

5 Ứng dụng hiện tượng cộng hưởng (Sgk)

-Nêu câu hỏi Nhận xét câu trả lời của các nhóm

-Yêu cầu: HS xem Ứng dụng hiện tượng cộng

hưởng (Sgk)

-Đánh giá nhận xét kết giờ dạy

-Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi 1,2 (Tr 56 -SGK)

Ứng dụng hiện tượng cộng hưởng (Sgk) Hoạt động 5 ( phút): Hướng dẫn về nhà.

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.2 (Tr 56 SGK)

-Yêu cầu:HS Xem lại quy tắc tổng hợp véc tơ

Trang 35

- Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp dao động.

2) Kĩ năng: Có kĩ năng dùng phương pháp giản đồ Fresnen để tổng hợp 2 dao động cùng tần số

- HS ôn tập cách biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay

6) Kiểm tra: (5ph) kiểm tra nội dung bài bằng câu hỏi:

H 1: Thế nào là sự cộng hưởng? Sự cộng hưởng có lợi hay có hại?

H 2: Việc tạo nên dao động cưỡng bức khác với việc tạo nên dao động duy trì thế nào?

7) Giảng bài mới:

Hoạt động 1: (5’): Tìm hiểu ĐỘ LỆCH PHA CỦA 2 DAO ĐỘNG CÙNG TẦN SỐ GÓC.

GV giới thiệu 2 dao động điều

hòa với phương trình:

-Lập biểu thức hiệu số pha

∆ϕ = (ωt + ϕ1) - (ωt + ϕ2)-Ghi nhận phần giới thiệucủa GV

-Vẽ vị trí góc ∆ϕ trên giản đồvectơ

1 Độ lệch pha giữa hai dao động:Hai dao động:

x1 = A1cos(ωt + ϕ1)

x2 = A2cos(ωt + ϕ2)Gọi ∆ϕ: độ lệch pha giữa 2 dao động

+ ∆ϕ = 0: hai dao động cùng pha.+ ∆ϕ = π: hai dao động ngược pha

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: TỔNG CỦA 2 HÀM DẠNG SIN CÙNG TẦN SỐ GÓC PHƯƠNG PHÁP

c) Chứng minh vectơ OMuuuur là

vectơ biểu diễn dao động tổng

và OMuuuur

trêntrục Ox

- Rút ra kết luận: OMuuuur quayquanh O với tốc độ góc ω,

độ dài không đổi

2 Phương pháp giản đồ Fre-nenCho hai hàm dạng:

x1 = A1cos(ωt + ϕ1)

x2 = A2cos(ωt + ϕ2)Tìm biểu thức tổng:

x = x1 + x2 bằng phương pháp giản đồvectơ Fresnen

Trang 36

các vectơ OM uuuuur1

, OM uuuuur2

quaycùng tần số góc?

Hoạt động 3 (15ph) Lập biểu thức biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp.

Biên độ A có liên hệ gì với độ

lệch pha 2 dao động không?

-Thảo luận nhóm, thiết lậpbiểu thức tính A

-Từ giản đồ (hình 12.4) lậpbiểu thức xác định pha banđầu dao động tổng hợp

3 Biên độ và pha ban đầu của dao độngtổng hợp

độ lệch pha của 2 dao động thành phần

và biên độ 2 dao động thành phần

*x1 và x2 cùng pha: ϕ1 - ϕ2 = k2π Khiđó:Amax = A1 + A2

+x1 và x2 ngược pha:

ϕ1 - ϕ2 = π + k2π Khi đó biên độ daođộng tổng hợp nhỏ nhất: Amin =|A1– A2|

Hoạt động 4 (15ph) Vận dụng củng cố.

Hướng dẫn HS vận dụng bài học bằng việc GV

giải bài toán ví dụ

H1: hai dao động x1 và x2 ở trên, dao động nào

sớm pha hơn? Sớm bao nhiêu?

H2: Dùng công thức… giải bài toán trên

•Hướng dẫn HS dùng giản đồ vectơ thực hiện

giải bài toán

•Yêu cầu HS ôn tập cả chương để vận dụng cho

tiết bài tập sau

•Chuẩn bị kiểm tra 15’ ở tiết sau

Thảo luận, phân tích và vẽ giản đồ vectơ biểu diễncác dao động

=Phương trình dao động tổng hợp:

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 2,3 (Tr 60 SGK);

2.46, 2.48 SBT

………

Trang 37

……….………

Ngày soạn: 03-10-2010Tiết 20

BÀI TẬP I.Mục tiêu:

-Vận dụng phương pháp vec tơ quay, tổng hợp các dao động điều hòa cùng tần số góc

-Luyện tập cho HS kĩ năng phân tích, tổng hợp và tính toán Qua đó giúp HS hiểu dao động tổng hợp vẫn làmột dao động điều hòa, các phép toán về dao động điều hòa vẫn áp dụng cho dao động tổng hợp

Hoạt động 1 ( phút): GV phát phiếu học tập với nội dung bài tập cần luyện tập.

Bài 1 Một vật thực hiên đồng thời hai doa động điều hòa: 1 4 cos 2 ; 2 3cos 2 ( )

b) Xác định vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng

Bài 2.Vật m =100g thực hiện đồng thời 3 dao động: 1 2 5 3

4cos 2 ( ); 4cos 2 ( ); 8cos 2 ( )

Hoạt động 2 ( phút): HS luyện tập cá nhân, thảo luận nhóm tìm cách giải GV hướng dẫn: (35’)

*GV nêu câu hỏi gợi ý:

ππ

biểu diễn bằng các vectơ quay

thế nào? Vẽ các vectơ ấy

H2 Biên độ và pha ban đầu dao

đồ vectơ

+ Viết pt dao động dạng tổngquát:

π

ϕ= = ⇒ =ϕ-Hoàn tất pt dưới dạng:

53 5cos 2

180

x=  πt+ πcm

Hoạt động 3 ( phút): Tổng kết nội dung bài học: (8’)

- GV gợi ý HS nhận xét chung nội dung bài tập về dao động

tổng hợp

- GV tổng kết và lưu ý về phương pháp vec tơ quay:

+ Có thể tổng hợp nhiều dao động điều hòa

+ Cho phép xác định nhanh biên độ và pha ban đầu của dao

động tổng hợp ở một số trường hợp đặc biệt

+ Lưu ý HS vẽ chính xác các vec tơ thành phần, vận dụng

một số kiến thức toán hình học trong việc giải toán

Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng củng cố Kiểm tra 15 phút :

Trang 38

Một vật dđđh trên một đường thẳng MN=10cm.Biết trong

thời gian 1 phút vật thực hiện được 30 dao động và tại thời

điểm ban đầu (t=o) vật ở li độ x=2,5cm và đang chuyển

động về phía vị trí cân bằng

a/Tìm toạ độ,vận tốc, gia tốc của vật vào thời điểm t=1,5s

b/Tính vận tốc ,gia tốc của vật tại vị trí vật có li độ x=4cm

c/Vật qua li độ x=2,5cm theo chiều dương vào những thời

điểm nào?Xác định thời điểm vật qua li độ trên theo chiều

âm lần thứ hai tính từ lúc vật bắt đầu dđ

-Làm việc cá nhân làm bài kiểm tra 15 phút

Yêu cầu:HS Ôn tập nội dung: Dao động của con lắc lò

xo-con lắc đơn Công thức tính chu kì dao động, tìm phương

án thí nghiệm xác định chu kì dao động của mỗi con lắc

Bài 13 THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

HOẶC CON LẮC LÒ XO VÀ GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG I.Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Củng cố kiến thức về dao động cơ học

- Hiểu phương án thí nghiệm xác định chu kì của con lắc đơn và con lắc lò xo thẳng đứng

- Tìm được gia tốc trong trường từ kết quả thí nghiệm với con lắc đơn

2) Kĩ năng:

- Rèn luyện các kĩ năng thí nghiệm, kĩ năng lắp ráp, bố trí dụng cụ thí nghiệm

- Tiến hành tốt thí nghiệm, thu thập số liệu, xử lí số liệu; rèn luyện kĩ năng hoạt động nhóm trong thực hànhthí nghiệm

II.Chuẩn bị:

1)Giáo viên: - Chuẩn bị các dụng cụ theo nội dung của bài thực hành.

- Tiến hành trước thí nghiệm

- Chuẩn bị mẫu báo cáo thí nghiệm cho HS

2)Học sinh: - Ôn tập các khái niệm về con lắc đơn, con lắc lò xo, điều kiện về dao động nhỏ, các công

thức về dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo

- Nghiên cứu trước bài thực hành để hiểu rõ cơ sở lí thuyết của các thí nghiệm

III.Tổ chức các hoạt động dạy học: Tiết 21

-GV nêu câu hỏi: Viết biểu thức xác định chu kì dao động của con lắc đơn, con lắc lò xo Khi nào có thể coidao động của con lắc đơn là doa động điều hòa?

-GV nêu vấn đề bài mới:

+ Gia tốc trọng trường thay đổi theo độ cao và vĩ độ

+ Xác định chu kì của con lắc đơn để xác định gia tốc tại một vị trí được không?

Hoạt động 2 (35’) Thiết kế phương án thí nghiệm:

GV yêu cầu HS thiết kế phương án thí nghiệm

xác định chu kì dao động của con lắc đơn bằng

những câu hỏi gợi ý:

H1 Phải có những dụng cụ nào để tiến hành thí

*Các nhóm thảo luận, trả lời câu hỏi của GV-Phải có các dụng cụ thí nghiệm:

+Giả đỡ cao 1m để treo con lắc, có tấm chỉ thị nằmngang với các vạch chia đối xứng

Trang 39

nghiệm?

H2 Hãy thiết kế các bước tiến hành thí nghiệm?

H3 Để con lắc dao động điều hòa, phải tiến

+ Một thước đo độ dài

+ Hai quả nặng có móc treo

*Từ dụng cụ, các nhóm thảo luận đề ra các bước tiếnhành thí nghiệm

Bước 1 Tạo môt con lắc đơn với độ dài dây treo cỡ

75cm và quả nặng cỡ 50g, treo vào giá đỡ sao cho dâytreo gần sát với tấm chỉ thị (theo hình 13.1 SGK)

Bước 2 Cho con lắc dao động với góc lệch α0 vàokhoảng 50 và điều chỉnh sao cho mp dao động songsong với tấm chỉ thị Đo thời gian t khi con lắc thựchiện 20 dao động, lập lại 2 lần để có giá trị t1, t2

Bước 3 Thay thế quả nặng 50g bằng quả nặng 20g, lập

lại TN để đo t3, t4 So sánh với t1, t2

Bước 4 Thay đổi góc lệch của dây với α0 = 100, làmlại TN, đo t5, t6, so sánh t1, t2, t3, t4

Bước 5 Tính giá trị g với các giá trị ti đo được từ côngthức: T 2 l

T =

Hoạt động 3 (30’) Tiến hành thí nghiệm:

-Yêu cầu:HS chuẩn bị báo cáo thí nghiệm

- Hs xem lại cách xử lí số liệu , tính sai số

Hoạt động 1 (15’) Báo cáo kết quả thí nghiệm: Tiết 22

Hướng dẫn HS xử lí số liệu thí nghiệm và viết

báo cáo theo mẫu in sẵn Cá nhân mỗi nhóm tính toán số liệu và ghi báo cáo TN

Hoạt động 2 (10’) Vận dụng củng cố.

GV nêu câu hỏi củng cố bài:

H 1 Nếu làm TN xác định chu kì của CLLX ở

chân núi và đỉnh núi khi cho con lắc dao động

thẳng đứng, giá trị ở nơi nào lớn hơn? Vì sao?

H 2 Giải bài tập 1, 2, 3 SGK trang 65

H 3 Ôn lại kiến thức về pt dđđh của CLLY, các

đại lượng đặc trưng của chuyển động

-Cá nhân suy nghĩ, trả lời

-Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà

Hoạt động 3( phút):Hướng dẫn về nhà.

Trang 40

-Nêu câu hỏi và bài tập về nhà 1,2,3 tr 65 SGK;

-Yêu cầu:HS xem các định nghĩa biên độ , ần số,

năng lượng trong DĐĐH

- Nêu được định nghĩa sóng cơ Phân biệt được sóng dọc, sóng ngang

- Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng cơ

- Nêu được ý nghĩa các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ

- Lập được phương trình sóng Dựa vào phương trình này nêu được tính tuần hoàn theo không gian và thờigian của sóng

Ngày soạn: 10-10-2010Tiết 23-24

Bài 14: SÓNG CƠ – PHƯƠNG TRÌNH SÓNG I.Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Hiểu được hiên tượng sóng cơ, nắm được định nghĩa sóng cơ

- Quan sát thí nghiệm về sóng dọc, sóng ngang, từ đó phân biệt được sóng dọc, sóng ngang

- Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng cơ

- Nêu được ý nghĩa các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ: biên độ, chu kì, tốc độ truyền sóng, bước sóng

- Lập được phương trình sóng Từ pt nêu được tính tuần hoàn theo thời gian và theo không gian

2) Kĩ năng:

- Từ TN, rút ra kết luận về chuyển động của mỗi phần tử môi trường và chuyển động lan truyền của sóng

- Giải thích hiện tượng vật lí về sóng, tốc độ truyền sóng và bước sóng

Định dạng
Số trang	199
Dung lượng	11,08 MB