Giáo án chuẩn theo bộ GDĐT môn vật lý lớp 12 chương trình cơ bản file word

Bài mới 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

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

2 Kĩ năng:

3 Năng lực:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 và thí

nghiệm minh hoạ

2 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số)

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1 Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số

2 Kiểm tra bài cũ

3 Bài mới

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?

- Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng

I Dao động cơ

1 Thế nào là dao động cơ

- Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp

đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng

Trang 2

- 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

- 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

- 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

điểm P? (Biến thiên theo thời gian

- Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O

- P là hình chiếu của M lên

Ox

- Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với POM1 0 (rad)

- Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớiPOM1 ( t )rad

- Toạ độ x = OP của điểm

P có phương trình:

x = OMcos(t + ) Đặt OM = A

Trang 3

theo định luật dạng cos)

- Tương tự nếu biết ?

- 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(t + )

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

điểm P là dao động điều hoà

- Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0

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

có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó

là dao động điều hoà

x = Acos(t + ) + x: li độ của dao động + A: biên độ dao động, là

xmax (A > 0) + : tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s + (t + ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị

là rad

+ : 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

- HS ghi nhận các định nghĩa

về chu kì và tần số

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

Trang 4

- Trong chuyển động tròn đều giữa

+ 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  gọi là tần

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(t + )

 v = x’ = -Asin(t + )

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

li độ

 a = v’ = -2

Acos(t + )

- 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

Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà

Trang 5

- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao

động điều hoà x = Acost ( = 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 RÖT KINH NGHIỆM

Nam Trực, ngày tháng năm 20

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

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

A

t

0

x

A



2

T

3 2

T

Trang 6

- 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, 5 cos 10 t  / 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

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

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

Cá nhân thực hiện, giải tìm t ứng với 5

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

2, 5

0, 2 1 5

Trang 7

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

điều kiện vẽ chiều chuyển

H5 Thời gian dao động giữa

hai vị trí x1 và x2 và thời gian

chuyển động tròn đều trên

cung M M1 2 như thế nào?

H6 Góc quay , tốc độ góc

 và thời gian quay của

chuyển động tròn đều liên hệ

theo x1, x2 giữa hai vị trí vật

dao động trong thời gian t)

H8 Công thức tính năng

-Cá nhân thực hiện theo hướng dẫn của GV

Từ hình vẽ, GV hướng dẫn, thảo luận nhóm

4)Thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1, x2:

1

1 1 1

1

(1) 2

| | 1 sin

2 2

x OM

Trang 8

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 trí cân 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

; 2

= 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

nội dung bài toán?

H 5 Viết biểu thức tính cơ

năng (theo thế năng và động

năng)

-Đọc và phân tích đề

-Cá nhân thực hiện câu a)

-Thảo luận cách viết pt dao động

+ Vẽ trục tọa độ thích hợp

M l0

 

+ v = 0  A = 4.10-2 m Tính góc  với  là nghiệm của pt:

Trang 9

-Giải thích cho HS việc

chọn giá trị x > 0 và x < 0 ở

hai bên gốc tọa độ

-Vẽ hình, hướng dẫn HS

xác định độ biến dạng của

lò xo ở một số trường hợp:

l0 = A; l0 A

H 6 Lực đàn hồi của lò xo

tính bằng công thức nào? Ở

vị trí nào của vật, lực đạt

giá trị cực đại, cực tiểu?

-Sử dụng pt cơ năng, cá nhân thực hiện tính toán kết quả

-Thảo luận nhóm, tính lực đàn hồi ở hai vị trí của vật:

thấp nhất và cao nhất

2 2

2

2 2.10 2

A



c)Lực đàn hồi: F = kl

+Ở vị trí thấp nhất: l= l0 + A

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

0

Hoạt động 3: Củng cố - Dặn dò:

- 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 Ngày soạn: / /

Trang 10

Tiết: 4 CON LẮC LÕ XO

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Viết được:

+ 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 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 đoạn nhỏ 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

Trang 11

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?

1 Chọn trục toạ độ 0x song song với trục của lò

xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x

- Lực đàn hồi của lò xo

F   k l F = -kx

2 Hợp lực tác dụng vào vật:P N F ma  

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

k m

O A

Trang 12

- Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? chịu lực kéo 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

1W

t

W  kx

3 Cơ năng của con lắc lò

xo Sự bảo toàn cơ năng

a Cơ năng của con lắc lò

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

- Ghi các chuẩn bị cho bài

Trang 13

sau

DUYỆT CỦA GIÁM HIỆU

Ngày soạn: / /

I MỤC TIÊU

- 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 con lắc 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

Trang 14

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

- 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 phương thẳng 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

- 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 và P

- P.tích P P P t n T P n

không làm thay đổi tốc độ của vật  lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn

- Thành phần P là lực kéo về t

- Dù con lắc chịu tác dụng của

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  OCM

hay bởi li độ cong

s OM l   + 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 và P

Trang 15

- Dựa vào biểu thức của lực kéo về 

nói chung con lắc đơn có dao động

điều hoà không?

- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để

sinα  (rad) Khi đó  tính như thế

nào thông qua s và l

- Dựa vào công thức tính chu kì của

con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của

con lắc đơn

lực kéo về, tuy nhiên nói chung Pt không tỉ lệ với α nên nói chung là không

s = l s

l

- 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

NX: Dao động của con lắc

đơn nói chung không phải

là dao động điều hoà

Vậy, khi dao động nhỏ

(sin (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì:

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

- HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành các yêu cầu

Wt = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z = l(1 - cos)

 Wt = mgl(1 - cos)

- 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

1W

2mv



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

Wt = mgl(1 - cos)

3 Nếu bỏ qua mọi ma sát,

cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn

cos 

Trang 16

nhỏ)

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





IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

- Đo gia tốc rơi tự do

2 2

4 l g

T





Tiết 6 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Củng cố và khắc sâu thêm kiến thức về Con lắc lò xo và con lắc đơn

2 Kĩ năng

Vận dụng các kiến thức đã học về con lắc lò xo, con lắc đơn để phân loại bài tập và giải các bài tập

Trang 17

RÌn luyện thái độ làm việc nghiờm tỳc, khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và cĩ tính

Học bài cũ và làm các bài tập được giao

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

Nêu 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

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

3

10 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

a Viết PTDĐ

b Xác định thời điểm vật đi qua vị trí mà lị xo giãn 2 cm lần thứ nhất

kl=mgl= 0,04

25

0,1.10 k

mg



m +  =    

5 10 5 1 , 0

25 m k

(Rad/s) + m dao động điều hố với phương trình



l

l0

0(VTCB))

Trang 18

mối liên hệ giữa dao động

điều hoà và chuyển động

thời gian vật chuyển động

tròn đều theo cung M1M2

+ Ngay sau va chạm, hệ (M +

m0) có vận tốc v ĐLBT động lƣợng: (M + m0) v

= m0.vo (1) + Sau v/c hệ dđđh với biên độ A' = 4 2 cm và tần số góc

'

=

05,02,0

50

0  

m M



= 40 2 (m/s)

Từ(1)v0=

05 , 0

2 40 ).

5 , 0 2 , 0 ( )

m

v m

Chia 2 vế tg =

3 1

1) Kéo m ra khỏi VTCB 1 đoạn a

độ lớn ov , biết rằng sau khi va chạm m 0 gắn chặt vào M và cùng dao động điều hoà với A '

Trang 19

- 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

Tiết: 7 DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

I MỤC TIÊU

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

- Nêu 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:

M

k

o

v m0

Trang 20

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 A

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

- Khi không có ma sát tần số dao

- Biên độ dao động giảm dần

 đến một lúc nào đó thì dừng lại

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để đưa ra nhận xét

- Do chịu lực cản không khí (lực ma sát)  W giảm dần (cơ  nhiệt)

- HS nêu ứng dụng

- Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (f0) Gọi là tần

số riêng vì 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

- Sau mỗi chu kì cung cấp cho

nó phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát

II Dao động duy trì

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

Trang 21

duy trì theo cách như vậy gọi là dao

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

- 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 cưỡng bức

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

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

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 lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ

Trang 22

- 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)?

hệ được cung cấp năng lượng một 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 …

dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng

- 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

Ngày soạn: / /

Tiết: 8 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

Trang 23

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 OMlên 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

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

Trang 24

 Có những cách nào để tìm x?

- Tìm x bằng phương pháp này có đặc

điểm nó dễ dàng khi A1 = A2 hoặc rơi

vào một số dạng đặc biệt  Thường

dùng 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 và 1 OM quay? 2

 Vectơ OM cũng là một vectơ quay

với tốc độ góc  quanh O

- Ta có nhận xét gì về hình chiếu của

OM với OM và 1 OM lên trục Ox? 2

 Từ đó cho phép ta nói lên điều gì?

 OM biểu diễn phương trình

dao động điều hoà tổng hợp:

x = Acos(t + )

- Là một dao động điều hoà, cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó

- HS hoạt động theo nhóm và lên bảng trình bày kết quả của mình

x1 = A1cos(t + 1)

x2 = A2cos(t + 2)

- Li độ của dao động tổng hợp: x = x1 + x2

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

 OM biểu 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

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

3 Ảnh hưởng của độ lệch pha

Trang 25

(OM,Ox) bằng bao nhiêu?

+ Vẽ hai vectơ quay OM và 1 2

OM biểu diễn 2 dao động

thành phần ở thời điểm ban đầu

+ Vectơ tổng OM biểu diễn

cho dao động tổng hợp

x = Acos(t + ) Với A = OM và

(OM,Ox)

- Vì MM2 = (1/2)OM2 nên

OM2M là nửa  đều  OM nằm trên trục Ox  = /2

 A = OM = 2 3 cm (Có thể: OM2 = M2M2 – M2O2)

Trang 26

Câu hỏi: Nêu cơng thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp

2 Bài mới

Hoạt động 1: Làm các bài tập

Hoạt Động Của GV Hoạt Động Của HS Nội Dung

1

A= 2 cos( 600)

2 1 2 2 2

1 A  A A 

Trang 27

hợp

3 Chuyển động của một vật

là tổng hợp của hai dao động

điều hòa cùng phương có các

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

tập, tổ 1 làm bài 1 tổ 2 làm bài

2 và tổ 3 làm bài 3 thời gian làm bài là 15 phút sau đó các nhóm lên bảng trình bày kết quả của mình

4 Dao động tổng hợp của hai

dao động điều hòa cùng phương có biểu thức x =

5 3 cos(6t +

2



) (cm) Dao động thứ nhất có biểu thức x1

= 5cos(6t +

3



) (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 =

0 cos

) 60 sin(

0 sin

0 2

0 1

0 2 0 1

60 cos

) 30 sin(

60 sin

0 2 0 1

A A

1 1coscos

sinsin

A A



=

tan3

1 A A A

cm;

W = 2

1

m2

A2 = 0,1,33 J;

vmax = A = 81,7 cm/s

Trang 28

- Nêu câu hỏi và bài tập về

vào trong quyển ghi nhớ

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

IV RÚT KINH NGHIỆM

Ngày soạn: / /

Tiết: 10+11 Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG

CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

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

- 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

Trang 29

- Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc 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 2

g



 với g =

9,8m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn Ứng dụng kết quả

đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm

2 Kĩ năng:

- 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 để xác 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 cách lập 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 về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao

động của con lắc đơn, và vận dụng 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 0,2s thì 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 đo thời gian của n = 10 dao động là t  10s, thì sai số phạm phải là:

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 cáo thực hành trong Sgk

Trang 30

Ngày soạn: / /

Tiết: 12+13 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

I MỤC TIÊU

Trang 31

- 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

- 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

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

3 Sóng ngang

M

S O

Trang 32

- 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 sóng ngang Lí thuyết cho thấy

- Theo phương nằm ngang

- Tương tự, HS suy luận để trả lời

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

4 Sóng dọc

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

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

(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

- Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây

- HS suy nghĩ và vận dụng kiến thức để trả lời

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:

 = AA1 = v.t

- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng

- Hai đỉnh liên tiếp cách

Trang 33

dao động giống như A, dao động từ

A1 tiếp trục truyền xa hơn

- Xét hai điểm cách nhau một khoảng

, 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

thời gian t x

v

- Phương trình dao động của M là: uM = Acos(t -

t)

cos cos2

x

v

t x A

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

- Sóng được đặc trưng bởi các đại

lượng A, T (f),  và năng lượng sóng

- Dựa vào công thức bước sóng  có

- HS ghi nhận các đại lượng đặc trưng của sóng

- Bước sóng  là quãng đường

4 Các đặc trưng của sóng

- Biên độ A của sóng

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

T

- Bước sóng , với

Trang 34

thể định nghĩa bước sóng là gì?

Lưu ý: Đối với mỗi môi trường , tốc

độ sóng v có một giá trị không đổi,

tại một điểm của môi trường là một

hàm cosin hai biến độc lập t và x Mà

hàm cosin là một hàm tuần tuần 

phương trình sóng là một hàm tuần

hoàn

+ 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

… hoàn toàn giống như TTDĐ của nó

ở thời điểm t

+ Với một thời điểm (t = conts) là

một hàm cosin của x với chu kì 

TTDĐ tại các điểm có x + , x + 2

hoàn toàn giống TTDĐ tại điểm x

- Mô tả thí nghiệm quan sát sự truyền

- Ghi nhận về sự truyền sóng dọc trên lò xo ống

v vT f

- Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường mà sóng truyền qua

5 Tính tuần hoàn của sóng

- Phương trình sóng là một hàm tuần hoàn

6 Trường hợp sóng dọc

- Sóng truyền trên một lò

xo ống dài và mềm: các vòng lò xo đều dao động ở hai bên VTCB của chúng, nhưng mỗi vòng dao động muộn hơn một chút so với vòng ở trước nó

Trang 35

Học bài cũ và làm các bài tập đƣợc 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 Hoạt động nhĩm: chia lớp

3 a) T =

f

1 = 0,025 s;  = vT =

Trang 36

O theo phương y với vận tốc v

2 Một sóng ngang truyền trên

sợi dây rất dài có phương trình

3 Một sợi dây đàn hồi, mảnh,

rất dài, có đầu O dao động với

tần số f thay đổi trong khoảng

từ 40 Hz đến 53 Hz, theo

phương vuông góc với sợi

dây Sóng lan truyền trên dây

15 phút sau đó báo cáo kết quả

Các nhóm khác nhận xét

bổ xung bài làm của nhóm trên bảng

Làm việc nhóm 2 người trong 1 bàn và cá nhân trình bày

Giáo viên hướng dẫn (Bài 4: tính sau đó tính

 rồi tính d Bài 5 tính

 rồi tính cuối cùng tính)





d = 8

Trang 37

biên độ 0,6 cm Biết khoảng

cách giữa 9 gợn lồi liên tiếp là

4 cm

a) Tính tốc độ truyền sóng

trên mặt nước

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 thoáng và đi xuống, chiều

dương hướng lên

Ngày soạn: / /

Trang 38

Tiết: 15 GIAO THOA SÓNG

I MỤC TIÊU

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

- 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

I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Gõ cho cần rung nhẹ: + Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm

S1 và S2 Trong đó:

* Có những điểm đứng yên hoàn toàn không dao động

* Có những điểm dao động rất mạnh

S1 S2

Trang 39

- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ

Lưu ý: Họ các đường hypebol

này đứng yên tại chỗ

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

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

- HS ghi nhận các khái niệm 2 nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng

bộ và sóng kết hợp

1

d t

- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng f và 

- 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

Trang 40

- Dựa vào biểu thức, cĩ nhận xét gì

về dao động tổng hợp tại M?

- Biên độ dao động tổng hợp a phụ

thuộc yếu tố nào?

- 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

- Quỹ tích những điểm dao động với

biên độ cực đại và những điểm đứng

yên?

2 1

1hoặc

cos ( 2 1) cos2 1 22

- Biên độ của dao động tại M:

a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực

đại giao thoa)

d2 – d1 = k

Với k = 0, 1, 2…

b Những điểm đứng yên, hay là cĩ dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa)

2 1

12

d2 – d1 = hằng số

Đĩ là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

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

Định dạng
Số trang	192
Dung lượng	2,67 MB