GIAO AN VAT LI 12

+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập + P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật + X5: Ghi lại kết quả xác định vận

Trang 1

Trường THPT Ngã Năm Tổ Lí – Hóa – Sinh – CN Vật Lí 12

Tiết KHDH: 01

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TIẾT 1)

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Trả lời được các câu hỏi: Thế nào là dao động cơ, dao động tuần hoàn ?

- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà, viết được phương trình dao động điều hoà và nêu

rõ ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình

- Nêu được mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều

- Biết cách tìm biểu thức vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà

- Nhận dạng được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian

2 Kĩ năng: Đọc SGK, sử dụng toán học và kiến thức vật lí đã học để xây dựng các phương trình.

3 Thái độ: Tích cực tham gia các nhiệm vụ học tập trên lớp, khẳng định giá trị bản thân thông qua các

hoạt động học tập

4 Xác định nội dung trọng tâm của bài.

- Định nghĩa dao động điều hoà

- Phương trình li độ, phương trình vận tốc, phương trình gia tốc của dao động điều hoà

- Dạng đồ thị của dao động điều hoà

5 Mục tiêu phát triển năng lực

Năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực nghiệm; năng lực dự đoán, suy luận lý thuyết;thiết kế và thực hiện theo phương án thí nghiệm, dự đoán; phân tích, khái quát hóa rút ra kếtluận khoa học; đánh giá kết quả và giải quyết vấn đề

B CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Giáo viên:

- Chuẩn bị con lắc dây, con lắc lò xo

- Chuẩn bị hình vẽ mô tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2; lựachọn một số bài tập về dao động điều hoà

quan trọng của chương

Hoạt động 2: Triển khai kiến thức

Trang 2

Hoạt động GV Hoạt động HS Nội dung 1 (10

phút) Xây dựng các

khái niệm dao động

- Cho HS quan sát chuyển động của con lắc dây, con lắc lò xo

và yêu cầu HS nêu lên đặc điểm của chuyển động

- Chuẩn hoá: Cácchuyển động trên có mộtđặc điểm chung là chuyểnđộng qua lại quanh một vịtrí đặc biệt (VTCB),người ta gọi chuyển độngcủa vật như vậy là daođộng cơ

- Trong các chuyển độngtrên, chuyển động của quảlắc đồng hồ có đặc điểm

gì khác so với hai chuyểnđộng còn lại ?

- Nhấn mạnh: Dao độngcủa quả lắc được lặp lạinhư cũ sau những khoảngthời gian bằng nhau

⇒

Dao động có tính chấtnhư trên gọi là dao độngtuần hoàn

- Tìm điểm chung của các chuyển động trên và nêu nhận xét

- Tiếp thu, ghi nhớđịnh nghĩa dao động

- Phân tích dao độngcủa quả lắc để tìm hiểu đặc điểm của dao động tuần hoàn

- Tiếp thu, ghi nhớđịnh nghĩa dao động tuần hoàn

1 Dao động cơ: Là

chuyển động qua lạiquanh một vị trí đặcbiệt (VTCB - thường là

vị trí của vật khi nóđứng yên)

2 Dao động tuần hoàn:

- Nếu sau những

khoảng thời gian bằngnhau, vật trở lại vị trí

cũ theo hướng cũ thìdao động của vật đó làtuần hoàn

- Dao động tuần hoànđơn giản nhất là daođộng điều hòa

- Yêu cầu hs viết phươngtrình hình chiếu của OMlên x

- Đặt OM = A yêu cầu hs

- Quan sát

- M có tọa độ góc φ+ ωt

trong đó li độ của vật làmột hàm côsin (haysin) của thời gian

Phương trình của dao động điều hòa:

x=Acos (ωt+φ)gọi là phương trình củadao động điều hòa

A là biên độ dao động:

độ lệch cực đại của vật(A>0)

ωt+φ

là phadao động tại thời điểm t

Trang 3

của M trên Ox Ta

- Rút ra P dao động điềuhòa

- Yêu cầu hs định nghĩadựa vào phương trình

- Giới thiệu phương trìnhdao động điều hòa

- Giải thích các đại lượng + A

+ (ωt + φ)

+ φ

- Nhấn mạnh hai chú ýcủa dao động liên hệ vớibài sau

- Tổng kết

cos( )

x=A ωt+ φ

- Hàm cosin là hàmđiều hòa

- Tiếp thu

- Định nghĩa (SGK)

-Tiếp thu và chuẩn

bị trả lời các câu hỏicuảt GV

- Phân tích ví dụ đểcùng GV rút ra cácchú ý về quỹ đạodao động và cáchtính pha cho daođộng điều hòa

- Ghi vào vở

(xác định vị trí và chiềuchuyển động của vật tạithời điểm t)

φ

là pha banđầu (có thể dương, âmhoặc bằng 0)

Chú ý

- Dao động điều hòa cóthể coi là hình chiếucủa một điểm chuyểnđộng tròn đều lênđường kính của quỹđạo

- Trong phương trìnhx=Acos (ωt+φ)

ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính góc pha củadao động và chiều tăng của góc pha theo ngượcchiều kim đồng hồ

- Yêu cầu hs nhắc lại cáchđịnh nghĩa chu kì và tần

số của chuyển động tròn?

- Liên hệ dắt hs đi đếnđịnh nghĩa chu kì và tần

số, tần số góc của daođộng điều hòa

- Nhận xét chung

- Tiếp thu

- Nhắc lại kiếnthức lớp 10: “chu

kì là khoảng thờigian vật chuyểnđộng 1 vòng”

“Tần số là số vòngchuyển động trong

1 giây”

- Theo gợi ý của

GV phát biểu địnhnghĩa của các đạilượng cần tìm hiểu

- Ghi nhận xét củaGV

1 Chu kì, tần số.a) Chu kì (T): làkhoảng thời gian để vậtthực hiện một dao độngtoàn phần Đơn vị làgiây (s)

b) Tần số (f): là số daođộng toàn phần thựchiện được trong mộtgiây Đơn vị Hec, kíhiệu Hz

2 Tần số góc (ω

).Giữa tần số góc, chu kì

và tần số của dao động điều hòa có mối liên hệ:

3 Hoạt động Luyện tập/ Thực hành: Dự kiến thời lượng: 10 phút

Trang 4

Hệ thống kiến thức

Bài tập vận dụng GVHệ thống kiến thức

Phát phiếu HT yêu cầu

HS thảo luận nhóm vàtrình bày báo cáo

HS

Nhận nhiệm vụ thảoluận nhóm

Báo cáo sản phẩmTheo dõi nhóm khácbáo cáo và nhận xét

Thông hiểu (MĐ2)

Vận dụng (MĐ3)

Vận dụng cấp cao (MĐ4) Dao

nghĩa dao động điều

hoà Phương trình của

dao động điều hoà

Nêu được li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu của dao động là gì?

Tìm các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà

Lập phương trìnhdao động điều hoà

Phiếu học tập

a) Nhóm câu hỏi MĐ1:

Câu 1: Dao động được miêu tả bằng biểu thức có dạng x = Acos(ωt + ϕ) trong đó A, ω, ϕ là nhữnghằng số, được gọi là dao động gì ?

A Dao động tuần hoàn B Dao động cưỡng bức C Dao động

Câu 2: Đối với dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất mà sau đó trạng thái dao động của vật

lặp lại như cũ, được gọi là gì?

A Tần số giao động B Chu kỳ dao động C Chu kỳ riêng của

dao động D Tần số riêng của dao động.

Câu 3: Phương trình dao động điều hoà là

A x = A(t)cos(ωt + b) (cm) B x = Acos(ωt+ ϕ(t) ) (cm) B x = Acos (ωt) (cm) D x = A.tcos(ωt+ b) (cm)

Trang 5

Trong đó A, ω, b là những hằng số, các đại lượng A(t), ϕ(t) thay đổi theo thời gian

Câu 4: Phát biểu định nghĩa dao động điều hòa ?

Câu 5: Chu kì T của dao động điều hòa là để vật thực hiện được một dao động

toàn phần Đơn vị của chu kì là giây(s)

Câu 6: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng AB quanh vị trí cân bằng O Vận tốc và gia tốc của

vật thay đổi như thế nào trong quá trình vật dao động?

b) Nhóm câu hỏi MĐ2:

Câu 1: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng:

A Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

B Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

C Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.

D Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

Câu 2: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng:

A Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

B Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

C Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.

D Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

Câu 3: Một con lắc lò xo đặt nằm ngang có khối lượng không đáng kể gắn một vật nặng dao động điều

hoà với chu kì T = π/5 s Tần số góc của con lắc lò xo là

Sự biến thiên của vận tốc và

gia tốc trong dao động điều

HS

Tiếp nhận nhiệm vụ

Chuẩn bị kiến thức cho tiết tiếptheo

Trang 6

- Quan sát hiện tượng dao động, trạng thái của vật dao động điều hòa

- Kỹ năng tư duy toán học, logic

3 Thái độ

- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức

4 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác

- Năng lực chuyên biệt:

+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động, li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu

+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập

+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật

+ X5: Ghi lại kết quả xác định vận tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế

+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của giáo viên

Chuẩn bị một con lắc đơn cho học sinh quan sát dao động

Chuẩn bị hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu điểm P của điểm M trên đường kính P1P2 Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4

- PHT 2 Giải bài toán sau

2 Chuẩn bị của học sinh

Ôn lại công thức đạo hàm

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

HS

Lên bảng trình bày Theo đõi nhận xét kết quả bạn làm

GV

Nhận xét đánh giá và cho điểm

Trình bày trên bảng dựa vào kiến thức đã tiếp thu

2 Hoạt động triển khai kiến thức 25 phút

Trang 7

Nội dung

Tổ chức

Kết quả đạt được Hoạt động của Giáo

viên

Hoạt động của học sinh

Vận tốc biến thiên điều

hòa theo thời gian với

Gia tốc biến thiên điều

hòa theo thời gian với

2/ Có nhận xét gì về

sự biến thiên của v?

3/ Xác định vmax, vmin?

4/ Từ PT vận tốc hãytìm công thức xácđịnh gia tốc tức thờicủa DĐĐH

5/ Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì?

Thảo luận nhóm

GV: Vận tốc là đạohàm bậc nhất của li độtheo thời gian → Câu1

HS : x = Acos(ωt + ϕ)

→ v = x’ = - ωAsin(ωt+ ϕ)

GV : → câu 2

- Vận tốc là đại lượngbiến thiên điều hoàcùng tần số với li độ

HS : a = v’ =

- ω2Acos(ωt + ϕ)

GV : → câu 5

HS : Gia tốc luônngược dấu với li độ(vectơ gia tốc luônluôn hướng về VTCB)

GV hướng dẫn tìm công thức độc lập với thời gian

Vận dụng kiến thức toán học để giải bài tập

T

GV Hướng dẫn HS

vẽ đồ thị của daođộng điều hoà x =Acosωt (ϕ = 0)x

GV: Dựa vào đồ thị tanhận thấy nó là mộtđường hình sin, vì thếngười ta gọi dao động

- HS vẽ đồ thị theohướng dẫn của GV

Vẽ đồ thị hàm số

Trang 8

HS

Vận dụng (Mức độ 3)

Vận dụng cao (Mức độ 4)

Bài 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x=5cos2 tπ (cm)

a) Xác định biên độ dao động, chu kỳ, pha ban đầu của dao động

b) Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc

c) Tính vận tốc và gia tốc ở thời điểm

5 12

t= s

Nhận xét về tính chất chuyển động lúc đó

5 Hoạt động tìm tòi mở rộng

Giải thích dao động của các

- Viết được phương trìnhđộng lực học của con lắc lòxo

- Viết được công thức lựckéo về tác dụng vào vật daođộng điều hòa, công thức

Trang 9

tính chu kì của con lắc lò xo,công thức tính động năng,thế năng và cơ năng của conlắc lò xo

- Nêu được nhận xét địnhtính về sự biến thiên độngnăng và thế năng khi con lắcdao động

- Áp dụng được các côngthức và định luật có trongbài để giải bài tập tương tựnhư ở trong phần bài tập

HS

Tiếp nhận nhiệm vụ

Trang 10

Tiết KHDH: 03

BÀI TẬP

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc

- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu

2 Kỹ năng

- Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà

3 Thái độ

+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập

Chuẩn bị một con lắc đơn cho học sinh quan sát dao động

Chuẩn bị hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu điểm P của điểm M trên đường kính P1P2 Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4

- PHT 2 Một vật dao động điều hoà với biên độ 5cm; chu kì 0,5s; tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí

có li độ 2,5cm ngược chiều dương

a) Viết phương trình dao động

b) Khi vật đi qua vị trí cần bằng, vị trí biên chất điểm có vận tốc bao nhiêu?

c) Tính gia tốc của chất điểm tại thời điểm nó có vận tốc là 10π (cm/s)

Trang 11

này sang vị trí biên

bên kia thì thực hiện

được mấy phần của 1

GV sửa chữa, giải thích

GV yêu cầu 1 HS trả lời câu 10, giải thíchlựa chọn

Câu 11/SGKtr9

Thời gian ngắn nhất giữa 2lần vật có vận tốc bằng 0 làT/2 = 0,25s

dao động, chu kỳ, pha

ban đầu của dao

GV cho HS tự làm bài trong vòng 10 phút

GV gọi HS mang tập lên chấm, yêu cầu

HS khác lên bảng sửa bài

GV yêu cầu HS khác nhận xét và sửa bàigiải của HS

GV gút lại kiến thức từ bài tập

GV đọc đề bài 2:

HS chép đề bài

GV hướng dẫn HS giải bài tập

→ câu 4, 5

HS trả lời câu hỏi

GV yêu cầu HS lên bảng giải câu b

HS lên bảng thực hiện yêu cầu của GVCác HS khác theo dõi ban làm bài, lắngnghe GV sửa và viết bài vào tập

Giảia) A = 5cm; T = 1s; ϕ=0;

b) v = -10 sin 2 tπ π (cm/s);

a = −20π2cos2 tπ

(cm/s2) c) v = 5− π (cm/s); a =

2

10 3π (cm/s2);

do a>0, v < 0 nên vật đang

đi ra biên âm Vật chuyển động chậm dần

Bài 2: Một vật dao động

điều hoà: khi vật có li độ

x 1 = 3 cm thì vận tốc của vật là v 1 = 40( cm/s) khi vật qua vị trí cân bằng thì vận tốc vật là v 2 = 50 ( cm/s)

a) Tính tần số góc và biên

độ dao động của vật

Trang 12

2500 1600

1009

HS

Vận dụng cao (Mức độ 4)

Trang 13

Bài 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x=5cos2 tπ (cm)

a) Xác định biên độ dao động, chu kỳ, pha ban đầu của dao động

b) Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc

c) Tính vận tốc và gia tốc ở thời điểm

5 12

t= s

Nhận xét về tính chất chuyển động lúc đó

Bài 2: Một vật dao động điều hoà: khi vật có li độ x1 = 3 cm thì vận tốc của vật là v1 = 40( cm/s) khi vậtqua vị trí cân bằng thì vận tốc vật là v2 = 50 ( cm/s)

a) Tính tần số góc và biên độ dao động của vật

b) Tìm li độ của vật khi vận tốc của vật là 30 cm/s

5 Hoạt động tìm tòi mở rộng

Dựa vào kiến thức đã học

tìm hiểu về kiến thức mới

chuẩn bị bài mới

GV

- Giải thích được tại sao daođộng của con lắc lò xo làdao động điều hòa

- Viết được phương trìnhđộng lực học của con lắc lòxo

- Viết được công thứclực kéo về tác dụng vào vậtdao động điều hòa, côngthức tính chu kì của con lắc

lò xo, công thức tính độngnăng, thế năng và cơ năngcủa con lắc lò xo

- Nêu được nhận xétđịnh tính về sự biến thiênđộng năng và thế năng khicon lắc dao động

- Áp dụng được các côngthức và định luật có trongbài để giải bài tập tương tựnhư ở trong phần bài tập

HS

Nhận nhiệm vụ

Trang 14

Tiết KHDH: 04

CON LẮC LÒ XO

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc

- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu

2 Kỹ năng

- Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà

3 Thái độ

+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật

a Dụng cụ:

+ Máy tính có kết nối mạng, các phần mềm liên quan

+ Lò xo, các quả nặng, giá treo, mặt phẳng đỡ

b Các phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Khảo sát dao động điều hòa của CLLX nằm ngang

1 Năng lượng của con lắc lò xo năng ngang bao gồm những dạng nào?

2 Viết biểu thức tính từng dạng năng lượng và tổng năng lượng của vật

3 Nhận xét

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Khảo sát các hệ dao động cơ khác:

CLLX thẳng đứng, CLLX xiên, con lắc đơn Bỏ qua ma sát

(chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm mỗi cơ hệ)

Trang 15

7 Cho ví dụ về một số cơ hệ dao động khác

2 Viết công thức gia tốc của vật DĐĐH? Nêu nhận xét?

Xác định gia tốc cực đại và cực tiểu của DĐ?

GV

1 Viết công thức vận tốc của vật DĐĐH? Nêu nhận xét? Xác định vận tốc cực đại và cực tiểu của DĐ?

2 Viết công thức gia tốc của vật DĐĐH? Nêu nhận xét? Xác định gia tốc cực đại và cực tiểu của DĐ?

HS

Một HS lên bảng trình bày Các HS còn lại theo đõi nhận xét kết quả bạn làm

GV

Nhận xét đánh giá và cho điểm

Trình bày trên bảng dựa vào kiến thức đã tiếp thu

CỦA HS Hoạt động của Giáo

viên Hoạt động của học sinh

Khảo sát con lắc lò xonằm ngang

(35’)

Chuyển giao nhiệm vụ

HS nghiên cứu SGK và giải quyết các nhiệm vụ

Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK trả lời CLLX là gì?

Bảng báo cáo trên lớpDựa theo kết qua báo cáo của HS và đánh giá

Trang 16

nằm ngang Phiếu học

tập số 1

- Biểu thức tính chu kỳ, tần số

- Năng lượng của CLLX nằm ngang trong quá

trình dao động Phiếu học

tập số 2

1 GV tổng hợp kết quả của các nhóm, thống nhấtnội dung kiến thức:

- Con lắc lò xo

- Khảo sát CLLX về mặt động lực học

- Biểu thức chu kỳ, tần số

- Năng lượng dao động của CLLX

2 GV mở rộng cho các dạng khác nhau của CLLX, CLĐ

- Dựa trên các thiết bị có sẵn HS tạo ra các CLLX

- Xác định các lực tác dụng lên CLLX nằm ngang

- Viết biểu thức định luật

2 Newton

- Phương trình động lực học CLLX nằm ngang

- Phương trình dao động CLLX

- Chu kỳ, tần số của CLLX

- Biểu thức thế năng, động năng, cơ năngCác nhóm báo cáo kết quả, thảo luận

HS

Vận dụng cao (Mức độ 4) Câu 1,2 Cấu tạo của con

lắc lò xo

Trang 17

Câu 2 (Nhận biết; K1;P8) Để tạo ra con lắc lò xo cần phải có những dụng cụ nào?

Câu 3 (Vận dụng; K1;K2;K3;P7;P8;X5) Cho một CLLX treo thẳng đứng Muốn đo độ cứng của lò xo

cần thêm những dụng cụ nào? Cách đo (phương án, so sánh)

Câu 4 (Vận dụng cao; K3; K2; K1;K4;X5;X7;X8) Với thước thẳng, 1 quả nặng, 1 lò xo, 1 giá treo

a) Tạo một con lắc lò xo, đồng hồ đo thời gian (bấm giây)

b) Hãy đề xuất các phương án đo chu kì của con lắc lò xo trên

5 Hoạt động tìm tòi mở rộng: Hoạt động này có thể lồng ghép với Hoạt động Vận dụng Chú ý

phần nội dung có hướng HS chuẩn bị cho bài học tiếp theo

Thiết kế con lắc đơn

Xác định chu kỳ của con lắc

GV

Với thước thẳng, 1quả nặng, 1 dây treo,đồng hồ bấm giây, 1 giátreo

a) Tạo một con lắc đơn

b) Hãy đề xuất cácphương án đo chu kì củacon lắc đơn trên

HS

Nhận nhiệm vụ về nhà

Kết quả báo cáo sản phẩm

Trang 18

Tiết KHDH: 05

CON LẮC ĐƠN

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn, điều kiện để con lắc đơn dao động điều hòa

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

- Viết được công thức tính tần số góc, chu kì, tần số dao động của con lắc đơn

- Biết công thức tính thế năng, cơ năng của con lắc đơn Nêu được nhận xét định tính về sự biếnthiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động

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

2 Kỹ năng:

- Sử dụng SGK hoặc mô hình để mô tatr cấu tạo con lắc đơn

- Chọn hệ trục tọa độ, chỉ ra được các lực tác dụng lên vật

3 Thái độ

+ K1: - Viết được biểu thức tính chu kì của con lắc đơn,

+ K3: - Tạo ra được con lắc đơn

+ P4- Sử dụng phương pháp tương tự xây dựng qui luật biến đổi thế năng, động năng, cơ năng của daođộng cơ

P6: - Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của các hệ dao động:

+ Con lắc đơn: cấu tạo, góc lệch bé, ma sát nhỏ

+ X7- Thảo luận kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập của bản thân và của nhóm

- Dụng cụ thí nghiệm: Con lắc đơn

Pht 1 1/ Em hãy mô tả cấu tạo của con lắc đơn

2/ Em hãy chỉ ra VTCB của CLĐ?

3/ Kéo vật m để dây treo lệch với phương thẳng đứng 1 góc α rồi buông tay Em hãy mô tả chuyểnđộng của con lắc?

4/ Trong quá trình dao động, CLĐ chịu tác dụng của những lực nào?

Ôn tập kiến thức về phân tích lực

C HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Hoạt động khởi động 2 phút

Đặt vấn đề Trong dao động điều

hòa người ta sử dụng hai

Trang 19

Hoạt động triển khai kiến thức 35 phút

HS Hoạt động của Giáo

viên Hoạt động của học sinh Nội dung 1 (10 phút)

1/ Em hãy mô tả cấu tạo

của con lắc đơn

2/ Em hãy chỉ ra VTCB của

CLĐ?

3/ Kéo vật m để dây treo

lệch với phương thẳng đứng

1 góc α rồi buông tay Em

hãy mô tả chuyển động của

nhỏ, khối lượng m, treo ở

đầu của một sợi dây không

dãn, khối lượng không đáng

* GV: yêu cầu HS chỉ raVTCB của CLĐ → câu2

* GV: yêu cầu HS mô tảchuyển động của conlắc đơn và rút ra nhậnxét? → câu 3

* GV yêu cầu HS phântích các lực tác dụng lênvật nặng trong qquatrình dao động → câu 4

* GV: Ta hãy xét xemdao động của con lắcđơn có phải là dao độngđiều hoà hay không

* HS thảo luận hoặclàm việc nhóm để nêucấu tạo con lắc đơn

* HS: vật dao động qualại quanh VTCB

* HS: vật chịu tác dụngcủa trọng lực P

ur

và lựccăng dây T

ur

Tự học

Quan sát hình vẽ đểnhận xét

* GV yêu cầu HS nêuđịnh luật II Newton vàthực hiện phép chiếu

GV hướng dẫn HS cáchthực hiện phép chiếu,

* HS ghi nhận kiếnthức

1 Thiết lập PTDĐcủa con lắc đơnTheo định luật IINewton

P T+ =ma

ur ur r

(1)Chiếu (1) lên

Trang 20

M l

α > 0

α < 0 O

+

T u r P

* GV giảng giải: Dù conlắc chịu tác dụng củalực kéo về, tuy nhiênnói chung a không tỉ lệvới α nên CLĐ khôngDĐĐH

* GV hướng dẫn HS xéttrường hợp góc nhỏ đểtìm PT động lực học cỉaCLĐ

→ câu 5

* GV hướng dẫn HS tìmcông thức tần số góc,chu kỳ, tần số

* HS ghi nhận kiếnthức

* HS thực hiện theoyêu cầu của GV

phương

t

P

ur, chiều(+) là chiều chuyểnđộng

-Psinα = ma

⇔ - mgsinα = ma

⇔ a = -g.sinα (*)

⇒ Dao động của CLĐ không phải là dao động điều hòaXét α nhỏ (α < 100)

⇒ s’’ + ω2.s = 0 (2)

Pt (2) là PT động lực học của con lắc đơn Nghiệm của pt:

s = s0.cos(ωt + ϕ)

⇒α = α0 cos(ωt +

ϕ)

→ pt dao động của con lắc đơn

Trong đó:

s: li độ dài; s0: biên

độ dài

α: li độ góc; α0: biên độ góc

s = α.l và s0 = α0.lKết luận: vậy khi

bỏ qua mọi ma sát

và với li độ góc α

nhỏ (α < 100) thì con lắc đơn dao động điều hòa

2 Tần số góc, chu

kỳ, tần số dao độngcủa con lắc đơn

Trang 21

a/ Tần số góc:

g l

ω =

(rad/s)b/ Chu kỳ:

π πω

T

g

(s)Chu kỳ CLĐ chỉ phụ thuộc vào chiều dài và vị trí địa lý nơi đặt con lắc

c/ Tần số:

2

g f

= =

(Hz)

Nội dung 3 (15 phút)

Khảo sát dao động của

con lắc đơn về mặt năng

lượng

7/ Trong quá trình dao

động, năng lượng của con

III Khảo sát dao động

của con lắc đơn về mặt

Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ

năng của con lắc đơn được

* GV → câu 7

* GV yêu cầu HS nêucông thức tính độngnăng

* GV nêu công thứctính vận tốc, thế năng

* GV: → câu 8

* GV chú ý cho HS cáccông thức trên đều ápdụng được cho trườnghợp góc α lớn và nhỏ

* HS: Trong quá trìnhdao động, năng lượngcủa con lắc đơn gồmđộng năng và thế năngtrọng trường

Trang 22

Viết công thức tính chu kỳ, tần số của con lắc đơn

HS

Trả lời câu hỏiTheo dõi và nhận xét

Trang 23

1 Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức

Nội dung Nhận biết

(Mức độ 1)

Thông hiểu (Mức độ 2)

Vận dụng cao (Mức độ 4) Cấu tạo của con

lắc đơn

Trình bày cấu tạo, điều kiện để CLĐ dao động

1/ Em hãy nêu điều kiệnDĐĐH của CLLX vàCLĐ? Từ đó rút ra nhậnxét chung?

2/ Xét con lắc lò xo daođộng trong thực tế → ta

HS

Nhận nhiệm vụ

Trang 24

Tiết KHDH: 06

BÀI TẬP

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức: Học sinh vận dụng công thức tính chu kì, tần số của con lắc lò xo Hoàn thiện phương

pháp thiết lập phương trình dao động điều hoà, đặc biệt là đối với con lắc lò xo; Vận dụng kiến thức đểtìm chiều dài cực đại và cực tiểu của con lắc lò xo trong quá trình dao động điều hoà, xác định độ lớncủa lực đàn hồi và lực kéo về

2 Kĩ năng: Học sinh vận dụng kiến thức để giải các bài toán tự luận về con lắc lò xo.

3 Thái độ

+ K1: - Trình bày được định nghĩa dao động, dao động tuần hoàn, chu kì, tần số, tần số góc

- Viết được phương trình động lực học và phương trình dao động điều hòa

- Nêu được các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

- Viết được biểu thức tính chu kì của con lắc lò xo

+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình để thực hiện nhiệm vụ học tập

+ X5: Ghi lại kết quả xác định vật tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế

- Chuẩn bị nội dung, phương pháp và bài tập có chọn lọc;

Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu

C HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Hoạt động khởi động 10 phút

Nội dung Hoạt động của Giáo

viên Hoạt động của học sinh Dự kiến sản phẩm HS

Nội dung 1 (10 phút)

Ổn định lớp

Kiểm tra sĩ số

1 Nhắc lại công thứctính tần số góc, chu kì,tần số của con lắc lòxo;

2 Nhắc lại công thứctính lực đàn hồi, lựckéo về (lực phục hồihay lực gây ra daođộng điều hoà)

Theo dõi

viên

Hoạt động của học sinh Dự kiến sản phẩm

của HS

Trang 25

HS TLCH

GV gút lại kiến thức

GV yêu cầu 1 HS trảlời câu 5, chứng minh

HS TLCH

GV sửa bài

GV yêu cầu 1 HS trảlời câu 6, giải thíchlựa chọn

HS TLCH

GV sửa chữa, giải thích

* HS chú ý, ghi chép

* Gv đọc đề bài số 1

* HS chép đề bài tập

* GV yêu cầu HS tựgiải trong vòng 5 phút

*Học sinh thảo luậnlàm việc theo nhómhoặc cá nhân để giảibài tập theo phươngpháp đã cho sẵn

* GV yêu cầu 1 HSlên bảng sữa BT

*Học sinh tiếp thu vàsửa bài

*Giáo viên khắc sâucác giá trị đặc biệtcủa pha ban đầu;

Giải

+ ω =

m k = 10π (rad/s)

+ A2 = x2 +

2

2 v ω

Thảo luận nhómVận dụng kiến thức

về dao động của conlắc lò xo để giải bàitập

Nội dung 4 (10 phút) GV đọc đề Một con lắc lò xo có độ cứng k = Trình bày nội dung

Trang 26

chiều dài của con lắc

Đầu trên của lò xo

được giữ cố định, đầu

dưới được treo vào

*Giáo viên giảng bài

và giới thiệu cho HSbiểu thức chiều dàicủa con lắc lò xo tại

vị trí có li độ x trongquá trình dao độngtrong trường hợp conlắc treo thẳng đứng

và trường hợp con lắcnằm ngang;

*HS tiếp thu

* GV Yêu cầu HS lênbảng giải bài tập

* HS làm bài tập theoyêu cầu của GV

*Giáo viên yêu cầuhọc sinh tìm lại côngthức tính chiều dàicực đại và cực tiểucủa lò xo trong quátrình dao động trongtrường hợp con lắc lò

xo nằm ngang

lò xo là 40cm Đầu trên của lò

xo được giữ cố định, đầu dưới được treo vào một vật có khối lượng 0,4kg Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 3 cm rồi truyền cho vật một vận tốc 40π

cm/s

a/ Xác định chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động.

2

2 2

216000

0,01( ) 1( )1000

cb

mg g l

về dao động của conlắc lò xo để giải bàitập

* HS chú ý và làm bàitập

* GV giảng giải cáchtìm lực đàn hồi cựcđại và cục tiểu của lò

xo

* HS chú ý tiếp thu

và giải bài tập

* GV nhấn mạnh lạikiến thức và so sánhcách tính lực đàn hồicủa CLLX nằm ngang

Giải

1 Khi x = -3cm thì lò xo có độbiến dạng là: ∆ = − = −l 1 3 2cm

Trang 27

Vận dụng cao (Mức độ 4) Các đặc trưng của

con lắc lò xo

lắc lò xo

2 phiếu học tập

Ví dụ 1: Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 200 g và lò xo có độ cứng là k = 50 N/m Tính chu

kì dao động của con lắc lò xo Lấy

Trang 28

Tiết KHDH: 07

DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộnghưởng

- Nêu được điều kiện để có 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 cộnghưởng

+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì

+ K3: Sử dụng kiến thức về dao động tắt dần và công hưởng để thực hiện nhiệm vụ học tập

+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để tính thời gian, vận tốc, quãng đường trong dao động tắt dần

Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại

Bộ thí nghiệm về dao động cưỡng bức, cộng hưởng

đọc trước nội dung bài,tìm hiểu các nội dung trọng tâm

Ôn tập kiến thức về con lắc

Viết công thức tính chu

kỳ, tần số của con lắc đơn

Theo dõi

viên

Hoạt động của học sinh

Dự kiến sản phẩm HS

Định dạng
Số trang	57
Dung lượng	451,55 KB