SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HỮU NGHỊ GIÁO ÁN Vật lý 12 Tổ: KHTN Giáo viên: PHAN TIẾN HÙNG Năm học: 2009 - 2010 Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng Vinh, tháng 8/2009 Trang 2 Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết: 1 Chương I DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU - Nêu được: + 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 các 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. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P 1 P 2 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. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: Giới thiệu chương trình SGK-12 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Lấy các ví dụ về các vật dao động trong đời sống: chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động → ta nói những vật này đang dao động cơ → Như thế nào là dao động cơ? - Khảo sát các dao động trên, ta nhận thấy chúng chuyển động qua lại không mang tính tuần hoàn → xét quả lắc đồng hồ thì sao? - Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng. - Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ → dao động của Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng - 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. quả lắc đồng hồ tuần hoàn. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M - Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động? - Khi đó toạ độ x của điểm P có phương trình như thế nào? - Có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hoàn thành C1 - Hình dung P không phải là một điểm hình học mà là chất điểm P → ta nói vật dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x chính là li độ của vật. - Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, ω và ϕ trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và ω > 0. + Để xác định ϕ cần đưa phương trình về dạng tổng quát x = Acos(ωt + ϕ) để xác định. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((ωt + ϕ) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết ϕ? - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(ωt + ϕ) ta quy ước - Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O. x = OMcos(ωt + ϕ) - Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà → dao động của điểm P là dao động điều hoà. - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà. - Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. - Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t. - Xác định được x tại thời điểm ban đầu t 0 . - 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. M M 0 P 1 x P O ωt ϕ + Trang 4 Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc ϕ trong chuyển động tròn đều. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Dao động điều hoà có tính tuần hoàn → từ đó ta có các định nghĩa - Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc ω, chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào? - HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. 2 2 f T π ω π = = Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian → biểu thức? → Có nhận xét gì về v? - Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian → biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì? x = Acos(ωt + ϕ) → v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ. → a = v’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) - Gia tốc luôn ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB) Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà x = Acosωt (ϕ = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều hoà là dao động hình sin. - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM . . Trang 5 Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết dạy: 3 Bài 2: CON LẮC LÒ 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. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm không khí. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ - Viết phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc và gia tốc, giải thích các đại lượng? 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về con lắc lò xo Hoạt động của GV Hoạt động của HS - 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. k m N r P r F r v = 0 k F = 0 m N r P r Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Vật chịu tác dụng của những lực nào? - Ta có nhận xét gì về 3 lực này? - Khi con lắc nằm ngang, li độ x và độ biến dạng ∆l liên hệ như thế nào? - Giá trị đại số của lực đàn hồi? - Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì? - Từ đó biểu thức của a? - Từ biểu thức đó, ta có nhận xét gì về dao động của con lắc lò xo? - Từ đó ω và T được xác định như thế nào? - Nhận xét gì về lực đàn hồi tác dụng vào vật trong quá trình chuyển động. - Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là lực nào? - Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? - Trọng lực P r , phản lực r N của mặt phẳng, và lực đàn hồi F r của lò xo. - Vì 0P N+ = r r nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồi của lò xo. x = ∆l F = -kx - Dấu trừ chỉ rằng F r luôn luôn hướng về VTCB. k a x m = − - So sánh với phương trình vi phân của dao động điều hoà a = -ω 2 x → dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Đối chiếu để tìm ra công thức ω và T. - Lực đàn hồi luôn hướng về VTCB. - Lực kéo về là lực đàn hồi. - Là một phần của lực đàn hồi vì F = -k(∆l 0 + x) Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Khi dao động, động năng của con lắc lò xo (động năng của vật) được xác định bởi biểu thức? - Khi con lắc dao động thế năng của con lắc được xác định bởi biểu thức nào? - Xét trường hợp khi không có ma sát → cơ năng của con lắc thay đổi như thế nào? 2 ñ 1 W 2 mv= 2 2 1 1 ( ) 2 2 t W k l W kx= ∆ → = - Không đổi. Vì k m N r P r F r O A A x Trang 7 Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng - Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế nào với A? cos 2 2 2 2 2 1 ( ) 2 1 ( ) 2 W m A sin t kA t ω ω ϕ ω ϕ = + + + Vì k = mω 2 nên 2 2 2 1 1 2 2 W kA m A const ω = = = - W tỉ lệ với A 2 . Hoạt động 4 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM Trang 8 Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết dạy: 4 Bài 3 CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà. Viết được công thức tính chu kì dao động của 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: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. ổn định tổ chức: Lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: - Viết công thức tính chu kì, động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo? 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Mô tả cấu tạo của con lắc đơn - 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. m l ¸ Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng - 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? Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Con lắc chịu tác dụng của những lực nào và phân tích tác dụng của các lực đến chuyển động của con lắc. - Dựa vào biểu thức của lực kéo về → nói chung con lắc đơn có dao động điều hoà không? - Xét trường hợp li độ góc á nhỏ để siná ≈ α (rad). Khi đó α tính như thế nào thông qua s và l. - Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong trường hợp này? - Trong công thức mg/l có vai trò là gì? → l g có vai trò gì? - Dựa vào công thức tính chu kì của con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của con lắc đơn. - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ … - Con lắc chịu tác dụng của hai lực T r và P r . - P.tích t n P P P = + r r r → n T P + r r không làm thay đổi tốc độ của vật → lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn. - Thành phần t P r là lực kéo về. - Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung Pt không tỉ lệ với á nên nói chung là không. s = lα → s l α = - Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s) → dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà. - Có vai trò là k. → l g có vai trò m k 2 2 m l T k g π π = = Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Trong quá trình dao động, năng lượng của con lắc đơn có thể có ở những dạng nào? - Động năng của con lắc là động năng của vật được - HS thảo luận từ đó đưa ra được: động năng và thế năng trọng trường. - HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành các M l ¸ > 0 ¸ < 0 O + T ur P ur n P uur t P ur s = l¸ C Trang 10 [...]... bằng T/2, từ đó xác định được chu kì, tần số và biên độ chỉ cần so sánh với pt tổng quát là làm được - GV gọi HS lên bảng làm - Các bài tập 10,11(SGK-9) HS phải sử dụng linh hoạt các KT để vào làm các bài tập này - GV có thể hướng dẫn HS làm + Tần số góc: ω= Hoạt động 2: Làm các bài tập trong bài con lắc lò xo và con lắc đơn Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng Hoạt động GV - GV hệ thống hoá lại một... trắc nghiệm 4,5,6 trang 17 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Gọi HS trình bày từng câu * Cho Hs đọc l các câu trắc nghiệm 6, 7 trang 21 sgk và 4,5 trang 25 * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Cho Hs trình bày từng câu Hoạt động H.S * HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích * đọc đề * Thảo luận... đoc đề, tóm tắt * Hướng dẫn hs giải bài toán - Viết phương trình của x1 và x2 - Viết phương trình tổng quát: x = Acos(5t + ϕ) - Tìm biên độ A, pha dao ban đầu # tổng hợp * Kết luận Bài tâp thêm: Cho hai dao động cùng phương, * HS đọc đề, tóm tắt * nghe hướng dẫn và làm - Viết phương trình x1, x2 - Viết phương tình tổng hơp x - áp dụng công thức tính A, # Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng cùng tần... tóm tắt * Vận dụng phương pháp giải đồ giải bài toán x1 = 4cos100π t π (cm) x2 = 4cos(100π t + ) (cm) * Hs biễn diễn x1 2 Viết phương trình dao động tổng hợp của hai dao * biễn diễn x2 động bằng cách: * Hs nêu giá trị của biên độ và pha ban đầu tổng a.dùng giản đồ vectơ hợp b Biến đổi lượng giác * Hướng dẫn Hs giải bài toán: - Biễu diễn x1 * vận dụng toán giải - Biễn diễn x2 * về nhà giải câu - Từ giản... 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 III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1 ổn định tổ chức: 2 Kiểm tra bài cũ: - Giới thiệu nhanh về chương mới 3 Bài mới Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về sóng cơ Hoạt động của GV - Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm S O M Hoạt động của HS - HS quan sát kết quả thí nghiệm Giáo án vật... Tương tự cho trường hợp ngược pha? ∆ϕ = ϕ1 - ϕ1 = (2n + 1)π - Trong các trường hợp khác A có giá trị như thế (n = 0, ± 1, ± 2, …) nào? - Nhỏ nhất - Có giá trị trung gian |A1 - A2| < A < A1 + A2 Trang 18 Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng Hoạt động của GV - Hướng dẫn HS làm bài tập ví dụ ở Sgk Hoạt động của HS uuuu r uuur u + Vẽ hai vectơ quay OM 1 và OM 2 biểu diễn 2 dao... Trang 19 Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết dạy: 8 BÀI TẬP I MỤC TIÊU : - Vận dụng kiến thức dao động điều hoà, tổng hợp hai dao động - Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, tổng hợp các dao động cùng phương cùng tần số II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2 Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : 1 ổn định lớp: 2 Kiểm tra bài... gọi những dao động như thế là dao động tắt nào đó thì dừng lại - HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để đưa ra dần → như thế nào là dao động tắt dần? nhận xét - Tại sao dao động của con lắc lại tắt dần? Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng - Hãy nêu một vài ứng dụng của dao động tắt dần? - Do chịu lực cản không khí (lực ma sát) → W (thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ô tô giảm dần (cơ → nhiệt) - HS nêu... lượng do ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ - HS nghiên cứu Sgk và trả lời các câu hỏi - Y/c HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu tầm quan + Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, Trang 13 Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng trọng của hiện tượng cộng hưởng + Khi nào hiện tượng cộng hưởng có hại (có lợi)? Hoạt động 5 ( cầu, bệ máy, khung xe … + Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita,.. .Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng xác định như thế nào? - Biểu thức tính thế năng trọng trường? - Trong quá trình dao động mối quan hệ giữa Wđ và Wt như thế nào? - Công thức bên đúng với mọi li độ góc . SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT HỮU NGHỊ GIÁO ÁN Vật lý 12 Tổ: KHTN Giáo viên: PHAN TIẾN HÙNG Năm học: 2009 - 2010 Giáo án vật lí. khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ → dao động của Giáo án vật lí 12 GV: Phan Tiến Hùng - Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc không.