Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 Ngày soạn: 23/8/2008 Chương I : DAO ĐỘNG CƠ Ngày ngiảng: 25/8/2008 Tiết 1-2. DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA I. MỤC TIÊU BÀI DẠY : 1. Kiến thức + Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà. + Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên đo,ä pha , pha ban đầu là gì +Viết được phương trình dao động điều hòa –công thức vận tốc gia tốc 2.Kĩ năng +Vẽ được đồ thò của li độ theo thời gian với hpa ban đầu bằng không . + Giải được các bài tập tương tự như trong SGK II. CHUẨN BỊ: 1. giáo viên: Hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu P cảuM trên đường kính P 1 P 2 ( có thể chuẩn bị thí nghiệm minh hoạ như hình 1.1 SGK) Một số phiếu học tập 2. học sinh : Ơn tập lại chuyển động tròn đều, tần số góc, chu kì mối liên hệ giữa chúng III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : (TIẾT 1 ) Hoạt động 1( 5’) ơn lại kiến thức cũ Câu hỏi: Thế nào là chuyển động tròn đều? - Đònh nghóa chu kì, tần số , công thức liên hệ giữa chúng? Đáp án: ĐN CĐ tròn đều( SGK Vật lí 10) Công thức 2 2 f T π ω π = = Giáo viên nhận xét và cho điểm Hoạt động 2( ) Tìm hiểu về dao động cơ HOẠT ĐỘNG G.V HOẠT ĐỘNG H.S NỘI DUNG CƠ BẢN GV: - Nêu một vài ví dụ về chuyển động dao động. - Nêu đ/n dao động tuần hoàn. x=Acos(ωt+ϕ) = sin( ) 2 A t π ω ϕ + + Từ các ví dụ đã nêu hình thành k/n dao động cơ . Phân biết dao động tuần hoàn với dao động nói chung. I. DAO ĐỘNG CƠ 1) Thế nào là dao động cơ ? Dao động cơ là chuyển động qua lại một quanh một vò trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn. Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vò trí cũ theo hướng cũ . II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Ví dụ : -Xét một điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc góc ω,theo chiều dương ( ngược chiều kim đồng hồ ) trên q đạo tròn tâm O bán kính OM = A. - Ở thời điểm t = 0 : điểm M ở vò trí M o xác đònh bởi góc ϕ. -Ở thời điểm t bất kỳ : là M t xác đònh bởi góc (ωt + ϕ). -Hình chiếu của M t xuống trục Ox trùng với đường kính của đường tròn là P có tọa độ : x = OP = Acos (ωt + ϕ). Điểm P dao động điều hòa A , , ω ϕ là các hằng số 2) Đònh nghóa dao động điều hòa : Là đao động trong đó li độ cuả vật là một hàm côsin M t M o P 1 P x 0 x P 2 wt ϕ Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 -Giá trò hàm cos nằm trong khoảng nào ? -Suy ra giá trò của x nằm trong khoảng nào ? -Tìm mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa ? HS: 1 cos( ) 1t ω ϕ − ≤ + ≤ HS: A x A − ≤ ≤ (hay sin )của thời gian . 3)Ý nghóa các đại lượng trong phương trình : Trong phương trình dao động điều hòa : x = Acos(ωt + ϕ) +x max =A > 0 : biên độ dao động + (ωt + ϕ) : Là pha dao động tại thời điểm t bất kỳ. + ϕ (rad) : là pha ban đầu của dao động( t = 0) + ω (rad/s) : Là tần số góc 4) Chú ý : a) Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều : Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó b) Phương trình dao động điều hòa : x = Acos(ωt + ϕ) Quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc P 1 OM Hoạt động 3( …………… ) Vận dụng củng cố Nêu bài tập trắc nghiệm Câu1: ( câu1 720 câu hỏi trắc nghiệm vật lí 12 NXB ĐHQG TPHCM ) Chọn câu sai: Câu2: ( câu2 720 câu hỏi trắc nghiệm vật lí 12 NXB ĐHQG TPHCM ) Gv chỉnh sửa: Chu kì T là khoảng thời gian ngắn nhất … Câu3: Bài 7 SGk -9 Vật dao động đièu hoà với chiều dài quỹ đạo là 12cm A=? Bài 8 SGK -9 /rad s ω π = Hình chiuêú của vật dao động trên đường kính , , ?f T ω = Câu 1: Đáp án sai: B Dao động tuần h9oàn là trường hợp đặc biệt của dao động điều hoà Câu2: đáp án sai C Chu kì t là những khoảng thời gian sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ Bài 7(sgk-9) Đ/án C :6cm Bài 8 SGK -9 đáp án A /rad s ω π = 2 2 2 2T s T π π π ω ω π = ⇒ = = = 1 1 0,5 2 f s T = = = Hoạt dộng 5( …………… ) Giao nhiệm vụ về nhà Yêu cầu học sinh nắm chắc kiến thức Học thuộc ghi nhớ trong SGK Đọc tiếp phần còn lại Làm các bài tập trong SGk Nhận nhiệm vụ về nhà Học thuộc ghi nhớ trong SGK Đọc tiếp phần còn lại Làm các bài tập trong SGk IV. MỘT SỐ KINH NGHIỆM RÚT RA TỪ BÀI DẠY Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 bnNgày soạn: 25/8/2008 Chương I : DAO ĐỘNG CƠ Ngày ngiảng: 27/8/2008 Tiết 1-2. DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA( tiếp) I. MỤC TIÊU BÀI DẠY : 1. Kiến thức + Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà. + Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên đo,ä pha , pha ban đầu là gì +Viết được phương trình dao động điều hòa –công thức vận tốc gia tốc 2.Kĩ năng +Vẽ được đồ thò của li độ theo thời gian với hpa ban đầu bằng không . + Giải được các bài tập tương tự như trong SGK II. CHUẨN BỊ: 3. giáo viên: Hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu P cảuM trên đường kính P 1 P 2 ( có thể chuẩn bị thí nghiệm minh hoạ như hình 1.1 SGK) Một số phiếu học tập 4. học sinh : Ơn tập lại chuyển động tròn đều, tần số góc, chu kì mối liên hệ giữa chúng III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : (TIẾT 2 ) Hoạt động 1( 5’) ơn lại kiến thức cũ Câu hỏi: Đònh nghóa dao động điều hoà? - Viết phương trình dao đangj điều hoà các đại lượng có mặt trong biểu thức ? tần số góc chu kì và mối liên hệ giữa chúng? Đáp án (đáp án trong bài) Công thức 2 2 f T π ω π = = Giáo viên nhận xét và cho điểm Hoạt động 1( ) Tìm hiểu chu kì , tần số, tần số góc của dao động điều hoà HĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG H.S NỘI DUNG CƠ BẢN Yêu bcầu học sinh đọc kó phần III Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc , chu kì , tần số giao viên hướng dẫn hs đưa ra khái niệm chu kì tần số , tần số góc của dao động điều hòa . Hoạt động cá nhân Dao động điều hoà cũng có tính tuần hoàn Sau một kghioảng thời gian ( chu kì ) Điểm M CĐ được một vòng Thì điểm P cũng thực hiện được một dao động toàn phần trở về vò trí cũ theo hướng cũ Nêu đinh nghĩa các đại lượng chu kì tần số , tần số góc . Đơn vò? III. CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ GĨC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA . 1. Chu kì và tần số . a. Chu kì (T): C1 : Chu kỳ dao động tuần hồn là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ. C2: chu kì của dao động điều hòa là khoản thời gian vật thực hiện một dao động . Đơn vi (s) b. Tần số (f) Tần số của dao động điều hòa là số dao động tồn phần thực hiện được trong một giây . f = 1ω = T 2π T= t/n n là số dao động tồn phần trong thời gian t Đơn vò: H Z 2. Tần số góc kí hiệu là ω . đơn vị : rad/s Biểu thức : 2 2 f T π ω π = = Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 Hoạt động 3( ) Vận tốc , gia tốc của vật dao dộng điều hoà Giới thiệu vận tốc của vật dao động điều hòa. Biến đổi để thấy v sớm pha 2 π so với x. Yêu cầu học sinh xác đònh các giá trò cực tiểu và cực đại của vận tốc của dao động điều hòa. Giới thiệu gia tốc của vật dao động điều hòa. Giới thiệu sự lệch pha của a, v và x. Yêu cầu học sinh nêu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong dao động điều hòa. Yêu cầu học sinh xác đònh các giá trò cực đại, cực tiểu của a. Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận sự lệch pha giữa vận tốc v và li độ x. Xác đònh các vò trí vật có vận tốc cực tiểu, cực đại. Ghi nhận khái niệm. Nắm vững mối liên hệ giữa x, v và a trong dao động điều hòa. Nêu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong dao động điều hòa. Xác đònh các vò trí gia tốc có giá trò cực đại, cực tiểu IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ 1. Vận tốc + Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian: v = x' = - ωAsin(t + ϕ). + Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn 2 π so với với li độ của dao động điều hòa. - Ở vò trí biên, x = ± A thì vận tốc bằng 0. - Ở vò trí cân bằng, x = 0 thì vận tốc có độ lớn cực đại : v max = ωA. 2. Gia tốc + Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian: a = v' = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x + Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ (sớm pha hơn 2 π so với vận tốc). + Véc tơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vò trí cân bằng và tỉ lệ với độ lớn của li độ. - Ở vò trí biên, x = ± A thì gia tốc có độ lớn cực đại : a max = ω 2 A. - Ở vò trí cân bằng, x = 0 thì gia tốc bằng 0. Hoạt động 4( ) Vẽ đồ thò của dao động điều hoà Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thò. Yêu cầu học sinh nhận xét về đồ thò của dao động điều hòa. Vẽ đồ thò của dao động điều hòa ứng với trường hợp pha ban đầu ϕ = 0. Nhận xét đồ thò. V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ Đồ thò của dao động điều hòa là một đường hình sin. Hoạt động 5(( ) Củng cố và giao nhiệm vụ về nhà Nêu bài tập yêu cầu học sinh tìm lời giải Bài 9( SGK-9) Cho phương trình của dao động điều hoà 5 (4 )( ).x cos t cm π = − A, ? ϕ = - Hướng dẫn cách xác đònh pha ban đầu Nếu cvhọn thời điểm ban đầu t=0 tại VTCB thì 2 π ϕ = ± ; nếu chọn thời điểm ban đầu t= 0 tại x= A± tại vò trí biên thì 0 ϕ = hoặc ϕ π = Bài 10 ( SGK-9) Yêu cầu đọc đầu bài và vtónm tắt Phương trìng của dao động điều hoà Hoạt động cá nhân Bài 9(SGK) Đáp án D: A=5cm ; ϕ π = rad Bo 10 SGK- 9 A= 2cm Pha ban đầu 6 rad π ϕ = − , pha của dao động (5 ) 6 t π − Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 2 (5 )( ) 6 x cos t cm π = − Xác đònh biên độ pha ban đầu , pha của dao động tại thời điểm t ? Bài 11 SGK Một vật dao động điều hoà T= 0,25s ; l=36cm tính: a) T b) f c) A Giao nhiệm vụ về nhà Yêu cầu nắm chắc ghi nhớ Làm các bài tập trong SBT Bài 1 trang 3,4 từ 1.1 đến 1.9 SBT Đọc trước bài con lắc lò xo Bài 11SGK – 9 Thảo luận nhóm và đưa ra hướng giải T=0,5s; 1 2 Z f H T = = ; Biên độ 18 2 l A cm= = Nhận nhiệm vụ về nhà Học thuộc ghi nhớ Làm các bài tập trong SBT Bài 1 trang 3,4 từ 1.1 đến 1.9 SBT Đọc trước bài con lắc lò xo -------------------------------------------------------------- Ngày soạn: Ngày ngiảng: Tiết 3: CON LẮC LÒ XO I. MỤC TIÊU BÀI DẠY : 1. Kiến thức + Viết đuợc : -Cơng thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa -Cơng thức tính chu kỳ của con lắc lò xo –cơng thức thế năng –động năng –cơ năng - Giải thích tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa . + Nêu được định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc dao động . 2.Kĩ năng + Áp dụng được các cơng thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự như ở trong bài tập . + Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo . II. CHUẨN BỊ 5. giáo viên: Con lắc lò xo dao động theo phương ngang. Vật có thể là một vật hình chữ nhật “V ”ngược chuyển nđộng trên đệm không khí 6. học sinh : n tập lại lực đàn hồi vfa thế năng đàn hồi đã học ở lớp 10 III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : Hoạt động 1( 5’) ơn lại kiến thức cũ - Câu hỏi: Viết phương trình của dao động điều hoà? Vận tốc, gia tốc trong dao đôngụ điều hoà? Đồ thò của dao động điều hoà? Làm bài tập sau: một vật dao đông điều hoà theo trục ox với bie2en độ A, tần số f. chọn gốc tạọa độ ở vò trí cân bằng của vật, gốc thời gian t=0 là lúc vật ở vò trí có li độ x=0 theo chiều âm của quỹ đạo. Li độ của vật được tính theo biểu thức: A. cos(2 ) 2 x A ft π π = + B. 2 cosx A ft= C. cos(2 ) 2 x A ft π π = − D. cos2x A ft π = Đáp án : Câu 1 (đáp án trong bài) HD câu 2: 2 f ω π = rad; Khi x=0 ; v<0 cos 0(1) ϕ ⇒ = sin 0 sin 0(2)v A ω ϕ ϕ = − < ⇒ > Từ (1) và (2) 2 π ϕ ⇒ = vậy phương trình là: A. cos(2 ) 2 x A ft π π = + Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét, chỉnh sửa và cho điểm Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 ĐVĐ: Ở bài trên ta đã khảo sát dao động điều hoà về măt động học . Trong bài này ta sẽ khảo sát dao động ddieeuf hoà về mặth đọng lực học và năng lượng. Muốn thế, ta hãy dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu Hoạt động 2( ) Tìm hiểu về con lắc lò xo HĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG H.S NỘI DUNG CƠ BẢN Yêu cầu HS quan sát con lắc lò xo và nêu cấu tạo của con lắc lò xo ? Thế nào là VTCB của vật? -Thế nào là vò trí biên ? Đọc SGK và quan sát con lắc và nêu cấu tạo của con lắc - là một hệ vật dao động I-CON LẮC LỊ XO 1) Cấu tạo : Là một hệ vật dao động: -gồm lò xo có độ cứng K( Khối lượng không đáng kể) một đầu gắn vào vật nhỏ có khối lượng m, một đầu lò xo gắn vào điểm cố đònh –Vật m trượt khơng ma sát trên mp ngang . 2) Vị trí cân bằng : lò xo khơng biến dạng Kéo vật m khỏi vị trí CB rồi bng tay vật sẽ đứng tên mãi . 3) Vò trí biên : Nếu kéo vật vật lệch khỏi VTCB một đoạn rồi thả tay ra vật sẽ dao động trên một đoạn thẳng quanh VTCB, giữa hai VT biên( có vận tốc bằng không) Hoạt động 3( ) Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt ĐLH - Xác đònh các lực tác dụng lên con lắc khi nó ở vò trí cân bằng ? Khi ở vị trí x bất kỳ ? (khi đó lò xo biến dạng một đoạn x )? -Lực đàn hồi của lò xo có hướng NTN? Độ lớn như thế nào ? - Viết phương trình ĐL IINiu tơn ? - Gia tốc a tuân theo Bt 2 a x ω ⇒ = − em hãy rút ra kết luận về dao động của con lắc lò xo ? - Tần số góc xác đònh theo công thức nào ? Hoạt động nhóm Xác đònh các lực tác dụng lên con lắc lò xo CM dao động của con lắc lõ xo là dao động điều hoà Phương trình dao động: x = Acos(ωt + ϕ) CM gia tốc của con lắc có dạng 2 a x ω ⇒ = − Kết luận về dao động của con lắc lò xo nó là dao động điều hoà - Xác đònh theo công thức 2 2 f T π ω π = = II- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LỊ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC 1) Ở vị trí x bất kỳ : F ms = 0 N P O+ = uur ur ur Lực đàn hồi lò xo : F = - Kx Định luật 2 Niutơn : F = ma = -Kx ⇒ a = - K x m Đặt : 2 K K m m ω ω = ⇒ = 2 a x ω ⇒ = − (1) O F ur x / x F ur F ur N uur P ur Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 Yêu cầu trả lời câu hỏi C 1 Chứng minh rằng m k Có đơn vò là giây -Ý nghĩa cơ học của đạo hàm ? ( v = x / ; a = x // ) -Chu kỳ T ? -Lực ko về Thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi C 1 Từ F=ma ⇒ 1N= 1kgx1m/s 2 . ⇒ 1N/m=1kg/s 2 . ⇒ m/kcó đơn vò là 2 2 1 1 1 / kg s kg s = ⇒ m k có đơn vò là giây(s) Họat động cá nhân Đọc SGK tìm hiểu về lực phục hồi - luôn hướng về VTCB - có độ lớn tỉ lệ với li độ Kết luận : Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà tuận theo phương trình x = Acos(ωt + ϕ) 2) Chu kỳ : K m ω = ⇒ T = 2 m k π 3) Lực kéo về ( lực phục hồi ) : Lực ln hướng về vị trí cân bằng .Có độ lớn tỉ lệ với li độ x là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hoà . Hoạt động 4( ) Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng Đặ t v ấ n đề : Trong dao động của con lắc lò xo x,v,a biến thiên điều hoà, vậy động năng và thế năng biên thiên như thế nào? Cơ năng biến thiên NTN? - Viết biểu thức động năng đã học trong cơ học ? -Thế năng của con lắc lò xo là thế năng gì? Biểu thức NTn? - Nhắc lại công thức tính cơ năng trong cơ học ? - Thay cụ thể động năng và thể biểu thức độngnăng và thế năng vào biểu thức tính cơ năng và nhận xét kết quả ? Yêu cầu trả lời câu hỏi C 2 Hãy nhận xét đònh tính thế Đọc SGK Viết biểu thức động năng, thế năng của con lắc lò xo - các đại lượng có mặt trong biểu thức Trường hợp này chọn gốc thế năng tại VTCB l x∆ = Nên 2 2 1 1 2 2 k l kx∆ = Cơ năng bằng tổng của động năng cộng thế năng Hoạt động nhóm Xâydựng biểu thức tính cơ năng v' = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) x = Acos(ωt + ϕ) Cơ năng: W = 2 2 2 1 1 2 2 kA m A hs ω = = Hoàn thành câu hỏi C 2 Hoạt động nhóm Khi đi từ Vt biên về VT cân bằng thế năng của con lắc giảm dần, động năng tăng dần. III- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯNG 1)Động năng của con lắc lò xo : Động năng của con lắc: W đ = 2 1 2 mv trong đó m: là khối lượng ; v là vận tốc của m. 2) Thế năng của con lắc lò xo Thế năng của con lắc : W t = 2 1 2 kx Trong đó k: độ cứng của lò xo; x li độ của vật 3)Cơ năng của con lắc lò xo, sự bảo toàn cơ năng Cơ năng của con lắc: W= 2 1 2 mv + 2 1 2 kx Định luật bảo tồn : W = Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 năng và động năng thay đổi như thế nào khi nó đi từ vò trí biên về vò trí cân bằng,vfa đi tư\f vò trí cân bằng tới vò trí biên ? Nói cách khác thế năng biến đổi thành động năng. Khi đi từ VTCb về Vt biên thì ngược lại 2 2 2 1 1 2 2 kA m A hs ω = = 2) K ế t lu ậ n : Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động . - Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát Hoạt động 5( ) vận dụng củng cố và giao nhiệm vụ về nhà Nêu bài tập yêu cầu học sinh trả lời 1. Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về. 2. Nêu công thức tính chu kì của con lắc lò xo. 3. Viết công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo. Khi con lắc lò xo dao động điều hoà thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào ? 4. Chọn đáp án đúng. Công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo là : . 2 k AT m π = 1 . 2 k B T m π = 1 . 2 m C T k π = . 2 m DT k π = 5. Một con lắc lò dao động điều hoà. Lò xo có độ cứng k = 40N/m. Khi vật m của con lắc đang qua vò trí có li độ x = -2 cm thì thế năng của con lắc là bao nhiêu ? A. - 0,016 J B. -0,008 J C. 0,016 J D. 0,008 J 6. m= 0,4kg k = 80N/m. A= 0,1m. Hỏi tốc độ của con lắc khi qua vò trí cân bằng ? A. 0 m/s B. 1,4m/s C. 2,0m/s D. 3,4m/s Giao nhiệm vụ về nhà Nắm chắc ghi nhớ Cá nhân suy nghó và tra lời câu hỏi Trả lời : 4. D 2 m T k π = 5. D . 0,008 J HD: công thức tính thế năng W t = 2 1 2 kx 6. B.1,4m/s HD: Khi qua VTCB con lắc có tốc độ cực đại v max = ωA. Nhận nhiệm vụ Nắm chắc ghi nhớ Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 Làm BT trong SBT từ 2.1 đến 2.7 SBT trang 5,6 Chuẩn bò cho tiết sau chữa bài tập Làm BT trong SBT từ 2.1 đến 2.7 SBT trang 5,6 Chuẩn bò cho tiết sau chữa bài tập Ngày soạn: 4/9/2008 Ngày giảng: 6/9/2008 Tiết 4: BÀI TẬP I. MỤC TIÊU BÀI DẠY : 1. Kiến thức + Củng cố phần kiến thức đã học về dao động điều hoà, con lắc lò xo + Nắm được một số dạng bài tập cơ bản 2.Kĩ năng +vận dụng kiến thức giải một số dạng bài tập: viết phương trình dao động, xác đònh các đại lượng đặc trưng cho dao động như chu kì, tần số, pha ban đàu , pha dao động, biên độ, li độ …. + Xác đònh vận tyý«c, gia tốc, động năng, thế năng, cơ năng trong dao động điều hoà. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Các bài tập cơ bản, SBT vật lí 12 2. học sinh : n tập làm bài tập ở nhà III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : Hoạt động 1( 5’) ơn lại kiến thức cũ Câu hỏi: Viết biểu thức chu kì, tần số và phương trình dao động cảu con lắc lò xo? - Công thức động năng, thế năng? Cơ năng trong dao động ĐH? Nhận xét quá trình biến đổi giữa động năng và thế năng? Đáp án : Câu 1 (đáp án trong bài) Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét, chỉnh sửa và cho điểm Hoạt động 2( 10’) n lại các kiến thức cơ bản HĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG H.S NỘI DUNG CƠ BẢN Yêu cầu nhắc lại các kiến thức cơ bản GV đặt câu hỏi ĐN dao động diều hoà? - Phương trình dao động ĐH? - vận tốc, gia tốc? năng lượng, chu kì, tần số của con lắc lò xo ? - cách xác đònh pha ban đầu ? Nhắc lại các kiến thức cơ bản Hoạt động cá nhân Chọn thời điểm ban đầu t=0 tại VTCB hoặc VT biên, thay vào phương trình dao động xác đònh ϕ Kiến thức cơ bản ĐN dao động điều hoà: trong bài - Phương trình dao động: cos( )x A t ω ϕ = + +x max =A > 0 : biên độ dao động + (ωt + ϕ) : Là pha dao động tại thời điểm t bất kỳ. + ϕ (rad) : là pha ban đầu của dao động( t = 0) + ω (rad/s) : Là tần số góc - Vận tốc v = x' = - ωAsin(t + ϕ). - gia tốc: a = v' = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x - Động năng W đ = 2 1 2 mv - Thế năng: W t = 2 1 2 kx - Cơ năng: 2 2 2 1 1 2 2 kA m A hs ω = = Cơ năng luôn bảo toàn khi F ms =0 - Con lắc lò xo: DĐĐH - Tần số góc: k m ω = , T = 2 m k π Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Năm học 2008 - 2009 1 2 k f m π = Lực phục hồi: hướng về VTCB F= kx Tại VTCB F=0 Lực tác dụng cực đại: F max =kA=m 2 ω .A Hoạt động 3( 25’) HD làm một số bài tập cơ bản Giao bài tập và yêu cầu tìm lời giải Bài 1.1 SBT -3 Một vật dao động điều hoà có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 30cm. Biên độ dao động của chất điểm là bao nhiêu? A. 30cm B. 15cm C.-15cm D.7,5cm Bài 1.2 SBT -3 Tốc độ của một vật dao động điều hoà cực đại khi nào? A. Khi t=0 B. Khi 4 T t = C. Khi 2 T t = D. Khi vật qua VTCB Bài 1.4 SBT-3 ( hoạt động cá nhân) Một vật dao động điều hoà theo phương trình: 5cos ( )x t cm π = tốc độ của vật có giá trò cực đại là bao nhiêu A. 5 /cm s π − B. 5 /cm s π C. 5cm/s D. 5 /cm s π Bài 1.6 SBT -4 0,05cos10 ( )x t m π = Xác đònh: a) A? T? f? b) v mã =? a max =? c) φ ? x tại thời điểm t= 0,075s Yêu cầu hoạt động nhóm Từ phương trình xác đònh A,T,f Bài 2.1-SBT -5 ( hoạt động cá nhân) Cho x= 2,5cm m=250g; T=? A. 0,31s B. 10s C. 1s D. 126s Bài 2.4 SBT-5( cá nhân) W= 0,9J ; A=15cm. W đ =? Khi x=-5cm A.0,8J B.0,3J C.0,6J D. Không xác đònh được vì chưa biết độ cứng của lò xo Bài 2.6 SBT – 6( hoạt động nhóm) Cho m=50g; T=0,2s ; A=0,20m; Chọn gốc toạ độ tại VTCB, chọn gốc thời gian lúc vật qua VTCB theo chiều âm a) Viết phương trình dao động của con lắc b) Xác đònh độ lớn cà chiều của véc tơ vận tốc, gia tốc HD. 2 l A = Đáp án: D 15cm Bài 1.2 SBT -3 HD : D Khi vật qua VTCB Bài 1.4 SBT-3 HD: B v max = ωA. Bài 1.6 SBT -4 HD: A= 5cm; 2 2 0,2 10 T s π π ω π = = = 5 Z f H= b) v max = ωA.= 10 π .0,05=1,57m/s a max = A.ω 2 = 49,3m/s 2 c) Pha dao động là 10 π t= 10 π .0,75= 3 4 rad π li độ 3 0,05cos 0,035 4 x m π = = − Bài 2.1-SBT -5 HD: Vận dụng công thức: T = 2 m k π (1) Tại VTCB kx=mg ⇒ mg k x = (2) Kết hợp ta được đáp án A 0,31s Bài 2.4 SBT-5( cá nhân) Đáp án A Bài 2.6 SBT – 6 Bài tập tự luận HD: a) 2 2 10 / 0,2 rad s T π π ω π = = = [...]... 3. 6 Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ vò trí biên có biên độ góc α 0 Khi con lắc đi qua vò trí có li độ góc α thì tốc độ của con lắc được tính bằng công thức nào ? Bỏ qua mọi ma sát A v = 2 gl (cosα − cosα 0 ) B 3. 6 Đáp án: Câu A v = 2 gl (cosα − cosα 0 ) Bỏ qua ma sát 3. 7 Đáp án C 0,9 93 m Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu 3. 8 HD giải v = gl (cosα − cosα 0... π 2 l g D T = 2π lg 3. 3 Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ ( α 0 < 150) Câu nào sau đây là sai đối với chu kì của con lắc ? A Chu kì phụ thuộc chiều dài của con lắc B Chu kì phụ thuộc vào gia tốc trọng trường nơi có con lắc C Chu kì phụ thuộc vào biên độ dao động D Chu kì không phụ thuộc vào khối lương của con lắc 3. 3 Đáp án: Câu C 3. 4 Đáp án: Câu B Wt = mglcosα 3. 4 Một con lắc đơn dao động... (cosα − cosα 0 ) C v = 2 gl (cosα 0 − cosα ) Năm học 2008 - 2009 D a) T = 2π v = 2 gl (1 − cosα ) 3. 7 Một con lắc gõ giây (coi như 1 con lắc đơn ) có chu kì là 2,00s Tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,80 m/s2 thì chiều dài của con lắc đơn đó là bao nhiêu ? A 3, 12m B 96,6 m C 0,9 93 m D 0,040 m 3. 8 (Hoạt động nhóm) Yêu cầu tóm tắt Cho con lắc đơn : l=1,2m; g=9,8m/s2 kéo con lắc lệch khỏi VTCB theo...Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu và lực kéo về tại thời điểm t = 3T ? 4 Năm học 2008 - 2009 x = A cos(ωt + ϕ ) Tại t=0  x = A cos ϕ = 0 ⇒ cos ϕ = 0 π ⇒ϕ =  2 v = − Aω sin ϕ < 0 ⇒ sin ϕ > 0 π  x = 0, 20 cos 10π t + ÷(m) 2  - Muốn viết phương trình dao động của con lắc phải xác đònh 3T c) Tại t = được A, ω , ϕ 4 2π 3T π   3T ( (ωt + ϕ ) =  +  = 2π... của con lắc ở li độ góc α nào sau đây là sai ? 3. 5 Đáp án : Câu D W= mglcosα 0 A Wt = mgl (1 − cos α ) B Wt = mglcosα Chú ý không có ma sát 1 2 α 2 C Wt = 2mgl sin D Wt = mglα 2 2 3. 5 Một con lắc đơn dao động với biên độ góc α 0 < 900 Chọn mốc thế năng ở vò trí cân bằng Công thức tính cơ năng nào sau đây là sai ? 1 2 A W= mv + mgl (1 − cosα ) 2 B W= mgl (1 − cosα 0 ) 1 2 C W= mvmax D W= mglcosα 0 2 3. 6... x1 = 3cos ( t + )(cm) ; 2 6 5π π x2 = 3cos ( t + )(cm) Biên độ và pha ban đầu của dao 2 3 động tổng hợp là : π π A.6cm; rad B 5,2cm ; rad 4 4 π π C 5,2cm ; rad D 5,8cm ; rad 3 4 5.4 Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng chu kì có π phương trình lần lượt là x1 = 4cos(10π t + )(cm) ; 3 5 .3 Hoạt động nhóm Vận dụng công thức xác đònh biên độ và pha ban đầu của dao động u r A ur u A2 u 150 ur A1 30 0 y... đọc bài và tóm tắt 3. 1 Đáp án : Câu D Hoạt động cá nhân Khi α 0 nhỏ sao cho sin α 0 ≈ α 0 (rad) 3. 1 Kéo lệch con lắc đơn ra khỏi vò trí cân bằng một góc α 0 rồi buông ra không vận tốc đầu Chuyển động của con lắc đơn có thể coi như dao động điều hoà khi nào ? A.Khi α 0 = 600 B Khi α 0 = 450 C Khi α 0 = 30 0 D Khi α 0 nhỏ sao cho sin α α 0 (rad) l 0 ≈ 3. 2 Đáp án: Câu B T = 2π 3. 2 Một con lắc đơn dao động... Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu điều hoà cùng phương cùng tần số? Công thức xác đònh biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp? Năm học 2008 - 2009 tượng cộng hưởng - Tổng hợp dao động + Biên độ: A2 = A22 + A12+2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1) + Pha ban đầu: A sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 tan ϕ = 1 A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 2 Hoạt động 3( 25’) Hướng dẫn ôn tập và làm bài tập Yêu cầu đọc đầu bài và chọ đáp án. .. trong ba chu kì đầu 4.2 Đáp án : Chọn câu B 19% tiên là 10% Độ giảm tương đối cảu thế năng tương ứng A0 − A3 A = 10% = 0,10 ⇒ 3 = 0,9 là bao nhiêu? A0 A0 2 A 10% B 19% C 0,1% D Không xác đònh được vì W − W Wt3  A3  t0 t3 = 1− = 1 −  ÷ = 1 − 0,81 = 0,19 = 19% chưa biết độ cứng của lò xo Wt0 Wt0  A0  4 .3 Chọn câu C 41 km/h Yêu cầu hoạt động nhóm l 0 ,3 4 .3 Một con lắc đơn dài 0,3m được treo vào trần của... ) Giao nhiệm vụ về nhà nắm chắc phần ghi nhớ, làm bài tập trong SGK làm bài tập 3. 1 đến 3. 9 SBT – 8,9 IV Một số kinh nghiệm rút ra từ giờ dạy Câu 3: Chọn đáp án C Nhận nhiệm vụ về nhhà nắm chắc phần ghi nhớ, làm bài tập trong SGK làm bài tập 3. 1 đến 3. 9 SBT – 8,9 Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản - THPT Thuận Châu Ngày soạn: 11/9/2008 Tiết 6: BÀI TẬP Năm học 2008 - 2009 Ngày giảng: 13/ 9/2008 . 3. 1 Đáp án : Câu D Khi α 0 nhỏ sao cho sin α 0 ≈ α 0 (rad) 3. 2 Đáp án: Câu B 2 l T g π = 3. 3 Đáp án: Câu C 3. 4 Đáp án: Câu B W t = mglcos α 3. 5 Đáp án : Câu. mglcos α Chú ý không có ma sát 3. 6 Đáp án: Câu A 0 2 ( )v gl cos cos α α = − Bỏ qua ma sát 3. 7 Đáp án C. 0,9 93 m Lò Thị Dun - Giáo án vật lý lớp 12 ban