GA 12 CB ( T1-T14)

Đồ thị dao động điều hoà: 2.Học sinh - Ôn lại chuyển động tròn đều chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì và tần số III.Tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động 15 phút: Tìm

Trang 1

- Định nghĩa dao động điều hoà.

- Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha ban đầu là gì?

2 Kĩ năng

Viết được:

- Phương trình 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 trong của vật dao động điều hoà

- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không

- Làm được các bài tập tương tự như trong SGK

II Chuẩn bị

1 Giáo viên

- Chuẩn bị hình miêu tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1 P2

- Nội dung ghi bảng :

DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

I Dao động cơ:

1 Thế nào là dao động cơ?

Vật di chuyển qua lại quanh vị trí cân bằng được gọi là dao động cơ

2 Dao động tuần hoàn:

Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau vật trở lại vị trí cũ theo

hướng cũ

II Phương trình dao động điều hoà:

1 Dao động điều hoà:

a Định nghĩa:

Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin(hay sin) của thời gian

b Phương trình:

x A= cos(ω ϕt+ )

+ x:li độ của vật tại thời điểm t

+ A: biên độ dao động(độ lệch cực đại của biên độ)

+ ω: tần số góc của dao động(rad/s)

+ϕ: pha ban đầu của dao động(rad)

+ tω ϕ+ : pha dao động của vật tại thời điểm t(rad)

2 Chú ý:

- Điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn có thể coi là hình chiếu của một điểm M

Trang 2

chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

- Đối với phương trình dao động điều hoà x A= cos(ω ϕt+ ) ta chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc ·POM1 trong chuyển động tròn đều

III Chu kì Tần số Tần số góc của dao động điều hoà

1 Chu kì và tần số:

a Chu kì(T): là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần

+ Tại vị trí cân bằng: x=0, a=0, hợp lực F=0

+ Gia tốc luôn luôn ngược dấu với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của ki độ

V Đồ thị dao động điều hoà:

2.Học sinh

- Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì và tần số) III.Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1(5 phút): Tìm hiểu về dao động cơ

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Kiến thức, kỹ năng

- Đọc SGK trả lời câu hỏi và lấy

ví dụ cụ thể

- Chỉ rõ cho học sinh hiểu vị trí cân bằng

- Thế nào là dao động tuần hoàn? Cho ví dụ

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

- VTCB: thường là vị trí của

Trang 3

vật khi đứng yên.

2 Dao động tuần hoàn

- Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau,

gọi là chu kì, vật trở lại vị trí

như cũ với vật tốc như cũ

Hoạt động 2 (35 phút): Tìm hiểu về phương trình dao động điều hoà

- Đọc SGK nghiên cưu sụ

chuyển động của M, tìm hình

chiếu của điểm M lên đường Ox

- Nhận xét dao động của điểm M trên Ox

- Yêu câu HS nêu định nghĩa dao động điều hoà, viết phương trình, giải thích các đại lượng trong biểu thức

II Phương trình của dao động điều hoà

Vậy: Dao động của điểm P là

dao động điều hoà

2 Định nghĩa SGK

3 Phương trình

- Phương trình dao động điều hoà:

x = Acos(ωt + ϕ)

+ x: li độ của dao động

+ A: biên độ dao động, là xmax (A > 0)

+ ω: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s

Trang 4

+ (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad.+ ϕ: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm.

4 Chú ý (Sgk)

Hoạt động 3 (5 phút): củng cố, giao nhiệm vụ về nhà

- Ghi nhiệm vụ về nhà

- Ghi chuẩn bị cho bài sau

- Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu chuẩn bị cho bài sau

Tiết 2

III.Tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định tổ chức lớp Kiểm tra bài cũ

- lớp trưởng báo cáo

- HS1 lắng nghe câu hỏi và trả

-hoc sinh 2 nhân xét

-GV kết luận lai và ghi điểm cho

hs

-GV hỏi và nhác lại môt số kiến thức cũ có liên quan bài mới:

Hoạt động 3(15 phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc.

- Đọc SGK trả lời và nêu đơn vị

- viết công thức và giải thích

- Yêu cầu HS đọc SGK tìm hiểu thế nào là chu kì, tần số,tần số góc, đơn vị từng đại lượng

- Viết Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì, 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)

SGK

+ 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

Trang 5

trong một giây.

+ Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc

2 Tần số góc

- Trong dao động điều hoà ω

gọi là tần số góc Đơn vị là rad/s

T

π

Hoạt động 4 (20 phút): Viết phương trình vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà

- Đọc SGK và viết phương trình

vận tốc, gia tốc của dao động

điều hoà

- Ghi nhận

- Vẽ đồ thị của dao động điều

hoà

- Yêu cầu HS đọc SGK viết

phương trình vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà

- Nêu chu ý tại các vị trí biên và

Hoạt động 5 (5 phút): củng cố, giao nhiệm vụ về nhà

- Ghi nhiệm vụ về nhà

- Ghi chuẩn bị cho bài sau

- Giao nhiệm vụ về nhà

- Nêu chuẩn bị cho bài sau

IV Rút kinh nghiệm bài dạy

Trang 6

Ngày soạn: 20/08/2010

Tiết bám sát: 1

BÀI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Vận dụng kiến thức bài “Khảo sát dao động điều hòa” để giải một số bài tập trong sách giáo khoa Qua

đó giúp học sinh củng cố và nâng cao kiến thức, lý thuyết

- HS làm bài tập ở nhà

III Tổ chức các hoạt động dạy học :

Hoạt động 1(5 phút): Ổn định định tổ chức lớp - Kiểm tra bài cũ

- Trả lời theo yêu cầu của giáo viên - Chứng tỏ hình chiếu của một chuyển động

tròn đều lên mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hòa?

- Định nghĩa dao động điều hòa? Viết biểu thức x, v, a?

Hoạt động 2(35 phút): Tìm hiểu các bài tập trong SGK và SBT

Trang 7

Bài tập 5 – Sgk trang 12

Pt: x = 4cos 4πt.

a Tần số: 2 ( Hz )

2

4 2

π

= π

b Thay t vào pt x, v? + cos 20π = ? (= 1) + v = x’ = ? và sin 20π = ? (= 0)

) m ( 56 , 0 559 , 0 4

g T l g

l 4 T

Biết: g ' =5g,9 , khi đưa con lắc lên mặt trăng

thì:

8 , 9

56 , 0 9 , 5 2 9 , 5 2 '

2

' = π = π = π

g

l g

Tính: T' ở mặt trăng

Bài 1.7 – Sách Bài tập.

a Chu kỳ dao động của con lắc lò xo: T = 2 π mk

Gọi m' là của con lắc có chu kỳ T' = 0,5s, ta có:

' m 2 T

' T

= π

π

4

m ' m 4

1 1

' m ' T T

' T

=

=>

= m m'

c – Mắc một vật đã biết khối lượng m vào

một lò xo để tạo thành một con lắc lò xo

Cho nó dao động trong thời gian t(s) ta đếm

được n dao động, theo định nghĩa chu kỳ ta

xác định được: T =nt

- Muốn đo vật có khối lượng m' (chưa biết),

ta thay m bằng m' , sau đó cho dao động và

Cho: con lắc lò xo có khối lượng của hòn bi là m, dao động với T = 1s

a Muốn con lắc dao động với chu kỳ

T' = 0,5s thì hòn bi phải có khối lượng m' bằng bao nhiêu?

b Nếu thay hòn bi bằng hòn bi có khối

lượng m' = 2m, thì chu kỳ của con lắc sẽ là bao nhiêu?

c Trình bày các dùng con lắc lò xo để đo khối

lượng của một vật nhỏ?

T ,

m T : hay , ,

k

m 2

2 T' : thì 2

T 0,5s T' Nếu

m T thấy ta

=

Trang 8

tớnh ủửụùc T' nhử treõn.

- Bieỏt m, T, T' ta tớnh ủửụùc: m

T

' T '

m = 22

Baứi 2:

Daùng toồng quaựt cuỷa pt: x = A sin(wt+ϕ)

Vụựi: 4 ( rad / s )

5 , 0

2 T

2

π

= π

=

ω

Vaọy: x = 10 sin (4πt + ϕ) (cm) (1)

Tớnh ϕ:

a Cho t = 0 khi vaọt ụỷ vũ trớ caõn baống, nghúa laứ

x = 0

Thay (1) ta coự: 0 = 10 sin ϕ =>

sinϕ = 0 => ϕ = 0

Vaọy, pt coự daùng: x = 10 sin 4πt (cm)

b Cho t = 0 khi x = 10cm

Thay vaứo (1), ta coự: 10 = 10 sin ϕ =>

sinϕ = 1 => ϕ = π/2

Vaọy pt seừ thaứnh: x = 10 sin (4πt + π/2) (cm)

Cho moọt con laộc dao ủoọng vụựi bieõn ủoọ A = 10cm, chu kyứ T = 0,5s Vieỏt pt dao ủoọng cuỷa con laộc trong caực trửụứng hụùp:

a Choùn t = 0: vaọt ụỷ vũ trớ caõn baống

b Choùn t = 0: vaọt ụỷ caựch vũ trớ caõn baống moọt ủoaùn 10cm

Hoạt động 3 (5 phuựt): Củng cố và ra bài tập về nhà

- Dựa vào lời giải ở trên để trả lời

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Những sự chuẩn bị cho bài sau

- Trình bày các bớc cơ bản để giải một bài toán ?

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu học sinh chuẩn bị bài sau

IV Ruựt kinh nghieọm baứi daùy

Kớ duyeọt cuỷa toồ trửụỷng

Trang 9

ẹaởng Thũ Tuaỏn Oanh

- OÂn laùi caực kieỏn thửực veà dao ủoọng ủieàu hoaứ

- Có đầy đủ bút , vở ghi , SGK , thớc , giấy nháp Giải bài tập ở nhà

III Toồ chửực caực hoaùt ủoọng daùy hoùc

Hoaùt ủoọng 1(5 phuựt): Oồn ủũnh toồ chửực lụựp Kieồm tra baứi cuừ

Hoaùt ủoọng cuỷa hoùc sinh Hoaùt ủoọng cuỷa giaựo vieõn Kieỏn thửực, kyừ naờng

- lụựp trửụỷng baựo caựo

- HS1 laộng nghe caõu hoỷi vaứ traỷ

lụứi

- caựn boọ lụựp baựo caựo sú soỏ lụựp

- Nêu mối quan hệ giữa chuyển

động tròn đều và dao động điều hoà?

- Pha của dao động điều hoà là gì?

Nêu ý nghĩa?

Trang 10

-HS2 nhaọn xeựt caõu traỷ lụứi cuỷa

hs1

- Tần số góc của dao động điều hoà

là gì? Nêu ý nghĩa?

Hoaùt ủoọng 2(35 phuựt): Tỡm hieồu caực baứi taọp

a.Tìm A,f ,T,pha ban đầu b.Tìm v, a khi x = 0,5 cm-Yêu cầu 1 HS đọc đầu bài

- Yêu cầu 1 HS tóm tắt đầu bài

-Yêu cầu 1 HS đọc đầu bài

- Yêu cầu 1 HS tóm tắt đầu bài

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Kieỏn thửực, kyừ naờng

- Trả lời câu hỏi của GV

Trang 11

sau theo

Ngày soạn:30/08/2010

Tiết 4

BÀI 2 CON LẮC LÒ XO

I Mục tiêu

1 Kiến thức :

- Hiểu được dao động của con lắc lò xo là dao động diều hoà, các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà của con lắc lò xo

- Viết được phương trình động lực học và phương trình dao động điều hoà, cộng thức tính chu kỳ, tần số dao động điều hoà của con lắc lò xo

- Viết được công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo

- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng trong dao động điều hoà của con lắc lò xo và hiểu được trong dao đông của con lắc được bảo toàn

2 Kỹ nặng :

- Hiểu được khi vật chịu tác dụng của lực đàn hồi thì vật dao động điều hoà

- Giải thích được các bài tập đơn giản về con lắc lò xo dao động điều hoà

II Chuẩn bị

1 Giáo viên:

a) Kiến thức và dụng cụ:

Con lắc lò xo dao động theo phương ngang Tranh vẽ phóng to hình 2.1 sgk

Trang 12

Những điều cần lưu ý ở sách giáo khoa.

b) phiếu học tập:

P1 chọn đáp án đúng

công thức tính chu kỳ dao động của con lắc lò xo là:

π 2

1

= C

k

m T

π 2

A 0,32 s B 10 s C 1 s D 126 s

P3 Một con lắc lò xo dao động điều hoà Lò xo có k = 40 N/m Khi vật m của con lắc đi qua vị trí có li độ

x = -2 cm thì thế năng của con lắc là bao nhiêu?

Trang 13

Bài 2 CON LẮC LÒ XO

I - CON LẮC LÒ XO:

1 Định nghĩa con lắc lò xo:

2 Vị trí cân bằng của con lắc:

II - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ

XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC:

1.Chọn hệ quy chiếu:

2.Viết công thức tính hợp lực tác dụng vào vật

4.Kết luận: Dao động của con lắc lò xo là dao

động điều hoà với phương trình:

) cos(ω +ϕ

III - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ

XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG :

2

1 2

1

A m kA

W W

- Ôn lại các kiến thức về dao động điều hoà

3 Gợi ý ứng dụng CNTT

- GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về con lắc lò xo Thí nghiệm ảo về dao động điều hoà của con lắc lò xo

III Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động 1(5 phút): Oån định tổ chức lớp Kiểm tra bài cũ

- lớp trưởng báo cáo

- HS1 lắng nghe câu hỏi và trả

lời

-HS2 nhận xét câu trả lời của

hs1

- cán bộ lớp báo cáo sĩ số lớp

- câu hỏi: Thế nào là dđđh? Viết biểu thức tính li độ,vận tốc và gia tốc của một vật dao động điều hoà?

-hoc sinh 2 nhân xét

-GV kết luận lai và ghi điểm cho

1 F =k∆l

2

m F

a = hl

Trang 14

Hs suy nghi và trả lời.

hs

-GV hỏi và nhác lại môt số kiến thức cũ có liên quan bài mới:

Vật chuyển động cỏ học thì :

1 Nhắc lại công thức tính lực đàn hồi

2.công thức tính gia tốc theo đinh luật II Niu- tơn?

3 Nhắc lại cơ năng của hệ là gì?

Động năng, thế năng là gì? công thức tính như thế nào?

3 W = Wt + Wđ

2 2

1

l k

W t = ∆

2 2

1

mv

W d =

Hoạt động 2 (5 phút) : Tìm hiểu con lắc lò xo

-HS quan sát hình ảnh con lắc lò

xo , mô tả đặc điểm cấu tạo , trả

lời phát vấn của GV và rút ra các

đặc điểm của con lắc lò xo đặt

nằm ngang

- HS vẽ hình và ghi kết luận của

gv vào vở

-Hs:trả lời:

-HS quan sát , thảo luận nhóm rồi

đưa ra kết luận :

-HS đửa cách chứng minh vật dao

động điều hoà:

GV hướng dẫn hs tìm hiểu cấu tạo của con lắc lò xo.(chiếu hình ảnh hoạc vẽ con lắc lò xo),phát vấn hs

- con lắc lò xo có hình ảnh như thế nào?

-GV xác nhận câu trả lời của hs rồi bổ sung đưa ra kết luận :

-GV phát vấn hs : khi vật nằm cân bằng thì lò xo có đặc điểm gì?

GV nhận xét và đưa ra kết luận về vị trí cân bằng của lò xo

-GV đặt câu hỏi: Nếu từ vị trí cân bằng kéo vật m sao cho lò xo dãn một đoạn rồi thả nhẹ nhàng thì hiện tượng xẩy ra như thế nào?

-Chuyển động của con lắc lò xo là chuyển động gì?

GV kết luận :

-GV đua ra tình huống :có thể con lắc sẽ dao động điều hoà.Vậy làm thế nào để biết được vật dao động điều hoà?

GV nhận xét và đua ra cách chứng minh vật dao động điều

hoà.Chuyển qua mục II

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 k, khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò

xo được giữ cố định

2 VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng

Trang 15

Hoạt động 3 (20 phút) : Khảo sát dao động con lắc lò xo về mặt động lực học

HS thảo luận nhóm và trả lời câu

hỏi của giáo viên:

- Con lắc lò xo dao động điều

hoà , với phương trình :

) cos(ω =ϕ

GV tổ chức giải quyết vấn đề bằng cách chia nhóm thảo luận

-Phát lệnh :Hảy tìm mối quan hệ giả a và x của con lắc lò xo

GV gợi ý:

Tìm a bằng cách nào? ( a = Fhl/m )

- Cần xác định Fhl Muốn vậy ta phải phân tích lực tại một vị trí bất kỳ trong quá trình chuyển động (GV vẽ hình biểu diễn các lực

N P

Fdh, , )Fhl = Fđh = - k∆l.-có nhận xét gì về quan hệ giữa

- Yêu cầu học sinh trả lời C1SGK

II Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

1 Chọn trục toạ độ x 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

Hoat động 4 (10 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng.

Hoạt đông của học sinh Hoạt đông của giáo viên Kiến thức, kỹ năng

- HS trả lời: Năng lượng của con

lắc lò xo là cơ năng Cơ năng của

một vật được xác định bằng tổng

động năng và thế năng của vật

-GV nêu vấn đề: Năng lượng của con lắc lò xo là dạng năng lượng gì? Đuqược xác định như thế nào?

Làm thế nào để xác định được cơ

III Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng

1 Động năng của con lắc lò xo

Trang 16

Muốn xác định cơ năng của vật ta

phải tìm động năng và thế năng

của vật

- Wđ =

) ( cos 2

1

2

ϕω

sin 2

1

2

1kx2 = mω2A2 2 ωt+ϕ

- Vận tốc và li độ thay đổi nên

động năng và thế năng thay đổi

-Từ vị trí cân bằng ra biên thì Wt

tăng, Wđ giảm Ngược lại từ hai

biên về vị trí cân bằng thì Wt

giảm , Wđ tăng

-Cơ năng không thay đổi

W = Wđ + Wt =

) (

cos

2

ϕω

ω A t+

) (

sin

2

ϕω

năng của vật ?

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm để tìm động năng vủa vật m và thế năng đàn hồi của lò xo?

-Trong quá trình dao động , động năng và thế năng của vật có thay đổi không,thay đổi như thế nào?

- Vậy cơ năng có thay đổi theo thời gian không?

- Làm thế nào để biết cơ năng khong thay đổi?

-GV kết luận : Vậy trong quá trình chuyển động nếu bỏ qua ma sát thì động năng chuyển hoá sang thế năng và ngược lại , nhưng cơ năng của con lắc lò xo bảo toàn, nó tỉ lệ với bình phương biên độ

2 đ

1W

Hoạt động 5 (3 phút) : Vận dụng, củng coÁ

-Đọc phiếu học tập ,suy nghĩ

-Trình bày đáp án

-Ghi tóm tắt nội dung bài học

- Yêu cầu HS : Hãy trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập

-Gợi ý (ếu cần):

- Yêu cầu HS :Hảy trả lời các câu hỏi và làm các bài tập trong SGK

-Tóm tắt bài học -Đánh giá tiết dạy

Hoạt động 6 (2 phút): Hướng dẫn học sinh học ở nhà

Trang 17

-Ghi nhớ lời căn dặn của GV Giao bài tập về nhà cho học sinh:

Hảy làm các bài tập trong sách GK và sách bài tập

-Chuẩn bị bài tiết sau: CON LẮC ĐƠN

Ngày soạn: 22/08/2010

Trang 18

BÀI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG CON LẮC LÒ XO

I Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Vận dụng kiến thức bài “Khảo sát dao động điều hòa và con lắc lò xo” để giải một số bài tập trong

sách giáo khoa Qua đó, giúp học sinh củng cố và nâng cao kiến thức lý thuyết

Hoạt động 1 (5 phút): Ổn định định tổ chức lớp - Kiểm tra bài cũ

- Trả lời câu hỏi của giáo viên

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Một vật dao động điều hịa cĩ phương trình :

- Ở vị trí nào vận tốc cực đại ? gia tốc cực đại ?

Hoạt động 2(35 phút): Tìm hiểu các bài tập trong SGK và SBT

- Học sinh tĩm tắt bài tốn

- t = 0 - t = 1

( )

c) Tính độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc cực đại ?

- Yêu cầu học sinh đọc đầu bài

Trang 19

có li độ

x = -12 cm và tốc độ tại thời điểm đó ?

Bài 4 (SBT 2.19)

Trang 20

a) 4cos( )( )

2

b) x = -4 cm

2 ( )

6

t = + k s vật đi theo chiều õm

1

2 ( ) 6 t = + k s vật đi theo chiều dương Một vật dao động điều hũa cú A = 4 cm ; T = 2 s a) Viết x ? chọn t = 0 lỳc vật qua vị trớ cõn bằng theo chiều dương ? b) Tớnh li độ của vật tại thời điểm t = 5 ,5 s c) Xỏc định những thời điểm vật đi qua điểm cú li độ x1 = 2cm Phõn biệt lỳc vật đi qua theo chiều + và theo chiều -? Hoạt động 3(5 phuựt) : Củng cố và ra bài tập về nhà Hoạt động của học sinh Hoạt động của giỏo viờn - Dựa vào lời giải ở trên để trả lời - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Những sự chuẩn bị cho bài sau - Trình bày các bớc cơ bản để giải một bài toán ? - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - Yêu cầu học sinh chuẩn bị bài sau IV Ruựt kinh nghieọm baứi daùy

ẹaởng Thũ Tuaỏn Oanh

Trang 21

Ngày soạn: 25/08/2010

BÀI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG CON LẮC LÒ XO

I Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Vận dụng kiến thức bài “Khảo sát dao động điều hòa và con lắc lò xo” để giải một số bài tập trong

sách giáo khoa Qua đó, giúp học sinh củng cố và nâng cao kiến thức lý thuyết

Hoạt động 1(5 phút) : Ổn định định tổ chức lớp - Kiểm tra bài cũ

- Báo cáo sĩ số

- Trả lời câu hỏi của giáo viên

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Viết các công thức tính chu kì, năng lượng của con lắc lò xo

-

- Nhận xét câu trả lời của học sinh

Hoạt động 2 (35 phút) : Tìm hiểu các bài tập trong SGK và SBT

- Đọc đề tóm tắt bài toán

- HS thảo luận giải bài toán

Phương trình tởng quát: x = Acos(ωt + φ)

 x = 6cos(πt + φ)

Bài 1: Mợt vật được kéo lệch khỏi VTCB mợt đoạn 6cm

thả vât dao đợng tự do với tần sớ góc ω = π radXác định phương trình dao đợng của con lắc với điều kiện ban đầu:

a lúc vật qua VTCB theo chiều dương

b lúc vật qua VTCB theo chiều âm Hướng dẫn giải:

- Viết phương trình tởng quát của dao đợng

Trang 22

a t = 0, x = 0, v>0

x = 6cosφ =0

v =- 6πsinφ > 0cosφ = 0sinφ < 0

=> φ = -π/2Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm

- Vận dụng điều kiện ban đầu giải tìm ra φ

- Đọc đề tóm tắt bài toán, vẽ hình

- HS thảo luận giải bài toán

a) Tại vị trí cân bằng O thì k∆l = mg

25

0,1.10k

25 m

k

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

= Asin (ωt + ϕ)

Bài 2: Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên

của lò xo được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k =

25 N/m Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho nó vận tốc 10 3 π (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên Chọn góc tg là lúc thả vật, gốc toạ

độ là VTCB, c dương hướng xuống.

Trang 23

cm rồi buụng nhẹ cho nú dao động a) Viết x ? chọn t = 0 lỳc buụng nhẹ vật ở trờn

b) Tớnh động năng khi vật cú li độ x = 4

cm ?c) Định vị trớ của vật mà tại đú động năng =

3 thế năng?

Hướng dẫna) - Yờu cầu học sinh nhắc lại phương phỏp giải dạng toỏn viết phương trỡnh

- Yờu cầu một học sinh lờn bảng làm

b) Hóy tớnh động năng của vật

c) Yờu cầu học sinh nờu phương phỏp giải

- Giỏo viờn nhấn mạnh lại cỏch giải bài toỏn dạng này

Hoạt động 3(5 phuựt): Củng cố và ra bài tập về nhà

- Dựa vào lời giải ở trên để trả lời

- Những sự chuẩn bị cho bài sau

- Trình bày các bớc cơ bản để giải một bài toán ?

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu học sinh chuẩn bị bài sau

IV Ruựt kinh nghieọm baứi daùy

3 3

Trang 24

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn

- Nêu được đk để con lắc dđ đh Viết được CT tính chu kì dđ

- Viết được CT 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 định về sự biến thiên động và thế năng của con lắc khi dđ

2 Kĩ năng

- Giải được các BT tương tự trong bài

- Nêu được ƯD của con lắc đơn trong việc xđ g

II Chuẩn bị

1 Giáo viên

- con lắc đơn

- Nội dung ghi bảng:

I Thế nào là con lắc đơn

1 con lắc đơn gồm 1 vật nhỏ m treo ở đầu 1 sợi dây dài không dãn, khối lượng không đáng kể

2 Vị trí cân bằng là vị trí thẳng đứng Kéo con lắc ra khỏi VTCB rồi buông tay, con lắc sẽ dđ quang VTCB đó

II Khảo sát dđ của con lắc đơn về mặt động lực học

Thế năng: Wt = mgl(1-cos)

Nếu bỏ qua ma sát thì cơ năng: W = mv2/2 + mgl(1-cos) = const

Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

2.Học sinh

Trang 25

- Oân tập kiến thức.

III Tổ chức các hoạt động dạy học

Hoạt động 1(5 phút): Oån định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

- Báo cáo tình hình

- Trả lời câu hỏi -Yêu cầu cán bộ lớp cho biết tình hình của lớp

- Nêu câu hỏi: Nêu CT tính: chu

kì, động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo Khi con lắc lò

xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng của nó biến đổi qua lại như thế nào ?

Hoạt động 2 (20 phút): Tìm hiều đặc điểm của con lắc đơn và khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.

- Quan sát, mô tả cấu tạo của

con lắc đơn, tìm hiểu về vị trí

cân bằng của con lắc đơn

- Chọn chiều dương

- Nêu các lực t/d vào vật nặng:

P và T (bỏ qua ms)

- Phân tích lực P thành các lực

Pt và Pn và nêu đặc điểm của

từng lực Chỉ có Pt là lực kéo

về, có độ lớn:

Pt = -mgsin

- Nếu  nhỏ: P t = -mg = -mgs/l

(1)

- so sánh và rút ra CT tính chu

kì của con lắc đơn T 2 l

g

π

=

và pt dao đông của con

lắc đơn s = s 0 cos(t+)

-Cho HS xem một con lắc đơn

- Làm TN: Cho con lắc đơn dao động

- Hướng dẫn HS chọn chiều dương

- Y/c HS quan sát và chỉ ra các lực t/d vào vật nặng

-Hướng dẫn HS phân tích lực P thành các lực Pt và Pn

- Y/c HS viết CT tính độ lớn của

Pt và áp dụng cho TH góc  nhỏ

- Hướng dẫn HS so sánh CT 3.2 với 2.1 để thấy vai trò của l/g giống m/k trong CT tính chu kì của con lắc lò xo

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

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 α =·OCM hay bởi

li độ cong s OM l= ¼ = α.

+ á 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

- Phân tích P P P= +t n→

thành phần Pt là lực kéo về có

Trang 26

giá trị:

Pt = -mg.siná

NX: Dao động của con lắc đơn

nói chung không phải là dao động điều hoà

- Nếu α nhỏ thì siná ≈α (rad), khi đó:

Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈

α (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì:

π

= 2 l

T g

Hoạt động 3 (10 phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

-HS nhắc lại CT tính động năng

và thế năng:

-GV có thể hướng dẫn HS cm lại

CT tính thế năng của con lắc đơn

-Nếu bỏ qua ms thì cơ năng của con lắc được bảo toàn

- Y/c HS trả lời C3

III Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

1 Động năng của con lắc

2 đ

1W

2mv

=

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

Wt = mgl(1 - cosα)

3 Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn

Hoạt động 4(5 phút): Tìm hiểu ứ.d của con lắc đơn Xác định gia tốc rơi tự do

- Nghe giảng, nắm cách xác

định gia tốc rơi tự do g

- Giáo viên nêu ý nghĩa của việc xác định gia tốc rơi tự do,

Trang 27

phương pháp xác định gia tốc rơi tự do bằng thực nghiệm của các nhà địa chất.

Hoạt động 5(3 phút): Vận dụng, củng cố

Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức, kỹ năng

- Đọc các câu hỏi, suy nghĩ

- Trình bày đáp án

- Ghi tóm tắt nội dung bài học

- Y/c HS: Trả lời các câu hỏi 4,5,6,7 trang 17 SGK

- Tóm tắt bài đã học

Hoạt động 6(2 phút): Hướng dẫn về nhà

- Ghi BT về nhà

- Ghi nhớ lời dặn của GV

- Giao BT về nhà: Làm các BT

- Dặn HS chuẩn bị bài cho tiết sau: Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức

Trang 28

+ Tớnh chu kỳ ,thế năng , động năng và cơ năng của con lắc lũ xo và con lắc đơn

+ Lực đàn hồi , lực kộo về , định luật bảo toàn cơ năng để giải bài tập của con lắc lũ xo và con lắc đơn

- OÂn laùi caực kieỏn thửực veà dao ủoọng ủieàu hoaứ

- Có đầy đủ bút , vở ghi , SGK , thớc , giấy nháp Giải bài tập ở nhà

III Toồ chửực caực hoaùt ủoọng daùy hoùc

Hoaùt ủoọng 1(5 phuựt): Oồn ủũnh toồ chửực lụựp Kieồm tra baứi cuừ

- lụựp trửụỷng baựo caựo

- HS1 laộng nghe caõu hoỷi vaứ traỷ

lụứi

-HS2 nhaọn xeựt caõu traỷ lụứi cuỷa

hs1

- caựn boọ lụựp baựo caựo sú soỏ lụựp

- Viết cụng thức tớnh chu kỳ , thế năng , động năng , cơ năng , của con lắc lũ xo và con lắc đơn ? Thế năng

và động năng biến thiờn như thế nào

? cú tần số bằng bao nhiờu ?( f/ = 2f )

Trang 29

Hoaùt ủoọng 2(10 phuựt): Tỡm hieồu baứi 1

b) Nếu cho khối lượng tăng 2 lần

thỡ tần số thay đổi như thế nào ?

- Yêu cầu một học sinh đọc đầu bài tóm tắt

- Hãy xác định chu kì và khối lợng của vật

/

/ /

Hoaùt ủoọng 3(10 phuựt): Tỡm hieồu baứi 2

a) Tớnh chiều dài l của con lắc ?

b) Chiều dài phải thay đổi như thế

nào để T/ = 3 T?

c) Con lắc dao động điều hũa trờn

cung trũn dài 6cm Tớnh thời gian

để con lắc đi từ vị trớ cõn bằng đến

Trang 30

Một vật cú khối lượng m = 1 kg

dao động điều hũa theo phương

ngang cới chu kỳ T = 2s Vật qua

vị trớ cõn bằng với vận tốc V0 =

31,4 cm/s = 10π m/s Chọn t = 0

là lỳc vật qua vị trớ cõn bằng theo

chiều dương Tại thời điểm t = 0,5

Lực hồi phục F = k x =

2m x 1 N

Hoạt động 5 (2 phút): Củng cố và hớng dẫn về nhà.

Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Kieỏn thửực, kyừ naờng

- Trả lời câu hỏi của GV

Trang 31

Đặng Thị Tuấn Oanh

Ngày soạn: 03/09/2010

BÀI TOÁN VỀ CON LẮC ĐƠN

I Mục tiêu :

1 Kiến thức

- Vận dụng kiến thức bài “ Con lắc đơn ” để giải một số bài tập trong sách giáo khoa Qua đó giúp học

sinh củng cố và nâng cao kiến thức, lý thuyết

Hoạt động 1(5 phút) : Ổn định định tổ chức lớp - Kiểm tra bài cũ

- Trả lời câu hỏi của giáo viên - Nhắc lại định luật bảo toàn cơ năng

- Viết biểu thức của định luật II Niu tơn

Hoạt động 2(35 phút) : Tìm hiểu các bài tập trong SGK và SBT

Tiêu đề	Dao Động Điều Hoà
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo trình học kỳ
Năm xuất bản	2010
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	1,22 MB