GA TCBS LI 12 T1-T8

- Viết được: Phương trỡnh của con lắc lũ xo thẳng đứng, cụng thức liờn hệ giữa tần số gúc, chu kỡ và tần số, cụng thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hũa.. Bài giảng: * Hoạt độ

Trang 1

Chủ đề I DAO ĐỘNG CƠ

BỔ XUNG VỀ CON LẮC Lề XO

Ngày soạn: 20/8/2010

Ngày dạy:

Tiết thứ: 1

I MỤC TIấU

- Nờu được: Cấu tạo của con lắc lũ so thẳng đứng , cỏc khỏi niệm li độ, biờn độ, tần số, chu kỡ, pha, pha ban đầu

- Viết được: Phương trỡnh của con lắc lũ xo thẳng đứng, cụng thức liờn hệ giữa tần số gúc, chu kỡ và tần số, cụng thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hũa

II CHUẨN BỊ

Giỏo viờn

Chuẩn bị một con lắc lũ xo thẳng đứng cho học sinh quan sỏt dao động

Học sinh: ễn lại kiến thức về con lắc lũ xo nằm ngang.

III TIẾN TRèNH DẠY – HỌC

a Ổn định lớp:

b Kiểm tra bài cũ: Định nghĩa, cỏc cụng thức về con lắc lũ xo nằm ngang.

c Bài giảng:

* Hoạt động 1:Lý thuyết

HS: Vẽ hình

HS: Xác định các lực tác

dụng lên vật và xác định vị

trí cân bằng của vật

HS: Viết phơng trinh động lực học dới dạng

véc tơ

HS: Chiếu lên trục Ox để tìm phơng trình

động lực học dới dạng đại số

HS: Kết luận về dao động điều hòa của con

lắc lò xo treo thẳng đứng

GV: Giới thiệu phơng trình vi phân của dao

động điều hòa

A Lý thuyết

1 Con lắc lò xo treo thẳng đứng

Gồm lò xo có độ cứng k, có khối lợng không đáng kể,

ợc treo vào một điểm cố định, còn vật có khối lợng m,

đ-ợc móc vào đầu dới của lò xo

Kéo vật theo phơng thẳng đứng khỏi vị trí cân bằng một

đoạn nhỏ rồi buông tay, ta thấy con lắc dao động quanh

vị trí cân bằng

2 Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học

a) Xác định vị trí cân bằng

Trong quá trình dao động, vật chịu tác dụng của trọng lực P và lực đàn hồi F của lò xo.dh

ở vị trí cân bằng ta có: P + 



dh

F = 0 Chiếu lên trục Ox ta có:

mg – kl0 = 0 Với l0 là độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng

b) Xác định hợp lực tác dụng vào vật

ở vị trí có tọa độ x ta có: P + 



dh

F = ma

Chiếu lên trục Ox ta có:

mg – k(l0 + x) = ma

=> -kx = ma => a = -

m

k

x = - 2x Vậy con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với với tần số góc  =

m

k .

Hợp lực tác dụng vào vật là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ

với li độ: F = -kx

3 P h ơng trình và đồ thị của dao động điều hòa

a) Phơng trình vi phân của dao động điều hòa

a = x’’ = - 2x hay x’’ + - 2x = 0

Trang 2

HS: nêu phơng trình của dao động điều hòa.

GV: Giới thiệu đồ thị li độ – thời gian của

dao động điều hòa

GV: Giới thiệu đồ thị vận tốc – thời gian của

GV:Giới thiệu đồ thị gia tốc – thời gian của

Yêu cầu học sinh dựa vào đồ thị, nhận xét về

độ lệch pha giữa x v và a

b) Phơng trình của dao động điều hòa

x = Acos(t + )

c) Đồ thị của dao động điều hòa

Li độ:

Vận tốc:

Gia tốc:

d Củng cố: Cho học sinh túm tắt phần lớ thuyết đó học trong bài.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập từ 2.35 - 2.47/SOT.

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

( Tiếp ) BỔ XUNG VỀ CON LẮC Lề XO

Ngày dạy:

Tiết thứ: 2

I MỤC TIấU

Trang 3

- Viết được: Phương trỡnh của con lắc lũ xo thẳng đứng, cụng thức liờn hệ giữa tần số gúc, chu kỡ và tần số, cụng thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hũa

- Làm được cỏc bài tập tương tự như trong sgk

II CHUẨN BỊ

Giỏo viờn: Chuẩn bị một số bài tập.

Học sinh: ễn lại kiến thức về con lắc lũ xo nằm ngang.

b Kiểm tra bài cũ: Cấu tạo co lắc lũ xo thẳng đứng, phương trỡnh dao động.

c Bài giảng:

HS: Chọn mốc thế năng và viết biểu thức thế

năng , cơ năng của con lắc

GV: Giới thiệu sự bảo toàn cơ năng của con

lắc

GV: Giới thiệu đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc

của thế năng, động năng và cơ năng của con

lắc vào li độ

* Hoạt động 1:Bài tập

HS: Túm tắt, nờu cỏch giải và giải

GV: Hướng dẫn cỏch tỡm pha ban đầu

A Lý thuyết

4 Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng

a) Thế năng

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng ta có:

Wt = 2

1

kx2

b) Cơ năng

W = Wt + Wđ =

2

1

kx2 + 2

1

mv2

Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc đợc bảo toàn:

W = 2

1

kx2 + 2

1

mv2 =

2

1

kA2 = hằng số

B Bài tập

1 Bài 2.35/SOT

Giải

Ta có : mg – kl0 = 0

10

l

g







Chọn đáp án: A

2.Bài 2.6 /SBT

Giải

a) Phương trỡnh dao động: x = Acos(t + )  =

2 , 0

2



T = 10 (rad/s).

Khi t = 0 thỡ x = 0 => 0 = Acos =>  = 

2



vỡ khi

t = 0 thỡ v < 0 nờn nhận nghiệm  =

2



Vậy: x = 0,2cos(10t +

2

 ) (m)

b) Tại thời điểm t =

4

3T

= 0,15s :

v = - 10.0,2.sin(1,5 +

2

 ) = 0

Trang 4

GV: Hướng dẫn xác định chiều của a, của F.

a = - (10)2.0,2.cos(1,5 +

2

 ) = - 200(m/s2) < 0

Do đó 

a hướng theo chiều âm của trục Ox về phía vị trí

cân bằng

Lực kéo về: F = ma = 0,05.(-200) = - 10 (N) < 0

Véc tơ 

F ngược chiều dương của trục Ox

d Củng cố: Cho học sinh tóm tắt những dạng bài tập đã học trong bài.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập còn lại từ 2.35 - 2.47/SOT.

ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN

Ngày dạy:

Tiết thứ: 3

I MỤC TIÊU

- Nêu được: Nêu cấu tạo của con lắc đơn

- Viết được: phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn.Lực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn Năng lượng của con lắc đơn

II CHUẨN BỊ

Giáo viên: Hệ thống lí thuyết về con lắc đơn.

Trang 5

Học sinh: Ôn lại kiến thức về con lắc đơn.

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

b Kiểm tra bài cũ: Cấu tạo con lắc đơn.

c Bài giảng:

GV: Vẽ hình 2.13

HS: xác định vị trí cân bằng

GV: Vẽ hình 2.14

GV: Giới thiệu li độ góc, li

độ cong

GV: Giới thiệu phương

trình dao động điều hòa

của con lắc đơn

GV: Vẽ hình 2.15

HS: xác định các lực tác

dụng lên vật Phân tích trọng

lực 

P thành hai thành phần.

GV: Giới thiệu lực hướng

tâm

GV: Dẫn dắt để đưa ra biểu

thức của lực kéo về

HS: Chọn mốc thế năng và viết biểu thức tính

thế năng của con lắc đơn

HS: Viết biểu thức tính cơ năng của con lắc

đơn

GV: Giới thiệu sự bảo toàn cơ năng của con

lắc đơn

I Lý thuyết

1 P hương trình dao động điều hòa của con lắc đơn

a) Vị trí cân bằng

Vị trí cân bằng của con lắc đơn là vị trí mà dây treo thẳng đứng, vật nặng ở vị trí O thấp nhất

b) Li độ góc và li độ cong

Để xác định vị trí con lắc đơn, người ta dùng li độ góc 

và li độ cong s

c) Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ

 = 0cos(t + )

S = S0cos(t + ) Trong đó  =

l

g

và s = l ( tính ra rad)

2 L ực gây ra dao động điều hòa của con lắc đơn

Khi con lắc có li độ góc  Ta phân tích trọng lực 

P

thành hai thành phần Pt và Pn Hợp lực 

T +



n

P là lực

hướng tâm giữ cho vật chuyển động trên cung tròn Lực thành phần tiếp tuyến P luôn hướng về vị trí cânt bằng làm cho vật dao động quanh vị trí cân bằng

Ta có: Pt = - mgsin

Nếu góc  nhỏ sao cho sin   (rad) thì:

Pt = - mg hay Pt = -

l

mg

s



t

P là lực kéo về trong dao động của con lắc đơn.

3 Năng lượng của con lắc đơn

Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc đơn ở li độ góc  (  900) là:

Wt = mlg(1 - cos)

Cơ năng của con lắc là:

W = Wđ + Wt =

2

1

mv2 + mlg(1 - cos) Nếu bỏ qua ma sát và sức cản không khí thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn:

W =

2

1

mv2 + mlg(1 - cos) = hằng số

d Củng cố: HS nhắc lại các kiến thức về : Con lắc đơn.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập từ 2.54 - 2.59/SOT.

Trang 6

ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN

Ngày dạy:

Tiết thứ: 4

I MỤC TIÊU

- Làm được các bài tập tương tự như trong sgk

II CHUẨN BỊ

Giáo viên: Một số bài tập điển hình.

Học sinh: Ôn lại kiến thức về con lắc đơn.

b Kiểm tra bài cũ: Cấu tạo con lắc đơn.

Trang 7

c Bài giảng:

* Hoạt động 1:Bài tập

HS: Lựa chọn đáp án? Giải thích ?

HS: Tóm tắt, nêu cách giải và giải

GV: Có thể tìm g rồi tìm T2

GV: Rút l/g từ T1 và T2 rồi thay vào T

GV: Hướng dẫn học sinh giải câu này

Bài tập :

1 Câu hỏi trắc nghiệm lí thuyết:

Câu 2.48(SOT) ĐA: A Câu 2.49(SOT) ĐA: B Câu 2.50(SOT) ĐA: B Câu 2.51(SOT) ĐA: C

2 Bài tập

Câu 2.52(SOT) Giải

ADCT:

1 9,8

g



ĐA: B

Câu 2.53(SOT)) Giải

Ta có:

3

2 3, 46( ) 1

ĐA: C

s T

T T

g

l l T

g

l T

g

l T

1 6 , 0 8 , 0

2

; 2

2 2 2

2 2 1

2 1 2

2 1 1

















ĐA: C

Chu kì dao động của con lắc lò xo được tính theo công thức:

s g

l k

m

T  2  2   2 0,0252  0 , 32



ĐA: C

d Củng cố: Dạng câu hỏi bài tập của bài: Con lắc đơn.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập còn lại từ 2.54 - 2.59/SOT.

Trang 8

ph¬ng tr×nh sãng - sãng dõng

Ngày dạy:

Tiết thứ: 5

I MỤC TIÊU

- Viết được: Viết được phương trình sóng Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần

số, bước sóng và năng lượng sóng

- Áp dụng giải được các bài tập tương tự SGK

II CHUẨN BỊ

Giáo viên: Hệ thống lí thuyết về ph¬ng tr×nh sãng Sãng dõng.

Học sinh: Ôn lại kiến thức về ph¬ng tr×nh sãng Sãng dõng.

b Kiểm tra bài cũ:

c Bài giảng:

Trang 9

*Hoạt động 1: Lý thuyết:

GV: Hệ thống lí thuyết kết hợp phát vấn học

sinh

+ phương trỡnh súng?

+ Vị trớ cực đại và cực tiểu giao thoa?

+ Khoảng cỏch giữa hai võn cực đại liền kề

nhau trờn đường nối S1S2 ?

+ Súng dừng trờn một dõy cú 2 đầu cố định ?

+ Điều kiện để cú súng dừng trờn một sợi dõy

cú hai đầu cố định?

+ Điều kiện để cú súng dừng dừng trờn một

sợi dõy cú một đầu cố định, một đầu tự do?

*Hoạt động 2: Bài tập

HS: Chọn đáp án ? Giải thích ?

I Lý thuyết:

- Nếu phương trỡnh súng tại nguồn O là uO = Acost thỡ phương trỡnh súng tại M trờn phương truyền súng (trục Ox) là:

uM = Acos (t - 2



OM

) = Acos (t - 2



x

)

- Vị trớ cực đại và cực tiểu giao thoa

+ Tại M sẽ cú cực đại khi

cos



(d 2 d1)

=1 => cos



(d 2 d1)

= 1

hay



(d 2 d1)

= k tức là d2 – d1 = k; k  Z

* Khoảng cỏch giữa hai võn cực đại liền kề nhau trờn đường nối S1S2 là i =

2

 gọi là khoảng võn

+ Tại M sẽ cú cực tiểu (đứng yờn) khi cos



(d 2 d1)

= 0 =>



(d 2 d1)

= (2k + 1)

2



tức là d2 – d1 = (2k + 1)

2



; với k  Z

- Súng dừng trờn một dõy cú 2 đầu cố định

+ Hai đầu cố định là hai nỳt súng

+ Vị trớ cỏc nỳt: Cỏc nỳt súng nằm cỏch cỏc đầu cố định những khoảng bằng một số nguyờn nửa bước súng Hai nỳt liờn tiếp nằm cỏch nhau một khoảng bằng

2

 Điều kiện để cú súng dừng trờn một sợi dõy cú hai đầu

cố định là chiều dài của sợi dõy phải bằng một số nguyờn lần nửa bước súng

l = k./2

- Súng dừng trờn một sợi dõy cú một đầu cố định, một đầu tự do

Điều kiện để cú súng dừng dừng trờn một sợi dõy cú một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dõy phải bằng một số nguyờn lẻ một phần tư bước súng

l = (2k + 1)

4



II Bài tập:

Bài tập định tính:

Câu 3.1 ĐA: B Câu 3.2 ĐA: C Câu 3.3 ĐA: D Câu 3.4 ĐA: C Câu 3.5 ĐA: C Câu 3.6 ĐA: B Câu 3.7 ĐA: D Câu 3.19 ĐA: B Câu 3.20 ĐA: B Câu 3.21 ĐA: C Câu 3.22 ĐA: C Câu 3.28 ĐA: B Câu 3.29 ĐA: D Câu 3.30 ĐA: D Câu 3.31 ĐA: D

Trang 10

d Củng cố: Dạng cõu hỏi bài tập của bài.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập cũn lại từ 2.54 - 2.59/SOT.

( Tiếp ) phơng trình sóng - sóng dừng

Ngày dạy:

Tiết thứ: 6

I MỤC TIấU

- Viết được: Viết được phương trỡnh súng Nờu được cỏc đặc trưng của súng là biờn độ, chu kỡ hay tần

số, bước súng và năng lượng súng

- Áp dụng giải được cỏc bài tập tương tự SGK

II CHUẨN BỊ

Giỏo viờn: Hệ thống lớ thuyết về phơng trình sóng Sóng dừng.

Học sinh: ễn lại kiến thức về phơng trình sóng Sóng dừng.

c Bài giảng:

*Hoạt động 1: Bài tập định lợng

HS: Tóm tắt, nêu cách giải và giải ?

I.Bài tập định l ợng

Bài 3.17/SOT Giải

Theo bài ra ta có bớc sóng: 80cm0,8m

áp dụng công thức:

v v f 0,8.500 400 /m s

f

Trang 11

GV: Hớng dẫn học sinh tính sin bằng máy

tính

GV: Yêu cầu học sinh vẽ hình

GV: Hớng dẫn học sinh tìm k = ?

Thay giá trị của x và t vào phơng trình ta đợc:

2 300

0,1 2

l k      cm m

Tốc độ truyền sóng:

v v f 0, 4.600 240 /m s

f

Theo bài ra ta có:

80

l     cm

Theo bài ra ta có:

l

l k        cm m

v v f 0,3.50 15 /m s

f

Khoảng cách giữa hai gợn lõm liên tiếp trên đờng nối tâm là

2

 Vậy: 2.l2.2 4 mm

Theo bài ra ta có M nằm trên gợn k = 4

1.20 20 /



d Củng cố: Dạng cõu hỏi bài tập của bài.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập cũn lại từ 2.54 - 2.59/SOT.

Trang 12

Một số bài tập về mạch điện xoay chiều

Ngày soạn: 28/10/2010

Ngày dạy:

Tiết thứ: 7

I MỤC TIấU

- Viết được: phơng trình i ; u ; nêu đợc độ lệch pha giữa u và i Công thức định luật Ôm với từng loại

đoạn mạch

- Áp dụng giải được cỏc bài tập định tính

II CHUẨN BỊ

Giỏo viờn: Hệ thống lớ thuyết về dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch.

Học sinh: ễn lại kiến thức về dòng điện xoay chiều trong các loại đoạn mạch.

c Bài giảng:

*Hoạt động 1: Lý thuyết:

GV: Hệ thống lí thuyết kết hợp phát vấn học

sinh

+ Phơng trình dao động của u và i ?

+ Độ lệch pha giữa u so với i ?

+ Công thức định luật Ôm cho đoạn mạch?

+ Công thức tính Zc ?

I Lý thuyết:

*Mạch điện xoay chiều chỉ cú điện trở

Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cú điện trở R điện ỏp xoay chiều u = U 2 cost thỡ trong mạch sẽ cú dũng điện i chạy qua

Ta cú: i =

R

u

=

R

U

2 cost = I 2 cost

Với: I =

R

U

là cường độ hiệu dụng của dũng điện qua đoạn mạch chỉ cú R

So sỏnh i và u ta thấy i cựng pha với u tức là  = 0

* Đoạn mạch xoay chiều chỉ cú tụ điện

Tụ điện C khụng cho dũng điện khụng đổi đi qua (cản

Trang 13

+ Công thức tính ZL ?

*Hoạt động 2: Bài tập

HS: Chọn đáp án ? Giải thích ?

trở hoàn toàn) nhưng lại cho dũng điện xoay chiều đi qua

Đặt vào hai đầu đoạn mạch chỉ cú tụ điện C một điện ỏp xoay chiều u = U 2 cost thỡ điện tớch trờn tụ sẽ là

i = CU 2 cos(t +

2

 ) = I 2 cos(t +

2

 )

Với: I = CU =

C

U



1 =

C Z

U

là cường độ hiệu dụng của dũng điện qua đoạn mạch chỉ cú tụ điện C Trong đú

ZC =

C



1 gọi là dung khỏng của mạch

So sỏnh i và u ta thấy i sớm pha

2



so với u hay u trễ pha

2



so với i, tức là  = -

2



*Khảo sỏt mạch điện xoay chiều chỉ cú cuộn cảm thuần

Giả sử cường độ tức thời trong mạch là

i = I 2 cost Thỡ điện ỏp tức thời giữa hai đầu cuộn cảm thuần (r = 0) là:

u = ri - e = Li’ = - LI 2 sint

u = LI 2 cos(t +

2

 ) = U 2 cos(t +

2

 )

Với U = LI hay I =

L

U

 =

L Z

U

là cường độ hiệu dụng của dũng điện qua đoạn mạch chỉ cú cuộn cảm thuần L Trong đú ZL = L gọi là cảm khỏng của mạch

So sỏnh u và i ta thấy u sớm pha

2



so với i, tức là

 = 2



II Bài tập:

Bài tập định tính:

Câu 5.1 ĐA: B Câu 5.2 ĐA: A Câu 5.3 ĐA: B Câu 5.4 ĐA: C Câu 5.8 ĐA: D Câu 5.9 ĐA: B Câu 5.10 ĐA: C Câu 5.11 ĐA: C

Câu 5.12 ĐA: A Câu 5.13 ĐA: D Câu 5.14 ĐA: B

d Củng cố: Dạng cõu hỏi của bài.

e Hướng dẫn về nhà : Bài tập cũn lại mạch điện xoay chiều /SOT.

Tiêu đề	Dao Động Cơ Bổ Xung Về Con Lắc Lò Xo
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2010
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	0,91 MB