Giáo án vật lý 12 học kỳ 1

Yêu cầu học sinh xác định các giá trị cực tiểu và cực đại của vận tốc của dao động điều hòa.. + Động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo: Hoạt động 2 15 phút: Hoạt động của giáo

Trang 1

Chương I DAO ĐỘNG CƠ

Tiết 1-2 DAO ĐỘNG DIỀU HÒA

- 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 một con lắc đơn hoặc con lắc lò xo 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

2 Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều.

III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

Tiết 1: Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u dao đ ng c ểu dao động cơ ộng cơ ơ

Cho học sinh quan sát dao

động của con lắc đơn

Giới thiệu một số dao động

tuần hoàn

Yêu cầu học sinh nêu định

nghĩa dao động tuần hoàn

Định nghĩa dao động cơ

Định nghĩa dao động tuầnhoàn

I Dao động cơ

1 Thế nào là dao động cơ?

Dao động cơ là chuyển động qua lạicủa vật quanh một vị trí cân bằng

2 Dao động tuần hoàn

Dao động tuần hoàn là dao động màsau những khoảng thời gian bằng nhau,gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theohướng cũ

Hoạt động 3 (30 phút): Tìm hi u ph ng trình c a dao đ ng đi u hòa.ểu dao động cơ ươ ủa dao động điều hòa ộng cơ ều hòa

Giới thiệu phương trình dao

động điều hòa và các đại

Vẽ hình

Xác định vị trí của M ở thờiđiểm t = 0

Xác định vị trí của M ở thờiđiểm t bất kì

Xác định hình chiếu của Mtrên trục Ox

+ Ở thời điểm t = 0, điểm M ở vị trí M0được xác định bởi góc 

+ Ở thời điểm t bất kì M được xác địnhbởi góc (t + )

+ Hình chiếu của M xuống trục Ox là P

Dao động điều hòa là dao động trong

đó li độ của vật là một hàm côsin (haysin) của thời gian

3 Phương trình

Phương trình dao động: x = Acos(t +

) Trong đó:

Trang 2

lượng trong phương trình.

Thực hiện thí nghiệm hình

1.4

Yêu cầu học sinh rút ra mối

liên hệ giữa chuyển động tròn

đều và dao động điều hòa

Nêu qui ước chọn trục làm

Ghi nhận qui ước chọn trụclàm gốc để tính pha dao động

A là biên độ dao động (A > 0) Nó là độlệch cực đại của vật; đơn vị m, cm (t + ) là pha của dao động tại thờiđiểm t

 là pha ban đầu của dao động; đơn vịrad; có giá trị nằm trong khoảng từ - đến 

4 Chú ý

+ Điểm P dao động điều hòa trên mộtđoạn thẳng luôn luôn có thể dược coi làhình chiếu của một điểm M chuyển độngtròn đều lên đường kính là đoạn thẳngđó

+ Đối với phương trình dao động điềuhòa x = Acos(t + ) ta qui ước chọntrục x làm gốc để tính pha của dao động

Tiết 2: Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hi u chu kì , t n s , t n s góc c a dao đ ng đi u hòa.ểu dao động cơ ần số, tần số góc của dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ần số, tần số góc của dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ủa dao động điều hòa ộng cơ ều hòa

Giới thiệu chu kì của dao

động điều hòa

Giới thiệu tần số của dao

động điều hòa

Giới thiệu tần số góc của

dao động điều hòa

Y/c h/s nhắc lại mối liên hệ

giữa , T và f trong cđ tròn

đều

Ghi nhận khái niệm

Nhắc lại mối liên hệ giữa , T

và f trong chuyển động trònđều

III Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa

1 Chu kì và tần số

+ Chu kì (kí hiệu T) của dao động điềuhòa là khoảng thời gian để vật thực hiệnmột dao động toàn phần; đơn vị giây (s).+ Tần số (kí hiệu f) của dao động điềuhòa là số dao động toàn phần thực hiệnđược trong một giây; đơn vị héc (Hz)

2 Tần số góc

 trong phương trình x = Acos(t + )gọi là tần số góc của dao động điều hòa Liên hệ giữa , T và f:  =

T

2 = 2f

Hoạt động 5 (20 phút) : Tìm hi u v n t c và gia t c c a v t dao đ ng đi u hòa.ểu dao động cơ ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ủa dao động điều hòa ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ộng cơ ều hòa

Giới thiệu vận tốc của vật

Biến đổi để thấy v sớm pha

2



so với x

Yêu cầu học sinh xác định

các giá trị cực tiểu và cực đại

của vận tốc của dao động

điều hòa

Giới thiệu gia tốc của vật

Giới thiệu sự lệch pha của a,

v và x

Yêu cầu học sinh nêu đặc

Ghi nhận sự lệch pha giữa vậntốc v và li độ x

Xác định các vị trí vật có vậntốc cực tiểu, cực đại

Nắm vững mối liên hệ giữa x,

v và a trong dao động điều hòa

Nêu đặc điểm của véc tơ gia

IV Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

2

Trang 3

điểm của véc tơ gia tốc trong

các giá trị cực đại, cực tiểu

của a

tốc trong dao động điều hòa

Xác định các vị trí gia tốc cógiá trị cực đại, cực tiểu

số; a ngược pha với x, sớm pha

2



so vớiv

+ a luôn hướng về vị trí cân bằng và có

độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ

- Ở vị trí biên, x =  A thì gia tốc có độlớn cực đại : amax = 2A

- Ở vị trí cân bằng (x = 0) thì a = 0

Hoạt động 6 (10 phút) : Tìm hi u đ th c a dao đ ng đi u hòa.ểu dao động cơ ồ thị của dao động điều hòa ị của dao động điều hòa ủa dao động điều hòa ộng cơ ều hòa

Hướng dẫn học sinh vẽ đồ

thị

Yêu cầu học sinh nhận xét

về đồ thị của dao động điều

hòa

Vẽ đồ thị của dao động điềuhòa ứng với trường hợp phaban đầu  = 0

Nhận xét đồ thị

V Đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị củadao động điềuhòa là mộtđường hìnhsin

Hoạt động 7 (5 phút) : C ng c , giao nhi m v v nhà.ủa dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ệm vụ về nhà ụ về nhà ều hòa

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong

Trang 4

Tiết 3 BÀI TẬP

I MỤC TIÊU

- Xác định được các đại lượng trong dao động điều hòa

- Lập được phương trình dao động của con lắc lò xo

- Giải được một số bài toán về dao động điều hòa và con lắc lò xo

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Xem kỉ các bài tập trong sgk, sbt Chuẩn bị thêm một số bài tập trắc nghiệm và tự luận.

2 Học sinh: Ôn lại kiến thức về dao động điều hòa, con lắc lò xo.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan.

+ Li độ, vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa:

x = Acos(t + ), v = x' = - Asin(t + ), a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x

+ Sự biến thiên điều hòa của x, v và a: Trong dao động điều hòa x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần sốnhưng v sớm pha

so với x và ngược pha so với x

+ Liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc:  =

T

2 = 2f

+ Phương trình dao động của con lắc lò xo: x = Acos(t + ) ; với  =

: lấy nghiệm “+” nếu v0 < 0 và lấy nghiệm “-” nếu v0 > 0

+ Động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo:

Hoạt động 2 (15 phút):

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản

Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn

Hoạt động 3 (20 phút): Gi i các bài t p t lu n.ải các bài tập tự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

tần số góc của dao động

Hướng dẫn học sinh xác

định pha ban đầu

Yêu cầu học sinh viết

Tính 

A

 = - 1 = cos   = 

4

Trang 5

Hướng dẫn học sinh giải

phương trình lượng giác để

tính t (hai họ nghiệm)

Giải thích cho học sinh hiểu

thời điểm đầu tiên vật qua vị

trí đã cho là nghiệm dương

nhỏ nhất trong 2 họ nghiệm

tần số góc của dao động

Hướng dẫn hoc sinh xác

định pha ban đầu

Yêu cầu học sinh viết

Thay x vào phương trình li

độ và giải phương trình lượnggiác để tính t

Tìm nghiệm dương nhỏ nhấttrong hai họ nghiệm đã giảiđược

F

Vậy : x = 24cos(0,5t + ) (cm)

b) Tại thời điểm t = 0,5 s :

x = 24cos(0,5.0,5 + ) = 24cos

Ta có : - 12 = 24cos(0,5t + )  cos(0,5t + ) = - 0,5 = cos

32

 0,5t +  = 

3

2

+ 2k; với k  Z  t = -

3

1 + 4k hoặc t = -

3

10 + 4k Nghiệm dương nhỏ nhất trong hai họnghiệm này là t =

3

2(s)

Bài 2.6

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

)  =

2,0

b) Tại thời điểm t =

a = - (10)2.0,2.cos(1,5 +

2

) = - 200 (m/s2) < 0

F ngược chiều dương của trục

Ox

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Duyệt ngày 28/8/2016

Trang 6

Tiết 4 CON LẮC LÒ XO

I MỤC TIÊU

- Viết được công thức lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa, công thức tính chu kì của con lắc

lò xo, công thức tính động năng, thế 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 hòa

- 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 như ở trong phần bàitập

- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc lò xo

2 Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.

Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều

hòa Nêu mối liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc của dao động điều hòa

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u con l c lò xo.ểu dao động cơ ắc lò xo

Giới thiệu con lắc lò xo

Yêu cầu học sinh nêu cấu tạo

của con lắc lò xo

Giới thiệu vị trí cân bằng

về vị trí cân bằng

Kéo lò xo giãn ra rồi thả ra

Hoạt động 3 (20 phút) : Kh o sát dao đ ng c a con l c lò xo v m t đ ng l c h c.ải các bài tập tự luận ộng cơ ủa dao động điều hòa ắc lò xo ều hòa ặt động lực học ộng cơ ự luận ọc

Vẽ hình 2.1

Dẫn dắt học sinh đi đến kết

luận cuối cùng là con lắc lò

xo dao động điều hòa

Xác định các lực tác dụng lênvật

Viết biểu thức định luật IINewton

Viết phương trình chiếu

Xác định trị đại số của lực đànhồi 

m

k

ta có: a = - 2 x Nghiệm của phương trình này có dạng :

x = Acos(t + ) Như vậy con lắc lò xo dao động điềuhòa

2 Tần số góc và chu kì

6

Trang 7

Xác định chu kì dao động.

Thực hiện C1

Nêu khái niệm lực kéo về

Hoạt động 4 (10 phút): Kh o sát dao đ ng c a lò xo v m t n ng l ng.ải các bài tập tự luận ộng cơ ủa dao động điều hòa ều hòa ặt động lực học ăng lượng ượng

Dẫn dắt để học sinh viết

được biểu thức tính động

năng của con lắc lò xo

được biểu thức tính thế năng

được biểu thức tính cơ năng

Yêu cầu học sinh rút ra các

Áp dụng cho con lắc lò xo

Viết biểu thức tính thế năngcủa lò xo bị biến dạng

Viết biểu thức tính cơ năngnói chung

1

mv2 =

2

1m2A2sin2(t+) =

1

kx2 = 2

2

1 m2A2 = hằng số

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bìnhphương của biên độ dao động

Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu

bỏ qua mọi ma sát

Hoạt động 5 (5 phút): C ng c , giao nhi m v v nhà.ủa dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ệm vụ về nhà ụ về nhà ều hòa

Trang 8

Tiết 5 CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

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

- Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn, công thức tính thế năng, cơ năng của conlắc 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

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

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc đơn.

2 Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực.

Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hi u con l c đ n.ểu dao động cơ ắc lò xo ơ

Giới thiệu con lắc

đơn

Yêu cầu học sinh

nêu cấu tạo của con lắc đơn

vị trí cân bằng của con lắc

Quan sát và nhận xét vềchuyển động của con lắc đơn

I Thế nào là con lắc đơn?

Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi

vị trí cân bằng một góc rồi thả ra ta thấycon lắc dao động xung quanh vị trí cânbằng

Hoạt động 2 (15 phút): Kh o sát dao đ ng c a con l c đ n v m t đ ng l c h c.ải các bài tập tự luận ộng cơ ủa dao động điều hòa ắc lò xo ơ ều hòa ặt động lực học ộng cơ ự luận ọc

Yêu cầu học sinh cho biết

tại sao khi  lớn thì dao động

của con lắc đơn không phải

là dao động điều hòa

Yêu cầu học sinh thực hiện

C1

Dẫn dắt để đưa đến kết luận

khi 0 < 100 thì dao động của

con lắc đơn là dao động điều

Vẽ hình

Xác định các lực tác dụng lênvật nặng

Viết biểu thức định luật IINewton

Xác định lực kéo về

Cho biết tại sao khi  lớn thìdao động của con lắc đơnkhông phải là dao động điềuhòa

Thực hiện C1

II Khảo sát dao động của con lắc đơn

về mặt động lực học

1 Phương trình chuyển động

Vị trí của vật m được xác định bởi li độ

góc  hay bởi li độ cong s = l ( tính ra

rad) Chọn chiều dương như hình vẽ Vật chịu tác dụng của hai lực: Trọnglực 

8

Trang 9

Yêu cầu học sinh kết luận về

dao động điều hòa của con

lắc đơn

tần số góc của con lắc đơn

chu kì của con lắc đơn

= 2

g

l

Hoạt động 3 (10 phút): Kh o sát dao đ ng c a con l c đ n v m t n ng l ng.ải các bài tập tự luận ộng cơ ủa dao động điều hòa ắc lò xo ơ ều hòa ặt động lực học ăng lượng ượng

Yêu cầu học sinh viết biểu

khi nào thì cơ năng của con

lắc đơn được bảo toàn và

viết biểu thức của cơ năng

III Khảo sát dao động của con lắc đơn

3 Cơ năng

Nếu bỏ mọi ma sát thì cơ năng của conlắc đơn được bảo toàn và đúng bằng thếnăng của nó ở vị trí biên:

W = Wđ + Wt = mgl(1- cos0)

= 2mglsin2

20

 = hằng số Với 0 < 100 thì W =

2

1

mgl20

Hoạt động 4 (5 phút) : Tìm hi u cách xác đ nh gia t c r i t do nh con l c đ n.ểu dao động cơ ị của dao động điều hòa ố, tần số góc của dao động điều hòa ơ ự luận ờ con lắc đơn ắc lò xo ơ

Yêu cầu học sinh trình bày

cách làm thí nghiệm với con

lắc đơn để xác định gia tốc

rơi tự do

Trình bày cách làm thí nghiệmvới con lắc đơn để xác định giatốc rơi tự do

IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

Từ công thức tính chu kì của con lắcđơn:

Làm thí nghiệm với dao động của con

lắc đơn, đo T và l ta tính được g.

Trang 10

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

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải.

+ Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn: s = S0cos(t + ) hay  = 0cos(t + ) với s = l; S0

 = hằng số (với mọi li độ góc  ≤ 900).+ Thế năng và cơ năng của con lắc đơn dao động điều hòa: Wt =

2

1mgl2 ; W =

2

1mgl2

0 (với  ≤ 900,trong đó  và 0 tính ra rad)

Hoạt động 2 (10 phút): Gi i các câu h i tr c nghi m.ải các bài tập tự luận ỏi trắc nghiệm ắc lò xo ệm vụ về nhà

Câu 3.5: D

Yêu cầu học sinh tính chu

kì dao động của con lắc

Yêu cầu học sinh nêu công

thức và tính số lần dao động

toàn phần thực hiện được

trong thời gian t = 5 phút

Yêu cầu học sinh tính chu kì

dao động của con lắc

Yêu cầu học sinh viết dạng

phương trình dao động

Tính chu kì dao động củacon lắc

Nêu công thức và tính số lầndao động toàn phần thực hiệnđược trong thời gian t = 5phút

Tính chu kì dao động củacon lắc

Viết dạng phương trình dao

Số lần dao động toàn phần thực hiẹnđược trong thời gian t: N = t

2,1 = 2,2 (s)b) Phương trình dao động của con lắc

10

Trang 11

Yêu cầu học sinh tính , S0

và  rồi viết phương trình

dao động của con lắc đơn

Yêu cầu học sinh tính vận

tốc và gia tốc khi vật qua vị

8,9

= 2,86 (rad/s) S0 = l0 = 1,2.0,174 = 0,2 (m) Khi t = 0 thì s = S0 và v = 0

 cos = 1 = cos0   = 0 Vậy: s = 0,2cos2,86t (m)

c) Khi qua vị trí cân bằng

Trang 12

Tiết 7 DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC

I MỤC TIÊU

- 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 cộng hưởng

- Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và để giải đượcbài tập tương tự như trong bài

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết công thức xác định tần số dao động điều hòa của con lắc lò xo

và con lắc đơn: con lắc lò xo: f =

m

k

2

1 Nêu điều kiện để con lắc lò xo và conlắc đơn dao động điều hòa

Giaos viên giới thiệu các tần số dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo đã nêu gọi là tần số riêngcủa hệ dao động (kí hiệu là f0), nó chỉ phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u dao đ ng t t d n.ểu dao động cơ ộng cơ ắc lò xo ần số, tần số góc của dao động điều hòa

về dao động của các con lắc

trong thực tế

Cho học sinh nêu định

nghĩa dao động tắt dần

Yêu cầu học sinh giải thích

nguyên nhân tắt dần của dao

động

Giới thiệu một số ứng dụng

của dao động tắt dần

Nhận xét về dao động của cáccon lắc trong thực tế

Nêu khái niệm dao động tắtdần

Giải thích nguyên nhân tắt dầncủa dao động

Ghi nhận các ứng dụng củadao động tắt dần

Nguyên nhân làm tắt dần dao động là

do lực ma sát và lực cản của môi trườnglàm tiêu hao cơ năng của con lắc

3 Ứng dụng

Các thiết bị đóng cửa tự động, các thiết

bị giảm xóc ô tô, xe máy, … là nhữngứng dụng của dao động tắt dần

Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hi u dao đ ng duy trì.ểu dao động cơ ộng cơ

Yêu cầu học sinh nêu cách

làm cho dao động không tắt

Giới thiệu dao động duy trì

của con lắc đồng hồ

Nêu cách làm cho dao độngkhông tắt dần

II Dao động duy trì

Dao động được duy trì bằng cách giữcho biên độ không đổi mà không làmthay đổi chu kì dao động gọi là dao độngduy trì

Dao động của con lắc đồng hồ là daođộng duy trì

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hi u dao đ ng c ng b c.ểu dao động cơ ộng cơ ưởng bức ức

Giới thiệu dao động cưởng

bức

Yêu cầu học sinh nêu ví dụ

về dao động cưởng bức

Nêu ví dụ về dao động cưởngbức

III Dao động cưởng bức

1 Thế nào là dao động cưởng bức?

Dao động chịu tác dụng của ngoại lựccưởng bức tuần hoàn gọi là dao độngcưởng bức

Ví dụ: Khi ô tô đang dừng mà không tắtmáy thì thân xe bị rung lên Đó là dao

12

Trang 13

Giới thiệu các đặc điểm của

dao động cưởng bức

Thực hiện C1, yêu cầu học

sinh quan sát và nhận xét

Giới thiệu sự phụ thuộc của

biên độ dao động cưởng bức

vào các yếu tố bên ngoài

Ghi nhận các đặc điểm củadao động cưởng bức

Quan sát dao động của cáccon lắc khác và nhận xét

Ghi nhận sự phụ thuộc củabiên độ dao động cưởng bứcvào các yếu tố bên ngoài

động cưởng bức dưới tác dụng của lựccưởng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyểnđộng của pit-tông trong xi lanh của máynổ

2 Đặc điểm

Dao động cưởng bức có biên độ khôngdổi và có tần số bằng tần số lực cưởngbức

Biên độ của dao động cưởng bức phụthuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vàolực cản trong hệ và vào sự chênh lệchgiữa tần số cưởng bức f và tần số riêng f0của hệ Biên độ của lực cưởng bức cànglớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệchgiữa f và f0 càng ít thì biên độ của daođộng cưởng bức càng lớn

Hoạt động 5 (10 phút): Tìm hiểu hiện tượng cộng h ng.ưởng bức

Giới thiệu hiện tượng cộng

hiện tượng cộng hưởng

Yêu cầu học sinh nghiên

cứu sgk để tìm hiểu tầm quan

trọng của hiện tượng cộng

hưởng

trong trường hợp nào thì sự

cộng hưởng là có hại, trường

hợp nào thì có lợi

Nêu điều kiện cộng hưởng

Xem hình 4.4 và nhận xét vềđặc điểm của sự cộng hưởng

Giải thích hiện tượng cộnghưởng

Tìm hiểu tầm quan trọng củahiện tượng cộng hưởng

Trả lời được:

Sự cộng hưởng làm tòa nhà,cầu, bệ máy, khung xe, …rung mạnh là có hại

Sự cộng hưởng làm cho tiếngđàn nghe to rỏ hơn là có lợi

IV Hiện tượng công hưởng

1 Định nghĩa

Hiện tượng biên độ của dao động cưởngbức tăng đến giá trị cực đại khi tần số fcủa lực cưởng bức bằng tần số riêng f0 của

hệ dao động gọi là hiện tượng cộnghưởng

Điều kiện cộng hưởng: f = f0

Đường biểu diễn sự phụ thộc của biên độdao động cưởng bức vào tần số của ngoạilực gọi là đồ thị cộng hưởng Đồ thị cộnghưởng càng nhọn khi lực cản môi trườngcàng nhỏ

2 Giả thích

Khi tần số của lực cưởng bức bằng tần

số riêng của hệ dao động thì hệ được cungcấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúnglúc, lúc đó biên độ dao động của hệ tăngdần lên Biên độ dao động đạt tới giá trịkhông đổi và cực đại khi tốc độ tiêu haonăng lượng do ma sát bằng tốc độ cungcấp năng lượng cho hệ

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng

Những hệ dao động như tòa nhà, cầu, bệmáy, khung xe, đều có tần số riêng.Phải cẫn thận không để cho các hệ ấy chịutác dụng của các lực cưởng bức mạnh, cótần số bằng tần số riêng của chúng đểtránh sự cộng hưởng, gây gãy, đổ

Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, lànhững hộp cộng hưởng với nhiều tần sốkhác nhau của dây đàn làm cho tiếng đànnghe to, rỏ

Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài

Trang 15

Tiết 8 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

I MỤC TIÊU

- Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay

- Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai daođộng điều hoà cùng phương, cùng tần số

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các hình vẽ 5.1, 5.2 Sgk.

2 Học sinh: Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một vectơ xuống hai trục toạ độ.

Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu một số trường hợp có sự tổng hợp dao động trong thực tế để đặt vấn đề

cho bài

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u v véc t quay.ểu dao động cơ ều hòa ơ

Vẽ véc tơ quay

Yêu cầu học sinh nêu đặc

điểm của véc tơ quay

Vẽ hình Nêu đặc điểm của véc tơquay

Xác định tọa độ hình chiếu Pcủa điểm M trên trục Ox

Thực hiện C1

I Véc tơ quay

Dao động điều hòa: x = Acos(t + )

Được biểu diễn bằng véc tơ quay OM

có+ Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox

+ Độ dài bằng biên độ dao động: OM =A

+ Hợp với trục Ox một góc bằng 

+ Quay đều quanh O theo chiều dương(ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc



Hoạt động 3 (25 phút) : Tìm hiểu phương pháp giãn đồ Fre-nen.

Cho h/s dùng phép biến đổi

lượng giác để tìm phương

Ghi nhận sự cần thiết phảidùng phương pháp khác khi A1

2 Phương pháp giãn đồ Fre-nen

a) Biểu diễn các dao động thành phần và dao động tổng hợp bằng véc tơ quay

Các dao động thánh phần x1 và x2 đượcbiểu diễn bởi hai véc tơ quay 

Trang 16

Hướng dẫn để học sinh thực

hiện C2

Giới thiệu sự lệch pha của

hai dao động: Sớm pha, trể

pha, cùng pha, ngược pha

Dẫn dắt để học sinh tìm ra

biên độ của dao động tổng

hợp trong từng trường hợp

Yêu cầu học sinh rút ra kết

luận về trường hợp tổng quát

Cho bài toán ví dụ

Hướng dẫn để học sinh tìm

biên độ, pha ban đầu và viết

phương trình dao động tổng

hợp

Còn thời gian thì cho vẽ

giãn đồ véc tơ tại lớp, không

thì về nhà vẽ

Ghi nhận các khái niệm về sựlệch pha của hai dao động điềuhòa cùng phương cùng tần số

Tìm biên độ dao động tổnghợp:

Khi hai dao động thành phầncùng pha

Khi hai dao động thành phầnngược pha

Kết luận về trường hợp tổngquát

Tìm biên độ của dao độngtổng hợp

Tìm pha ban đầu của daođộng tổng hợp

Viết phương trình dao độngtổng hợp

Vẽ giãn đồ véc tơ

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1)tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



3 Ảnh hưởng của độ lệch pha

Biên độ và pha ban đầu của dao độngtổng hợp phụ thuộc vào biên độ và phaban đầu của các dao động thành phần.+ Khi hai dao động thành phần cùng pha(2 - 1 = 2k) thì dao động tổng hợp cóbiên độ cực đại: A = A1 + A2

+ Khi hai dao động thành phần ngượcpha (2 - 1 = (2k + 1)) thì dao độngtổng hợp có biên độ cực tiểu: A = |A1 -A2|

+ Trường hợp tổng quát:

A1 + A2  A  |A1 - A2|

4 Ví dụ

Tìm phương trình dao động tổng hợpcủa hai dao động thành phần sau:

x1 = 4cos(10t +

3

) (cm) x2 = 2cos(10t + ) (cm) Biên độ của dao động tổng hợp

A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1) = 16 + 4 + 16.(-0,5) = 12

 A = 2 3 (cm)

Pha ban đầu của dao động tổng hợp: tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



=

)1.(

25,0.4

0.22

3.4

cos

2 3 (10 ) ( )

2

16

Trang 17

- Giải được các bài tập tương tự như trong sgk và trong sbt.

- Nhận xét được biên độ dao động tổng hợp trong một số trường hợp đặc biệt

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về tổng hợp dao động.

+ Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số: Nếu một vật tham gia đồng thời hai dao độngđiều hòa với các phương trình là: x1 = A1cos(t + 1); x2 = A2cos(t + 2) thì phương trình dao động tổnghơp của vật là:

x = x1 + x2 = Acos(t + ) Trong đó: A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1); tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



.+ Độ lệch pha của hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số:  = 2 - 1 Khi hai dao động thànhphần cùng pha ( = 2k) thì dao động tổng hợp có biên độ cực đại là: A = A1 + A2 Khi hai dao độngthành phần ngược pha ( = (2k + 1)) thì dao động tổng hợp có biên độ cực tiểu là: A = |A1 - A2| Trường hợp tổng quát ( là bất kì) thì: A1 + A2  A  |A1 - A2|

Hoạt động 3 (25 phút) : Gi i các bài t p t lu n.ải các bài tập tự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

biên độ, pha ban đầu và viết

Tìm pha ban đầu của daođộng tổng hợp

Viết phương trình dao độngtổng hợp

Bài 6 trang 25

Ta có: A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 -

1) = 0,75 + 3 + 3.0,5 = 5,25 => A = 2,3(cm)

tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



=

)2

2(.30.23

5.0.31.23





= 3

-2 =

Trang 18

phương trình dao động tổng

hợp

Yêu cầu học sinh vẽ giãn đồ

véc tơ

Yêu cầu học sinh chuyển x1

từ hàm sin sang hàm cos

tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



=

)1(25,0.4

0.22

3.4

x = 2 3 cos(10t +

2

) (cm)

> A2 = A1 + A2 + 2 A1A2 cos (2 - 1) = 36 + 36 + 72.0 = 72

 A = 6 2 (cm)

tan =

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A



=

)1.60.6

0.6)1.(

  = -

4

 Vậy phương trình dao động tổng hợp là:

x = 6 2 cos(

2

5

t - 4

) (cm)

Kí duyệt của TTCM Ngày 22/9/2019

18

Trang 19

Tiết 10 - 11 THỰC HÀNH

KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí

Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật để biết để suy ra định luậtmới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó

Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữacác đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới

Biết dùng phương pháp thực nghiệm để xác định:

- Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụthuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm

- Tìm ra bằng thí nghiệm T a l , với hệ số a  2, kết hợp với nhận xét tỉ số 2 2

- Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép.

- Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện

để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên

- Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk

- Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50 g

- Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01 s, cộng thêm sai số chủ quan của người đo là0,2 s thì sai số của phép đo sẽ là t = 0,01 s + 0,2 s = 0,21 s Thí nghiệm với con lắc đơn có chu kì T  1,0

s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t  10 s, thì sai số phạm phải là:

2 Học sinh

- Đọc kĩ bài thực hành để định ra mục đích và quy trình thực hành

- Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành

- Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báocáo thực hành trong Sgk

3 Dụng cụ:

Mỗi lớp 6 bộ dụng cụ, mỗi bộ gồm: 3 quả nặng 50 g, 100 g, 150 g Một số sợi dy mảnh Một giá thínghiệm chắc chắn Một đồng hồ bấm giây Một thước 300 mm Giấy vẽ đồ thị hoặc giấy kẻ ô Mẫu báocáo thực hành

Tiết 1

Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hi u c s lý thuy t liên quan đ n bài th c hành.ểu dao động cơ ơ ởng bức ết liên quan đến bài thực hành ết liên quan đến bài thực hành ự luận

Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi trong sgk Nêu cấu tạo của con lắc đơn

Cho biết cách đo chiều dài của con lắc đơn

Nêu cách làm thí nghiệm để phát hiện ra sự phụthuộc của chu kì dao động của con lắc đơn với biên

độ nhỏ vào biên độ dao động

Nêu cách làm thí nghiệm để phát hiện ra sự phụthuộc của chu kì dao động của con lắc đơn với biên

độ nhỏ vào chiều dài con lắc

Nêu cách làm thí nghiệm để xác định chu kì T với

Trang 20

sai số t = 0,02 s khi dùng đồng hồ bấm dây có sai

số là 0,2 s

Hoạt động 2 (15 phút): Thí nghi m tìm hi u s ph thu c c a chu k dao đ ng c a con l c đ n vào biênệm vụ về nhà ểu dao động cơ ự luận ụ về nhà ộng cơ ủa dao động điều hòa ỳ dao động của con lắc đơn vào biên ộng cơ ủa dao động điều hòa ắc lò xo ơ

đ ộng cơ

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với m = 50 g, l =

50 cm

Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao

động của con lắc đơn với các biên độ khác nhau: A1

= 3 cm, A2 = 6 cm, A3 = 9 cm, A4 = 18 cm

Yêu cầu học sinh rút ra định luật về mối liên hệ

giữa chu kì và biên độ dao động của con lắc đơn

dao động với biên độ nhỏ

Chọn, lắp ráp con lắc đơn theo yêu cầu

Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quảvào bảng 6.1

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì và biên

độ dao động của con lắc đơn dao động với biên độnhỏ

Hoạt động 3 (15 phút): Thí nghi m tìm hi u s ph thu c c a chu k dao đ ng c a con l c đ n vàoệm vụ về nhà ểu dao động cơ ự luận ụ về nhà ộng cơ ủa dao động điều hòa ỳ dao động của con lắc đơn vào biên ộng cơ ủa dao động điều hòa ắc lò xo ơ

kh i l ng.ố, tần số góc của dao động điều hòa ượng

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với l = 50 cm và

khối lượng lần lượt là 50 g, 100 g và 150 g

động của các con lắc đơn có khối lượng khác nhau

giữa chu kì và khối lượng của vật nặng của con lắc

đơn dao động với biên độ nhỏ

Chọn, lắp ráp từng con lắc đơn theo yêu cầu Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quảvào bảng 6.2

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì và khốilượng của vật nặng của con lắc đơn dao động vớibiên độ nhỏ

Tiết 2

Hoạt động 3 (20 phút): Thí nghi m tìm hi u s ph thu c c a chu k dao đ ng vào chi u dài con l c.ệm vụ về nhà ểu dao động cơ ự luận ụ về nhà ộng cơ ủa dao động điều hòa ỳ dao động của con lắc đơn vào biên ộng cơ ều hòa ắc lò xo

Yêu cầu học sinh chọn con lắc với m = 50 g, và

chiều dài lần lượt là 40 cm, 50 cm và 60 cm

động của các con lắc đơn có chiều dài khác nhau

Yêu cầu học sinh vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc

của T2 vào l và rút ra nhận xét.

giữa chu kì và chiều của con lắc đơn khi con lắc đơn

dao động với biên độ nhỏ

Chọn, lắp ráp từng con lắc đơn theo yêu cầu Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực hiện 10lần dao động, đo thời gian, tính toán và ghi kết quảvào bảng 6.1

Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T2 vào l và

rút ra nhận xét

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì và chiềudài của con lắc đơn khi con lắc đơn dao động vớibiên độ nhỏ

Hoạt động 4 (25 phút) : Rút ra các kết luận, làm báo cáo thực hành.

giữa T với A (S0, 0), m, l trong dao động của con

lắc đơn với biên độ nhỏ

Yêu cầu học sinh so sánh kết quả đo a trong công

thức T = a l và giá trị 2g với g = 9,8 m/s2 và rút

ra kết luận về công thức tính chu kì dao động của

con lắc đơn

Yêu cầu học sinh dựa vào kết quả thí nghiệm, tính

gia tốc trọng trường nơi làm thí nghiệm

Yêu cầu học sinh làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu

như sgk

Rút ra định luật về mối liên hệ giữa T với A (S0,

0), m, l trong dao động của con lắc đơn với biên

Dựa vào kết quả thí nghiệm, tính gia tốc trọngtrường nơi làm thí nghiệm

Làm báo cáo thí nghiệm theo mẫu như sgk

20

Trang 21

Chương II SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM

Tiết 12 - 13 SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định nghĩa của sĩng cơ

- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sĩng: sĩng dọc, sĩng ngang, tốc độ truyền sĩng,tần số, chu kì, bước sĩng, pha

- Viết được phương trình sóng

- Nêu được các đặc trưng của sĩng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sĩng và năng lượng sĩng

- Giải được các bài tập đơn giản về sĩng cơ

- Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sĩng trên một sợi dây

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các thí nghiệm mơ tả trong bài về sĩng ngang, sĩng dọc và sự truyền sĩng (hình 7.1, 7.2 và

7.3)

2 Học sinh: Ơn lại các bài về dao động điều hịa.

Tiết 1

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các định nghĩa về biên độ, chu kì, tần số và năng lượng của

vật dao động điều hịa

Hoạt động 2 (35 phút): Tìm hi u v sĩng c ểu dao động cơ ều hịa ơ

Thực hiện thí nghiệm cho

về phương dao động của các

Rút ra kết luận về tốc độ sĩngtruyền trên mặt nước

Nhận xét về phương dao độngcủa các phần tử nước trong thínghiệm trên so với phươngtruyền sĩng

Quan sát, nhận xét

Nêu khái niệm sĩng dọc

Ghi nhận sĩng cơ khơngtruyền được trong chân khơng

I Sĩng cơ

1 Thí nghiệm

+ Cho cần rung dao động nhưng mũi Skhơng chạm mặt nước, ta thấy mẩu nútchai nhỏ ở M vẫn đứng bất động

+ Cho cần rung dao động để mũi S chạmmặt nước, ta thấy sau một thời gianngắn, mẩu nút chai cũng dao động Vậy,dao động từ O đã truyền qua nước tới M

Ta nĩi đã cĩ sĩng trên mặt nước và O lànguồn sĩng

2 Định nghĩa

Sĩng cơ là dao động cơ lan truyền trongmột mơi trường

Các gợn sĩng phát đi từ O đều là nhữngđường trịn tâm O Vậy sĩng nước truyềntheo các phương khác nhau trên mặtnước với cùng một tốc độ v

3 Sĩng ngang

Sĩng ngang là sĩng trong đĩ các phần

tử của mơi trường dao động theo phươngvuơng gĩc với phương truyền sĩng Trừ trường hợp sĩng mặt nước, sĩngngang chỉ truyền được trong chất rắn

4 Sĩng dọc

Sĩng dọc là sĩng trong đĩ các phần tửcủa mơi trường dao động theo phươngtrùng với phương truyền sĩng

Sĩng dọc truyền được cả trong chất khí,chất lỏng và chất rắn

Sĩng cơ khơng truyền được trong chânkhơng

Trang 22

sóng cơ không truyền được

trong chân không

Tiết 2

Hoạt động 3 (25 phút): Tìm hi u các đ c tr ng c a m t sóng hình sin.ểu dao động cơ ặt động lực học ư ủa dao động điều hòa ộng cơ

Mô tả thí nghiệm hình 7.3

Yêu cầu học sinh xem hình

và nhận xét về sự truyền

sóng trên dây

Giới thiệu một số điểm trên

dây dao động hoàn toàn

giống nhau và những điểm

dao động hoàn toàn ngược

nhau

Yêu cầu học sinh nêu cách

tính vận tốc truyền sóng trên

dây

Giới thiệu biên độ sóng

Giới thiệu chu kì và tần số

sóng

Giới thiệu tốc độ truyền

sóng

Giới thiệu bước sóng

Giới thiệu định nghĩa bước

sóng theo cách khác

Giới thiệu năng lượng sóng

C2

Xem hình 7.3, nhận xét về sựtruyền sóng trên dây

Ghi nhận trên dây có một sốđiểm trên dây dao động hoàntoàn giống nhau và những điểmdao động hoàn toàn ngượcnhau

Nêu cách tính vận tốc truyềnsóng trên dây

Ghi nhận các khái niệm

Thực hiện C2

II Các đặc trưng của một sóng hình sin

1 Sự truyền của một sóng hình sin

Căng ngang một sợi dây mềm, dài, đầu

Q gắn vào tường, đầu P gắn vào cầnrung để tạo dao động điều hòa Khi cho

P dao động điều hòa theo phương thẳngđứng Trên dây xuất hiện một sóng cơ códạng hình sin lan truyền về đầu Q

Quan sát ta thấy trên dây có nhữngđiểm dao động hoàn toàn giống nhau và

có những điểm dao động hoàn toànngược nhau

Sóng cơ lan truyền trên dây với tốc độv

2 Các đặc trưng của một sóng hình sin

+ Biên độ sóng A: là biên độ dao độngcủa một phần tử của môi trường có sóngtruyền qua

+ Chu kì T, tần số f của sóng: Chu kì Tcủa sóng là chu kì dao động của mộtphần tử của môi trường có sóng truyềnqua Đại lượng f =

T

1 gọi là tần số củasóng

+ Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lantruyền dao động trong môi trường.+ Bước sóng : là quãng đường sóng lantruyền trong một chu kỳ:  = vT =

f

v

.+ Hai phần tử cách nhau một bước sóngthì dao động cùng pha với nhau

+ Năng lượng sóng là năng lượng daođộng của các phần tử của môi trường cósóng truyền qua

Hoạt động 4 (15 phút): Tìm hi u ph ng trình sóng.ểu dao động cơ ươ

Dẫn dắt để viết phương trình

sóng tại một điểm bất kì trên

phương truyền sóng nếu biết

phương trình sóng tại nguồn

C3

Ghi nhận phương trình sóngtại điểm bất kì trên phươngtruyền sóng

Thực hiện C3

III Phương trình sóng

Nếu phương trình sóng tại nguồn O là

uO = Acost thì phương trình sóng tại Mtrên phương truyền sóng (trục Ox) là:

bài Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài. Ghi các bài tập về nhà

22

Trang 23

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 6, 7, 8

trang 40 sgk và 7.6, 7.7 và 7.8 sbt

Trang 24

Tiết 14 GIAO THOA SÓNG

I MỤC TIÊU

- Mô tả được hiện tượng giao thoa của 2 sóng mặt nước và nêu được các điều kiện để có sự giao thoa

- Viết được công thức xác định vị trí của cực đai và cực tiểu giao thoa

- Vận dụng được các công thức (8-2); (8-3) SGK để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng giao thoa

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Thí nghiệm Hình 8-1 SGK, vẽ phóng to hình 8.3.

2 Học sinh: Ôn lại phần tổng hợp hai dao động.

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Phương trình sóng tại nguồn O là u = 5cos10t (cm), vận tốc truyền

sóng là 20cm/s Coi biên độ sóng không đổi Viết phương trình sóng tại điểm M cách O 7,2cm

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hi u hi n t ng giao thoa c a hai sóng m t n c.ểu dao động cơ ệm vụ về nhà ượng ủa dao động điều hòa ặt động lực học ước

Thực hiện thí nghiệm H 8.1

Giới thiệu hình 8.3

Yêu cầu học sinh cho biết thế

nào là sự giao thoa của hai

sóng

Quan sát thí nghiệm và rút ranhận xét

Xem hình và giải thích nhữnggợn lồi, gợn lỏm trong thínghiệm

2 Giải thích

Ở trong miền hai sóng gặp nhau, cónhững điểm dao động rất mạnh, do haisóng gặp nhau chúng tăng cường lẫnnhau, có những điểm đứng yên, do haisóng gặp nhau chúng triệt tiêu nhau Tậphợp các điểm cực đại tại thành cácđường hypebol, tập hợp các điểm đứngyên cũng tạo thành các đường hypebolkhác

Hiện tượng hai sóng gặp nhau tạo nêncác gợn sóng ổn định gọi là hiện tượnggiao thoa của hai sóng Các gợn sóng cóhình các đường hypebol gọi là các vângiao thoa

Hoạt động 3 (15 phút): Tìm hi u vi c xác đ nh các c c đ i, c c ti u trong s giao thoa.ểu dao động cơ ệm vụ về nhà ị của dao động điều hòa ự luận ại, cực tiểu trong sự giao thoa ự luận ểu dao động cơ ự luận

Vẽ hình 8.4

Giới thiệu 2 nguồn S1, S2 và

điểm M trong vùng giao thoa

Đưa ra các công thức và các

kết luận về các vị trí có cực

đại, cực tiểu trong vùng giao

thoa

Xem hình vẽ 8.4, mô tả đường

đi của mỗi sóng tới điểm Mtrong vùng giao thoa

Ghi nhận công thức và kết luận

về những vị trí có cực đại trongvùng giao thoa

Xem hình 8.3 mô tả hình dạngcủa các vân giao thoa cực đại

Ghi nhận công thức và kết luận

về những vị trí có cực tiểu trong

II Cực đại và cực tiểu

Xét điểm M trong vùng giao thoa của 2sóng phát ra từ 2 nguồn S1 và S2 Gọi d1 =S1M, d2 = S2M là đường đi của mỗisóng tới M

+ Tại M sẽ có cực đại khi:

d2 – d1 = k; với k  Z

Những điểm tại đó dao động có biên độ

cực đại là những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng từ nguồn truyền tới bằng một

số nguyên lần bước sóng .

Quỹ tích của những điểm này là nhữngđường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và S2,chúng được gọi là những vân giao thoa cựcđại

24

Trang 25

vùng giao thoa.

Xem hình 8.3 mô tả hình dạngcủa các vân giao thoa cực tiểu

+ Tại M sẽ có cực tiểu (đứng yên) khi:d2 – d1 = (2k + 1)

2

 = (k + 1

2); với k  Z.

Những điểm tại đó dao động triệt tiêu là

những điểm mà hiệu đường đi của hai sóng

từ nguồn truyền tới bằng một số nguyên lẻ nữa bước sóng.

Quỹ tích của những điểm này là nhữngđường hypebol có hai tiêu điểm là S1 và S2,chúng được gọi là những vân giao thoa cựctiểu

Hoạt động 4 (5 phút): Tìm hi u đi u ki n giao thoa.ểu dao động cơ ều hòa ệm vụ về nhà

Giới thiệu hai nguồn kết

luận về hiện tượng đặc

trưng của sóng

C2

Ghi nhận điều kiện để có sựgiao thoa của hai sóng

Rút ra kết luận về hiệntượng đặc trưng của sóng

Thực hiện C2

(S 1 và S 2 phải là 2 nguồn đồng bộ)

III Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp

+ Nguồn kết hợp, sóng kết hợp: Hai nguồndao động cùng phương cùng tần số và cóhiệu số pha không thay đổi theo thời giangọi là hai nguồn kết hợp Hai sóng do hainguồn kết hợp phát ra gọi là hai sóng kếthợp

Hai nguồn dao động cùng phương cùng tần

số và cùng pha gọi là hai nguồn đồng bộ

+ Để có các vân giao thoa ổn định trên mặtnước thì hai nguồn phát sóng trên mặt nướcphải là hai nguồn kết hợp

+ Hiện tượng giao thoa là một hiện tượngđặc trưng của sóng: mọi quá trình sóng đều

có thể gây ra hiện tượng giao thoa và ngượclại quá trình nào gây được hiện tượng giaothoa thì đó chắc chắn là một quá trình sóng

Trang 26

- Viết được phương trình sóng tại một điểm bất kì trên phương truyền sóng.

- Giải được bài toán tìm bước sóng khi biết số gợn sóng giữa hai nguồn hoặc ngược lại

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về sóng cơ, sự truyền sóng cơ và sự giao thoa của sóng cơ.

+ Liên hệ giữa bước sóng, vận tốc, chu kì và tần số sóng:  = vT =

+ Số cực đại (gợn sóng) giữa hai nguồn S1 và S2 dao động cùng pha là:



2 1

2 S S

Hoạt động 3 (25 phút) : Gi i các bài t p t lu n.ải các bài tập tự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ự luận ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa

Giới thiệu khái niệm gợn sóng,

nút sóng

Yêu cầu h/s tính khoảng vân

Yêu cầu h/s tính bước sóng

Yêu cầu h/s tính tốc độ sóng

Yêu cầu h/s tính bước sóng

Yêu cầu h/s tính khoảng vân

Tính tốc độ truyền sóng

Tính bước sóng

Tính khoảng vân

Tìm số cực đại giữa S1 vàS2

Tìm số gợn sóng hình

Bài 8 trang 45

Trên S1S2 có 12 nút sóng (kể cả hai núttại S1 và S2) nên có 11 khoảng vân, do đó

Bài 8.4

Bước sóng:  =

20

2,1



f

v

= 0,06 (m) = 6(cm)

Giữa S1 và S2 có

3

182

i

S S

= 6 khoảngvân mà tại S1 và S2 là 2 nút sóng, do đótrong khoảng S1S2 sẽ có 5 cực đại (gợnsóng)

26

Trang 27

Yêu cầu h/s tính bước sóng.

Yêu cầu h/s tìm số cực đại giữa

Yêu cầu học sinh nhận xét về

dao động tổng hợp tại M và viết

phương trình dao động tại M

Yêu cầu học sinh tính khoảng

Yêu cầu học sinh nhận xét về

dao động tổng hợp tại M và viết

phương trình dao động tại M’

hypebol

Tính bước sóng

Tìm số cực đại giữa S1 vàS2

Tìm số gợn sóng có hìnhhypebol

Tính độ lệch pha giữa cácdao động thành phần tại M

và dao động tại S1 và S2

Nhận xét về dao động tổnghợp tại M và viết phươngtrình dao động tại M

Tính khoảng các từ S1 vàS2 đến M’

Tính độ lệch pha giữa cácdao động thành phần tại M’

và dao động tại S1 và S2

Nhận xét về dao động tổnghợp tại M và viết phươngtrình dao động tại M’

Trừ gợn sóng nằm trên đường trung trựccủa S1S2 là đường thẳng, còn lại sẽ có 4gợn sóng hình hypebol

12.2

2 1 2





S S

= 15

Như vậy giữa hai điểm S1 và S2 có 15đường tại đó chất lỏng dao động mạnhnhất Trừ đường cực đại ở giữa là đườngthẳng còn 14 đường khác là các đườnghypebol

b) Phương trình dao động

M cách đều S1 và S2 nên dao động tại M

là cực đại và có: 1 = 2 =

6,1

8.2

Dao động tại M cùng pha với dao độngtại S1 và S2 nên uM = 2Acos100t

M’ cách đều S1 và S2 một khoảng:

d’ = 6 2 82 = 10cm

Do đó ’1 = ’2 =

6,1

10.2'

2

)

Trang 28

Tiết 16 SÓNG DỪNG

Ngày soạn: 1/10/2019 Ngày dạy: 9/10/2019

I MỤC TIÊU

- Mô tả được hiện tương sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng

- Giải thích được hiện tượng sóng dừng

- Viết được công thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp có hai đầu

cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong hai trường hợp trên

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các TN hình 9.1; 9.2 SGK Vẽ phóng to các hình 9.3, 9.4 v 9.5

2 Học sinh: Đọc kĩ bài 9 SGK.

Hoạt động 1 (5 phút): Nêu hiện tượng giao thoa, điều kiện để có giao thoa và các vị trí để có cực đại, cực

tiểu

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u s ph n x c a sóng.ểu dao động cơ ự luận ải các bài tập tự luận ại, cực tiểu trong sự giao thoa ủa dao động điều hòa

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học

Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản

xạ luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phảnxạ

Hoạt động 3 (25 phút): Tìm hi u sóng d ng.ểu dao động cơ ừng

Giới thiệu hình vẽ 9.3 Mô tả

Dự đoán kết quả khi sóngtới và sóng phản xạ gặpnhau

Quan sát hình vẽ

Xác định vị trí các nút

Xác định khoảng cáchgiữa hai nút liên tiếp

Xác định vị trí các bụng

Xác định khoảng cáchgiữa hai bụng liên tiếp

Nêu điều kiện để có sóngdừng trên một sợi dây cóhai đầu cố định

b) Định nghĩa

Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dâytrong trường hợp xuất hiện các nút và cácbụng

2 Sóng dừng trên một dây có 2 đầu cố định

+ Hai đầu cố định là hai nút sóng

+ Vị trí các nút: Các nút sóng nằm cáchcác đầu cố định những khoảng bằng một

số nguyên nửa bước sóng Hai nút liêntiếp nằm cách nhau một khoảng bằng

/2 + Vị trí các bụng: Xen giữa 2 nút là mộtbụng, nằm cách đều hai nút đó Các bụngnằm cách hai đầu cố định những khoảngbằng một số nguyên lẽ một phần tư bướcsóng Hai bụng liên tiếp nằm cách nhaumột khoảng bằng /2

28

Trang 29

Giới thiệu hình vẽ 9.5 Xác định khoảng cách

giữa một nút và một bụngliền kề

Nêu điều kiện để có sóngdừng trên một sợi dây cómột đầu cố định và một đầu

tự do

Điều kiện để có sóng dừng trên một sợidây có hai đầu cố định là chiều dài củasợi dây phải bằng một số nguyên lần nửabước sóng

Trang 30

Tiết 17 ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM

I MỤC TIÊU

- Trả được cân hỏi :Sóng âm là gì? âm nghe được (âm thanh), hạ âm, siêu âm là gì?

- Nêu được ví dụ về các môi trường truyền âm khác nhau

- Nêu được ba đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ âm và mức cường độ âm, đồ thị dao động âm, các khái niệm âm cơ bản và họa âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong SGK.

2 Học sinh: Ôn các đơn vị N/ m2; W, W/m2

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu các điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây.

Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hi u âm, ngu n âm.ểu dao động cơ ồ thị của dao động điều hòa

Giới thiệu sóng âm

Giới thiệu tần số âm

Giới thiệu một số nguồn âm

Giới thiệu tần số dao động

của nguồn âm

Thực hiện thí nghiệm hình

10.4

Giới thiệu âm nghe được, hạ

âm và siêu âm

Yêu cầu học sinh nêu các

môi trường truyền âm

Giới thiệu thí nghiệm hình

10.5

C2

Giới thiệu chất cách âm

Yêu cầu học sinh xem bảng

10.1 và rút ra kết luận

C3

sự truyền sóng âm qua không

khí và sự cảm nhận âm của

tai

Nêu khái niệm nguồn âm

Thực hiện C1

Quan sát, nhận xét

Nêu các môi trường truyềnâm

Rút ra kết luận

Thực hiện C2 Nêu ứng dụng của chất cáchâm

Xem bảng 10.1 và rút ra kếtluận

Thực hiện C3

Giải thích sự truyền sóng âmqua không khí và sự cảm nhận

âm của tai

I Âm, nguồn âm

3 Âm nghe được, hạ âm, siêu âm

Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ

16 Hz đến 20000 Hz

Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm

Âm có tần số trên 20 000 Hz gọi là siêu

âm

4 Sự truyền âm

a) Môi trường truyền âm

Âm truyền được qua các chất rắn, lỏng

và khí Âm không truyền được trong chânkhông

Âm hầu như không truyền được qua cácchất xốp như bông, len, … Những chất đógọi là chất cách âm

Hoạt động 3 (20 phút): Tìm hi u nh ng đ c tr ng v t lí c a âm.ểu dao động cơ ững đặc trưng vật lí của âm ặt động lực học ư ận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa ủa dao động điều hòa

Giới thiệu nhạc âm, tạp âm

Yêu cầu học sinh nhắc lại

Ghi nhận khái niệm Nhắc lại khái niệm tần số âm

II Những đặc trưng vật lí của âm

Nhạc âm là những âm có tần số xácđịnh Tạp âm là âm không có một tần sốxác định

1 Tần số âm

30

Trang 31

khái niệm tần số âm.

Giới thiệu khái niệm cường

độ âm

Yêu cầu học sinh nêu đơn vị

của cường độ âm

Giới thiệu khái niệm mức

cường độ âm

Yêu cầu học sinh đọc bảng

10.2 và ghi nhận mức cường

độ âm của một số nguồn âm

Giới thiệu đơn vị của mức

cường độ âm

Giới thiệu công thức tính

mức cường độ âm theo đơn

Yêu cầu học sinh nêu lại ba

đặc trưng vật lý của âm

Nêu đơn vị của cường độ âm

Đọc bảng 10.2 và ghi nhậnmức cường độ âm của một sốnguồn âm

Ghi nhận đơn vị mức cường

độ âm

Ghi nhận công thức tính mứccường độ âm theo đơn vịđềxiben

Xem hình 10.6 và nhận xét vềphổ của một âm do nhiều nhạc

cụ khác nhau phát ra

Nêu lại ba đặc trưng vật lý củaâm

Tần số âm là một trong những đặctrưng vật lí quan trọng nhất của âm

2 Cường độ và mức cường độ âm

a) Cường độ âm

Cường độ âm I tại một điểm là đạilượng đo bằng năng lượng mà sóng âmtải qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm

đó, vuông góc với phương truyền sóngtrong một đơn vị thời gian

Đơn vị cường độ âm là W/m2

độ âm của âm có cường độ I

Với I0 = 10-12W/m2 cường độ âm chuẩncủa âm có tần số 1000Hz

Đơn vị của mức cường độ âm ben (B).Trong thực tế người ta thường dùng ước

số của ben là đêxiben (dB): 1dB = 0,1B Công thức tính mức cường độ âm theođơn vị đềxiben: L (dB) = 10lg

Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả cáchọa âm trong một nhạc âm ta được đồ thịdao động của nhạc âm đó

Đồ thị dao động âm là đặc trưng vật lýthứ ba của âm

Trang 32

Tiết 18 ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM

I MỤC TIÊU

- Nêu được ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc

- Nêu được ba đặc trưng vật lí của âm tương ứng với ba đặc trưng sinh lí của âm

- Giải thích được các hiện tượng thực tế liên quan đến các đặc trưng sinh lí của âm

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Ống sáo, đàn dây, âm thoa, …

2 Học sinh: Ôn các đặc trưng vật lí của âm.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ: Nêu 3 đặc trưng vật lí của âm.

Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hi u đ cao c a âm.ểu dao động cơ ộng cơ ủa dao động điều hòa

Giới thiệu độ cao của âm

Cho học sinh quan sát dao

động của dây 1 và dây 6 của

đàn ghita và rút ra kết luận

Quan sát dao động của dây 1

và dây 6 của đàn ghita và rút rakết luận

Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hi u đ to c a âm.ểu dao động cơ ộng cơ ủa dao động điều hòa

Giới thiệu độ to của âm

Đưa ra ví dụ cho thấy độ to

của âm phụ thuộc vào cường

độ âm, mức cường độ âm và

tần số của âm

Ghi nhận độ to của âm phụthuộc vào cường độ âm, mứccường độ âm và tần số của âm

II Độ to

Độ to của âm là một khái niệm nói vềđặc trưng sinh lí của âm gắn liền với vớiđặc trưng vật lí mức cường độ âm Tuy nhiên ta không thể lấy mức cường

độ âm làm số đo độ to của âm dược

Độ to của âm phụ thuộc vào cường độ

âm, mức cường độ âm và tần số của âm

Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hi u âm s c.ểu dao động cơ ắc lò xo

Nêu ví dụ cho thấy có thể

phân biệt được giọng nói của

từng người và âm phát ra của

các dụng cụ khác nhau

Yêu cầu học sinh xem hình

10.6 và rút ra kết luận

luận về khái niệm âm sắc

Yêu cầu học sinh nêu lại ba

đặc trưng sinh lý của âm

Ghi nhận tai có thể phân biệtđược giọng nói của từng người

và âm phát ra của các dụng cụkhác nhau

Xem hình 10.6 và rút ra kếtluận

Rút ra kết luận về khái niệm

Vậy, âm sắc là một đặc trưng sinh lícủa âm, giúp ta phân biệt âm do cácnguồn khác nhau phát ra Âm sắc có liênquan mật thiết với đồ thị dao động âm

32

Trang 33

Tiết 19 BÀI TẬP

Ngày soạn:17/10/2019 Ngày dạy: 23/10/2019

I MỤC TIÊU

- Giải được các câu trắc nghiệm và các bài tập tự luận về sóng dừng

- Giải được các câu trắc nghiệm về sóng âm

II CHUẨN BỊ

2 Học sinh: Ôn lại các kiến thức về sóng dừng và sóng âm.

Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt những kiến thức liên quan đến các bài tập cần giải:

+ Khoảng cách giữa hai nút sóng (hay hai bụng sóng) liên tiếp là

2



+ Điều kiện để có sóng dừng trên dây: hai đầu cố định: l = k

+ Ba đặc trưng vật lí của âm: Tần số, cường độ (hoặc mức cường độ) âm và đồ thị dao động của âm

+ Ba đặc trưng sinh lí của âm: độ cao, độ to và âm sắc Độ cao của âm liên quan đến tần số của âm, độ tocủa âm liên quan đến mức cường độ âm còn âm sắc thì liên quan đến đồ thị dao động âm

+ Cường độ âm: I = 2

4

P R

 ; mức cường độ âm: L = lg

0

I

I với I0 = 10-12 W/m2.

Yêu cầu học sinh viết các

công thức tính thời gian

truyền âm trong không khí

Tính bước sóng

Tính tần số dao động

Viết các công thức tínhthời gian truyền âm trongkhông khí và trong gang

l = 3

2

   =

3

2,1.23

2



l

= 0,8 (m) Tần số dao động: f =

8,0

Trang 34

và trong gang.

Cho học sinh viết điều kiện

bài cho, suy ra và thay số để

tính vận tốc truyền âm trong

gang

Yêu cầu học sinh tính công

suất của nguồn

Yêu cầu học sinh tính mức

cường độ âm tại nơi cách

nguồn một khoảng R’ = 1

km

Viết điều kiện bài cho, suy

ra và thay số để tính vận tốctruyền âm trong gang

Tính công suất của nguồn

Tính mức cường độ âm tạinơi cách nguồn 1000 m

Thời gian truyền âm trong gang: t2 =

 vg =

5,2.34025,951

340.25,951

v s

k k

  P = 4R2I = 125,6W

Dặn dò: Ôn tập chuẩn bị kiểm tra 1 tiết.

34

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	3,86 MB
File đính kèm	Giáo án vật lý 12 học kỳ 1.rar (497 KB)