GIÁO ÁN LÍ 12 CB (cả năm)

Chú ý Sgk Hoạt động 3 phút: Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà - Dao động điều hoà có tính tuần hoàn  từ đó ta có các định nghĩa - HS ghi nhận các định nghĩa

Trang 1

+ Định nghĩa dao động điều hoà.

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

- Viết được:

+ Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình

+ Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số

+ Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà

- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0

- Làm được các bài tập tương tự như Sgk

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

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

- Lấy các ví dụ về các vật dao động

trong đời sống: chiếc thuyền nhấp

nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung

động, màng trống rung động  ta nói

những vật này đang dao động cơ 

Như thế nào là dao động cơ?

- Khảo sát các dao động trên, ta nhận

thấy chúng chuyển động qua lại

không mang tính tuần hoàn  xét quả

lắc đồng hồ thì sao?

- Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc

không Nhưng nếu sau những khoảng

thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị

trí như cũ với vật tốc như cũ  dao

động tuần hoàn

- Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng

- Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ  dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn

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 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 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà

- Minh hoạ chuyển động tròn đều của

- P là hình chiếu của M lênOx

M

M0

P1

x P O

t

 +

Trang 2

- Nhận xét gì về dao động của P khi

M chuyển động?

- Khi đó toạ độ x của điểm P có

phương trình như thế nào?

- Có nhận xét gì về dao động của

điểm P? (Biến thiên theo thời gian

theo định luật dạng cos)

lượng cho phép ta xác định được gì?)

- Tương tự nếu biết ?

- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa

chuyển động tròn đều và dao động điều

hoà có mối liên hệ gì?

- Trong phương trình: x = Acos(t +

) ta quy ước chọn trục x làm gốc để

tính pha của dao động và chiều tăng

của pha tương ứng với chiều tăng của

góc POM trong chuyển động tròn 1

đều

- Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O

x = OMcos(t + )

- Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà  dao động của điểm P là dao động điều hoà

- Xác định được x tại thời điểmban đầu t0

- Một điểm dao động điều hoàtrên một đoạn thẳng luôn luôn

có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó

- Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với POM 1 0 (rad)

- Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với

x = Acos(t + )

Vậy: Dao động của điểm P

là dao động điều hoà

x = Acos(t + )+ x: li độ của dao động.+ A: biên độ dao động, là

xmax (A > 0)+ : tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s.+ (t + ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị

là rad

+ : pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm

4 Chú ý (Sgk)

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà

- Dao động điều hoà có tính tuần

hoàn  từ đó ta có các định nghĩa

- HS ghi nhận các định nghĩa

về chu kì và 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) của

dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần

Biªn so¹n vµ gi¶ng d¹y: Lª Träng Duy

Trang 3

- Trong chuyển động tròn đều giữa

tốc độ góc , chu kì T và tần số có

mối liên hệ như thế nào?

T



+ 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 trong một giây + Đơn vị của f là 1/s gọi là

Héc (Hz).

2 Tần số góc

- Trong dao động điều hoà

 gọi là tần số góc Đơn vị

là rad/s

T



Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li

độ theo thời gian  biểu thức?

 Có nhận xét gì về v?

- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận

tốc theo thời gian  biểu thức?

- Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều

gì?

x = Acos(t + )

 v = x’ = -Asin(t + )

- Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với

li độ

 a = v’ = -2Acos(t + )

- Gia tốc luôn ngược dấu với

li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB)

IV Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà

1 Vận tốc

v = x’ = -Asin(t + )

- Ở vị trí biên (x = A):

 v = 0

- Ở VTCB (x = 0):

 |vvmax|v = A

2 Gia tốc

a = v’ = -2Acos(t + )

= -2x

- Ở vị trí biên (x = A):

 |vamax|v = -2A

- Ở VTCB (x = 0):

 a = 0

Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà

- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao

động điều hoà x = Acost ( = 0)

- Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là

một đường hình sin, vì thế người ta

gọi dao động điều hoà là dao động

hình sin.

- HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV

V Đồ thị trong dao động điều hoà

Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà.

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Ghi những chuẩn bị cho bài sau

IV RÚT KINH NGHIỆM

A

t 0

x

A



2

T

3 2

T

Trang 4

CON LẮC LÒ XO TiÕt theo ppct:

Gi¸o ¸n gi¶ng d¹y t¹i líp:

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

- Viết được:

+ Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà

+ Công thức tính chu kì của con lắc lò xo

+ Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo

- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà

- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động

- Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược

chuyển động trên đêm không khí

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

Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ.

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

- Minh hoạ con lắc lò xo trượt trên

một mặt phẳng nằm ngang không ma

sát và Y/c HS cho biết gồm những gì?

- HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo

- HS trình bày minh hoạ chuyển động của vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay

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 xokhông bị biến dạng

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

- Vật chịu tác dụng của những lực

nào?

- Ta có nhận xét gì về 3 lực này?

- Trọng lực P, phản lực N của mặt phẳng, và lực đàn hồi

F của lò xo

- Vì P N 0 nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồicủa lò xo

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

Trang 5

- Khi con lắc nằm ngang, li độ x và

độ biến dạng l liên hệ như thế nào?

- Giá trị đại số của lực đàn hồi?

vào vật trong quá trình chuyển động

- Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là

a = -2x  dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà

- Đối chiếu để tìm ra công thức  và T

- Lực đàn hồi luôn hướng về VTCB

- Vì P N 0  F ma 

Do vậy: a k x

m



3 - Dao động của con lắc

lò xo là dao động điều hoà

- Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo

k m

lệ với li độ

Hoạt động 4 ( phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng.

- Khi dao động, động năng của con

lắc lò xo (động năng của vật) được

xác định bởi biểu thức?

- Khi con lắc dao động thế năng của

con lắc được xác định bởi biểu thức

nào?

- Xét trường hợp khi không có ma sát

 cơ năng của con lắc thay đổi như

thế nào?

- Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế

nào với A?

2 ñ

1W

t

3 Cơ năng của con lắc lò

xo Sự bảo toàn cơ năng

a Cơ năng của con lắc lò

- Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn

Trang 6

Hoạt động 5 ( phút):

- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

Trang 7

- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn.

- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà Viết được công thức tính chu kì dao độngcủa con lắc đơn

- Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn

- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn

- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động

- Giải được bài tập tương tự như ở trong bài

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn.

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

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn

- Mô tả cấu tạo của con lắc đơn

- Khi ta cho con lắc dao động, nó sẽ

dao động như thế nào?

- Ta hãy xét xem dao động của con

lắc đơn có phải là dao động điều hoà?

- HS thảo luận để đưa ra định nghĩa về con lắc đơn

- Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng 

vị trí cân bằng

I Thế nào là con lắc đơn

1 Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây khôngdãn, khối lượng không đáng kể, dài l

2 VTCB: dây treo có phương thẳng đứng

Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.

- HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ …

- Con lắc chịu tác dụng của hai lực T và P

- P.tích P P Pt  n T P nkhông làm thay đổi tốc độ của

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 OCM hay bởi li độ cong

T 

P

tP

s = lαC

Trang 8

- Con lắc chịu tác dụng của những lực

nào và phân tích tác dụng của các lực

đến chuyển động của con lắc

- Dựa vào biểu thức của lực kéo về 

nói chung con lắc đơn có dao động

điều hoà không?

- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để

sinα   (rad) Khi đó  tính như

thế nào thông qua s và l

- Ta có nhận xét gì về lực kéo về

trong trường hợp này?

- Trong công thức mg/l có vai trò là

gì?

 l

g có vai trò gì?

- Dựa vào công thức tính chu kì của

con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của

s = l  s

l

 

- Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s)  dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà

- Có vai trò là k

 l

g có vai trò

m k

2 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 giá trị:

Pt = -mg.sinα

NX: Dao động của con lắc

đơn nói chung không phải

là dao động điều hoà

- Nếu  nhỏ thì sinα   (rad), khi đó:

Vậy, khi dao động nhỏ

(sin   (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì:

Hoạt động 4 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng.

- Trong quá trình dao động, năng

lượng của con lắc đơn có thể có ở

những dạng nào?

- Động năng của con lắc là động năng

của vật được xác định như thế nào?

- Biểu thức tính thế năng trọng

trường?

- Trong quá trình dao động mối quan

hệ giữa Wđ và Wt như thế nào?

- Công thức bên đúng với mọi li độ

góc (không chỉ trong trường hợp 

nhỏ)

- HS thảo luận từ đó đưa ra được: động năng và thế năng trọng trường

- HS vận dụng kiến thức cũ đểhoàn thành các yêu cầu

Wt = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z = l(1 - cos)

 Wt = mgl(1 - cos)

- Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng được bảo toàn

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

1 Động năng của con lắc

2 ñ

1W

2mv



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

Wt = mgl(1 - cos)

3 Nếu bỏ qua mọi ma sát,

cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn

cos2

Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn.

- Y/c HS đọc các ứng dụng của con

lắc đơn

- Hãy trình bày cách xác định gia tốc

rơi tự do?

- HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu các ứng dụng của con lắc đơn

+ Đo chiều dài l của con lắc

+ Đo thời gian của số dao động toàn phần  tìm T

IV Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do

- Đo gia tốc rơi tự do

2 2

4 l

g T





Trang 9

+ Tính g theo: g 4 l22

T





Trang 10

DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộnghưởng

- Nêu được điều kiện để 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 giảibài tập tương tự như ở trong bài

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại.

2 Học sinh: Ôn tập về cơ năng của con lắc: 1 2 2

2

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về dao động tắt dần.

- Khi không có ma sát tần số dao

- Ta gọi những dao động như thế là

dao động tắt dần  như thế nào là

- Biên độ dao động giảm dần

 đến một lúc nào đó thì dừng lại

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để đưa ra nhận xét

- Do chịu lực cản không khí (lực ma sát)  W giảm dần (cơ  nhiệt)

- HS nêu ứng dụng

- Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (f0) Gọi là tần

số riêng vì nó chỉ pthuộc vàocác đặc tính của con lắc

I Dao động tắt dần

1 Thế nào là dao động tắt dần

- Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

2 Giải thích

- Do lực cản của môi trường

3 Ứng dụng (Sgk)

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về dao động duy trì

- Thực tế dao động của con lắc tắt dần

 làm thế nào để duy trì dao động (A

không đổi mà không làm thay đổi T)

- Dao động của con lắc được duy trì

nhờ cung cấp phần năng lượng bị mất

từ bên ngoài, những dao động được

duy trì theo cách như vậy gọi là dao

động duy trì

- Sau mỗi chu kì cung cấp cho

nó phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát

II Dao động duy trì

1 Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì

Trang 11

- Minh hoạ về dao động duy trì của

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về dao động cưỡng bức

- Ngoài cách làm cho hệ dao động

không tắt dần  tác dụng một ngoại

lực cưỡng bức tuần hoàn, lực này

cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và cho biết

các đặc điểm của dao động cưỡng

III Dao động cưỡng bức

1 Thế nào là dao động cưỡng bức

- Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức

fo Khi fcb càng gần fo thì A càng lớn

Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng cộng hưởng

- Trong dao động cưỡng bức khi fcb

càng gần fo thì A càng lớn Đặc biệt,

khi fcb = f0  A lớn nhất  gọi là hiện

tượng cộng hưởng

- Dựa trên đồ thị Hình 4.4 cho biết

nhận xét về mối quan hệ giữa A và

lực cản của môi trường

- Tại sao khi fcb = f0 thì A cực đại?

- Y/c HS nghiên cứu Sgk để tìm hiểu

tầm quan trọng của hiện tượng cộng

- HS nghiên cứu Sgk và trả lờicác câu hỏi

+ Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe …

+ Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon …

IV Hiện tượng cộng hưởng

1 Định nghĩa

- Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đếnbằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượngcộng hưởng

- Điều kiện fcb = f0

2 Giải thích (Sgk)

3 Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng+ Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu,

bệ máy, khung xe …+ Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon …

Trang 12

TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ

PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN TiÕt theo ppct:

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 củahai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

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 2 ( phút): Tìm hiểu về vectơ quay

- Ở bài 1, khi điểm M chuyển động

tròn đều thì hình chiếu của vectơ vị

trí OM lên trục Ox như thế nào?

- Cách biểu diễn phương trình dao

động điều hoà bằng một vectơ quay

được vẽ tại thời điểm ban đầu.

OM có:

+ Gốc: tại O

+ Độ dài OM = A

+ (OM ,Ox)(Chọn chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác)

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu phương pháp giản đồ Fre-nen

- Giả sử cần tìm li độ của dao động

tổng hợp của hai dao động điều hoà

điểm nó dễ dàng khi A1 = A2 hoặc rơi

vào một số dạng đặc biệt  Thường

dùng phương pháp khác thuận tiện hơn

- Y/c HS nghiên cứu Sgk và trình bày

phương pháp giản đồ Fre-nen

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

Trang 13

- Hình bình hành OM1MM2 bị biến

dạng không khi OM 1và OM 2quay?

 Vectơ OM cũng là một vectơ quay

với tốc độ góc  quanh O

- Ta có nhận xét gì về hình chiếu của

OM với OM 1và OM 2lên trục Ox?

 Từ đó cho phép ta nói lên điều gì?

- HS hoạt động theo nhóm và lên bảng trình bày kết quả củamình

- Vectơ OM là một vectơ quay với tốc độ góc  quanh O

- Mặc khác: OM = OM1 + OM 2

 OM biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp:

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha đến dao động tổng hợp

- Từ công thức biên độ dao động tổng

hợp A có phụ thuộc vào độ lệch pha

4 Ví dụcos

cos

2

x t cm

y

x O

Trang 14

- Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.

Trang 15

Tiết: 0 Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG

CỦA CON LẮC ĐƠN TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- 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 đã biết để suy ra định

luật mới 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

giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới

Biết dùng phương pháp thực nghiệm để:

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

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

g



 với g =9,8m/s2, từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn Ứng dụng kếtquả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm

2 Kĩ năng:

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

- Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số Xử lí số liệubằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra côngthức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kìdao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm

3 Thái độ:

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 50g

- Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01s, cộng thêm sai số chủ quan của người

đo là 0,2s thì sai số của phép đo sẽ là t = 0,01s + 0,2s = 0,21s Thí nghiệm với con lắc đơn có chu

kì T  1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t  10s, thì sai số phạm phải là:

T với sai số  0,001s

2 Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần:

- Đọc kĩ bài thực hành để định rõ 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 ởphần báo cáo thực hành trong Sgk

Trang 16

Trang 17

Chương II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

- Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ

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

- 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

- Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ

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

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả về sóng ngang, sóng dọc và sự truyền của sóng.

2 Học sinh: Ôn lại các bài về dao động điều hoà.

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sóng cơ

- Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí

nghiệm

- Khi O dao động ta trông thấy gì trên

mặt nước?

 Điều đó chứng tỏ gì?

(Dao động lan truyền qua nước gọi là

sóng, nước là môi trường truyền sóng)

- Khi có sóng trên mặt nước, O, M

dao động như thế nào?

- Sóng truyền từ O đến M theo

phương nào?

 Sóng ngang

- Tương tự như thế nào là sóng dọc?

(Sóng truyền trong nước không phải

là sóng ngang Lí thuyết cho thấy

rằng các môi trường lỏng và khí chỉ

có thể truyền được sóng dọc, chỉ môi

trường rắn mới truyền được cả sóng

dọc và sóng ngang Sóng nước là một

- HS quan sát kết quả thí nghiệm

- Những gợn sóng tròn đồng tâm phát đi từ O

 Sóng truyền theo các phương khác nhau với cùng một tốc độ v

- Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng

- Theo phương nằm ngang

- Tương tự, HS suy luận để trảlời

I Sóng cơ

1 Thí nghiệm

a Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động  M vẫn bất động

b S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động  M dao động

3 Sóng ngang

- Là sóng cơ trong đó phương dao động (của chấtđiểm ta đang xét)  với phương truyền sóng

4 Sóng dọc

- Là sóng cơ trong đó phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng

M

S O

Trang 18

trường hợp đặc biệt, do có sức căng

mặt ngoài lớn, nên mặt nước tác dụng

như một màng cao su, và do đó cũng

truyền được sóng ngang)

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về sự truyền sóng cơ.

(Biến dạng của dây, gọi là một xung

sóng, truyền tương đối chậm vì dây

mềm và lực căng dây nhỏ)

 Biến dạng truyền trên dây thuộc

loại sóng gì đã biết?

- Y/c HS hoàn thành C2

- Trong thí nghiệm 7.2 nếu cho đầu A

dao động điều hoà  hình dạng sợi

dây ở cá thời điểm như hình vẽ 7.3 

có nhận xét gì về sóng truyền trên

dây?

- Sau thời gian T, điểm A1 bắt đầu

dao động giống như A, dao động từ

A1 tiếp trục truyền xa hơn

- Xét hai điểm cách nhau một khoảng

, ta có nhận xét gì về hai điểm này?

(Trạng thái dao động của M giống

như trạng thái dao động của A trước

đó một thời gian t)

- Hướng dẫn HS biến đổi biểu thức

sóng tại M thông qua 2

T



  và  = vT

- Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây

- HS suy nghĩ và vận dụng kiến thức để trả lời

- Không đổi, chuyển động cùng chiều, cùng v

x t v

 

uM = Acos(t - t)

II Sự truyền sóng cơ

1 Sự truyền của một biến dạng

- Gọi x và t là quãng đường và thời gian truyền biến dạng, tốc độ truyền của biến dạng:

x v t





2 Sự truyền của một sóng hình sin

- Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:

 = AA1 = v.t

- Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng

- Hai đỉnh liên tiếp cách nhau một khoảng  không

đổi,  gọi là bước sóng.

- Hai điểm cách nhau một khoảng  thì dao động cùng pha

v

 

- Phương trình dao động của M là:

uM = Acos(t - t)cos

Trang 19

sóng hình sin theo trục x.

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng

- Sóng được đặc trưng bởi các đại

lượng A, T (f),  và năng lượng sóng

- Dựa vào công thức bước sóng  có

thể định nghĩa bước sóng là gì?

Lưu ý: Đối với mỗi môi trường , tốc

độ sóng v có một giá trị không đổi,

chỉ phụ thuộc môi trường

- Cũng như năng lượng dao động W ~

hàm cosin hai biến độc lập t và x Mà

hàm cosin là một hàm tuần tuần 

phương trình sóng là một hàm tuần

hoàn

+ Với một điểm xác định (x = const)

 uM là một hàm cosin của thời gian

t TTDĐ ở các thời điểm t + T, t + 2T

… hoàn toàn giống như TTDĐ của nó

ở thời điểm t

+ Với một thời điểm (t = conts) là

một hàm cosin của x với chu kì 

TTDĐ tại các điểm có x + , x + 2

hoàn toàn giống TTDĐ tại điểm x

- Mô tả thí nghiệm quan sát sự truyền

- HS ghi nhận tính tuần hoàn của sóng

- HS dựa vào hình vẽ 7.4 và ghi nhận sự truyền của sóng dọc trên lò xo

- Ghi nhận về sự truyền sóng dọc trên lò xo ống

4 Các đặc trưng của sóng

- Biên độ A của sóng

- Chu kì T, hoặc tần số f của sóng, với f 1

T

- Bước sóng , với

v vT f

- Năng lượng sóng: là nănglượng dao động của các phần tử của môi trường màsóng truyền qua

5 Tính tuần hoàn của sóng

- Phương trình sóng là mộthàm tuần hoàn

6 Trường hợp sóng dọc

- Sóng truyền trên một lò

xo ống dài và mềm: các vòng lò xo đều dao động ở hai bên VTCB của chúng, nhưng mỗi vòng dao động muộn hơn một chút so với vòng ở trước nó

Trang 20

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

2 Kĩ năng: Vận dụng được các công thức 8.2, 8.3 Sgk để giải các bài toán đơn giản về hiện tượng

giao thoa

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Thí nghiệm hình 8.1 Sgk.

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

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Mô tả thí nghiệm và làm thí nghiệm

hình 8.1

- HS ghi nhận dụng cụ thí nghiệm và quan sát kết quả thínghiệm

- HS nêu các kết quả quan sát được từ thí nghiệm

- Những điểm không dao độngnằm trên họ các đường

hypebol (nét đứt) Những điểm dao động rất mạnh nằm trên họ các đường hypebol (nét liền) kể cả đường trung trực của S1S2

- Hai họ các đường hypebol này xen kẽ nhau như hình vẽ

Lưu ý: Họ các đường hypebol

này đứng yên tại chỗ

I Sự giao thoa của hai sóng mặt nước

- Gõ cho cần rung nhẹ:+ Trên mặt nước xuất hiện những loạt gợn sóng cố định có hình các đường hypebol, có cùng tiêu điểm

S1 và S2 Trong đó:

* Có những điểm đứng yênhoàn toàn không dao động

* Có những điểm đứng yêndao động rất mạnh

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về cực đại và cực tiểu giao thoa.

có hiệu số pha không phụ thuộc thời

gian (lệch pha với nhau một lượng

không đổi) gọi là hai nguồn kết hợp

- Vì S1, S2 cùng được gắn vào cần rung  cùng A, f và 

- HS ghi nhận các khái niệm 2nguồn kết hợp, 2 nguồn đồng

- Hai nguồn đồng bộ: phát sóng có cùng f và 

- Hai nguồn kết hợp: phát sóng có cùng f và có hiệu

số pha không phụ thuộc

Trang 21

- Nếu phương trình sĩng tại S1 và S2

là: u = Acost

 Phương trình mỗi sĩng tại M do S1

và S2 gởi đến cĩ biểu thức như thế

thuộc yếu tố nào?

- Những điểm dao động với biên độ

cực đại là những điểm nào?

- Hướng dẫn HS rút ra biểu thức cuối

cùng

- Y/c HS diễn đạt điều kiện những

điểm dao động với biên độ cực đại

- Quỹ tích những điểm dao động với

biên độ cực đại và những điểm đứng

yên?

1hoặc

thời gian

- Hai sĩng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sĩng kết hợp

- Xét điểm M trên mặt nước cách S1, S2 những khoảng d1, d2

- Biên độ của dao động tại M:

a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực

đại giao thoa)

d2 – d1 = k

Với k = 0, 1, 2…

b Những điểm đứng yên, hay là cĩ dao động triệt tiêu (cực tiểu giao thoa).

12

d2 – d1 = hằng số

Đĩ là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2

Trang 22

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về hiện tượng giao thoa

- Qua hiện tượng trên cho thấy, hai

sóng khi gặp nhau tại M có thể luôn

luôn hoặc tăng cường lẫn nhau, hoặc

triệt tiêu lẫn nhau tuỳ thuộc vào 

hoặc  giữa hai sóng tại M

- Hiện tượng đặc trưng nghĩa là sao?

- HS ghi nhận về hiệu số pha hiện tượng giao thoa

- Nghĩa là mọi quá trình sóng đều có thể gây là hiện tượng giao thoa và ngược lại quá trình vật lí nào gây được sự giao thoa cũng tất yếu là một quá trình sóng

III Hiện tượng giao thoa

- Hiệu số pha giữa hai sóngtại M

- Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sóng

- Các đường hypebol gọi là

vân giao thoa của sóng

mặt nước

Trang 23

SÓNG DỪNG TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

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

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

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong 2 trường hợp trên

2 Kĩ năng: Giải được một số bài tập đơn giản về sóng dừng.

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Chuẩn bị các thí nghiệm hình 9.1, 9.2Sgk.

2 Học sinh: Đọc kĩ bài 9 Sgk, nhất là phần mô tả các thí nghiệm trước khi đến lớp.

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sự phản xạ của sóng

- Mô tả thí nghiệm, làm thí nghiệm

với dây nhỏ, mềm, dài một đầu cố

định kết hợp với hình vẽ 9.1

- Vật cản ở đây là gì?

- Nếu cho S dao động điều hoà thì sẽ

có sóng hình sin lan truyền từ A  P

- Tương tự nếu cho

S dao động điều hoà

thì có sóng hình sin lan truyền từ trên

dây  Ta có nhận xét gì về pha của

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng bị đổi chiều

- Là đầu dây gắn vào tường

- Luôn luôn ngược pha với sóng tới tại điểm đó

- HS ghi nhận, quan sát và nêunhận xét:

+ Khi gặp vật cản tự do sóng cũng bị phản xạ

+ Sau khi phản xạ ở P biến dạng không bị đổi chiều

- Là đầu dây tự do

- Luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ

I Sự phản xạ của sóng

1 Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

- Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ

- Khi phản xạ trên vật cản

cố định, biến dạng bị đổi chiều

- Vậy, khi phản xạ trên vật

cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ

2 Phản xạ của sóng trên vật cản tự do

P

Trang 24

- Ta biết sóng tới và sóng phản xạ

thoả mãn điều kiện sóng kết hợp 

Nếu cho đầu A của dây dao động liên

- Dựa trên hình vẽ, vị trí các nút liên

hệ như thế nào với ?

- Khoảng cách hai nút liên tiếp cách

nhau khoảng bao nhiêu?

- Khoảng cách giữa một nút và bụng

kết tiếp cách nhau khoảng bao nhiêu?

- Vị trí các bụng cách A và P những

khoảng bằng bao nhiêu?

- Hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng

trường hợp này liên hệ với nhau như

- Trên dây xuất hiện những điểm luôn luôn dao đứng yên

và những điểm luôn luôn dao động với biên độ lớn nhất

- HS ghi nhận các khái niệm

và định nghĩa sóng dừng

- Vì A và P là hai điểm cố định  là hai nút dao động

- HS dựa trên hình vẽ để xác định

Số nút = số bụng + 1

- Vì hai đầu cố định là nút nênchiều dài dây phải bằng một

số nguyên lần nửa bước sóng

- HS dựa vào hình vẽ minh hoạ để trả lời các câu hỏi của GV

- Số nút = số bụng

II Sóng dừng

- Sóng tới và sóng phản xạ,nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo thànhmột hệ sóng dừng

+ Những điểm luôn luôn

đứng yên là những nút dao động.

+ Những điểm luôn luôn daođộng với biên độ lớn nhất là những bụng dao động

- Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và bụng dao động

a Đầu A cố định là nút, đầu

P tự do là bụng dao động

b Hai nút liên tiếp hoặc hai bụng liên tiếp cách nhau khoảng

Trang 25

Trang 26

ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM

TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- Trả lời được các câu 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 3 đặc trưng vật lí của âm là tần số âm, cường độ và mức cường độ âm, đồ thị dao động

âm, các khái niệm âm cơ bản và hoạ âm

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Làm các thí nghiệm trong bài 10 Sgk.

2 Học sinh: Ôn lại định nghĩa các đơn vị: N/m2, W, W/m2…

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về âm, nguồn âm

- Âm là gì?

+ Theo nghĩa hẹp: sóng truyền trong

các môi trường khí, lỏng, rắn  tai 

màng nhĩ dao động  cảm giác âm

màng nhĩ dao động, gây ra cảm giác

âm  gọi là âm nghe được hay âm

thanh

- Tai người không nghe được hạ âm

và siêu âm Nhưng một số loài vật có

thể nghe được hạ âm (voi, chim bồ

câu…) và siêu âm (dơi, chó, cá heo…)

- Đọc thêm phần “Một số ứng dụng

của siêu âm Sona”

- Mô tả thí nghiệm kiểm chứng

- Âm truyền được trong các môi

trường nào?

- Tốc độ âm truyền trong môi trường

nào là lớn nhất? Nó phụ thuộc vào

những yếu tố nào?

- Những chất nào là chất cách âm?

- Dựa vào bảng 10.1 về tốc độ âm

- HS nghiên cứu Sgk và thảo luận để trả lời

- Những vật phát ra được âm

- Dây đàn, ống sáo, cái âm thoa, loa phóng thanh, còi ôtô,

xe máy…

âm nghe được, hạ âm và siêu âm

- HS ghi các yêu cầu về nhà

- Rắn, lỏng, khí Không truyềnđược trong chân không

- Rắn > lỏng > khí Phụ thuộc vào mật độ, tính đàn hồi, nhiệt

độ của môi trường

- Các chất xốp như bông, len…

I Âm, nguồn âm

1 Âm là gì

- Sóng âm là các sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn

3 Âm nghe được, hạ âm

và siêu âm

- Âm nghe được (âm

thanh) có tần số từ 16  20.000 Hz

a Môi trường truyền âm

- Âm truyền được qua các môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không

Trang 27

trong một số chất  cho ta biết điều

gì?

- Trong mỗi môi trường, sóng

âm truyền với một tốc độ hoàn toàn xác định

b Tốc độ âm

- Trong mỗi môi trường,

âm truyền với một tốc độ xác định

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về những đặc trưng vật lí của âm

- Trong các âm thanh ta nghe được,

tiêu biểu của nhạc âm

- Tần số âm cũng là tần số của nguồn

phát âm

- Sóng âm mang năng lượng không?

- Dựa vào định nghĩa  I có đơn vị là

gì?

- Fechner và Weber phát hiện:

+ Âm có cường độ I = 100I0 chỉ

“nghe to gấp đôi” âm có cường độ I0

+ Âm có cường độ I = 1000I0 chỉ

“nghe to gấp ba” âm có cường độ I0

- I (W/m2)

- HS nghiên cứu và ghi nhận mức cường độ âm

âm cơ bản và hoạ âm từ đó xác định đặc trưng vật lí thứ

2 Cường độ âm và mức cường độ âm

a Cường độ âm (I)

là mức cường độ âm của

âm I (so với âm I0)

- Ý nghĩa: Cho biết âm I

nghe to gấp bao nhiêu lần

âm I0

- Đơn vị: Ben (B)

- Thực tế, người ta thường dùng đơn vị đêxiben (dB)

11

10

0( ) 10 lg I

âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0 …

có cường độ khác nhau.+ Âm có tần số f0 gọi là âm

cơ bản hay hoạ âm thứ nhất.

+ Các âm có tần số 2f0, 3f0,4f0 … gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ tư

- Tổng hợp đồ thị của tất cả

các hoạ âm ta được đồ thị

Trang 28

dao động của nhạc âm đó.

Trang 29

ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- Nêu được ba

3 Thái độ: đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc.

- Nêu được ba đặc trưng vật lí 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

2 Kĩ năng:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên: Các nhạc cụ như sáo trúc, đàn để minh hoạ mối liên quan giữa các tính chất sinh lí

và vật lí

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

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về độ cao của âm

-Hai ca sĩ một nam một nữ cùng hát

một câu hát, nhưng thường thì giọng

nam trầm hơn giọng nữ Cảm giác về

sự trầm bổng của âm được mô tả

bằng khái niệm độ cao của âm.

- Thực nghiệm, âm có tần số càng lớn

thì nghe càng cao, âm có tần số càng

nhỏ thì nghe càng trầm

- Chú ý: Tần số 880Hz thì gấp đôi tần

số 440Hz nhưng không thể nói âm có

tần số 880Hz cao gấp đôi âm có tần

số 440Hz

- HS đọc Sgk và ghi nhận đặc trưng sinh lí của âm là độ cao I Độ cao- Độ cao của âm là một đặc

trưng sinh lí của âm gắn liền với tần số âm

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về độ to của âm

- Thực nghiệm, âm có I càng lớn 

nghe càng to

- Tuy nhiên, Fechner và Weber chứng

minh rằng cảm giác về độ to của âm

lại không tỉ lệ với I mà tỉ lệ với mức

cường độ âm

- Lưu ý: Ta không thể lấy mức cường

độ âm làm số đo độ to của âm Vì các

hạ âm và siêu âm vẫn có mức cường

độ âm, nhưng lại không có độ to

- HS nghiên cứu Sgk và ghi nhận đặc trưng sinh lí của âm

lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm

- Lưu ý: Ta không thể lấy

mức cường độ âm làm số

đo độ to của âm

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về âm sắc

- Ba ca sĩ cùng hát một câu hát ở cùng - HS nghiên cứu Sgk và ghi III Âm sắc

Trang 30

một độ cao  dễ dàng phân biệt được

đâu là giọng của ca sĩ nào Tương tự

như một chiếc đàn ghita, một chiếc

đàn viôlon và một chiếc kèn săcxô 

Sỡ dĩ phân biệt được ba âm đó vì

chúng có âm sắc khác nhau

- Nhìn vào đồ thị dao động hình 10.6,

ta có nhận xét gì?

- Y/c HS nghiên cứu ở Sgk cơ chế

hoạt động của đàn oocgan

nhận đặc trưng sinh lí của âm

là âm sắc

- Đồ thị dao động có dạng khác nhau nhưng có cùng T

- HS đọc Sgk để tìm hiểu

- Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồnkhác nhau phát ra Âm sắc

có liên quan mật thiết với

đồ thị dao động âm

- Đọc thêm bài: “Vài khái niệm vật lí

Trang 31

Chương III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

- Phát biểu được định nghĩa dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức tức thời của dòng điện xoay chiều

- Nêu được ví dụ về đồ thị của cường độ dòng điện tức thời, chỉ ra được trên đồ thị các đại lượngcường độ dòng điện cực đại, chu kì

- Giải thích tóm tắt nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Viết được biểu thức của công suất tức thời của dòng điện xoay chiều chạy qua một điện trở

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của I, U

2 Kĩ năng:

3 Thái độ:

II CHUẨN BỊ

1 Giáo viên:

- Mô hình đơn giản về máy phát điện xoay chiều

- Sử dụng dao động kí điện tử để biểu diễn trên màn hình đồ thị theo thời gian của cường độ dòngđiện xoay chiều (nếu có thể)

2 Học sinh: Ôn lại:

- Các khái niệm về dòng điện một chiều, dòng điện biến thiên và định luật Jun

- Các tính chất của hàm điều hoà (hàm sin hay cosin)

Hoạt động 1 ( phút): Giới thiệu về những nội dung chính trong chương III

- Các nội dung chính trong chương:

+ Các tính chất của dòng điện xoay chiều

+ Các mạch điện xoay chiều cơ bản; mạch R, L, C nối tiếp; phương pháp giản đồ Fre-nen

+ Công suất của dòng điện xoay chiều

+ Truyền tải điện năng; biến áp

+ Các máy phát điện xoay chiều; hệ ba pha

+ Các động cơ điện xoay chiều

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu các khái niệm về dòng điện xoay chiều

- Dòng điện 1 chiều không đổi là gì?

 Dòng điện xoay chiều hình sin

- Dựa vào biểu thức i cho ta biết điều

- Cường độ dòng điện tại thời điểm t

- Là dòng điện có cường

độ biến thiên tuần hoàn vớithời gian theo quy luật của hàm số sin hay cosin, với dạng tổng quát:

i = Imcos(t + )

* i: giá trị của cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là giá trị tức thời

của i (cường độ tức thời).

Trang 32

* : pha ban đầu

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn,

khép kín, quay quanh trục cố định

đồng phẳng với cuộn dây đặt trong từ

trường đều B có phương  với trục

quay

- Biểu thức từ thông qua diện tích S

đặt trong từ trường đều?

- Ta có nhận xét gì về suất điện động

cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây?

- Ta có nhận xét gì về về cường độ

dòng điện xuất hiện trong cuộn dây?

 Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay

chiều?

- Thực tế ở các máy phát điện người

ta để cuộn dây đứng yên và cho nam

châm (nam châm điện) quay trước

cuộn dây đó Ở nước ta f = 50Hz

- Dùng máy phát điện xoay chiều, dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

- Xét một cuộn dây dẫn dẹthình tròn, khép kín, quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây đặt

trong từ trường đều B có phương  với trục quay

- Giả sử lúc t = 0,  = 0

- Lúc t > 0   = t, từ thông qua cuộn dây:

 = NBScos = NBScost với N là số vòng dây, S là diện tích mỗi vòng

-  biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng:

Vậy, trong cuộn dây xuất

hiện dòng điện xoay chiều với tần số góc  và cường

độ cực đại:

m

NBS I

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về giá trị hiện dụng







Trang 33

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản

- Dòng điện xoay chiều cũng có tác

dụng nhiệt như dòng điện một chiều

- Ta có nhận xét gì về công suất p?

 do đó có tên công suất tức thời

- Cường độ hiệu dụng là gì?

- Do vậy, biểu thức hiệu điện thế hiệu

dung, suất điện động hiệu dụng cho

bởi công thức như thế nào?

- Lưu ý: Sử dụng các giá trị hiệu dụng

đa số các công thức đối với AC sẽ có

dùng dạng như các công thức tương

ứng của DC

+ Các số liệu ghi trên các thiết bị điện

là các giá trị hiệu dụng

+ Các thiết bị đo đối với mạch điện

xoay chiều chủ yếu cũng là đo giá trị

hiệu dụng

- HS ghi nhận giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều

- p biến thiên tuần hoàn theo thời gian

III Giá trị hiệu dụng

- Cho dòng điện xoay chiều i = Imcos(t + ) chạy qua R, công suất tức thời tiêu thụ trong R

P = RI2

Nếu ta đặt:

2 2

Giá trị hiệu dụng

Giá trị cực đại

=

Trang 34

CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều thuần điện trở

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa tụ điện

- Phát biểu được tác dụng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều

- Phát biểu được định luật Ôm đối với đoạn mạch điện xoay chiều chỉ chứa cuộn cảm thuần

- Phát biểu được tác dụng của cuộn cảm thuần trogn mạch điện xoay chiều

- Viết được công thức tính dung kháng và cảm kháng

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu mối quan hệ giữa i và u trong mạch điện xoay chiều

- Biểu thức của dòng điện xoay chiều

- Trình bày kết quả thực nghiệm và lí

thuyết để đưa ra biểu thức điện áp hai

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở

- Xét mạch điện xoay chiều chỉ có R - Biến thiên theo thời gian t I Mạch điện xoay chiều

Trang 35

- Trong mạch lúc này sẽ có i  dòng

điện này như thế nào?

- Tuy là dòng điện xoay chiều, nhưng

tại một thời điểm, dòng điện i chạy

theo một chiều xác định Vì đây là

dòng điện trong kim loại nên theo

định luật Ohm, i và u tỉ lệ với nhau

- Y/c HS phát biểu định luật Ohm đối

với dòng điện một chiều trong kim

loại

(dòng điện xoay chiều)

- Theo định luật Ohm

u i R

1 Định luật Ohm đối với

mạch điện xoay chiều: Sgk

2 u và i cùng pha.

Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

- GV làm thí nghiệm như sơ đồ hình

13.3 Sgk

- Ta có nhận xét gì về kết quả thu

được?

- Ta nối hai đầu tụ điện vào một

nguồn điện xoay chiều để tạo nên

điện áp u giữa hai bản của tụ điện

- Có hiện tượng xảy ra ở các bản của

tụ điện?

- Giả sử trong nửa chu kì đầu, A là

cực dương  bản bên trái của tụ sẽ

+ Tụ điện không cho dòng điện một chiều đi qua

+ Tụ điện cho dòng điện xoay chiều “đi qua”

- HS theo hướng dẫn của GV

để khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

- Tụ điện sẽ được tích điện

- Bản bên trái tích điện dương

- Biến thiên theo thời gian t

- HS ghi nhận cách xác định i trong mạch

q i t

2 Khảo sát mạch điện xoay chiều chỉ có tụ điện

a - Đặt điện áp u giữa hai bản của tụ điện:

- Sau khoảng thời gian t, điện tích trên bản tăng q

- Cường độ dòng điện ở thời điểm t:

~

u i

R

~

u i

C

Trang 36

thành gì?

- Ta nên đưa về dạng tổng quát i =

Imcos(t + ) để tiện so sánh, –sin

 cos

- Nếu lấy pha ban đầu của i bằng 0 

biểu thức của i và u được viết lại như





- Dựa vào biểu thức của u và i, ta có

nhận xét gì?

- Nói cách khác: Trong mạch điện

xoay chiều, tụ điện là phần tử có tác

dụng làm cho cường độ dòng điện tức

thời sớm pha /2 so với điện áp tức

thời

- Dựa vào biểu thức định luật Ohm,

ZC có vai trò là điện trở trong mạch

chứa tụ điện  hay nói cách khác nó

là đại lượng biểu hiện điều gì?

- Khi nào thì dòng điện qua tụ dễ

dàng hơn?

- Tại sao tụ điện lại không cho dòng

điện không đổi đi qua?

- HS viết lại biểu thức của i và

u (i nhanh pha hơn u góc /2

 u chậm pha hơn i góc /2)

- So sánh với định luật Ohm,

có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch chứa điện trở

- Là đơn vị của điện trở ()

áp hai đầu tụ điện (hoặc điện

áp ở hai đầu tụ điện trễ pha /

2 so với cường độ dòng điện)

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

C

Z C



 ta thấy: Khi  nhỏ (f nhỏ)  ZC lớn và ngược lại

- Vì dòng điện không đổi (f =

0)  ZC =   I = 0

q i t

+ i sớm pha /2 so với u (hay u trễ pha /2 so với i)

3 Ý nghĩa của dung kháng+ ZC là đại lượng biểu hiện

sự cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện

+ Dòng điện xoay chiều cótần số cao (cao tần) chuyểnqua tụ điện dễ dàng hơn dòng điện xoay chiều tần

số thấp

+ ZC cũng có tác dụng làm cho i sớm pha /2 so với u

Hoạt động 5 ( phút): Tìm hiểu mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

- Cuộn cảm thuần là gì?

(Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có

điện trở không đáng kể, khi có dòng

điện xoay chiều chạy qua cuộn cảm

sẽ xảy ra hiện tượng tự cảm.)

- Khi có dòng điện cường độ i chạy

- HS nghiên cứu Sgk để trả lời

- Dòng điện qua cuộn dây

III Mạch điện xoay chiều chỉ có cuộn cảm thuần

- Cuộn cảm thuần là cuộn cảm có điện trở không đáng kể

1 Hiện tượng tự cảm trong

Trang 37

qua cuộn cảm (cuộn dây dẫn nhiều

vòng, ống dây hình trụ thẳng dài,

hoặc hình xuyến…)  có hiện tượng

gì xảy ra trong ống dây?

- Trường hợp i là một dòng điện xoay

chiều thì  trong cuộn dây?

= 0) một điện áp xoay chiều, tần số

góc , giá trị hiệu dụng U  trong

mạch có dòng điện xoay chiều

- Điện áp hai đầu của cảm thuần có

biểu thức như thế nào?

- Hướng dẫn HS đưa phương trình u

về dạng cos

- Đối chiếu với phương trình tổng

quát của u  điện áp hiệu dụng ở hai

tăng lên  trong cuộn dây xảy

ra hiện tượng tự cảm, từ thông

qua cuộn dây:

 = Li

- Từ thông  biến thiên tuần hoàn theo t

- Trở thành đạo hàm của i theo t

- Khi i tăng  etc < 0, tương đương với sự tồn tại một nguồn điện

- So sánh với định luật Ohm,

có vai trò tương tự như điện trở R trong mạch chứa điện trở

- Là đơn vị của điện trở ()

so với u, hoặc u sớm pha /2

so với i

mạch điện xoay chiều

- Khi có dòng điện i chạy qua 1 cuộn cảm, từ thông

tự cảm có biểu thức:

 = Livới L là độ tự cảm của cuộn cảm

- Trường hợp i là một dòngđiện xoay chiều, suất điện động tự cảm:



Trong đó ZL gọi là cảm kháng của mạch

- Định luật Ohm: (Sgk)

b Trong đoạn mạch chỉ có một cuộn cảm thuần: i trễ pha /2 so với u, hoặc u sớm pha /2 so với i

L

Trang 38

- Với L không đổi, đối với dòng điện

xoay chiều có tần số lớn hay bé sẽ

cản trở lớn đối với dòng điện xoay

chiều

- Lưu ý: Cơ chế tác dụng cản trở dòng

điện xoay chiều của R và L khác hẳn

nhau Trong khi R làm yếu dòng điện

do hiệu ứng Jun thì cuộn cảm làm yếu

dòng điện do định luật Len-xơ về cảm

ứng từ

- Biểu hiện sự cản trở dòng điện xoay chiều

- Vì ZL = L nên khi f lớn 

ZL sẽ lớn  cản trở nhiều

3 Ý nghĩa của cảm kháng+ ZL là đại lượng biểu hiện

sự cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm.+ Cuộn cảm có L lớn sẽ cảntrở nhiều đối với dòng điện xoay chiều, nhất là dòng điện xoay chiều cao tần.+ ZL cũng có tác dụng làm cho i trễ pha /2 so với u

Trang 39

MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP TiÕt theo ppct:

I MỤC TIÊU

- Nêu lên được những tính chất chung của mạch điện xoay chiều mắc nối tiếp

- Nêu được những điểm cơ bản của phương pháp giản đồ Fre-nen

- Viết được công thức tính tổng trở

- Viết được công thức định luật Ôm cho đoạn mạch xoay chiều có R, L, C mắc nối tiếp

- Viết được công thức tính độ lệch pha giữa i và u đối với mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Nêu được đặc điểm của đoạn mạch có R, L, C nối tiếp khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng điện

Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiều về phương pháp giản đồ Fre-nen

- Tại một thời điểm, dòng điện trong

mạch chạy theo 1 chiều nào đó 

dòng một chiều  vì vậy ta có thể áp

dụng các định luật về dòng điện một

chiều cho các giá trị tức thời của dòng

điện xoay chiều

- Xét đoạn mạch gồm các điện trở R1,

R2, R3 … mắc nối tiếp Cho dòng điện

một chiều có cường độ I chạy qua

đoạn mạch  U hai đầu đoạn mạch

liên hệ như thế nào với Ui hai đầu

từng đoạn mạch?

- Biểu thức định luật đối với dòng

điện xoay chiều?

- Khi giải các mạch điện xoay chiều,

ta phải cộng (đại số) các điện áp tức

thời, các điện áp tức thời này có đặc

điểm gì?

 Ta sử dụng phương pháp giản đồ

Fre-nen đã áp dụng cho phần dao

động  biểu diễn những đại lượng

hình sin bằng những vectơ quay

- Vẽ minh hoạ phương pháp giản đồ

- HS ghi nhận định luật về điện áp tức thời

U = U1 + U2 + U3 + …

u = u1 + u2 + u3 + …

- Chúng đều là những đại lượng xoay chiều hình sin cùng tần số

- HS đọc Sgk và ghi nhận những nội dung của phương pháp giản đồ Fre-nen

- HS vẽ trong các trường hợp đoạn mạch chỉ có R, chỉ có C,

I Phương pháp giản đồ Fre-nen

1 Định luật về điện áp tức thời

- Trong mạch xoay chiều gồm nhiều đoạn mạch mắcnối tiếp thì điện áp tức thờigiữa hai đầu của mạch bằng tổng đại số các điện

áp tức thời giữa hai đầu của từng đoạn mạch ấy

u = u1 + u2 + u3 + …

2 Phương pháp giản đồ Fre-nen

a Một đại lượng xoay chiều hình sin được biểu diễn bằng 1 vectơ quay, có

độ dài tỉ lệ với giá trị hiệu dụng của đại lượng đó

b Các vectơ quay vẽ trong

mặt phẳng pha, trong đó

Trang 40

chiều dương của pha để

tính góc pha

c Góc giữa hai vectơ quay bằng độ lệch pha giữa hai đại lượng xoay chiều tương ứng

d Phép cộng đại số các đạilượng xoay chiều hình sin (cùng f) được thay thế

bằng phép tổng hợp các vectơ quay tương ứng.

e Các thông tin về tổng đại số phải tính được hoàn toàn xác định bằng các tínhtoán trên giản đồ Fre-nen tương ứng

Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu mạch có R, L, C mắc nối tiếp

- Trong phần này, thông qua phương

pháp giản đồ Fre-nen để tìm hệ thức

giữa U và I của một mạch gồm một

R, một L và một C mắc nối tiếp

- Hướng dẫn HS vẽ giản đồ Fre-nen

trong cả hai trường hợp: UC > UL (ZC

giữa U và I bằng giản đồ còn lại

- Đối chiếu với định luật Ôm trong

- Dựa vào giản đồ  độ lệch pha giữa

u và i được tính như thế nào?

1 Định luật Ôm cho đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Tổng trở

- Điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch:

u = U 2cost

- Hệ thức giữa các điện áp tức thời trong mạch:

u = uR + uL + uC

- Biểu diễn bằng các vectơ quay: U UR UL UC Trong đó:

Tiêu đề	Giáo án vật lý 12 cơ bản
Tác giả	Lê Trọng Duy
Trường học	Trường THPT Dân Lập Triệu Sơn
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thanh Hóa

Định dạng
Số trang	114
Dung lượng	3,07 MB