GIÁO ÁN 12 CB CHƯƠNG 1,2

- Mục đích của thí nghiệm - Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài con lắc đơn dối với chu kì dao động T. Kiến thức[r]

Trang 1

Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan

+ Định nghĩa của dao động điều hoà

+ Li độ, biên độ, tần số, chu kỳ, pha, pha ban đầu

- ễn lại đạo hàm, cỏch tớnh đạo hàm của cỏc hàm số lượng giỏc

- í nghĩa vật lý của đạo hàm

D tiến trình bài day

1 ổn định lớp- kiểm tra sĩ số: 12b5

12B6

12B7

2 Kiểm tra bài cũ: (Khụng)

3 Nội dung bài mới

a.Đặt vấn đề: Giới thiệu tổng quan chơng trình Vật Lí 12

b Triển khai bài dạy:.

Hoạt động 1: Tìm hiểu tổng quan về dao động cơ học

GV: -Vớ dụ: Giú rung làm bụng hoa lay động; quả

lắc đồng hồ đung đưa sang phải sang trỏi; mặt hồ

gợn súng; dõy đàn rung khi gảy…

* Chuyển động của vật nặng trong cỏc trường hợp

trờn cú những đặc điểm gỡ giống nhau?

* Thế nào là dao động tuần hoàn?

- Nhận xột về cỏc đặc điểm của cỏc chuyển động

này

- Quan sỏt dao động của quả lắc đồng hồ:

- Từ đú đưa ra khỏi niệm dao động tuần hoàn

2 Dao động tuần hoàn.

Dao động tuần hoàn là dao động mà sau nhữngkhoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vậttrở lại vị trớ cũ theo hướng cũ

VD: Dao động của lắc đồng hồ

Năm học :2008-2009

Trang 2

GV: Nhận xột - kết luận

HS: Ghi nhận kiến thức

Hoạt động 2: Phơng trình của dao động điều hoà

GV:- Xột một điểm M chuyển động đều trờn một

đường trũn tõm O, bỏn kớnh A, với vận tốc gúc là

 (rad/s)

Chọn C là điểm gốc trờn đường trũn

HS: Xỏc định vị trớ của vật chuyển động trũn đều

tại cỏc thời điểm t = 0 và tại thời điểm t  0?

- Tại thời điểm banđầu t = 0, vị trớ củađiểm chuyển động làM0, xỏc định bởi gúc

ϕ

- Tại thời điểm t  0,

vị trớ của điểm chuyểnđộng là Mt, xỏc địnhbởi gúc (t + )

GV: Y/ cầu HS Xỏc đinh hỡnh chiếu của chất điểm

M tai thời điểm t lờn trục Ox?

HS: Trả lời - Tại thời điểm t, chiếu điểm Mt xuống

x’x là điểm P  cú được tọa độ x = OQ, ta cú:

y= OQ = OMt sin(t + )

Hay: x = A.sin (t + )

Vậy chuyển động của điểm P trờn trục y’y là một

dao động điều hũa

GV: Nờu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong

cụng thức trờn?

- Một dao động điều hũa cú thể được coi như hỡnh

chiếu của một chuyển động trũn đều xuống một

đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo

GV:-Vẽ hỡnh minh họa chuyển động trũn đều của

chất điểm

-Xỏc định vị trớ của vật chuyển động trũn đều tại

cỏc thời điểm t = 0 và tại thời điểm t  0

- Xỏc định hỡnh chiếu của chất điểm M tai thời

điểm t0

x = OP = OMt cos (t + )

- Nờu định nghĩa dao động điều hũa

II Ph ơng trình của dao động

(ωt +ϕ ) là:

x = OP = OMtcos (t + )

Mt

MoC P

wt + j

Trang 3

Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan Hoạt động 3: Chu kỳ, tần số, tần số góc của dao động điều hoà.

GV:

- Từ mối liờn hệ giữa tốc độ gúc, chu kỡ, tần số

giỏo viờn hướng dẫn HS đưa ra khỏi niệm chu kỡ,

tần số, tần số gúc của dao động điều hũa

HS:Từ mối liờn hệ giữa tốc độ gúc, chu kỡ, tần số

đưa ra khỏi niệm chu kỡ, tần số, tần số gúc của dao

[T] = s

b Tần số (kí hiệu f)

- Tần số (f) của dao động điều ho là số dao à

động toàn phần thực hiện trong một giây

- Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà?

- Phõn biệt được dao động tuần hoàn và dao động điều hoà?

+ Định nghĩa của dao động điều hoà

+ Li độ, biên độ, tần số, chu kỳ, pha, pha ban đầu

Trang 4

- Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kỳ hoặc tần số

- ễn lại đạo hàm, cỏch tớnh đạo hàm của cỏc hàm số lượng giỏc

- í nghĩa vật lý của đạo hàm

12B6

12B7

2 Kiểm tra bài cũ:

Định nghĩa và viết phương trỡnh dao động điều hoà?

Cho biết tờn gọi và đơn vị cỏc đại lượng trong đú

a.Đặt vấn đề:

Hoạt động 1: Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà

Hoạt động 2: Đồ thị của dao động điều hũa

Gv:- Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x, v, a trong trường

Trang 5

Giáo án Vật lý 12 Võ Thị Ngọc Lan = Acos(2πT t)

- Củng cố lại kiến thức về vận tốc và gia tốc của dao động điều hoà

- Lưu ý cỏch vẽ đồ thị của dao động điều hoà

5.dẶN Dò :

- Cõu hỏi từ 6- trang 9- SGK

- Bài tập 10,11 trang 9- SGK - Cỏc bài tập ở Sỏch bài tập

- Từ phương trỡnh dao động điều hoà xỏc định được: biờn độ, chu kỡ, tần số gúc

- Lập được phương trỡnh dao động điều hoà, phương trỡnh vận tốc, gia tốc, từ cỏc giả thuyếtcủa bài toỏn Chỳ ý tỡm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu

- ễn lại kiến thức về dao động điều hoà

12B6

12B7

Định nghĩa và viết phương trỡnh dao động điều hoà?

Cho biết tờn gọi và đơn vị cỏc đại lượng trong đú

Năm học :2008-2009

Trang 6

HOẠT ĐỘNG THẦY TRề NỘI DUNG KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Trả lời cỏc cõu hỏi trắc nghiệm

SGK

GV:Cho Hs đọc lần lượt cỏc cõu trắc nghiệm 7,8,9

trang 8,9 sgk

* Tổ chức hoạt động nhúm, thảo luận tỡm ra đỏp ỏn

*Gọi HS trỡnh bày từng cõu

* HS: đọc đề từng cõu, cựng suy nghĩ thảo luận

Hoạt động 2: Giải cỏc bài tập tự luận SGK

GV: Hướng dẫn HS tỡm phương phỏp giải

HS: Từ cỏc kiến thức đó học nờu PP giải

-Giải

-Nhận xột - bổ sung

GV: Nhận xột - kết kuận

HS: ghi nhớ -cũng cố kiến thức

Hoạt động 3: Giải cỏc bài tập làm thờm

GV:Cho HS nội dung bài tập , yờu cầu HS tự

Cõu 11:

a/ Một vật dao động điều hoà đi từ điểmbiờn độ cực đại này đến biờn độ cực đại kia hếtthời gian một nữa chu kỳ dai động Do đú ta cú:

T = 0,25 x 2 = 0,5 (s)b/ Tần số:

f = 1 / T = 1/ 0,5 = 2 ( s)c/ Biờn độ :

A = 36 : 2 = 18 (cm)

Bài 1: Phơng trình của một dao động điều hoà

có dạng: x=4 cos ( πt+π ) (cm) với t đo bằng

giây

1) Xác định biên độ, tần số góc, tần số, chu kìcủa dao động

2) Xác định li độ và vận tốc sau khi nó bắt đầudao động đợc 5 , 25 giây

3) Xác định li độ và vận tốc sau khi pha dao

Trang 7

Gi¸o ¸n VËt lý 12 Vâ ThÞ Ngäc Lan

4 Cũng cố: Các dạng bài tập về dao động điều hoà, phương pháp giải

5.Dặn dò : Xem lại các dạng bài tập làm bài tập về nhà

N¨m häc :2008-2009

Trang 8

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

- Củng cố sự bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác dụng của lực thế

2 Kỹ năng

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

- Vận dụng thành thạo công thức tính năng lượng vào dao động điều hòa

- Nắm đơn vị các đại lượng

- Có kĩ năng giải các bài tập có liên quan

- Làm được các bài tập tương tự trong SGK

Trang 9

12B6

12B7

* Thế nào là dao động điều hoà? Vị trớ, vận tốc, gia tốc của một vật daođộng điều hoà được xỏc định như thế nào?

* Vật biến đổi chuyển động thỡ cú gia tốc Vậy cú thể xỏc định gia tốc của vật theođịnh luật II Niu-tơn như thế nào?

* Vật chuyển động cơ học thỡ dạng năng lượng của nú là cơ năng Vậy cơ năng là gỡ?Động năng và thế năng của vật là gỡ? Được xỏc định như thế nào?

a.Đặt vấn đề: * Làm thế nào tớnh được lực đàn hồi của lào xo tỏc dụng lờn vật?

Chỳng ta đó biết rất nhiều chuyển động: CĐTĐ, CĐT BĐĐ, CĐ trũn đều, CĐ nộm và ở tiếttrước ta đó biết thờm dao động điều hoà Bài học hụm nay ta sẽ khảo sỏt chuyển động của một vật

được gọi là con lắc lũ xo về mặt động lực học và về mặt năng lượng

HOẠT Đ ỘNG 1 : Cấu tạo con lắc lũ xo và nờu cỏc phương ỏn kớch thớch cho vật m dao động

Gv:

- Cho HS quan sỏt con lắc lũ xo

* CLLX cấu tạo như thế nào?

- Tuỳ theo cỏch bố trớ mà ta cú CLLX chuyển

động nằm ngang hay thẳng đứng Để đơn

giản chỳng ta nghiờn cứu chuyển động của

- HS quan sỏt CLLX, mụ tả đặc điểm cấu tạo

và trả lời cõu hỏi của GV

- Kộo hũn bi ra khỏi vị trớ cõn bằng (O) một khoảng

x = A, rồi buụng tay

HOẠT Đ ỘNG 2 : Tỡm hiểu tổng quan về con lắc lũ xo Khảo sỏt dao động của con lắc lũ xo về

Trang 10

HS:Trả lời câu hỏi C1

* Cả hai cách đều đúng Vậy sử dụng cách

nào thì có lợi hơn?

- Ta sẽ chọn theo cách 2

* Khi bi dao động, tại vị trí bất kỳ bi có li độ

x Phân tích các lực tác dụng vào bi?

- Biểu diễn các lực lên hình vẽ

=v/=x// do đó viết lại: x// + 2x=0 (1);

- Phương trình (1) là phương trình vi phân

hạng 2, nghiệm của phương trình (1) là

x=Acos(t+)

GV: Hãy suy luận tìm công thức tính chu kỳ

T, tần số f của con lắc lò xo?



21



21

* Lực kéo về: Là lực luôn luôn hướng về vị trí cân

bằng.

- Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hoà

HOẠT Đ ỘNG 3 : Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng.

GV: Khi vật chuyển động, động năng của vật

được xác định như thế nào?

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG

1 Động năng của con lắc lò xo

Trang 11

GV:Dưới tác dụng của lực đàn hồi thế năng

của vật được xác định như thế nào?

GV: Hãy biến đổi toán học để dẫn đến biểu

thức bảo toàn cơ năng?

m2A2 m2A2

Trang 12

4 CỦNG CỐ:

- Các kiến thức về CLLX: Phương trình dao động, chu kỳ, tần số, năng lượng

- Từ các kết quả của CLLX nằm ngang, hãy đưa ra phương án xây dựng cho các công thứcnhư của CLLX nằm ngang như đối với CLLX thẳng đứng?

5 DẶN DÒ

- Hoàn thành tiếp yêu cầu ở mục củng cố

-Câu hỏi từ 1 đến 3- trang 13- SGK

- Nêu được cấu tao của con lắc đơn

-Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà, viết được ccông thức chu kỳ dao động của con lắc đơn, viíet được công thức tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc lắc đơn -xác định được jực kéo về tác dụng vào con lắc đơn

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

- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyếtcủa bài toán Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu

2 Kỹ năng

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

- Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà

Trang 13

12B6

12B7

1, Cõu hỏi 2, 3 trang 13-SGK

HOẠT Đ ỘNG 1 : Cấu tạo con lắc lũ xo và nờu cỏc phương ỏn kớch thớch cho vật m dao động

GV:

+ Nờu cấu tạo con lắc đơn?

+ Cho biết phương dõy treo khi con lắc cõn

bằng?

+ Khi con lắc dao động thỡ quỹ đạo của nú là gỡ

và vị trớ của nú được xỏc định bởi đại lượng

nào?

+Cỏchkớchthớchdao

+ một vật nặng cú kớch thước nhỏ, cú khối lượng

m, treo ở đầu một sợi dõy

+ sợi dõy mềm khụng dón cú chiều dài l và cú

khối lượng khụng đỏng kể

Trang 14

HOẠT ĐỘNG THẦY TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC

GV:* Vẽ hình, mô tả trạng thái của con lắc

- Lực nào làm vật chuyển động theo phương ngang, có

giá trị tính bằng công thức nào?

HS:P + T = m a

GV: Theo định luật II Newton phương trình

chuyển động của vật được viết như thế nào?

GV: Hướng dẫn HS chứng tỏ con lắc không

dao động điều hòa!

* GV thông báo với Với  100 => sin =  =

s/l Biến đổi biểu thức ra

- Giáo viên giới thiệu đây là phương trình vi

phân bậc 2, nghiệm số của phương trình có

s = s 0 cos(t + ).

Vậy: Dao động của con lắc đơn với góc lệch bé

là dao động điều hoà với

Q

O

Trang 15

GV: Động năng của con lắc đơn được xác định

như thế nào?

* Biểu thức tính vận tốc của con lắc đơn?

* Thay biểu thức vận tốc của con lắc đơn vào

GV:* Thế năng của con lắc đơn là thế năng gì?

* Viết biểu thức tính thế năng trọng trường của

GV: Biểu thức xác định cơ năng như thế nào?

Cơ năng của con lắc đơn?

d t

HOẠT Đ ỘNG 4 : Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do.

GV:Nêu công dụng của con lắc trong lĩnh vực

địa chất

* Đưa một số VD thực tế để thấy được công

dụng của con lắc

* Từ biểu thức xác định chu kỳ của vật rơi tự

do suy ra biểu thức xác định gia tốc rơi tự do?

- Từ biểu thức xđ g ta thấy đo được l và đo được

T Do đó ta xác định được g.

* Phân tích nguyên nhân dẫn đến gia tốc có thể

thay đổi ở những nơi khác nhau cùng độ cao?

* Hs lắng nghe, tiếp thu kiến thức

IV ỨNG DỤNG: XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI

4 lgT





=> Muốn đo g cần đo chiều dài (bằng thước) và

chu kỳ của con lắc đơn (bằng đồng hồ bấm giây)

N¨m häc :2008-2009

Trang 16

- Bt:

2 2

- Cỏc kiến thức trọng tõm túm tắt ở cuối bài học trang 16

- Nhắc lại từng kiờn thức của bài học

- Câu hỏi từ 1 đến 3 - trang 17 - SGK

- Từ phương trỡnh dao động điều hoà xỏc định được: biờn độ, chu kỡ, tần số gúc

- Lập được phương trỡnh dao động điều hoà, phương trỡnh vận tốc, gia tốc, từ cỏc giả thuyếtcủa bài toỏn Chỳ ý tỡm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu

- Cũng cố kiến thức về dao động điều hoà.,dao động của con lắc lũ xo và con lắc đơn

Trang 17

12B6

12B7

1,Viết cỏc cụng thức tớnh chu kỳ , tần số dao động của con lắc lũ xo và con lắc đơn

2, Viết cỏc biểu thức động năng, thế năng , năng lượng trong dao động của con lắc lũ

xo và con lắc đơn

HĐ1: Giải cỏc bài tập trắc nghiệm trang 13

Gv: Cho Hs đọc l cỏc cõu trắc nghiệm 4,5,6

trang 13 sgk

* Tổ chức hoạt động nhúm, thảo luận tỡm ra

đỏp ỏn

*Cho Hs trỡnh bày từng cõu

* HS đọc đề từng cõu, cựng suy nghĩ thảo luận

HĐ2: Giải cỏc bài tập trắc nghiệm và tự luận trang 17

Gv: Cho Hs đọc l cỏc cõu trắc nghiệm 4,5,6

trang 13 sgk

* Tổ chức hoạt động nhúm, thảo luận tỡm ra

đỏp ỏn

*Cho Hs trỡnh bày từng cõu

* HS đọc đề từng cõu, cựng suy nghĩ thảo luận

Chu kỳ dao động của con lắc đơn:

Hoạt động 3 Giải bài tập tự luận về dao động điều hoà của vật năng, con lắc lũ xo

Bài 1: Một vật được kộo lệch khỏi VTCB một đoạn 6cm thả võt

dao động tự do với tõ̀n số gúc ω = π(rad)

Xỏc định phương trình dao động của con lắc với điều kiện ban

đõ̀u:

a lúc vật qua VTCB theo chiều dương

b lúc vật qua VTCB theo chiều õm

Trang 18

*Hướng dẫn giải:

- Viết phương trình tổng quát của dao động.

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

xo được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng có khối

lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m Kéo vật

rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống

một đoạn 2cm, truyền cho nó vận tốc 10 3  (cm/s)

theo phương thẳng đứng hướng lên Chọn góc tg là lúc

thả vật, gốc toạ độ là VTCB, c dương hướng xuống.

GV: Cho HS nội dung bài kiểm tra

Yêu cầu HS làm bài nghiêm túc, tự giác

HS: làm bài kiểm tra

x = 6cosφ =0

v =- 6πsinφ > 0cosφ = 0sinφ < 0

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

b t = 0, x = 0, v<0

x = 6cosφ = 6

v = - 6 sinφ < 0 cos φ= 0 sinφ > 0 => φ =π/2Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm

Giải a) Tại vị trí cân bằng O thì k.l = mg

0,1.10k

k

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

x = Acos (t + )

t = 0 x = 2 cm > 0

v = 10 (cm/s) <0

Ta có 2 = Acos Cos  >0 -10 = -5.Asin Sin >0

=>cotan = 1/ 3  = π/3(Rad) A= 4(cm)

Vậy PTDĐ: x = 4cos (5t + ) (cm)

Đề: Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo

được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng có khối lượng

m = 100g, lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20 cm Kéo vật rờikhỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn4cm, rồi thả ra không vận tốc đầu Côn lắc dao động với chu

kỳ là 0,2 s.Chọn góc tg là lúc thả vật, gốc toạ độ là VTCB,chiều dương hướng xuống

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	397,81 KB