TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA potx

TỔNG HỢP CÁC DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA



I MỤC TIÊU
 Trình bày được nội dung của phương pháp giản đồ vectơ.
 Biết áp dụng phương pháp giản đồ vectơ để tìm dao động tổng hợp của hai
dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số.
II CHUẨN BỊ
Học sinh
Ôn lại quy tắc tổng hợp hai vectơ đồng quy.
III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC
1. Tìm hiểu phương pháp giản đồ vectơ, còn gọi là cách vẽ
Frenen.
GV hướng dẫn HS lập phương trình chuyển động của hình chiếu P của một
điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc góc  trên một vòng tròn bán kính A
lên một trục Ox đi qua tâm vòng tròn. Kết quả tính là :
x =
OP
= Acos(t + ) (1)
Yêu cầu HS nhận biết dạng chuyển động của P, ý nghĩa của các đại lượng
A, ,  trong phương trình chuyển động (1).
GV thông báo : Dựa vào phép tính trên, Frenen đề ra phương pháp biểu
diễn mỗi dao động điều hòa có phương trình x = Acos(t + ) bằng một vectơ
quay
A

có độ dài A, quay quanh điểm O với vận tốc góc  và có vị trí ban đầu lập
với trục Ox một góc .
2. Áp dụng phương pháp vectơ quay để tìm dao động tổng hợp
của hai dao động điều hòa có cùng chu kì, trên cùng một

đường thẳng và khác pha.
 GV giới thiệu cách làm theo trình tự sau :
+ Vẽ hai vectơ quay
1 2
,
A A
 
biểu diễn hai dao động trên cùng một hình vẽ.
+ Vẽ vectơ tổng hợp
1 2
A A A
 
  
theo quy tắc hình bình hành.
+ Vectơ
A

sẽ biểu diễn dao động tổng hợp. Cần xác định biên độ A, tần số
góc  và pha ban đầu  của dao động tổng hợp.
 Tần số góc . Yêu cầu HS nhận xét xem nếu hai vectơ
1
A

và
2
A

quay với
cùng một vận tốc góc thì hình dạng của hình bình hành tổng hợp vectơ có thay đổi
không? Từ đó suy ra vận tốc góc của vectơ tổng hợp

A

so với vận tốc góc  của
các vectơ thành phần.
 Hướng dẫn HS áp dụng công thức tính cạnh của một tam giác để tính độ
lớn của A.
 GV trình bày cách tính tg.
Kết luận chung : Dao động tổng hợp được biểu diễn bằng vectơ quay cũng
là một dao động điều hòa có cùng tần số với các dao động thành phần và có biên
độ A tính bằng công thức :
A
2
=
2 2
1 2 1 2 1 2
2 cos( )
A A A A
 
  
Và có pha ban đầu  tính bằng công thức :
tg =
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
cos cos
A A
A A
 
 




§6. SÓNG CƠ HỌC

I- MỤC TIÊU
 Nhận biết được hiện tượng sóng. Phân biệt được sóng ngang và sóng dọc.
 Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng cơ.
 Nêu được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ, biên độ, chu kì,
tần số, bước sóng, vận tốc truyền sóng.
 Viết được phương trình sóng và nêu được ý nghĩa của các đại lượng trong
phương trình sóng.
II- CHUẨN BỊ
- Thiết bị tạo sóng nước (kênh tạo sóng).
- Lò xo để làm thí nghiệm sóng ngang và sóng dọc.
- Hình vẽ phóng to các phần tử sóng ở các thời điểm khác nhau.
III- GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC
1. Quan sát hiện tượng sóng
Trước hết GV làm thí nghiệm cho HS quan sát sóng ngang, sóng mặt nước.
Đặc biệt lưu ý HS nhận biết hai loại chuyển động : Dao động tại chỗ của mỗi phần
tử của sóng và chuyển động lan truyền của các gợn sóng.
2. Tìm hiểu định nghĩa sóng cơ học, nguyên nhân gây ra sóng cơ và phân biệt hai
loại sóng (sóng ngang và sóng dọc).
GV phân tích hiện tượng, chỉ ra rằng dao động mà ta truyền cho phần tử
nước đầu tiên được truyền cho các phần tử khác ở xa hơn, tạo thành chuyển động
sóng. Đưa ra định nghĩa sóng cơ học.
GV làm thêm thí nghiệm về sóng dọc trên dây lò xo. Dùng màu đánh dấu
một số vòng lò xo để HS dễ nhận thấy các vòng lò xo chỉ dao động tại chỗ chứ
không chuyển động theo sóng. Trên cơ sở đó phân biệt sóng dọc và sóng ngang.
GV yêu cầu HS quan sát Hình 6.3 SGK để hình dung rõ quá trình truyền
dao động trên dây lò xo.

GV giải thích ngắn gọn hai nguyên nhân tạo ra chuyển động sóng. Nhờ lực
đàn hồi, dao động được truyền từ phần tử này sang phần tử khác, chuyển động
không truyền đi tức khắc mà cần có thời gian, cho nên các phần tử càng ở xa tầm
dao động càng bắt đầu dao động muộn hơn, trễ pha hơn.
3. Nhận biết các đại lượng đặc trưng của sóng. Dựa trên những điều quan sát
được trên thí nghiệm và trên Hình 6.3, GV lần lượt nêu lên ý nghĩa của các đại
lượng đặc trưng cho sóng. Nhận xét một cách cảm tính chứ không dựa vào
phương trình sóng.
4. Nhận biết dạng của phương trình sóng và ý nghĩa của các đại lượng trong
phương trình sóng.
Với biên độ, chu kì, tần số thì HS đã quen khi học dao động. Đặc biệt lưu ý
các đại lượng mới là bước sóng và vận tốc truyền sóng.
Không yêu cầu HS phải thiết lập được phương trình sóng. GV đặt vấn đề
cần phải tìm một phương trình giúp ta xác định được tọa độ điểm M của sóng ở
một thời điểm t. Sau đó thông báo cho HS phương trình sóng có dạng :
u
M
(t) = A
1
sin 2
x
T
p
l
æ ö
÷
ç
-
÷
ç

÷
ç
è ø

Chỉ ra cho HS thấy phương trình này có hai biến số là x và t. Ở một thời
điểm t cố định thì u
M
phụ thuộc vào x theo một hàm số sin, điều đó có nghĩa là ở
một thời điểm xác định thì sóng có dạng một hình sin tuần hoàn (Hình 6.5 SGK).
Còn ở một điểm có toạ độ x xác định thì li độ u của dao động phụ thuộc
thời gian t theo một hàm số sin :
u
M
= Asin
2
t
T
p
j
æ ö
÷
ç
-
÷
ç
÷
ç
è ø