giáo án bài 1 dao động điều hòa - vật lý 12

VẬT LÝ 12
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
- Hiểu được thế nào là Dao động cơ.
- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hòa. Viết được phương trình của
dao động điều hòa và giải thích ý nghĩa các đại lượng có trong phương trình đó
như: li độ, biên độ dao động, pha ban đầu.
- Nêu được mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
2. Về kĩ năng
- Quan sát hình vẽ để rút ra nhận xét.
3. Về thái độ
- Học sinh có thái độ nghiêm túc, tập trung trong giờ học.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên:
- Một số hình vẽ miêu tả sự dao động của hình chiếu P trên đường kính P
1
P
2
.
- Một số vật dụng minh họa cho khái niệm dao động cơ như: con lắc đơn,
đồng hồ quả lắc, …
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về chuyển động tròn đều như: chu kì, tần số và mối liên hệ
giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số.
III. THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1(12 phút):
Tìm hiểu khái niệm dao động cơ, dao động tuần hoàn.
Hoạt động của học
sinh
Trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng

HS nhận thức được vấn
đề của bài học
HS thảo luận chung
toàn lớp: Các chuyển
động trên giống nhau ở
chỗ: vật chỉ chuyển
động trong một vùng
không gian hẹp, chuyển
động qua lại quanh một
vị trí cân bằng.
Có thể là dao động
được lặp đi lặp lại đều
đặn
Đặt vấn đề: Hàng ngày chúng ta
thấy rất nhiều chuyển động khác
với các chuyển động mà chúng ta
đã học như: chuyển động của chiếc
lá cây khi có gió, chuyển động của
quả lắc đồng hồ, chuyển động của
võng, xích đu … Các chuyển động
đó có đặc điểm gì chung? Bài học
ngày hôm nay giúp chúng ta trả lời
câu hỏi đó.
Mô tả lại cấu tạo và chuyển động
của con lắc đơn, xích đu, võng …
Sau đó yêu cầu trả lời câu hỏi: các
chuyển động trên có điểm nào
giống nhau?
GV thông báo:
- Những chuyển động như trên gọi

là dao động.
- Dao động là chuyển động qua lại
quanh một vị trí cân bằng.
Dao động cơ của một vật có thể
tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.
-Theo em thế nào là dao động tuần
hoàn?
Dao động tuần hoàn là dao động
mà cứ sau mỗi khoảng thời gian
bằng nhau, gọi là chu kì, thì trạng
thái của vật (vị trí + chiều chuyển
động) lặp lại như cũ.
Ví dụ của dao động tuần hoàn: con
lắc đồng hồ; để duy trì dao động
Chương I. Dao
động cơ
1. Dao động điều
hòa (tiết 1).
I- Dao động cơ
1. Thế nào là dao
động cơ?
Dao động cơ là
những chuyển động
có giới hạn hẹp
trong không gian
và lặp đi lặp lại
xung quanh vị trí
cân bằng.
VD: chuyển động
của võng, lá cây,

con lắc đồng hồ …
2 – Dao động tuần
hoàn
Dao động tuần
hoàn là dao động
cơ mà cứ sau
những khoảng thời
gian bằng nhau,thì
trạng thái của vật
lặp lại như cũ (vật
trở lại vị trí cũ với

O x P
tuần hoàn cần có bộ phận cưỡng
bức (truyền năng lượng).
Vì vậy, dao động tuần hòan có thể
có mức độ phức tạp khác nhau tùy
theo vật hay hệ vật dao động. Dao
động tuần hoàn đơn giản nhất là
dao động điều hòa.
vận tốc như cũ).
Hoạt động 2(20 phút):
Phát biểu định nghĩa của dao động điều hòa
Hoạt động của học
sinh
Trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
Cá nhân vẽ hình, lắng
nghe lời giảng của giáo
viên
Đọc sách giáo khoa

mục II.1 kết hợp với
việc nghe giảng.
HS suy nghĩ trả lời:
Trước khi xét dao động của một
vật bất kì, chúng ta xét dao động
của một điểm.
Vẽ hình 1.1 đồng thời mô tả ví dụ:
+ Giả sử có một điểm M chuyển
động tròn đều trên đường tròn tâm
O bán kính OM theo chiều + với
tốc độ góc .
+ Chọn trục Ox là một đường kính
cắt vòng tròn tại P
1,
P
2
.
+ Gọi P là hình chiếu của điểm M
lên trục Ox.
+ Khi M chuyển động tròn đều ta
thấy điểm P dao động trên trục Ox
quanh gốc tọa độ O.
- Xét chuyển động của điểm P:
Giả sử ở t=0, điểm M ở vị trí M
0
,
được xác định bằng góc = (rad).
Sau t giây, nó chuyển động đến vị
trí (điểm) M được xác định bởi
góc = (t + )

Khi ấy tọa độ x= của điểm P
bằng bao nhiêu?
Đặt OM=A, dao động của điểm P
được mô tả bằng phương trình:
II- Phương trình của
dao động điều hòa
1. Ví dụ: (hình 1.1)
M
M
o
P
2
P
1
O x P x
+ Cho điểm M chuyển
động tròn đều trên
đường tròn tâm O bán
kính OM theo chiều +
với tốc độ góc .
+ Chọn trục Ox là một
đường kính cắt vòng
tròn tại P
1,
P
2
.
+ Gọi P là hình chiếu
của điểm M lên trục
Ox.

- Xét chuyển động của
điểm P. Dao động của
điểm P được mô tả
bằng phương trình:
x=OM. cos(t+)
Thảo luận nhóm, đại
diện trả lời:
C1.giả sử tại thời điểm
ban đầu điểm M ở vị trí
M
o
được xác định bằng
góc = - (rad). Sau t
giây, tức tại thời điểm
t, nó chuyển động đến
vị trí M được xác định
bởi góc:(- t-). Khi đó ta
có thể viết được
phương trình tốc độ
của điểm Q là:
y = A.sin(t +
→Dao động của hình
chiếu Q là dao động
điều hòa.
HS tiếp thu ghi nhớ.
x = Acos( t+ )
Vì hàm sin hay cosin là một hàm
điều hòa nên dao động của điểm P
được gọi là dao động điều hòa.
O. Hoàn thành yêu cầu C1. Gợi ý:

- Vẽ hình minh họa sự chuyển
động của điểm M và hình chiếu
của điểm M lên trục Oy.
- Điểm Q cũng dao động trên trục
Oy quanh gốc tọa độ O.
- Xét đặc điểm của dao động của
điểm Q tương tự đối với điểm P.
Chúng ta vừa khảo sát dao động
điều hòa của một điểm P. Bây giờ
hãy hình dung P không phải là
một điểm hình học mà là một chất
điểm (vật có khối lượng m và có
kích thước không đáng kể), dao
động giống như điểm P. Khi đó ta
nói vật dao động quanh vị trí cân
bằng O, x chính là li độ của vật.
GV sử dụng hình 1.2 và 1.3 để
minh họa cho lời giảng của mình.
Lưu ý học sinh các khái niệm độ
lệch và chiều lệch của vật khỏi vị
trí cân bằng.
Với quy ước như vậy, ta có định
nghĩa sau: Dao động điều hòa là
dao động trong đó li độ của vật là
một hàm cosin ( hay sin) của thời
gian.
(1.1)
với A, , = const
P dao động điều
hòa.

2. Định nghĩa
Dao động điều hòa là
dao động trong đó li
độ của vật là một hàm
cosin (hay sin) của
thời gian.
Hoạt động 3(10 phút):
Viết phương trình của dao động điều hòa.
Hoạt động của học
sinh
Trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
Cá nhân tiếp thu, ghi Phương trình x= A. cos( t+ ) 3.Phương trình của
x=A.cos(t+)
nhớ.
Đạt cực đại khi:
cos( t+ ) = + 1
( t+ ) = k
Đạt cực tiểu khi:
( t+ )= + k
- Với một biên độ đã
cho thì pha là đại lượng
xác định vị trí và chiều
chuyển động của vật
tại thời điểm t.
(hoặc x= A. sin( t + )) được gọi là
phương trình của dao động điều
hòa.
Yêu cầu học sinh dựa vào những
hiểu biết khi học về chuyển động
tròn đều để giải thích ý nghĩa của

các đại lượng có trong phương
trình của dao động điều hòa.
Đặt câu hỏi để học sinh khắc sâu
thêm kiến thức, như:
- Khi nào vật đạt giá trị li độ cực
đại? Tại sao? Cực tiểu?
( - Tại các vị trí biên vận tốc của
vật bằng bao nhiêu?)
- Pha dao động cho biết điều gì?
Yêu cầu học sinh đọc SGK mục
II.4 để tìm mối liên hệ giữa dao
động điều hòa và chuyển động tròn
đều.
Tương tự như trong chuyển động
tròn đều, đối với phương trình dao
động điều hòa x= A. cos (t+ ), ta
quy ước chọn trục x làm mốc để
tính pha của dao động và chiều
tăng của pha tương ứng với chiều
tăng của góc trong chuyển động
tròn đều (tức ngược chiều quay
kim đồng hồ).
dao động điều hòa
là:
x= A. cos( t+ )
hoặc
x= A. sin( t+ )
trong đó:
+ x: li độ dao động
+ A: biên độ dao

động, hay li độ cực
đại của vật
+( t+ ): pha của dao
động tại thời điểm t.
: pha ban đầu của
dao động.
4. Chú ý:
a, Điểm P dao động
điều hòa trên một
đoạn thẳng luôn
luôn có thể được coi
là hình chiếu của
một điểm M chuyển
động tròn đều lên
đường kính là đoạn
thẳng đó.
b, SGK
Hoạt động 4 (3 phút):
Củng cố, vận dụng và dặn dò.
Giáo viên:
- Nhắc lại các kiến thức đã học trong bài, đặc biệt là định nghĩa dao
động điều hòa, phương trình của dao động điều hòa.
- Yêu cầu học sinh hoàn thành các câu hỏi 1, 2, 3 SGK.
- Ôn lại các khái niệm chu kì, tần số, tần số góc, gia tốc, của chuyển
động tròn đều.
Học sinh:
- Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập.
* Rút kinh nghiệm
- Nộidung:
……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….
- Thời gian:
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………
* Nhận xét của tổ chuyên môn:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………