Giáo án tổng hợp vật lý 12 2

Ngày soạn: 17/8/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 01

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TIẾT 1)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Trả lời được các câu hỏi: Thế nào là dao động cơ, dao động tuần hoàn ?
- Phát biểu được định nghĩa dao động điều hoà, viết được phương trình dao động điều hoà và nêu rõ ý nghĩa
của các đại lượng trong phương trình.
- Nêu được mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều.
- Biết cách tìm biểu thức vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà.
- Nhận dạng được đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian.
2. Kĩ năng: Đọc SGK, sử dụng toán học và kiến thức vật lí đã học để xây dựng các phương trình.
3. Thái độ: Tích cực tham gia các nhiệm vụ học tập trên lớp, khẳng định giá trị bản thân thông qua các hoạt
động học tập.
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài.
- Định nghĩa dao động điều hoà.
- Phương trình li độ, phương trình vận tốc, phương trình gia tốc của dao động điều hoà.
- Dạng đồ thị của dao động điều hoà.
5. Mục tiêu phát triển năng lực
5.1. Định hướng các năng lực được hình thành: Năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thực
nghiệm; năng lực dự đoán, suy luận lý thuyết; thiết kế và thực hiện theo phương án thí nghiệm, dự
đoán; phân tích, khái quát hóa rút ra kết luận khoa học; đánh giá kết quả và giải quyết vấn đề.
5.2. Bảng mô tả các năng lực có thể phát triển trong chủ đề
Năng lực thành phần
Mô tả mức độ thực hiện trong bài học
K1: Trình bày được kiến thức về các - Nêu được: Định nghĩa dao động cơ, dao động tuần
hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên hoàn, dao động điều hoà, li độ, biên độ, chu kì, tần số,
lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số pha và pha ban đầu của dao động là gì.

vật lí.
- Viết được: Phương trình dao động điều hoà, công thức
vận tốc và gia tốc của dao động điều hoà.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa -Liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số của dao động
các kiến thức vật lí.
điều hoà.
- Xây dựng các hệ thức độc lập đối với thời gian (mối
liên hệ x, v, a)
K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để - Vận dụng kiến thức vật lý về chuyển động tròn đều và
thực hiện các nhiệm vụ học tập.
hình chiếu của chất điểm lên trục Ox để xây dựng
phương trình dao động điều hòa.
- Sử dụng kiến thức đạo hàm để xây dựng các công thức
vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà.
K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính - Giải các bài tập về dao động điều hoà.
toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải
pháp,...) kiến thức vật lí vào các tình
huống thực tiễn.
P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên Học sinh quan sát chuyển động của con lắc dây, con
bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy lắc lò xo và nêu định nghĩa dao động cơ
luật vật lí trong hiện tượng đó.
P4: Vận dụng sự tương tự và các mô Học sinh quan sát thí nghiệm minh họa mối liên hệ
hình để xây dựng kiến thức vật lí.
giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa, giải
thích.
P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ - Sử dụng các công cụ toán học như véctơ, phép chiếu
toán học phù hợp trong học tập vật lí.
véctơ, phương trình lượng giác để giải các bài toán li
độ, vận tốc, gia tốc, chu kì, tần số...
- Dùng đạo hàm để xây dựng các phương trình vận tốc,

1


gia tốc.
P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của Bỏ qua ma sát (lực cản) tác dụng vào các con lắc.
hiện tượng vật lí.
X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật Phân biệt được khái niệm biên độ, li độ, pha ban đầu
lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách diễn và pha dao động; T
tả đặc thù của môn vật lí.
và f,
X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt Ghi lại những kiến thức, kết quả sau khi kết thúc các
động học tập vật lí của mình, (nghe hoạt động.
giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm,
làm việc nhóm...).
X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt Trình bày các kết quả từ việc quan sát, sử dụng toán học
động học tập vật lí của mình (nghe để xây dựng các công thức vật lí, các kết quả tính toán
giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, của mình
làm việc nhóm...) một cách phù hợp.
X8: Tham gia họạt động nhóm trong học Tham gia hoạt động nhóm trong việc xây dựng kiến
tập vật lí.
thức mới và giải bài tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên:
- Chuẩn bị con lắc dây, con lắc lò xo.
- Chuẩn bị hình vẽ mô tả sự dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P 1P2; lựa chọn
một số bài tập về dao động điều hoà.
2. Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức về chuyển động tròn đều đã học lớp 10 (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc
độ góc với chu kì hoặc tần số).

- Ôn lại kiến thức toán học về đạo hàm, cách tính đạo hàm, ý nghĩa vật lí về đạo hàm.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Năng lực
Nội dung
Hoạt động GV
Hoạt động HS
hình
thành
Nội dung 1. (10 phút) Xây dựng - Cho HS quan sát chuyển - Tìm điểm chung của K1,
các khái niệm dao động
động của con lắc dây, con các chuyển động trên
X5,X6.
I. Dao động cơ.
lắc lò xo và yêu cầu HS
và nêu nhận xét.
1. Dao động cơ: Là chuyển động nêu lên đặc điểm của
qua lại quanh một vị trí đặc biệt chuyển động.
- Tiếp thu, ghi nhớ
(VTCB - thường là vị trí của vật khi - Chuẩn hoá: Các chuyển định nghĩa dao động.
nó đứng yên)
động trên có một đặc điểm
2. Dao động tuần hoàn:
chung là chuyển động qua
- Nếu sau những khoảng lại quanh một vị trí đặc biệt
thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí (VTCB), người ta gọi - Phân tích dao động của
cũ theo hướng cũ thì dao động của chuyển động của vật như quả lắc để tìm hiểu đặc
vật đó là tuần hoàn.
vậy là dao động cơ.
điểm của dao động tuần
- Dao động tuần hoàn đơn - Trong các chuyển động hoàn.

giản nhất là dao động điều hòa.
trên, chuyển động của quả - Tiếp thu, ghi nhớ
lắc đồng hồ có đặc điểm gì định nghĩa dao động
khác so với hai chuyển động tuần hoàn.
còn lại ?
- Nhấn mạnh: Dao động của
quả lắc được lặp lại như cũ
sau những khoảng thời gian
bằng nhau.
⇒ Dao động có tính chất
như trên gọi là dao động
tuần hoàn.

2


Nội dung 2. (10 phút)
- Vẽ hình minh họa ví dụ
II. Phương trình của dao động
điều hòa.
1. Ví dụ.
- Xét điểm M chuyển động tròn đều
theo chiều dương với tốc độ góc ω .
- Gọi P là hình chiếu của M trên Ox.
Ta có: x = OP = OM.cos(ωt+φ)
- Đặt OM=A thì x=Acos(ωt+φ) ,
trong đó A, ω và φ là các hằng số.
⇒ Điểm P dao động điều
hòa trên Ox.
2. Định nghĩa dao động điều hòa.

Là dao động trong đó li độ
của vật là một hàm côsin (hay sin)
của thời gian.
3. Phương trình của dao động
điều hòa.
Phương trình x=Acos (ωt+φ) gọi là
phương trình của dao động điều
hòa.
A là biên độ dao động: độ
lệch cực đại của vật (A>0).
ωt+φ là pha dao động tại
thời điểm t (xác định vị trí và chiều
chuyển động của vật tại thời điểm
t).
φ là pha ban đầu (có thể
dương, âm hoặc bằng 0)
4. Chú ý.
- Dao động điều hòa có thể coi là
hình chiếu của một điểm chuyển
động tròn đều lên đường kính của
quỹ đạo.
Trong
phương
trình
x=Acos (ωt+φ) ta quy ước chọn
trục x làm gốc để tính góc pha của
dao động và chiều tăng của góc pha
theo ngược chiều kim đồng hồ.
Nội dung 3 (5 phút)
III. Chu kì, tần số. Tần số góc của

dao động điều hòa.
1. Chu kì, tần số.
a) Chu kì (T): là khoảng thời gian
để vật thực hiện một dao động
toàn phần. Đơn vị là giây (s).
b) Tần số (f): là số dao động toàn
phần thực hiện được trong một
giây. Đơn vị Hec, kí hiệu Hz.
2. Tần số góc ( ω ).

- Quan sát

K1, K2,
K3,P2+4,
X1

- Yêu cầu hs xác định góc - M có tọa độ góc φ + ωt
MOP sau khoảng thời gian
t.
x = OM cos(ωt + φ )

- Yêu cầu hs viết phương
trình hình chiếu của OM lên
x
x = A cos(ω.t + φ )
- Đặt OM = A yêu cầu hs
viết lại biểu thức
- Hàm cosin là hàm điều
- Nhận xét tính chất của hòa
hàm cosin

- Tiếp thu
- Rút ra P dao động điều hòa
- Yêu cầu hs định nghĩa dựa
vào phương trình
- Giới thiệu phương trình
dao động điều hòa
- Giải thích các đại lượng
+A
+ (ωt + φ)
+φ

- Định nghĩa (SGK)
-Tiếp thu và chuẩn bị trả
lời các câu hỏi cuảt GV
- Phân tích ví dụ để cùng
GV rút ra các chú ý về
quỹ đạo dao động và
cách tính pha cho dao
động điều hòa

- Nhấn mạnh hai chú ý của - Ghi vào vở
dao động liên hệ với bài
sau.
- Tổng kết
- Giới thiệu cho hs nắm - Tiếp thu
được thế nào là dao động
tòn phần.
- Yêu cầu hs nhắc lại cách - Nhắc lại kiến thức
định nghĩa chu kì và tần số lớp 10: “chu kì là
của chuyển động tròn?

khoảng thời gian vật
chuyển động 1 vòng”
“Tần số là số vòng
chuyển động trong 1
giây”

3

K1, K2,
P2+4.


Giữa tần số góc, chu kì và tần số
của dao động điều hòa có mối liên - Liên hệ dắt hs đi đến định
nghĩa chu kì và tần số, tần
2π
ω=
= 2π f
số góc của dao động điều
T
hệ:
(rad/s)
hòa.
- Nhận xét chung

- Theo gợi ý của GV
phát biểu định nghĩa
của các đại lượng cần
tìm hiểu
- Ghi nhận xét của GV

IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
dung
(MĐ1)
(MĐ2)
(MĐ3)
Dao
Định nghĩa dao động cơ,
động dao động tuần hoàn.
cơ
Dao
Phát biểu được định Nêu được li độ, biên
Tìm các đại lượng đặc
động nghĩa dao động điều độ, tần số, chu kì,
trưng cho dao động
điều
hoà. Phương trình của pha, pha ban đầu
điều hoà
hoà
dao động điều hoà.
của dao động là gì?
Chu
kì,
tần số
Định nghĩa chu kì,

Biểu thức liên hệ chu kì,
dao
tần số của dao động
tần số
động
điều hoà.
điều
hoà

Vận dụng cấp cao
(MĐ4)

Lập phương trình dao
động điều hoà

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
a) Nhóm câu hỏi MĐ1:
Câu 1: Dao động được miêu tả bằng biểu thức có dạng x = Acos( ωt + ϕ) trong đó A, ω, ϕ là những hằng
số, được gọi là dao động gì ?
A. Dao động tuần hoàn.
B. Dao động cưỡng bức.
C. Dao động tự
do.
D. Dao động điều hoà.
Câu 2: Đối với dao động tuần hoàn, khoảng thời gian ngắn nhất mà sau đó trạng thái dao động của vật lặp
lại như cũ, được gọi là gì?
A. Tần số giao động
B. Chu kỳ dao động.
C. Chu kỳ riêng của dao
động.

D. Tần số riêng của dao động.
Câu 3: Phương trình dao động điều hoà là
A. x = A(t)cos(ωt + b) (cm) .
B. x = Acos(ωt+ ϕ(t) ) (cm) .
B. x = Acos (ωt) (cm) .
D. x = A.tcos(ωt+ b) (cm) .
Trong đó A, ω, b là những hằng số, các đại lượng A(t), ϕ(t) thay đổi theo thời gian.
Câu 4: Phát biểu định nghĩa dao động điều hòa ?
Câu 5: Chu kì T của dao động điều hòa là...................................để vật thực hiện được một dao động toàn
phần. Đơn vị của chu kì là giây(s).
Câu 6: Một vật dao động điều hoà trên đoạn thẳng AB quanh vị trí cân bằng O. Vận tốc và gia tốc của vật
thay đổi như thế nào trong quá trình vật dao động?
b) Nhóm câu hỏi MĐ2:
Câu 1: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng:
A. Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
B. Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

4


C. Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
D. Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
Câu 2: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng:
A. Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
B. Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
C. Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
D. Gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.
c) Nhóm câu hỏi MĐ3:
Câu 1: Một vật dao động điều hoà, có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 10 cm. Biên độ dao động của vật là
A. 2,5cm.

B. 5cm.
C. 10cm.
D.
20cm.
Câu 2: Một vật dao động điều hoà, có quãng đường đi được trong một chu kì là 16 cm. Biên độ dao động
của vật là
A. 4cm.
B. 8cm.
C. 16cm.
D. 2cm.
Câu 3: Một con lắc lò xo đặt nằm ngang có khối lượng không đáng kể gắn một vật nặng dao động điều hoà
với chu kì T = π/5 s. Tần số góc của con lắc lò xo là
A. 10 rad/s.
B. 8 rad/s.
C. 16 rad/s.
D. 2 rad/s.
Câu 4: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4πt)cm, tần số dao động của vật là:
A. 6Hz.
B. 4Hz.
C. 2Hz.
D. 0,5Hz.
3. Dặn dò
Các phương trình vận tốc, gia tốc
Sự biến thiên của vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
Dạng đồ thị của dao động điều hoà.

5


Ngày soạn: 17/8/2016

Ngày dạy:

Tiết KHDH: 02

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TIẾT 2)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Nêu được: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu.
- Viết được: Phương trình của dao động điều hòa, công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số, giải
thích được các đại lượng có mặt trong công thức.
2. Kỹ năng
- Quan sát hiện tượng dao động, trạng thái của vật dao động điều hòa
- Kỹ năng tư duy toán học, logic
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
1. Vận tốc tức thời
v = x’ = - ω Asin(ωt + ϕ)
Vận tốc biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số của x nhưng nhanh pha hơn π/2
- Ở vị trí biên (x = ± A):
→ v = 0.
- Ở VTCB (x = 0):
→ |vmax| = ωA
2. Gia tốc tức thời
a = v’ = - ω 2Acos(ωt + ϕ) = - ω 2x
Gia tốc biến thiên điều hòa theo thời gian với cùng tần số của x nhưng ngược pha
- Ở vị trí biên (x = ± A): → |amax| = - ω 2A
- Ở VTCB (x = 0):→ a = 0
v2

a2 v2
2
2
2
3. Công thức độc lập A = x + 2 ; A = 4 + 2
ω
ω ω
5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động, li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu.
+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập
+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật
+ X5: Ghi lại kết quả xác định vận tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
Chuẩn bị một con lắc đơn 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
- PHT 2. Giải bài toán sau
2. Chuẩn bị của học sinh
Ôn lại công thức đạo hàm.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học sinh Năng lực hình thành
viên
Ổn định lớp, kiểm tra
Kiểm tra sĩ số

Theo dõi và nhận xét
Nhận xét kết quả học
bài cũ
Gọi học sinh lên bảng
câu trả lời của bạn
tập
trả lời bài cũ.

6


Một vật dao động điều
hoà: khi vật có li độ x1 =
3 cm thì vận tốc của vật
là v1 = 40( cm/s) khi vật
qua vị trí cân bằng thì
vận tốc vật là v2 = 50
( cm/s)
a) Tính tần số góc và
biên độ dao động của vật
b) Tìm li độ của vật khi
vận tốc của vật là 30
cm/s
Nội dung 2(15’).
IV. Vận tốc và gia tốc
trong dao động điều
hoà
1. Vận tốc tức thời
v = x’ = - ω Asin(ωt + ϕ)
Vận tốc biến thiên điều

hòa theo thời gian với
cùng tần số của x nhưng
nhanh pha hơn π/2
- Ở vị trí biên (x = ± A):
→ v = 0.
- Ở VTCB (x = 0):
→ |vmax| = ωA
2. Gia tốc tức thời
a = v’ = - ω 2Acos(ωt +
ϕ)= - ω 2x
Gia tốc biến thiên điều
hòa theo thời gian với
cùng tần số của x nhưng
ngược pha
- Ở vị trí biên (x = ± A):
→ |amax| = - ω 2A
- Ở VTCB (x = 0):
→a = 0
3. Công thức độc lập
v2
A2 = x 2 + 2
ω
2
a
v2
2
A = 4+ 2
ω ω
Nội dung 3 (10’)
V. Đồ thị trong dao

động điều hoà
x
A

0
−A

3T
2

T
2

T

Chuyển giao nhiệm vụ
1/ Từ PTDĐ hãy tìm
công thức xác định vận
tốc tức thời của DĐĐH?
2/ Có nhận xét gì về sự
biến thiên của v?
3/ Xác định vmax, vmin?
4/ Từ PT vận tốc hãy tìm
công thức xác định gia
tốc tức thời của DĐĐH
5/ Dấu (-) trong biểu
thức cho biết điều gì?

Thảo luận nhóm
Vận dụng kiến thức

GV: Vận tốc là đạo hàm toán học để giải bài tập
bậc nhất của li độ theo
thời gian → Câu 1
HS : x = Acos(ωt + ϕ)
→ v = x’ = - ω Asin(ωt +
ϕ)
GV : → câu 2
- Vận tốc là đại lượng Làm việc nhóm
biến thiên điều hoà cùng
tần số với li độ.
GV : → câu 3
GV gút lại kiến thức về
vận tốc tức thời
GV Giới thiệu gia tốc
trong DĐĐH: Gia tốc là
đạo hàm bậc nhất của
vận tốc theo thời gian →
câu 4
HS : a = v’ =
- ω 2Acos(ωt + ϕ)
GV : → câu 5
HS : Gia tốc luôn ngược
dấu với li độ (vectơ gia
tốc luôn luôn hướng về
VTCB)
GV hướng dẫn tìm công
thức độc lập với thời
gian

GV Hướng dẫn HS vẽ - HS vẽ đồ thị theo Vẽ đồ thị hàm số

đồ thị của dao động điều hướng dẫn của GV.
hoà x = Acosωt (ϕ = 0)
x
GV: Dựa vào đồ thị ta
t nhận thấy nó là một
đường hình sin, vì thế
người ta gọi dao động

7


điều hoà là dao động
hình sin.
IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)
(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Câu 1.
Xác định các đại
lượng cơ bản của
dao động điều hòa
Câu 2.
Tính tần số góc,
tìm li độ của vật

Vận dụng cao
(Mức độ 4)

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
Bài 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x=5cos2 π t (cm)
a) Xác định biên độ dao động, chu kỳ, pha ban đầu của dao động
b) Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc
c) Tính vận tốc và gia tốc ở thời điểm t =

5
s . Nhận xét về tính chất chuyển động lúc đó.
12

3. Dặn dò
- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.
- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.
- 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.
- 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 bài tập.

8


Ngày soạn: 21/8/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 03

BÀI TẬP

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc
- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán.
Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu.
2. Kỹ năng
- Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà.
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
1. Vận tốc tức thời
v = x’ = - ω Asin(ωt + ϕ)
2. Gia tốc tức thời
a = v’ = - ω 2Acos(ωt + ϕ) = - ω 2x
v2
a2 v2
3. Công thức độc lập A2 = x 2 + 2 ; A2 = 4 + 2
ω
ω ω
5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động, li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu.
+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập
+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật
+ X5: Ghi lại kết quả xác định vận tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
Chuẩn bị một con lắc đơn 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
- PHT 2. Một vật dao động điều hoà với biên độ 5cm; chu kì 0,5s; tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li
độ 2,5cm ngược chiều dương
a) Viết phương trình dao động
b) Khi vật đi qua vị trí cần bằng, vị trí biên chất điểm có vận tốc bao nhiêu?
c) Tính gia tốc của chất điểm tại thời điểm nó có vận tốc là 10π (cm/s)
2. Chuẩn bị của học sinh
Ôn lại công thức đạo hàm.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học sinh
Năng lực hình thành
viên
Ổn định lớp, kiểm tra
1. Viết công thức vận
bài cũ
tốc của vật DĐĐH? Nêu
nhận xét? Xác định vận
tốc cực đại và cực tiểu
của DĐ?
2. Viết công thức gia tốc
của vật DĐĐH? Nêu
nhận xét? Xác định gia
tốc cực đại và cực tiểu

9

của DĐ?
Nội dung 2(15’). GiẢI
bài tập SGK
Câu 7/SGKtr9
Chọn C
Câu 8/SGK tr9
Chọn A
Câu 9/SGKtr9
Chọn D
Câu 10/SGKtr9
A=2
ϕ = -π/6
Pha dđ: 5t - π/6
Câu 11/SGKtr9
Thời gian ngắn nhất
giữa 2 lần vật có vận tốc
bằng 0 là T/2 = 0,25s
⇒ T = 0,5s
f = 1/T = 2 Hz
A = L/2 = 18 cm

1/ Vật có vận tốc bằng 0
ở vị trí nào?
2/ Vật đi từ vị trí biên
này sang vị trí biên bên
kia thì thực hiện được
mấy phần của 1 dao
động toàn phần? Từ đó
suy ra thời gian?
3/ Khoảng cách giữa 2

VTB bằng bao nhiêu lần
biên độ?

GV yêu cầu 1 HS trả lời
câu 7, giải thích lựa chọn
HS TLCH
GV gút lại kiến thức
GV yêu cầu 1 HS trả lời
câu 8, chứng minh
HS TLCH
GV sửa bài
GV yêu cầu 1 HS trả lời
câu 9, giải thích lựa chọn
HS TLCH
GV sửa chữa, giải thích
GV yêu cầu 1 HS trả lời
câu 10, giải thích lựa chọn
HS TLCH
GV sửa chữa, giải thích
GV hướng dẫn làm câu 11
→ câu 1, 2
HS TL:
1/ vận có vận tốc bằng 0 ở
2 vị trí biên
2/ ½ dao động ⇒ t = T/2
GV yêu cầu HS tính f
→ câu 3
HS TLCH và hoàn thiện
BT
Bài 1: Một vật dao động

điều hoà theo phương
trình: x=5cos2 π t (cm)
a) Xác định biên độ dao
động, chu kỳ, pha ban đầu
của dao động
b) Lập biểu thức của vận
tốc và gia tốc
c) Tính vận tốc và gia tốc

Nội dung 3 (10’)
Giải một số bài tập tự
luận

GV đọc đề bài 1.
Hợp tác nhóm để giải
HS chép đề
bài tập
GV cho HS tự làm bài
Vẽ đồ thị hàm số
trong vòng 10 phút
GV gọi HS mang tập lên
chấm, yêu cầu HS khác
lên bảng sửa bài
GV yêu cầu HS khác
nhận xét và sửa bài giải
5
của HS
ở thời điểm t = s . Nhận
GV gút lại kiến thức từ
12

bài tập.
xét về tính chất chuyển
động lúc đó.
Giải
a) A = 5cm; T = 1s; ϕ = 0 ;
b) v = -10 π sin 2π t (cm/s);
a = −20π 2 cos2 π t
(cm/s2)
c) v = −5π (cm/s); a =
10 3π 2 (cm/s2);
do a>0, v < 0 nên vật đang
đi ra biên âm. Vật chuyển
động chậm dần
Bài 2: Một vật dao động
GV đọc đề bài 2:

10

Vận dụng kiến thức
toán học để giải bài tập

Làm việc nhóm


HS chép đề bài
GV hướng dẫn HS giải
bài tập
→ câu 4, 5
HS trả lời câu hỏi
GV yêu cầu HS lên

bảng giải câu b
HS lên bảng thực hiện
yêu cầu của GV
Các HS khác theo dõi
ban làm bài, lắng nghe
GV sửa và viết bài vào
tập

điều hoà: khi vật có li độ
x1 = 3 cm thì vận tốc của
vật là v1 = 40( cm/s) khi
vật qua vị trí cân bằng thì
vận tốc vật là v2 = 50
( cm/s)
a) Tính tần số góc và biên
độ dao động của vật
b) Tìm li độ của vật khi
vận tốc của vật là 30 cm/s
Giải:
a/ Ta có:
50
v2 = vmax = Aω = 50 ⇔ A =
ω
2
v
2500
1600
A2 = x12 + 12 ⇔ 2 = 9 + 2
ω
ω

ω
2500 − 1600
⇔ ω2 =
= 100
9
⇔ ω = 10(rad / s)
50
= 5(cm)
Suy ra: A =
10
b/
v2
900
x 2 = A2 − 2 = 25 −
= 16
ω
100
⇔ x = ± 4(cm)
IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)
(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Câu 1.
Xác định các đại
lượng cơ bản của

dao động điều hòa
Câu 2.
Tính tần số góc,
tìm li độ của vật

Vận dụng cao
(Mức độ 4)

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
Bài 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x=5cos2 π t (cm)
a) Xác định biên độ dao động, chu kỳ, pha ban đầu của dao động
b) Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc
c) Tính vận tốc và gia tốc ở thời điểm t =

5
s . Nhận xét về tính chất chuyển động lúc đó.
12

Bài 2: Một vật dao động điều hoà: khi vật có li độ x 1 = 3 cm thì vận tốc của vật là v 1 = 40( cm/s) khi vật qua
vị trí cân bằng thì vận tốc vật là v2 = 50 ( cm/s)
a) Tính tần số góc và biên độ dao động của vật
b) Tìm li độ của vật khi vận tốc của vật là 30 cm/s
3. Dặn dò
- Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.
- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.
- 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.
- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động.

11

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

12


Ngày soạn: 21/8/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 04

CON LẮC LÒ XO
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc
- Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán.
Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu.
2. Kỹ năng
- Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà.
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
1. Vận tốc tức thời
v = x’ = - ω Asin(ωt + ϕ)
2. Gia tốc tức thời
a = v’ = - ω 2Acos(ωt + ϕ) = - ω 2x
v2
a2 v2
3. Công thức độc lập A2 = x 2 + 2 ; A2 = 4 + 2

ω
ω ω
5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động, li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu.
+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình của dao động điều hòa để thực hiện nhiệm vụ học tập
+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật
+ X5: Ghi lại kết quả xác định vận tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
a. Dụng cụ:
+ Máy tính có kết nối mạng, các phần mềm liên quan
+ Lò xo, các quả nặng, giá treo, mặt phẳng đỡ.
b. Các phiếu học tập
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
Khảo sát dao động điều hòa của CLLX nằm ngang
1. Phân tích lực tác dụng lên vật nặng.
2. Chọn hệ trục tọa độ
3. Viết phương trình định luật II Newton
- Tại vị trí cân bằng:
- Tại vị trí bất kì:
4. Chiếu lên các trục tọa độ và đưa về phương trình gọn nhất
5. Nhận xét:
- Quy luật chuyển động:
- Công thức tính chu kì, tần số:
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
Khảo sát năng lượng con lắc lò xo nằm ngang
1. Năng lượng của con lắc lò xo năng ngang bao gồm những dạng nào?

2. Viết biểu thức tính từng dạng năng lượng và tổng năng lượng của vật.
3. Nhận xét

13


PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
Khảo sát các hệ dao động cơ khác:
CLLX thẳng đứng, CLLX xiên, con lắc đơn. Bỏ qua ma sát
(chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm mỗi cơ hệ)
1. Phân tích lực tác dụng lên vật nặng.

k
m

k

m

m

m

k

k

α

α

2. Chọn hệ trục tọa độ
3. Viết phương trình định luật II Newton
- Tại vị trí cân bằng:
- Tại vị trí bất kì:
4. Chiếu lên các trục tọa độ và đưa về phương trình gọn nhất
5. Nhận xét:
- Quy luật chuyển động:
- Công thức tính chu kì, tần số:
6. Thiết lập biểu thức tính năng lượng và nhận xét
7. Cho ví dụ về một số cơ hệ dao động khác
2. Chuẩn bị của học sinh
Ôn lại công thức đạo hàm.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học sinh
viên
Ổn định lớp, kiểm tra
1. Viết công thức vận tốc
bài cũ (5 ‘)
của vật DĐĐH? Nêu
nhận xét? Xác định vận
tốc cực đại và cực tiểu
của DĐ?
2. Viết công thức gia tốc
của vật DĐĐH? Nêu
nhận xét? Xác định gia
tốc cực đại và cực tiểu
của DĐ?

Nội dung 2. Khảo sát Chuyển giao nhiệm vụ
con lắc lò xo nằm ngang. HS nghiên cứu SGK và
(35’)
giải quyết các nhiệm vụ
sau:
- Con lắc lò xo là gì?
- Yêu cầu học sinh tạo ra
con lắc lò xo.
- Sử dụng phương pháp
ĐLH để khảo sát CLLX
nằm ngang Phiếu học tập
số 1
- Biểu thức tính chu kỳ, tần
số

Thực hiện nhiệm vụ
- HS đọc SGK trả lời
CLLX là gì?
- Dựa trên các thiết bị có
sẵn HS tạo ra các CLLX
- Xác định các lực tác dụng
lên CLLX nằm ngang
- Viết biểu thức định luật 2
Newton
- Phương trình động lực
học CLLX nằm ngang
- Phương trình dao động
CLLX

14

Năng lực hình thành

K1, K2,K3,K4, P1, P2,
P3,P4,P5,P6,P8,P9
X1,X2, X3,X5, X6, X7,
X8, C1


- Năng lượng của CLLX
nằm ngang trong quá trình
dao động Phiếu học tập
số 2
1. GV tổng hợp kết quả
của các nhóm, thống nhất
nội dung kiến thức:
- Con lắc lò xo
- Khảo sát CLLX về mặt
động lực học
- Biểu thức chu kỳ, tần số
- Năng lượng dao động
của CLLX
2. GV mở rộng cho các
dạng khác nhau của
CLLX, CLĐ

- Chu kỳ, tần số của CLLX
- Biểu thức thế năng, động
năng, cơ năng
Các nhóm báo cáo kết

quả, thảo luận

IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)
(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Câu 1,2
Cấu tạo của con
lắc lò xo
Câu 3.
Đo độ cứng của
con lắc
Câu 3.

Vận dụng cao
(Mức độ 4)

Tạo con lắc lò xo

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
Câu 1. Nhận biết; K1) Nêu đặc điểm cấu tạo của các hệ dao động lý tưởng sau
a) Con lắc lò xo.
Câu 2. (Nhận biết; K1;P8) Để tạo ra con lắc lò xo cần phải có những dụng cụ nào?
Câu 3. (Vận dụng; K1;K2;K3;P7;P8;X5) Cho một CLLX treo thẳng đứng. Muốn đo độ cứng của lò xo
cần thêm những dụng cụ nào? Cách đo (phương án, so sánh)

Câu 4. (Vận dụng cao; K3; K2; K1;K4;X5;X7;X8) Với thước thẳng, 1 quả nặng, 1 lò xo, 1 giá treo.
a) Tạo một con lắc lò xo, đồng hồ đo thời gian (bấm giây).
b) Hãy đề xuất các phương án đo chu kì của con lắc lò xo trên.
3. Dặn dò
Với thước thẳng, 1 quả nặng, 1 dây treo, đồng hồ bấm giây, 1 giá treo.
a) Tạo một con lắc đơn.
b) Hãy đề xuất các phương án đo chu kì của con lắc đơn trên.
Sử dụng thí nghiệm ảo (hoặc thí nghiệm thực) với các biên độ góc lớn và biên độ góc nhỏ.
a) Nhận xét dao động của các con lắc trên.
b) Trong điều kiện nào thì con lắc dao động mãi mãi.

15


Ngày soạn: 28/8/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 05
CON LẮC ĐƠN

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn, điều kiện để con lắc đơn dao động điều hòa.
- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.
- Viết được công thức tính tần số góc, chu kì, tần số dao động của con lắc đơn
- Biết công thức tính thế năng, cơ năng của 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.
2. Kỹ năng:
- Sử dụng SGK hoặc mô hình để mô tatr cấu tạo con lắc đơn

- Chọn hệ trục tọa độ, chỉ ra được các lực tác dụng lên vật
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: - Viết được biểu thức tính chu kì của con lắc đơn,
+ K3: - Tạo ra được con lắc đơn.
+ P4- Sử dụng phương pháp tương tự xây dựng qui luật biến đổi thế năng, động năng, cơ năng của dao động
cơ
P6: - Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của các hệ dao động:
+ Con lắc đơn: cấu tạo, góc lệch bé, ma sát nhỏ.
+ X7- Thảo luận kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập của bản thân và của nhóm.
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
- Dụng cụ thí nghiệm: Con lắc đơn.
Pht 1. 1/ Em hãy mô tả cấu tạo của con lắc đơn
2/ Em hãy chỉ ra VTCB của CLĐ?
3/ Kéo vật m để dây treo lệch với phương thẳng đứng 1 góc α rồi buông tay. Em hãy mô tả chuyển động của
con lắc?
4/ Trong quá trình dao động, CLĐ chịu tác dụng của những lực nào?
2. Chuẩn bị của học sinh
Ôn tập kiến thức về phân tích lực.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học
Năng lực hình thành

viên
sinh
Nội dung 1. (2 phút) Ổn
Kiểm tra sĩ số
Theo dõi
định lớp
Nội dung 2 (10 phút)
*GV: yêu cầu HS quan * HS thảo luận hoặc Tự học
1/ Em hãy mô tả cấu tạo của sát hình SGK hoặc mô làm việc nhóm để nêu
con lắc đơn
hình thực tế và nêu cấu cấu tạo con lắc đơn.
2/ Em hãy chỉ ra VTCB của tạo con lắc đơn. → câu * HS: vật dao động
CLĐ?
qua lại quanh VTCB
Quan sát hình vẽ để
1
3/ Kéo vật m để dây treo lệch * GV: yêu cầu HS chỉ * HS: vật chịu tác
ur nhận xét
với phương thẳng đứng 1 góc ra VTCB của CLĐ → dụng của trọng lực P
α rồi buông tay. Em hãy mô tả câu 2

16


chuyển động của con lắc?
4/ Trong quá trình dao động,
CLĐ chịu tác dụng của những
lực nào?
I. Thế nào là con lắc đơn
1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ,

khối lượng m, treo ở đầu của
một sợi dây không dãn, khối
lượng không đáng kể, dài l.

α

l

ur
* GV: yêu cầu HS mô và lực căng dây T
tả chuyển động của
con lắc đơn và rút ra
nhận xét? → câu 3
* GV yêu cầu HS phân
tích các lực tác dụng
lên vật nặng trong
qqua trình dao động. →
câu 4
* GV: Ta hãy xét xem
dao động của con lắc
đơn có phải là dao
động điều hoà hay
không

m
2. VTCB: dây treo có phương
thẳng đứng.
3. Vật
ur dao urđộng dưới tác dụng
của P và T

Nội dung 3 (10 phút) Khảo
sát dao động của con lắc đơn
về mặt động lực học.
5/ Em hãy kết luận về điều
kiện DĐĐH của CLĐ?
6/ Em hãy tìm công thức tần
số góc, chu kỳ, tần số của
CLĐ?
II. Khảo sát dao động của
con lắc đơn về mặt động lực
học

α<0

GV hướng dẫn HS
cách chọn hệ trục tọa
độ, chiều dương
* GV yêu cầu HS nêu
định luật II Newton và
thực hiện phép chiếu
GV hướng dẫn HS
cách thực hiện phép
chiếu, giảiur thích thành
phần lực T
* GV lưu ý rcho HS:
thành phần Pt là lực
kéo về.
* GV giảng giải: Dù
con lắc chịu tác dụng
của lực kéo về, tuy

nhiên nói chung a
không tỉ lệ với α nên
CLĐ không DĐĐH
C * GV hướng dẫn HS
xét trường hợp góc nhỏ
α>0
để tìm PT động lực học
cỉa
CLĐ
r
lu
→T
câu 5
* GVMhướng dẫn HS
tìm
s
=
lα
r công thức tần số
O u
uu
rtần số
góc,
P chu kỳ,

+

t

u

r Pn
P

1. Thiết lập PTDĐ của con lắc
đơn

17

* HS ghi nhận kiến Thảo luận nhóm
thức

* HS ghi nhận kiến
thức
* HS thực hiện theo
yêu cầu của GV


Theo
ur urđịnh rluật II Newton
P + T = ma (1)
ur
Chiếu (1) lên phương Pt ,
chiều (+) là chiều chuyển
động
-Psinα .= ma
⇔ - mgsinα = ma
⇔ a = -g.sinα (*)
⇒ Dao động của CLĐ không
phải là dao động điều hòa
Xét α nhỏ (α < 100)

s
sin α ≈ α =
l
s
(*) ⇒ s ''+ g = 0
l
g
2
Đặt ω =
l
⇒ s’’ + ω2.s = 0 (2)
Pt (2) là PT động lực học của
con lắc đơn. Nghiệm của pt:
s = s0.cos(ωt + ϕ)
⇒ α = α0. cos(ωt + ϕ)
→ pt dao động của con lắc đơn
Trong đó:
s: li độ dài; s0: biên độ dài
α: li độ góc; α0: biên độ góc
s = α.l và s0 = α0.l
Kết luận: vậy khi bỏ qua mọi
ma sát và với li độ góc α nhỏ
(α < 100) thì con lắc đơn dao
động điều hòa
2. Tần số góc, chu kỳ, tần số
dao động của con lắc đơn
a/ Tần số góc:
g
(rad/s)
ω=

l
b/ Chu kỳ:

2π
l
= 2π
(s)
ω
g
Chu kỳ CLĐ chỉ phụ thuộc
vào chiều dài và vị trí địa lý
nơi đặt con lắc
c/ Tần số:
1
1 g
(Hz)
f = =
T 2π l
Nội dung 4 (15 phút)
Khảo sát dao động của con
lắc đơn về mặt năng lượng
T=

* GV → câu 7
* HS: Trong quá trình Trình bày nội dung về
* GV yêu cầu HS nêu dao động, năng lượng kiến thức
công thức tính động của con lắc đơn gồm

18

7/ Trong quá trình dao động,
năng lượng của con lắc đơn
gồm những dạng nào?
8/ Nhận xét cơ năng của CLĐ
trong qúa trình DĐĐH?
III. Khảo sát dao động của
con lắc đơn về mặt năng
lượng
1. Động năng:
1 2
Wđ = mv
2
v = 2 gl ( cosα − cosα 0 )

năng
* GV nêu công thức
tính vận tốc, thế năng
* GV: → câu 8
* GV chú ý cho HS các
công thức trên đều áp
dụng được cho trường
hợp góc α lớn và nhỏ

động năng và thế năng
trọng trường
* HS: trong DĐĐH thì
cơ năng của CLĐ được
bảo toàn

2. Thế năng:
Wt = mgl ( 1 − cosα )
3. Cơ năng:
W = Wđ + Wt = hằng số
Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ
năng của con lắc đơn được
bảo toàn.
IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)
(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Cấu tạo của con
Trình bày cấu tạo,
lắc đơn
điều kiện để CLĐ
dao động
Các đại lượng đặc Chu kì, tần số
trưng

Vận dụng cao
(Mức độ 4)

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
Nêu cấu tạo của con lắc đơn. Con lắc đơn dao động điều hòa trong trường hợp nào?
Viết công thức tính chu kỳ, tần số của con lắc đơn

3. Dặn dò
1/ Em hãy nêu điều kiện DĐĐH của CLLX và CLĐ? Từ đó rút ra nhận xét chung?
2/ Xét con lắc lò xo dao động trong thực tế → ta có nhận xét gì về biên độ dao động của nó?
3/ Như thế nào là dao động tắt dần?
4/ Em hãy nêu lại nguyên nhân gây ra dao động tắt dần?

19


Ngày soạn: 21/8/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 06
BÀI TẬP

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức: Học sinh vận dụng công thức tính chu kì, tần số của con lắc lò xo. Hoàn thiện phương pháp
thiết lập phương trình dao động điều hoà, đặc biệt là đối với con lắc lò xo; Vận dụng kiến thức để tìm chiều
dài cực đại và cực tiểu của con lắc lò xo trong quá trình dao động điều hoà, xác định độ lớn của lực đàn hồi
và lực kéo về..
2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng kiến thức để giải các bài toán tự luận về con lắc lò xo.
3. Thái độ
- Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
1. Nhắc lại công thức tính tần số góc, chu kì, tần số của con lắc lò xo;
2. Nhắc lại công thức tính lực đàn hồi, lực kéo về (lực phục hồi hay lực gây ra dao động điều hoà).
5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: - Trình bày được định nghĩa dao động, dao động tuần hoàn, chu kì, tần số, tần số góc

- Viết được phương trình động lực học và phương trình dao động điều hòa.
- Nêu được các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa.
- Viết được biểu thức tính chu kì của con lắc lò xo
+ K3: Sử dụng kiến thức về phương trình để thực hiện nhiệm vụ học tập
+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định vị trí của vật
+ X5: Ghi lại kết quả xác định vật tốc, tọa độ của một vật bất kì chuyển động trong thực tế
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
- Chuẩn bị nội dung, phương pháp và bài tập có chọn lọc;
2. Chuẩn bị của học sinh
Giải trước các bài tập do giáo viên yêu cầu.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học sinh
Năng lực hình thành
viên
Nội dung 1. (10 phút) Kiểm tra sĩ số
Theo dõi
Ổn định lớp
1. Nhắc lại công thức
tính tần số góc, chu kì,
tần số của con lắc lò
xo;
2. Nhắc lại công thức
tính lực đàn hồi, lực
kéo về (lực phục hồi
hay lực gây ra dao
động điều hoà).

Nội dung 2 (5 phút)
Làm bài tập trắc
nghiệm trong SGK
trang 13

GV yêu cầu 1 HS trả
lời câu 4, giải thích
lựa chọn
HS TLCH
GV gút lại kiến thức
GV yêu cầu 1 HS trả
lời câu 5, chứng minh

Câu 4/SGKtr13
Chọn D
Câu 5/SGKtr13
Chọn D
Câu 6/SGKtr13
Chọn B

20

Tự học

Quan sát hình vẽ để
nhận xét


HS TLCH
GV sửa bài

GV yêu cầu 1 HS trả
lời câu 6, giải thích
lựa chọn
HS TLCH
GV sửa chữa,
giải thích
Nội dung 3 (10 phút) * GV hướng dẫn cách
Bài toán thiết lập
viết PTDĐ của CLLX
phương trình dao động * HS chú ý, ghi chép
của con lắc lò xo.
* Gv đọc đề bài số 1
Một con lắc lò xo có * HS chép đề bài tập
khối lượng của vật là * GV yêu cầu HS tự
m = 100g, lò xo có độ giải trong vòng 5 phút
cứng là k=100N/m. *Học sinh thảo luận
Kéo vật ra khỏi vị trí làm việc theo nhóm
cân bằng 8cm rồi hoặc cá nhân để giải
truyền cho nó vận tốc bài tập theo phương
60πcm/s. Viết phương pháp đã cho sẵn
trình dao động của lò * GV yêu cầu 1 HS
xo. Lấy gốc thời gian lên bảng sữa BT
là lúc vật đi qua vị trí *Học sinh tiếp thu và
cân bằng theo chiều sửa bài
*Giáo viên khắc sâu
âm.
các giá trị đặc biệt của
pha ban đầu;
Nội dung 4 (10 phút) GV đọc đề
Bài toán xác định

Chép đề
chiều dài của con lắc
*Giáo viên giảng bài
lò xo trong quá trình
và giới thiệu cho HS
dao động
biểu thức chiều dài
Một con lắc lò xo có của con lắc lò xo tại vị
độ cứng k = 400 trí có li độ x trong quá
N/m,chiều dài tự nhiên trình dao động trong
của lò xo là 40cm. trường hợp con lắc
Đầu trên của lò xo treo thẳng đứng và
được giữ cố định, đầu trường hợp con lắc
dưới được treo vào nằm ngang;
một vật có khối lượng *HS tiếp thu
0,4kg. Kéo vật ra khỏi * GV Yêu cầu HS lên
vị trí cân bằng một bảng giải bài tập
đoạn 3 cm rồi truyền * HS làm bài tập theo
cho vật một vận tốc yêu cầu của GV
40π cm/s.
*Giáo viên yêu cầu
a/ Xác định chiều dài học sinh tìm lại công
cực đại và cực tiểu thức tính chiều dài cực
của lò xo trong quá đại và cực tiểu của lò
xo trong quá trình dao
trình dao động.
động trong trường hợp
con lắc lò xo nằm
ngang.

Giải
k
= 10π (rad/s)
m
v2
+ A2 = x2 + 2
ω

+ω=

Thảo luận nhóm
Vận dụng kiến thức về
dao động của con lắc
lò xo để giải bài tập

=> A = 10cm
 x = A cos φ = 0

v = −ω A sin φ < 0
t = 0:
cos φ = 0
π
=> 
=> φ =
2
 sin φ > 0
*Thay vào thì được phương
trình dao động điều hoà cần
tìm:
x = 10cos(10πt +

π
) (cm)
2

Một con lắc lò xo có độ cứng k
= 400 N/m,chiều dài tự nhiên
của lò xo là 40cm. Đầu trên
của lò xo được giữ cố định, đầu
dưới được treo vào một vật có
khối lượng 0,4kg. Kéo vật ra
khỏi vị trí cân bằng một đoạn 3
cm rồi truyền cho vật một vận
tốc 40π cm/s.
a/ Xác định chiều dài cực đại
và cực tiểu của lò xo trong quá
trình dao động.
Giải
k
400
ω=
=
= 10π ( rad / s )
m
0, 4
v2
A =x + 2
ω
16000
=9+

= 25
1000
⇒ A = 5 cm
Tại VTCB: mg = k.∆lcb
2

21

2

Trình bày nội dung về
kiến thức
Thảo luận nhóm
Vận dụng kiến thức về
dao động của con lắc
lò xo để giải bài tập


⇒

∆lcb =
=

mg
g
= 2
k
ω

10

= 0, 01(m) = 1(cm)
1000

Vậy:
lmax = 40 + 1 + 5 = 46(cm)
Nội dung 5 (10 phút)
Bài toán xác định lực
tác dụng lên con lắc lò
xo trong quá trình dao
động.
b/ Chọn chiều dương
hướng xuống
1. Xác định lực đàn
hồi và lực phục hồi khi
vật ở vị trí có li độ x =
-3cm;
2. Xác định độ lớn cực
đại và cực tiểu của lực
đàn hồi của lò xo
trong quá trình vật
dao động

lmin = 40 + 1 − 5 = 39(cm)
Giải
Trình bày nội dung về
1. Khi x = -3cm thì lò xo có độ kiến thức đã học
biến dạng là: ∆l = 1 − 3 = −2cm
(lò xo bị nén 2cm)
| Fdh |= 400.0, 02 = 8( N )
Nhận xét về nội dung

| Fhp |= 400.0, 03 = 12( N )
từ bản vẽ
| FdhMAX |= 400(0, 01 + 0, 05)

* GV hướng dẫn HS
nhớ lại công thức tính
lực hồi phục và lực
đàn hồi
* HS chú ý và làm bài
tập
* GV giảng giải cách
tìm lực đàn hồi cực
đại và cục tiểu của lò 2. | FdhMAX |= 24( N )
xo.
| FdhMIN |= 0
* HS chú ý tiếp thu và
giải bài tập
* GV nhấn mạnh lại
kiến thức và so sánh
cách tính lực đàn hồi
của CLLX nằm ngang
và CLLX thẳng đứng.

IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)

(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Các đặc trưng của Chu kì của con lắc
Độ cứng của con
con lắc lò xo
lắc lò xo

Vận dụng cao
(Mức độ 4)

2. Câu hỏi và bài tập củng cố
Ví dụ 1: Con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 200 g và lò xo có độ cứng là k = 50 N/m. Tính chu kì dao
động của con lắc lò xo. Lấy π = 10 .
2

Ví dụ 2: Một con lắc lò xo dao động với chu kì là 0,5 s, khối lượng của quả nặng là m = 400 g. Lấy π = 10
. Tính độ cứng của lò xo ?
Ví dụ 3: Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng. Vật có khối lượng m = 200 g. Trong 20 s con lắc thực hiện
2

được 50 dao động toàn phần. Tính độ cứng của lò xo. Lấy π = 10
2

3. Dặn dò
1/ Em hãy mô tả cấu tạo của con lắc đơn
2/ Em hãy chỉ ra VTCB của CLĐ?
3/ Kéo vật m để dây treo lệch với phương thẳng đứng 1 góc α rồi buông tay. Em hãy mô tả chuyển động của
con lắc?
4/ Trong quá trình dao động, CLĐ chịu tác dụng của những lực nào?

22


Ngày soạn: 2/9/2016
Ngày dạy:

Tiết KHDH: 07
DAO ĐỘNG TẮT DẦN – DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG

I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưởng bức, sự cộng
hưởng.
- 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.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và để giải được
bài tập tương tự như trong bài.
3. Thái độ:
Yêu thích môn học thông qua các hiện tượng thực thế để tiếp thu thêm kiến thức mới.
Tích cực hợp tác, tự học để lĩnh hội kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm của bài
Giải thích nguyên nhân gây ra dao động tắt dần và ứng dụng của nó.
Nắm được định nghĩa dao động tắt dần.
Nắm được thế nào là dao động cưỡng bức
Đặc điểm của dao động cưỡng bức và A của nó
Nắm được điều kiện cộng hưởng và kết quả của nó
Giải thích được một số hiện tượng trong thực tế

5. Định hướng phát triển năng lực
- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác
- Năng lực chuyên biệt:
+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, dao động duy trì
+ K3: Sử dụng kiến thức về dao động tắt dần và công hưởng để thực hiện nhiệm vụ học tập
+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để tính thời gian, vận tốc, quãng đường trong dao động tắt dần
+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên
Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại.
Bộ thí nghiệm về dao động cưỡng bức, cộng hưởng
2. Chuẩn bị của học sinh
đọc trước nội dung bài,tìm hiểu các nội dung trọng tâm
Ôn tập kiến thức về con lắc
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Nội dung
Hoạt động của Giáo
Hoạt động của học sinh Năng lực hình thành
viên
Nội dung 1. (10 phút)
Kiểm tra sĩ số
Theo dõi
Ổn định lớp
Nêu cấu tạo của con lắc
đơn. Con lắc đơn dao
động điều hòa trong
trường hợp nào?
Viết công thức tính chu
kỳ, tần số của con lắc
đơn

Nội dung 2 (10 phút)
+ Quan sát hiện tượng + Nêu nhận xét
Tự học
Tìm hiểu về dao động con lắc lò xo dao động - Trong không khí con

23


tắt dần.
1. Dao động tắt dần.
+ Dao động tắt dần là
dao động với biên độ
giảm dần theo thời gian.

trong môi trường không
khí, nước, dầu, dầu rất
nhớt.
Nêu nhận xét dao động
của con lắc?

+ Dùng dao động ký ghi
lại đồ thị li độ x của các
trường hợp dao động tắt
dần. Hoặc dùng tranh vẽ
để mô tả các trường hợp
dao động tắt dần
Lực cản của môi trường
+ Nguyên nhân làm tắt tác dụng lên vật (vì lực
dần dao động là lực cản ngược chiều với chiều
của môi trường (lực ma chuyển động) luôn sinh

sát)
công âm làm giảm cơ
năng của vật.
Dao động tắt dần càng
nhanh nếu môi trường + Nhắc lại công thức về
càng nhớt tức lực cản mối quan hệ giữa năng
của môi trường càng lớn. lượng và biên độ A trong
dao động điều hòa ?
+ C1
+ Dao động tắt dần + Nếu không có ma sát
chậm: Nếu vật (hệ vật) thì cơ năng của con lắc
dao động điều hòa với biến đổi thế nào? biên độ
tần số ωo chịu thêm lực thế nào?
cản nhỏ thì dao động của + Nếu có ma sát thì cơ
vật (hệ vật) trở thành dao năng biến đổi thế nào?
biên độ thế nào?
động tắt dần chậm.
Dao động tắt dần chậm + Nêu kết luận dao động
có thể coi gần đúng là tắt dần càng nhanh biết
dạng sin với tần số góc rằng độ nhớt của môi
trường tăng theo thứ tự
là ωo và biên độ giảm
là: không khí nước, dầu,
dần theo thời gian cho dầu rất nhớt.
đến bằng 0

lắc dao động gần như
dao động điều hòa .
- Trong nước con lắc dao Quan sát hình vẽ để nhận
động với biên độ giảm xét

dần theo thời gian rồi
dừng lại.
- Trong dầu con lắc chỉ
đi qua lại vị trí cân bằng
vài lần rồi dừng lại.
- Trong dầu rất nhớt, con
lắc sẽ chầm chậm trở về
vị trí cân bằng mà không
dao động.

1
k . A2
2
+ C1: Cơ năng giảm thì
biên độ giảm.
+ Năng lượng không đổi.
A không đổi
+W=

+ Năng lượng giảm dần.
A giảm dần
+ Dao động tắt dần càng
nhanh nếu môi trường
càng nhớt tức lực cản
của môi trường càng lớn.
+ Xem sách trả lời

+ Nêu khái niệm dao
động tắt dần chậm và
đặc điểm của nó.

Nội dung 3 (10 phút)
Các ứng dụng của dao
động tắt dần
3. Ứng dụng của dao
động tắt dần :
+ Bộ phận giảm xóc ôtô.
Các thiết bị đóng cửa tự
khép

+ Quan sát thực tế có +Quan sát thực tế
dao động tắt dần nào có
lợi?
+ Nêu kết luận.
+ Mô tả bộ phận giảm
xóc ?

Thảo luận nhóm

Nội dung 4 (5 phút)
Tìm hiểu dao động

+ Chuyển động của vật
dưới tác dụng của ngoại

Trình bày nội dung về
kiến thức

24

cưỡng bức
1. Dao động cưỡng bức
+ Dao động gây ra bởi
một ngoại lực biến đổi
điều hòa theo thời gian F
= Focos Ω t được gọi là
dao động cưỡng bức
+ Đặc điểm của dao
động cưỡng bức
− Dao động cưỡng bức là
điều hòa (có dạng sin)
− Tần số dao động cưỡng
bức bằng tần số của lực
cưỡng bức.− Biên độ dao
động cưỡng bức tỉ lệ
thuận với biên độ của
lực cưỡng bức và còn
phụ thuộc vào tần số của
ngoại lực.
Nội dung 5 (5 phút)
Hình thành khái niệm
sự cộng hưởng.
2. Sự cộng hưởng :
+ Hiện tượng biên độ
của dao động cưỡng bức
tăng đến giá trị cực đại
khi tần số góc của ngoại
lực bằng tần số góc riêng
ωo của hệ dao động,
được gọi là hiện tượng

cộng hưởng.
+ Với cùng ngoại lực,
nếu ma sát giảm thì giá
trị cực đại của biên độ
tăng. Hiện tượng cộng
hưởng rõ nét hơn.
. Tầm quan trọng của
hiện tượng cộng hưởng
+ Cộng hưởng có hại: hệ
dao động như tồ nhà,
cầu, bệ máy, khung xe
…
+ Cộng hưởng có lợi:
hộp đàn của các đàn
ghita, viơlon …

lực nói trên có mấy giai
đoạn.
+ Dựa vào đồ thị ly độ
x(t) của dao động cho
biết trong giai đoạn
chuyển tiếp, trong giai
đoạn ổn định biên độ
dao động như thế nào?
+ Thơng báo khái niệm
dao động cưỡng bức và
đặc điểm.
- Dao động cưỡng bức
có dạng gì?
- Tần số góc của dao

động cưỡng bức có đặc
điểm gì ?
- Biên độ của dao động
cưỡng bức có đặc điểm
gì ?
+
Hiện tượng cộng
hưởng là gì ?
+ Quan sát H 11.3. Nhận
xét biên độ cực đại của 2
trường hợp ma sát khác
nhau
(- Nếu ma sát giảm thì
giá trị cực đại của biên
độ như t

Ghi nhận khái niệm.
Nêu ví dụ về dao
động cưởng bức.

Ghi nhận các đặc
điểm của dao động
cưởng bức.
Quan sát dao động
của các con lắc
khác và nhận xét.

+ Biên độ của dao động
cưỡng bức khơng chỉ
phụ thuộc vào biên độ

của lực cưỡng bức mà
còn phụ thuộc cả vào độ
chênh lệch giữa tần số
cưỡng bức càng gần với
tần số riêng thì biên độ
dao động cưỡng bức
càng lớn. Biên độ dao
động cưỡng bức có giá
trị cực đại khi tần số của
dao động cưỡng bức
bằng tần số riêng của hệ
dao động.
+ Ma sát nhỏ thì giá trị
cực đại của biên độ lớn
hơn. Hiện tượng cộng
hưởng rõ nét hơn.

IV. BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Nội dung
Nhận biết
Thơng hiểu
Vận dụng
(Mức độ 1)
(Mức độ 2)
(Mức độ 3)
Dao động cưỡng
Tính tần số lực

25

Trình bày nội dung về
kiến thức đã học

Nhận xét về nội dung từ
bản vẽ

Vận dụng cao
(Mức độ 4)