Giáo án Vật lý 12 bài 1: Dao động điều hòa

VẬT LÝ 12
CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ
Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ(2 tiết)
I. MỤC TIÊU
- Nêu được:
+ 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.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P 1P2 và
thí nghiệm minh hoạ.
2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với
chu kì hoặc tần số).
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định tổ chức( 1 phút):
2. Kiểm tra bài cũ( 8 phút):
- Lấy 2 ví dụ về chuyển động tròn đều, viết công thức liên hệ giứa chu kỳ, tần số, tốc độ góc
3. Bài mới:
TIẾT 1
Hoạt động 1( 8 phút): Tìm hiểu về dao động cơ
Hoạt động của GV
- 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.

Hoạt động của HS

- 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.

Hoạt động 2( 15 phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà

Kiến thức cơ bản
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.


VẬT LÝ 12
Hoạt động của GV
- Minh hoạ chuyển động tròn đều của
một điểm M

Hoạt động của HS

M +

O



xt P

M
0

P

1

- 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)
- Y/c HS hoàn thành C1
- Hình dung P không phải là một
điểm hình học mà là chất điểm P 
ta nói vật dao động quanh VTCB O,
còn toạ độ x chính là li độ của vật.
- Gọi tên và đơn vị của các đại lượng
có mặt trong phương trình.
- Lưu ý:
+ A,  và  trong phương trình là
những hằng số, trong đó A > 0 và  > 0.
+ Để xác định  cần đưa phương
trình về dạng tổng quát x = Acos(t +
) để xác định.
- Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác
định được gì? ((t + ) là đại 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

- 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.
- Tương tự: x = Asin(t + )
- HS ghi nhận định nghĩa dao
động điều hoà.
- Ghi nhận các đại lượng trong
phương trình.

- Chúng ta sẽ xác định được x ở
thời điểm t.
- Xác định được x tại thời điểm
ban đầu t0.
- Một điểm dao động điều hoà
trên một đoạn thẳng luôn luôn

Kiến thức cơ bản
II. Phương trình của dao
động điều hoà
1. Ví dụ
- Giả sử một điểm M chuyển
động tròn đều trên đường tròn
theo chiều dương với tốc độ
góc .

- P là hình chiếu của M lên Ox.
- Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0
�   (rad)
với POM
1
0
- Sau t giây, vật chuyển động
đến vị trí M, với
�
POM
 (t   ) rad
1
- Toạ độ x = OP của điểm P có
phương trình:
x = OMcos(t + )
Đặt OM = A
x = Acos(t + )
Vậy: Dao động của điểm P là
dao động điều hoà.
2. Định nghĩa
- Dao động điều hoà là dao
động trong đó li độ của vật là
một hàm cosin (hay sin) của
thời gian.
3. Phương trình
- Phương trình 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)


VẬT LÝ 12
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
� trong chuyển động tròn đều.
POM
1

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

Hoạt động 3 ( 6 phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
III. Chu kì, tần số, tần số góc của

- Dao động điều hoà có tính tuần
- HS ghi nhận các định nghĩa về
dao động điều hoà
chu kì và tần số.
1. Chu kì và tần số.f=N/t
hoàn  từ đó ta có các định nghĩa

- Trong chuyển động tròn đều giữa
tốc độ góc , chu kì T và tần số có
mối liên hệ như thế nào?



2
 2 f
T

- Chu kì (kí hiệu và T) của dao động
điều hoà là khoảng thời gian để vật
thực hiện một dao động toàn phần.
+ Đơn vị của T là giây (s). T=t/N
- 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.
2


 2 f
T

Hoạt động 4:Củng cố: Qua bài này chúng ta cần nắm được
+ Định nghĩa dao động điều hoà.
+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu
+ 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.
+ Làm bt sgk
CYGV

TIẾT 2
III/HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định tổ chức( 1 phút)
2. Kiểm tra bài cũ( 10 phút):
- HS1 – tự lên ra đề một bài tập- GV, HS nhận xét đề bài và chỉnh sửa đề


VẬT LÝ 12
- HS2 – lên giải
Hoạt động 1( 10 phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
IV. Vận tốc và gia tốc trong
- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li
dao động điều hoà
x = Acos(t + )
1. Vận tốc
độ theo thời gian  biểu thức?

 v = x’ = -Asin(t + )
 Có nhận xét gì về v?
- Vận tốc là đại lượng biến thiên v = x’ = -Asin(t + )
- Ở vị trí biên (x = A):
điều hoà cùng tần số với li độ.
 v = 0.
- Ở VTCB (x = 0):
 |vmax| = A
- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận  a = v’ = -2Acos(t + )
2. Gia tốc
tốc theo thời gian  biểu thức?
a = v’ = -2Acos(t + )
- Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều - Gia tốc luôn ngược dấu với li
= -2x
gì?
độ (vectơ gia tốc luôn luôn
- Ở vị trí biên (x = A):
hướng về VTCB)
 |amax| = 2A
- Ở VTCB (x = 0):
a=0
Hoạt động 2(8 phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hoà
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Kiến thức cơ bản
- Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của
- HS vẽ đồ thị theo hướng
V. Đồ thị trong dao động
điều hoà
dao động điều hoà x = Acost dẫn của GV.

x
( = 0)
A
- 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.

0

3T
2

T
2

t

T

A

IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được
+ Định nghĩa dao động điều hoà.
+ Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu
+ 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.
+ Làm bt sgk
V.DẶN DÒ:

Về nhà làm hết các bài tập trong Sgk.và sách bài tập


VẬT LÝ 12
CYGV
………………………………………………………………………………………………………
…..………………………………………………………………………………………………