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

Giáo án Vật Lý 12 – Chương trình chuẩn – Học kì 1

Chương I. DAO ĐỘNG CƠ
Tiết 1-2 . DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. MỤC TIÊU
- 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,
công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa.
- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không.
- Làm được các bài tập tương tự như trong sgk.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
Chuẩn bị một con lắc đơn hoặc con lắc lò xo 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 P 1P2.
Chuẩn bị thí nghiệm minh họa hình 1.4
2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Tiết 1: Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu dao động cơ.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
I. Dao động cơ
Cho học sinh quan sát dao động
1. Thế nào là dao động cơ?
của con lắc đơn.
Định nghĩa dao động cơ.
Dao động cơ là chuyển động qua lại
của vật quanh một vị trí cân bằng.
Giới thiệu một số dao động

2. Dao động tuần hoàn
tuần hoàn.
Định nghĩa dao động tuần hoàn.
Dao động tuần hoàn là dao động mà
Yêu cầu học sinh nêu định
sau những khoảng thời gian bằng nhau,
nghĩa dao động tuần hoàn.
gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo
hướng cũ.
Hoạt động 3 (30 phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hòa.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
II. Phương trình của dao động điều
hòa
Vẽ hình 1.1
Vẽ hình.
1. Ví dụ
Xét điểm M chuyển động tròn đều
theo chiều dương (ngược chiều kim
đồng hồ) với tốc độ góc ω trên quỹ
Xác định vị trí của M ở thời đạo tâm O bán kính OM = A.
điểm t = 0.
+ Ở thời điểm t = 0, điểm M ở vị trí
Xác định vị trí của M ở thời M0 được xác định bởi góc ϕ.
điểm t bất kì.
+ Ở thời điểm t bất kì M được xác
định bởi góc (ωt + ϕ).
Xác định hình chiếu của M + Hình chiếu của M xuống trục Ox là
Dẫn dắt để học sinh tìm ra biểu trên trục Ox.

____
P có tọa độ: x = OP = Acos(ωt + ϕ).
thức xác định tọa độ của P.
Yêu cầu học sinh thực hiện C1.
Vì hàm sin hay cosin là một hàm
Thực hiện C1.
điều hòa, nên dao động của điểm P
được gọi là dao động điều hòa.
Giới thiệu khái niệm dao động
2. Định nghĩa
Ghi nhận khái niệm.
điều hòa.
Dao động điều hòa là dao động trong
đó li độ của vật là một hàm côsin (hay
sin) của thời gian.


Giáo án Vật Lý 12 – Chương trình chuẩn – Học kì 1

Giới thiệu phương trình dao
động điều hòa và các đại lượng
trong phương trình.

3. Phương trình
Phương trình dao động: x = Acos(ωt +
ϕ)
Trong đó:
A là biên độ dao động (A > 0). Nó là
độ lệch cực đại của vật; đơn vị m, cm.
(ωt + ϕ) là pha của dao động tại thời

điểm t.
ϕ là pha ban đầu của dao động; đơn vị
Thực hiện thí nghiệm hình 1.4.
rad; có giá trị nằm trong khoảng từ - π
Yêu cầu học sinh rút ra mối liên
đến π.
hệ giữa chuyển động tròn đều và
Nêu mối liên hệ giữa
4. Chú ý
dao động điều hòa.
chuyển động tròn đều và dao
+ Điểm P dao động điều hòa trên một
Nêu qui ước chọn trục làm gốc động điều hòa.
đoạn thẳng luôn luôn có thể dược coi
để tính pha dao động.
là hình chiếu của một điểm M chuyển
Ghi nhận qui ước chọn trục
động tròn đều lên đường kính là đoạn
làm gốc để tính pha dao
thẳng đó.
động.
+ Đối với phương trình dao động điều
hòa
x = Acos(ωt + ϕ) ta qui ước
chọn trục x làm gốc để tính pha của
dao động.
Tiết 2: Hoạt động 4 (10 phút): Tìm hiểu chu kì , tần số, tần số góc của dao động điều hòa.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản

III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao
động điều hòa
1. Chu kì và tần số
Giới thiệu chu kì của dao
Ghi nhận khái niệm.
+ Chu kì (kí hiệu T) của dao động điều
động điều hòa.
hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện
một dao động toàn phần; đơn vị giây (s).
Giới thiệu tần số của dao
Ghi nhận khái niệm.
+ Tần số (kí hiệu f) của dao động điều
động điều hòa.
hòa là số dao động toàn phần thực hiện
được trong một giây; đơn vị héc (Hz).
2. Tần số góc
Giới thiệu tần số góc của
Ghi nhận khái niệm.
ω trong phương trình x = Acos(ωt + ϕ)
dao động điều hòa.
gọi là tần số góc của dao động điều hòa.
Y/c h/s nhắc lại mối liên hệ
Nhắc lại mối liên hệ giữa ω, T
2π
Liên hệ giữa ω, T và f: ω =
= 2πf.
giữa ω, T và f trong cđ tròn và f trong chuyển động tròn
T
đều.
đều.

Hoạt động 5 (20 phút) : Tìm hiểu vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
IV. Vận tốc và gia tốc của vật dao động
điều hòa
1. Vận tốc
Giới thiệu vận tốc của vật Ghi nhận khái niệm.
+ Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời
dao động điều hòa.
gian: v = x' = - ωAsin(t + ϕ).
Biến đổi để thấy v sớm pha
+ Vận tốc của vật dao động điều hòa
Ghi nhận sự lệch pha giữa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng
π
so với x.
vận tốc v và li độ x.
π
2
sớm pha hơn
so với với li độ của dao
Ghi nhận phương trình.
Ghi nhớ tên gọi và đơn vị
của các đại lượng trong
phương trình dao động điều
hòa.

2

Giáo án Vật Lý 12 – Chương trình chuẩn – Học kì 1

Yêu cầu học sinh xác định
Xác định các vị trí vật có vận
các giá trị cực tiểu và cực tốc cực tiểu, cực đại.
đại của vận tốc của dao
động điều hòa.
Ghi nhận khái niệm.
Giới thiệu gia tốc của vật
dao động điều hòa.
Nắm vững mối liên hệ giữa x,
Giới thiệu sự lệch pha của v và a trong dao động điều
a, v và x.
hòa.
Yêu cầu học sinh nêu đặc
điểm của véc tơ gia tốc
trong dao động điều hòa.

Nêu đặc điểm của véc tơ gia
tốc trong dao động điều hòa.

động.
- Ở vị trí biên, x = ± A thì vận tốc
bằng 0.
- Ở vị trí cân bằng, x = 0 thì vận tốc
có độ lớn cực đại: vmax = ωA.
2. Gia tốc
+ Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo
thời gian: a = v' = - ω2Acos(ωt + ϕ) = ω2x
+ x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần

số; a ngược pha với x, sớm pha

π
so
2

Xác định các vị trí gia tốc có với v.
→
Yêu cầu học sinh xác định giá trị cực đại, cực tiểu
+ a luôn hướng về vị trí cân bằng và có
các giá trị cực đại, cực tiểu
độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
của a.
- Ở vị trí biên, x = ± A thì gia tốc có độ
lớn cực đại : amax = ω2A.
- Ở vị trí cân bằng (x = 0) thì a = 0.
Hoạt động 6 (10 phút) : Tìm hiểu đồ thị của dao động điều hòa.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
V. Đồ thị của dao động điều hòa
Hướng dẫn học sinh vẽ đồ
Vẽ đồ thị của dao động điều
Đồ thị của dao động điều hòa là một
thị.
hòa ứng với trường hợp pha đường hình sin.
ban đầu ϕ = 0.
Nhận xét đồ thị.
Yêu cầu học sinh nhận xét
về đồ thị của dao động điều

hòa.
Hoạt động 7 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.
bài.
Ghi các bài tập về nhà.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8, 9 10,
11 trang 9 sgk và 1.6, 1.7 sbt.
IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY


Giáo án Vật Lý 12 – Chương trình chuẩn – Học kì 1