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

GIÁO ÁN VẬT LÝ 12

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I. MỤC TIÊU :
1) Kiến thức :
-Nêu được định nghĩa dao động điều hòa , li độ , biên độ , pha , pha ban đầu là gì
-Viết được phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng
trong phương trình.
2) Kĩ năng :
-Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không .
- Giải các bài tập liên quan .
II. CHUẨN BỊ :
1) Giáo viên : Hình vẽ 1.1 ;1.2 SGK/4,5
2) Học sinh : Ôn lại chuyển động tròn đều
III. PHƯƠNG PHÁP :
Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.
IV. TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :
1) Ổn định tổ chức :
- Ổn định lớp
-Kiểm tra sỉ số .
-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh .
2)Kiểm tra bài cũ :
Giới thiệu chương trình vật lý 12 và phương pháp học tập bộ môn
3) Giảng bài mới :


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12

Hoạt động của Thầy , Trò
*Hoạt động 1 : DAO ĐỘNG CƠ :

Nội dung bài học
I. DAO ĐỘNG CƠ

Mục tiêu :Nắm được định nghĩa dao động 1. Thế nào là dao động cơ:
cơ và dao động tuần hoàn
- Ví dụ : Chuyển động của quả lắc đồng
GV Nêu ví dụ: gió rung làm bông hoa lay hồ , dây đàn ghi ta rung động …
động; quả lắc đồng hồ đung đưa sang
Khái niệm :
phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn
rung khi gãy…
Dao động là chuyển động có giới hạn
Chuyển động của vật nặng trong 3
trường hợp trên có những đặc điểm gì
giống nhau ?
Dao động cơ học là gì ?

trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần
quanh một vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn.
Dao động tuần hoàn: là dao động mà sau
những khoảng thời gian bằng nhau gọi
là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng
cũ
VD: Dao động của lắc đồng hồ

*Hoạt động 2 :PHƯƠNG TRÌNH DAO
ĐỘNG ĐIỀU HÒA .

II . PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG
ĐIỀU HÒA .
1Ví dụ .

Mục tiêu : Nắm được định nghĩa dao
động điều hòa và ý nghìa của phương
trình

Xét một điểm M chuyển động đều trên
một đường tròn theo chiều dương với
vận tốc góc là ω (rad/s)

GV Vẽ hình minh họa chuyển động tròn
đều của chất điểm .

Thời điểm t ≠ 0, vị trí của điểm chuyển
động là M, Xác định bởi góc (wt + ϕ )

Xác định vị trí của vật chuyển động tròn
đều tại các thời điểm t = 0 và tai thời
điểm t ≠ 0

: x = OP = OM cos (ωt + ϕ ).
Hay:

x = A.cos (ωt + ϕ ).

ϕ
Xác định hình chiếu của chất điểm M tai A, ω , là các hằng số

GIÁO ÁN VẬT LÝ 12
thời điểm t ≠ 0

2. Định nghĩa:

x = OP

Dao động điều hòa là dao động trong đó
li độ của vật là một hàm côsin (hay sin)
của thời gian

= OM cos (ωt + ϕ ).
Nêu định nghĩa dao động điều hòa

3. Phương trình:

HSTrả lời C1

Phương trình x=Acos(ω t+ϕ)gọi là
phương trình dao động điều hòa

cho biết ý nghĩa của các đại lượng:
+ Biên độ,

thì:

+ pha dao động,

+ x : li độ của vật ở thời điểm t (tính từ

VTCB)

+ pha ban đầu.
+ Li độ

+A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao
động cực đại ứng với cos(ωt+ϕ) =1.

+ Tần số góc

+(ωt+ϕ): Pha dao động (rad)
+ ϕ : pha ban đầu.(rad)có thể dương ,
âm hoặc bằng 0
4. Chú ý :

Một dao động điều hòa có thể được coi
như hình chiếu của một chuyển động tròn
đều xuống một đường thẳng nằm trong
mặt phẳng quỹ đạo.

4) Củng cố và luyện tập :

Một điểm dao động điều hòa trên một
đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình
chiếu của một điểm tương ứng chuyển
động tròn đều lên đường kính là một
đoạn thẳng đó .


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12

Giáo viên gọi học sinh nhắc lại các khái niệm dao động , dao động tuần hoàn và viết
phương trình dao động điều hòa bằng các câu hỏi1,2 SGK
5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :
Bài tập về nhà 7,9,10 SGK/9
V. RÚT KINH NGHIỆM :
Giáo viên-----------------------------------------------------------------------------------------------------Học sinh------------------------------------------------------------------------------------------------------Thiết bị-------------------------------------------------------------------------------------------------------Sách giáo khoa----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (TT)

I. MỤC TIÊU :
1) Kiến thức :
-Nêu được định nghĩa tần số , chu kì
-Viết được công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa , công thức liên hệ
giữa tần số góc , chu kì và tần số.
2) Kĩ năng :
-Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không .
- Giải các bài tập liên quan .
II. CHUẨN BỊ :


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12
1) Giáo viên : Hình vẽ 1.6 SGK/7
2) Học sinh : Ôn lại chuyển động tròn đều
III. PHƯƠNG PHÁP :
Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.
IV. TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :
1) Ổn định tổ chức :
- Ổn định lớp
-Kiểm tra sỉ số .
-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh .

2)Kiểm tra bài cũ :
Câu 1 : Định nghĩa dao động điều hòa . viết phương trình và giải thích các đại lượng
trong phương trình.
Câu 2 : Cho phương trình dao động điều hòa x= -6cos(6 π t) (cm). Hãy cho biết biên
độ và pha ban đầu. xác định tọa độ của vật khi t =0.5s
Đáp án :
Câu 1 : 4đ
+Định nghĩa 1đ ; viết phương trình 1đ ; giải thích 2đ
Câu 2 : 6đ
+Biên độ : 6 cm

(2đ) ; pha ban đầu π

Hoạt động của Thầy , Trò

*Hoạt động 1 : CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN
SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
.

( 2đ) . Tọa độ : 6cm (2đ)

Nội dung bài học

III. CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ GÓC
CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA :
1. Chu kì và tần số .


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12
Mục tiêu : Nắm các khái niệm chu kì ,

tần số góc của dao động điều hòa
GV :Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc , chu
kì , tần số giao viên hướng dẫn hs đưa ra
khái niệm chu kì tần số , tần số góc của
dao động điều hòa .
đinh nghĩa các đại lượng chu kì tần số ,
tần số góc
Gv có thể nói thêm : tần số là số chu kì
trong một đơn vị thời gian

a. Chu kì (T):
Chu kì của dao động điều hòa là khoảng
thời gian để vật thực hiện một dao
độngtoàn phần .
Đơn vị chu kì là giây (s)
b. Tần số (f)
Tần số của dao động điều hòa là số dao
động toàn phần thực hiện được trong một
giây .
Đơn vị của tần số Hz
f=

1ω
=
T 2π

T= t/n
n là số dao động toàn phần trong thời
gian t
2. Tần số góc:( ω ) đơn vị : rad/s

2π
=2πf
Biểu thức : ω=
T

*Hoạt động 4 : VẬN TỐC, GIA TỐC
CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA :

IV. VẬN TỐC GIA TỐC CỦA VẬT
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA .

Mục tiêu : Viết được biểu thức vận tốc và 1. Vận tốc :
gia tốc của vật dao động điều hòa
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời
gian
GV :Hãy viết biểu thức vận tốc trong dao
động điều hòa?
v = x/ = - Aωsin(ωt + ϕ)
Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân bằng,
Ta thấy vận tốc là đại lượng biến thiên
vật nặng có vận tốc như thế nào ?
điều hòa


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12
Pha của vận tốc v như thế nào so với pha + Vật ở vị trí cân bằng x = 0 thì vận tốc
của ly độ x ?
có độ lớn cực đại. vmax= ωA
Hs :v = x’ = −ωAsin(ωt + ϕ)
x = ± A ⇒ v = 0 ; x = 0 : v = ± ωA

Người ta nói rằng vận tốc trễ pha π / 2
so với ly độ.( Hay ly độ sớm pha π / 2 so
với vận tốc )
GV; Viết biểu thức của gia tốc trong dao
động điều hòa ?
Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì ?
Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ
và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
*Hoạt động 3 :ĐỒ THỊ CỦA DAO
ĐỘNG ĐIỀU HÒA :
Gv Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a trong

+Ở vị trí biên khi x = ± A thì vận tốc
bằng 0
KL: vận tốc sớm pha π / 2 so với ly độ.
2. Gia tốc .
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời
gian
a = v/ = -Aω 2cos(ωt + ϕ)= -ω 2x
Gốc tọa độ O là vị trí cân bằng : a = 0 khi
x = 0 (VTCB) khi đó Fhl = 0 .
- Gia tốc luôn hướng ngược dấu với li độ
(Hay véc tơ gia tốc luôn hướng về vị trí
cân bằng) và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn
của li độ

trường hợp ϕ = 0
x = Acos(ωt) = Acos( 2π
T t)
v = -Aωsin( 2π

T t)

V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU
HÒA.

a = -Aω 2cos( 2π
T t)

• Vẽ đồ thị cho trường hợp ϕ=0.

Xác định li độ , vận tốc , gia tốc tại các
thời điểm t= 0 , t = T/4 ,
t = T/2 , t = 3T/4 , t = T

t

0

T/4

T/2

3T/4

T

x

A

0

-A

0

A

v

0

-Aω

a

-Aω 2 0

0
Aω 2

Aω
0

0
Aω 2


GIÁO ÁN VẬT LÝ 12

4) Củng cố và luyện tập :
- Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà?
- Phân biệt được dao động tuần hoàn và dao động điều hoà?
5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :
- C©u hái tõ 1 ®Õn 5- trang 8- SGK.
- Bµi tËp 7, 8, 9 trang 9- SGK.
V. RÚT KINH NGHIỆM :
Gi áo vi ên----------------------------------------------------------------------------------------------------H ọc sinh----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Thiết bị-------------------------------------------------------------------------------------------------------S ách gi áo khoa----------------------------------------------------------------------------------------------