giao án chủ đề dao động điều hòa

Ngày soạn: ..../ …./ 2018

Ngày dạy: ..../ .../ 2018 Lớp: 12…

Tiết: 1, 2, 3

Ngày dạy: ..../…./ 2018 Lớp: 12…

CHỦ ĐỀ
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Số tiết: 3
I. Vấn đề cần giải quyết
Dao động điều hòa là chủ đề cơ bản của vật lí 12, là cơ sở và là nền tảng để giúp học sinh
học tốt chương 1, 2, 3 và 4 của vật lí 12. Vì vậy chủ đề cần tập trung khai thác các đặc trưng của
dao động điều hòa, giúp học sinh biết đọc và khai thác phương trình, tính được T, f, …
Nội dung chủ đề tập trung trong Bài 1. Dao động điều hòa
II. Nội dung – chủ đề bài học
Chủ đề cần giải quyết được các vấn đề sau đây:
- Định nghĩa dao động điều hòa, các đặc điểm và phương trình của dao động điều hòa.
- Đọc và khai thác phương trình dao động điều hòa, từ đó viết được các phương trình vận
tốc, gia tốc của dao động điều hòa.
- Mô tả được dao động điều hòa trong các cách khác nhau để giải quyết các bài tập về dao
động điều hòa.
III. Mục tiêu bài học
1. Kiến thức:
- Nêu được định nghĩa của dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa
- Viết được biểu thức của phương trình của dao động điều hòa giải thích được các đại
lượng trong phương trình
- Nêu được dao động điều hòa và chuyển động tròn đều.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT

vật lý 12.
3. Thái độ:
- Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học
4. Năng lực:
- K1 Trình bày được định nghĩa dao động điều hòa, viết phương trình dao động điều hòa.


- K3: Vận dụng kiến thức vật lý về chuyển động tròn đều và hình chiếu của chất điểm lên
trục Ox để xây dựng phương trình
- P5: Sử dụng các công cụ toán học như véctơ, phép chiếu véctơ, phương trình lượng
giác để giải các bài toán li độ, vận tốc, gia tốc, chu kì, tần số...
- Phân biệt được khái niệm biên độ, li độ, pha ban đầu và pha dao động; T
IV. Chuẩn bị
1. Giáo viên :
- Một số hình vẽ mô tả sự dao động của hình chiếu P trên đường kính P 1 P 2
- Một số vật minh họa: dây đàn, con lắc đồng hồ ………
2.Học sinh :
- Ôn lại kiến thức về chuyển động tròn đều
V. Tiến trình bài học
Hoạt động 1. Khởi động (7 phút)
A. Mục tiêu:
- Ôn tập các công thức về chuyển động tròn đều, hình thành khái niệm dao động cơ và dao
động tuần hoàn.
- Xét được chuyển động hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên đường kính của quỹ
đạo.
B. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cần đạt
Chuyển Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận để hoàn Viết được
giao nhiệm thành phiếu học tập sau:

vụ học tập

- Viết công thức tính chu kì, tần số và tốc độ góc
của chuyển động tròn đều?



2
2f
T

Vẽ được hình và xác định

- Mô tả chuyển động hình chiếu của chất điểm được:
M truyển động tròn đều lên 1 đường kính của
quỹ đạo?
- Xác định tọa độ hình chiếu của chất điểm M
lên đường kính của quỹ đạo?
Sau đó cho học sinh quan sát hình ảnh của dây
đàn, của con lắc đồng hồ khi kích thích cho dao
động. Đặt vấn đề vào bài.

x OM cos(t   )


Thực hiện Học sinh thảo luận nhóm để trả lời câu hỏi trong
nhiệm vụ

phiếu học tập.
Vẽ và biểu diễn được chuyển động tròn đều lên

quỹ đạo để thực hiện các nhiệm vụ theo hướng

dẫn.
Báo cáo Học sinh viết vào bảng phụ kết quả thảo luận
kết quả

nhóm.

Xác đinh được hình chiếu P

Đánh

chuyển động qua lại quanh
Treo lên để các nhóm đọc rồi nhận xét
giá Giáo viên bổ sung thêm nội dung nếu các nhóm gốc O, cứ sau 1 vòng

nhận

xét, còn thiếu.

chuyển động lại lặp lại

kết luận
Sau đó dẫn dắt vào bài học
Hoạt động 2. Hình thành kiến thức (60 phút)
Hoạt động 2.1 Tìm hiểu về dao động cơ, dao động tuần hoàn và dao động điều hòa
A. Mục tiêu:
- Hình thành khái niệm về dao động cơ, dao động tuần hoàn và dao động điều hòa.
- Viết được phương trình dao động điều hòa và giải thích được ý nghĩa các địa lượng.
- Mô tả được dao động điều hòa và liên hệ với chuyển động tròn đều.

B. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cần đạt
Chuyển Giáo viên cho học sinh quan sát I. Dao động cơ
giao

nhiệm dao động của con lắc đồng hồ, của

vụ học tập

cành cây trước gió quạt. Sau đó

1. Thế nào là dao động cơ?
Dao động cơ là chuyển động là chuyển

nêu câu hỏi:

động qua lại quanh một vị trí đặc biệt

Dao động cơ là gì?

gọi là vị trí cân bằng.

Nêu sự khác biệt về dao động của

2. Dao động tuần hoàn

con lắc đồng hồ và cành cây?

- Dao động tuần hoàn là dao động mà

Dao động tuần hoàn là gì?

trạng thái chuyển động của vật được lặp

Dao động điều hòa là gì?

lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau

Vì sao chuyển động hình chiếu P những khoảng thời gian bằng nhau.
của chất điểm M là dao động điều - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là
hòa?

dao động điều hòa

Nêu phương trình dao động điều 3. Dao động điều hòa
hòa và giải thích các đại lượng?


Thực hiện Học sinh làm việc cá nhân để trả Dao động điều hòa là dao động trong đó
nhiệm vụ

lời từng câu hỏi của giáo viên.

li độ của vật là một hàm cosin (hay sin)

Có nhận xét bổ sung giúp hoàn của thời gian.
chỉnh câu trả lời
Báo cáo kết Đứng tại chỗ trả lời câu hỏi của
quả

Đánh

giáo viên
giá Học sinh nhận xét bổ sung.

x = A cos(ωt + φ)
* A là biên độ dao động, là li độ cực

nhận xét ,kết Giáo viên hiệu chỉnh để câu trả lời
luận

- Phương trình dao động :

hoàn chỉnh

đại của vật. A > 0.
* (ωt + φ) là pha của dao động tại thời
điểm t
* φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ < 0,

φ>0, φ = 0)
Hoạt động 2.2 Tìm hiểu về chu kì, tần số và tần số góc
A. Mục tiêu:
- Mô tả được dao động điều hòa và liên hệ với chuyển động tròn đều.
- Nêu được các khái niệm về chu kì, tần số, tần số góc.
B. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Chuyển Từ phần mở đầu, các em III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều
giao

đã thấy chuyển động hình hòa

nhiệm vụ chiếu của chất điểm M

1. Chu kì và tần số

học tập

Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta nói vật thực

lên đường kính cũng là

một dao động điều hòA. hiện 1 dao động toàn phần.
Đọc sách giáo khoa để trả
lời các câu hỏi:

* Chu kì (T): của dao động điều hòa là khoảng thời
gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn

1. Nêu cách mô tả dao vị là s
động điều hòa?

* Tần số (f): của dao động điều hòa là số dao động

2. Chu kì là gì? Mô tả tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc
một chu kì trên quỹ đạo?

Hz.

3. Tần số là gì?

2. Tần số góc

4. Nêu sự liên hệ của

Trong dao động điều hòa ω được gọi là tần số góc.

chuyển động tròn đều với

Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối liên hệ:

dao động điều hòa?


Thực Học sinh làm việc nhóm
hiện



để trả lời câu hỏi

2
2f
T

3. Chú ý
nhiệm vụ
Báo cáo Hoàn thành nội dung vào a) Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng
kết quả
bảng phụ

luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M
Đánh giá Học sinh nhận xét bổ
chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng
nhận
sung.
đó.
xét ,kết Giáo viên hiệu chỉnh để
b) Ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của
luận
câu trả lời hoàn chỉnh
dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều
tăng của góc MOP trong chuyển động tròn đều.
Hoạt động 2.3 Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc
A. Mục tiêu:
- Viết được phương trình vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa.
- Nhận xét về pha và liên hệ giữa x, v, a.
- Nêu được khái niệm lực kéo về.
B. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Chuyển Theo định nghĩa thì ta có

Nội dung cần đạt
IV. Vận tốc và gia tốc của dao động điều

giao

v= x’(t)

hòa

nhiệm vụ

a = v’(t)

1. Vận tốc

học tập

Các em hày làm việc theo nhóm

Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời

để tìm biểu thức của v và a? Xác gian.
định mối quan hệ về pha giữa x,
v, a?

v = x’ = -ωA sin(ωt + φ)
- Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian

Xác định vị trí để v, a lớn nhất và * Tại x A thì v = 0
nhỏ nhất?
Lực kéo về là gì? Tại sao lại gọi
là lực kéo về?
Thực Học sinh làm việc theo nhóm
hiện
nhiệm vụ
Báo cáo Trình bày trên bảng phụ
kết quả

* Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A

2. Gia tốc
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời
gian
a = v’ = x” = -ω2A cos(ωt + φ) a = - ω2x
* Tại x = 0 thì a = 0
* Tại x A thì a = amax = ω2A


Đánh giá Học sinh nhận xét bổ sung.
nhận
xét

3. Lực kéo về

Giáo viên hiệu chỉnh để câu trả Fhp = - ma = m 2x
Fhpmax= m 2A
,kết lời hoàn chỉnh

luận
Hoạt động 2.4 Tìm hiểu về đồ thị dao động điều hòa
A. Mục tiêu:
- Vẽ được đồ thị dao động điều hòa với pha ban đầu bằng 0
- Khai thác được đồ thị dao động để viết được phương trình dao động và các đại lượng liên
quan.
B. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung cần đạt
Chuyển giao Trong toán học các em cũng đã biết vẽ đồ thị V. Đồ thị của dao động
nhiệm vụ học hình sin. Do đó các em hãy vẽ đồ thị của hàm điều hòa
tập

số sau theo tời gian:

Đồ thị của dao động điều
hòa với φ = 0 có dạng

x = Acost

Từ đó hãy xác định phương trình dao động của hình sin nên người ta còn
gọi là dao động hình sin
dao động sau:
Một vật dao động điều hòa có đồ thị như hình.
Phương trình dao động là:
A. x = 4cos(10πt- π/2) (cm)
B. x = 8cos(5πt - π/2) (cm)
C. x = 4cos(5πt – π) (cm)
D. x = 4cos(5πt) (cm)
THNV
Các học sinh làm việc các nhân
Báo cáo kết Vẽ đồ thị trong vở
quả
Báo cáo kết quả làm bài
Đánh giá nhận Học sinh nhận xét bổ sung.
xét ,kết luận
Giáo viên hiệu chỉnh để câu trả lời hoàn chỉnh
Hoạt động 3. Luyện tập (28 phút)
A. Mục tiêu:
- Rèn luyện kỹ năng đọc và khai thác phương trình dao động.
- Vận dụng các công thức để giải bài tập
B. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung cần đạt


Chuyển Các em thảo luận nhóm để tìm công thúc
giao

liên hệ giữa x, A, v không phụ thuộc vào

nhiệm vụ thời gian?

v
A2 = x 2 + ( ) 2
ω

ω

2

A2 =

a
v
+ ( )2
4
ω
ω

học tập

Sau đó hoàn thành phiếu học tập
Thực Thảo luận nhóm để xây dựng biểu thức.

Câu 1. D Câu 2. B Câu 3. B

hiện

Câu 4. D Câu 5. C Câu 6. D

Cùng làm trắc nghiệm

nhiệm vụ
Báo cáo Nhóm chọn người trình bày kết quả.
kết quả

Câu 7. C Câu 8. C Câu 9. D

Chơi trò truyền điện với phần thực hiện

các câu trả lời.
nhận xét, Học sinh nhận xét đối chiếu kết quả.

Câu 10. A Câu 11. D Câu 12. C
Câu 13. B

Câu 14. A Câu 15. A

Câu 16. B Câu 17. A Câu 18. B

kết luận

Giáo viên hiệu chỉnh để đáp án đúng
Phiếu trắc nghiệm
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) .

C. x = Acos(ωt+ ϕ(t) ) (cm) .

B. x = Acos (ωt) (cm) .

D. x = A.tcos(ωt+ b) (cm) .

Câu 4. Công thức nào sau đây không phải là công thức tính tần số góc của dao động điều hoà?
A. ω = 2πT

B.

2
T

C. ω = 2πf

D.

Câu 5. Trong dao động điều hoà x = A sin (ωt +ϕ), gia tốc biến đổi điều hoà theo phương trình:
A. a = Acos(ωt +ϕ). B. a = Aω2cos(ωt +ϕ). C. a = - Aω2sin(ωt +ϕ).

D. a = - Aωcos(ωt +ϕ).

Câu 6. Trong dao động điều hòa, vận tốc biến đổi
A. Cùng pha với li độ.
C. Trễ pha

π
so với li độ.
2

B. Ngược pha với li độ.
D. Sớm pha

π

so với li độ.
2






 



 














































 










































 � �


�
�
�

 





� 
� �
�   

�


�
�
��
� 
�


� = ?


�
�
�  �
�
�



 











 


















 

 















 



 



 







 

