Tiết 01: bài toán viết phơng trình dao động
I- Mục tiêu
1. Kiến thức
- Xây dụng PP giải loại bài tập viết phơng trình chuyển động của một vật dao động điêu hòa.
2. Kĩ năng
- Có PP giải bài tập viết phơng trình dao động của một vật dao động điều hòa
II- Chuẩn bị
1. Giáo viên
-
2. Học sinh
-
III- Tổ chức hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức
Lớp 12A1
2. Kiểm tra bài cũ.
CH: Dao động điêu hòa là gì?
Dạng của PTDĐ, tên của các đại lợng.
3. Bài mới.
ĐVĐ:
Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.
Phơng trình và đồ thị của dao động điều hòa
a) Phơng trình vi phân của dao động điều hòa
a = x = -
2
x
hay x + -
2
x = 0
b) Phơng trình của dao động điều hòa
x = Acos(t + ) (m) (1)
c) Phơng pháp giải toán viết phơng trình dao động
B1: Đa ra dạng của phơng trình (viết phơng trình 1)
B2: Xác định các đại lợng đã biết và cha biết trong (1)
B3: Xác định các đại lợng A,
, và
Xác định
: Chon t = 0 ta có:
cos
cos
x
x A
A
v Asin
v Asin
=
=
=
=
Thay
ở dòng trên xuống dòng dới. Kết hợp với điều kiện của v tìm
.
Lu ý: + Vật chuyển động theo chiều dơng thì v > 0, ngợc lại v < 0
+ Trớc khi tính cần xác định rõ thuộc góc phần t thứ mấy của đờng tròn lợng
giác
(thờng lấy -
< <
)
Hoạt động 2 (30phút) : Đa ra bài tập ví dụ
Hoạt động của thày - trò Nội dung bài học
1
Ngày soạn: 18/11/08
Ngày giảng: 20/11/08
GV. Đa ra vi dụ để hớng dẫn học sinh làm quen.
HS.
GV. Hớng dẫn giải theo các bớc đã nêu.
HS. Lắng nghe, suy ngẫm.
GV. Yêu cầu học sinh thực hiện
HS. Tiến hành theo các bớc. Căn cứ theo điều
kiện ban đầu.
GV. Yêu cầu học sinh thực hiện
HS. Tiến hành theo các bớc. Căn c theo điều
kiện ban đầu
VD 1:Vật dao động điều hòa với tần số f =
2,0Hz và biên độ A = 20cm. Lập phơng trình
chuyển động trong mỗi trờng hợp sau:
a) Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân
bằng theo chiều dơng.
b) Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí co
li độ + 10 cm ngợc chiều dơng.
c) Chọ gốc thời gian lúc vật ở vị trí biên
Giải.
Ta có
42
==
f
(rad/s);
A = 20 cm
Suy ra các phơng trình tổng quát:
20cos(4 )( )
80 sin(4 )( / )
x t cm
v t cm s
= +
= +
a) Trờng hợp 1:
Theo đề t = 0:
0 cos 0
0 sin 0
2
x
v
= =
=
> <
Vậy x = 20sin
(4 )( )
2
t cm
b) Trờng hợp 2:
Theo đề t = 0:
1
10
cos
2
0
6
sin 0
x cm
v
=
=
=
<
>
Vậy x = 20sin
(4 )( )
6
t cm
+
c) Theo đề t = 0:
cmx 20
=
(v = 0)
0
cos 1
=
=
=
Vậy x = 20sin
(4 )( )t k cm
+
k là số nguyên.
Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Yêu cầu học sinh qua các bài tập ở trên, nêu ph-
ơng pháp giải bài toán
Nêu phơng pháp giải
Về nhà giải các bài tập còn lại trong sách bài
tập.
Tiết 02: bài toán con lắc lò xo con lắc đơn
I- Mục tiêu
1. Kiến thức
- Củng cố cho học sinh định nghĩa về công trong trờng hợp tổng quát, Nhấn mạnh về các giá trị
2
Ngày soạn: 08/01/09
Ngày giảng: 10/01/09
của công và công suất
2. Kĩ năng
- Vận dụng định nghĩa về công và công suất giải một số bài tập liên quan
II- Chuẩn bị
1. Giáo viên
-
2. Học sinh
-
III- Tổ chức hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức
Lớp 12A1
2. Kiểm tra bài cũ.
CH: Trình bày định nghĩa công, viết biểu thức và nhận xét về giá trị của công
3. Bài mới.
ĐVĐ:
Hoạt động 1 (25 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.
Con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với với tần số góc =
m
k
.
2. Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng
a) Thế năng
Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng ta có:
W
t
=
2
1
kx
2
b) Cơ năng
W = W
t
+ W
đ
=
2
1
kx
2
+
2
1
mv
2
Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc đợc bảo toàn:
W =
2
1
kx
2
+
2
1
mv
2
=
2
1
kA
2
= hằng số
3. Phơng trình dao động điều hòa của con lắc đơn
a) Vị trí cân bằng
Vị trí cân bằng của con lắc đơn là vị trí mà dây treo thẳng đứng, vật nặng ở vị trí O thấp nhất.
b) Li độ góc và li độ cong
Để xác định vị trí con lắc đơn, ngời ta dùng li độ góc và li độ cong s.
c) Phơng trình dao động điều hòa của con lắc đơn khi biên độ góc nhỏ
=
0
cos(t + )
S = S
0
cos(t + )
Trong đó =
l
g
và s = l. ( tính ra rad
4.Năng lợng của con lắc đơn
Chọn mốc thế năng ở VTCB thì thế năng của con lắc đơn ở li độ góc ( 90
0
) là:
W
t
= mlg(1 - cos)
Cơ năng của con lắc là:
3
W = W
đ
+ W
t
=
2
1
mv
2
+ mlg(1 - cos)
Nếu bỏ qua ma sát và sức cản không khí thì cơ năng của con lắc đơn đợc bảo toàn:
W =
2
1
mv
2
+ mlg(1 - cos) = hằng số
Hoạt động 2 (15 phút) : Giải các bài tập.
Hoạt động của thày - trò Nội dung bài học
GV. Đa ra vi dụ để hớng dẫn học sinh làm quen.
HS.
GV. Hớng dẫn giải theo các bớc đã nêu.
HS. Lắng nghe, suy ngẫm.
GV. Đa ra vi dụ để hớng dẫn học sinh làm quen.
HS.
GV. Hớng dẫn giải theo các bớc đã nêu.
HS. Lắng nghe, suy ngẫm.
GV. Yêu cầu học sinh thực hiện
HS. Tiến hành theo các bớc. Căn cứ theo điều
kiện ban đầu.
GV. Yêu cầu học sinh thực hiện
HS. Tiến hành theo các bớc. Căn c theo điều
kiện ban đầu
Bài 1: Gắn quả cầu có khối lợng m
1
và lò xo,
hệ dao động với chu kì T
1
= 0,6s. Thay quả
cầu này bằng quả cầu khác có khối lợng m
2
thì
hệ dao động với chu kì T
2
= 0,8s.
Tính chu kì dao động của cả hệ gồm cả hai
quả cầu cùng gắn vào lò xo
Giải.
Ta có:
k
m
T
k
m
T
1
2
1
1
1
42
==
k
m
T
k
m
T
2
2
2
2
2
42
==
Chu kì dao động của con lắc lò xo gồm cả hai
quả cầu là:
+
+
=
k
m
k
m
T
k
mm
T
21
22
21
42
Do đó:
)(0,18,06,0
222
2
2
1
sTTT
=+=+
Bài 2: Vật có khối lợng m = 1,00kg treo vào
lo xo có độ cứng k = 400N/m. Lập phơng trình
chuyển động cho mỗi trờng hợp sau:
a) Đa vật tới vị trí có li độ x = +5,0 cm và
buông tay lúc t = 0.
b) Truyền cho vật ở vị trí cân bằng vận tốc
v
0
= 1,0m/s lúc t = 0.
(Lấy
10
2
=
)
Giải.
Ta có:
)/(0,20
00,1
400
srad
m
k
===
Suy ra phơng trình:
s(20 )
20 sin(20 )
x Aco t
v A t
= +
= +
a) Trờng hợp 1:
Theo đề t = 0:
5,0 cos 5,0 5,0
0 sin 0 0
x cm A A cm
v
= = =
= = =
Vậy:
( )
5,0cos 20 ( )x t cm=
b) Trờng hợp 2:
4
Theo đề t = 0 :
0 s 0
2
1,0 / sin 5,0
5,0
x co
v m s A
A cm
= =
=
= =
=
Vậy:
5,0 s(20 )( )
2
x co t cm
=
Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập còn lại
trong sách bài tập.
Ghi nhận phơng pháp giải.
Ghi các bài tập về nhà.
Tiết 03: bài tập tổng hợp dao động
I- Mục tiêu
1. Kiến thức
- Củng cố cho học sinh kiến thức về tổng hợp hai dao động điều hòa
2. Kĩ năng
- Vận dụng làm các bài tập tổng hợp dao động.
II- Chuẩn bị
1. Giáo viên
-
2. Học sinh
-
III- Tổ chức hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức
5
Ngày soạn: 22/11/08
Ngày giảng: 24/11/08
Lớp 12A1
2. Kiểm tra bài cũ.
CH: Tổng hợp dao động là gì? ND phơng pháp giản đồ véc tơ Fre-nen
3. Bài mới.
ĐVĐ:
Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.
Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số x
1
= A
1
cos(t +
1
) và x
2
= A
2
cos(t +
2
) đợc một dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số x = Acos(t + ).
Trong đó:
2 2 2
1 2 1 2 2 1
2 os( )A A A A A c
= + +
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
tan
os os
A A
A c A c
+
=
+
* Nếu = 2k
(x
1
, x
2
cùng pha) A
Max
= A
1
+ A
2
`
* Nếu = (2k+1)
(x
1
, x
2
ngợc pha) A
Min
= |A
1
- A
2
|
|A
1
- A
2
|
A
A
1
+ A
2
Hoạt động 2 (35 phút) : Giải các bài tập.
Hoạt động của thày - trò Nội dung bài học
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án C vì
2 2 2
1 2 1 2 2 1
2 os( )A A A A A c
= + +
= 5
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
tan
os os
A A
A c A c
+
=
+
= 1
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án C vì
2 2 2
1 2 1 2 2 1
2 os( )A A A A A c
= + +
= 5
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
tan
os os
A A
A c A c
+
=
+
=
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án C. Vì khi đó độ lệch pha bằng một
số nguyên lầm bớc sóng.
Câu 1. Hai dao động điều hoà cùng phơng có
các phơng trình lần lợt là x
1
= 4cos100t (cm)
và x
2
= 3cos(100t +
2
) (cm). Dao động tổng
hợp của hai dao động đó có biên độ là
A. 5cm. B. 3,5cm. C. 1cm. D. 7cm.
Câu 2. Một vật thực hiện đồng thời hai dao
động điều hoà cùng phơng có các phơng trình
dao động thành phần làlà x
1
= 5cos10t (cm)
và x
2
= 5cos(10t +
3
) (cm). Phơng trình dao
động tổng hợp của vật là
A. x = 5cos(10t +
6
)(cm).
B. x = 5
3
cos(10t +
6
) (cm).
C. x = 5cos(10t +
4
) (cm).
D. x = 5cos(10t +
2
) (cm).
Câu 3. Một vật tham gia đồng thời hai dao
động điều hoà cùng phơng, cng tần số: x
1
=
A
1
cos (t +
1
) v x
2
= A
2
cos (t +
2
). Biên độ
dao động tổng hợp của chúng đạt cực đại khi
A.
2 1
= (2k + 1) B.
2 1
= (2k + 1)
2
6
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án B. Vì khi đó độ lệch pha bằng một
số nửa nguyên lầm bớc sóng.
C.
2 1
= 2k D.
2 1
=
4
Câu 4. Một vật tham gia đồng thời hai dao
động điều hoà cùng phơng, cng tần số x
1
=
A
1
cos (t +
1
) và x
2
= A
2
cos (t +
2
). Biên
độ dao động tổng hợp của chúng đạt cực tiểu
khi:
A.
2 1
= (2k + 1)
B.
2 1
= (2k + 1)
2
C.
2 1
= 2k
D.
2 1
=
4
Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập còn lại
trong sách bài tập.
Ghi nhận phơng pháp giải.
Ghi các bài tập về nhà.
Tiết 04: bài tập tổng hợp về dao động
I- Mục tiêu
1. Kiến thức
- Củng cố cho học sinh kiến thức về dao động điều hòa, Con lắc đơn, con lắc lò xo,tổng hợp hai
dao động điều hòa
2. Kĩ năng
- Vận dụng làm các bài tập liên quan
II- Chuẩn bị
1. Giáo viên
-
2. Học sinh
-
III- Tổ chức hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức
Lớp 12A1
2. Kiểm tra bài cũ.
CH: Tổng hợp dao động là gì? ND phơng pháp giản đồ véc tơ Fre-nen
3. Bài mới.
7
Ngày soạn: 22/11/08
Ngày giảng: 24/11/08
ĐVĐ:
Hoạt động của thày - trò Nội dung bài học
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án C
Theo đề t = 0:
4
=
2
cos
4 2
2
sin
4 2
x A A
v A A
= =
= =
Vì v < 0 nên. Lúc chất điểm đi qua vị trí có li
độ x =
2
2A
theo chiều âm.
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án D. Trong TH này khi vật ở VTCB lò
xo đã bị biến dạng
l
. Theo điều kiện cân bằng
k
l
= mg. nên g/
l
= k/m =
2
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án 20cm.
2
2
.
2 /
4.
g T
T l g l
= =
=0,2m
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án D
2 /T l g
=
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án B
1 2
2 2 2
1 2
2 ( ) /
6,25
T l l g
T T T
= +
= + =
=> T = 2,5s
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
Câu 1. PTDĐ của một vật DĐĐH có dạng
x = Acos(t +
4
) cm. Gốc thời gian đợc
chọn?
A. Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ
x = A/2 theo chiều dơng.
B. Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ
x =
2
2A
theo chiều dơng.
C. Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ
x =
2
2A
theo chiều âm.
D. Lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ
x = A/2 theo chiều âm.
Câu 2. Công thức nào sau đây dùng để tính
tần số dao động của lắc lị xo treo thẳng đứng (
l là độ giãn của lị xo ở vị trí cân bằng):
A. f = 2
m
k
B. f =
2
C. f = 2
g
l
D. f =
2
1
l
g
Câu 3. Tại nơi có gia tốc trọng trờng 9,8m/s
2
,
một con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì
7
2
s. Chiều dài của con lắc đơn đó là
A. 2mm. B. 2cm. C. 20cm. D. 2m.
Câu 4. Tại một nơi xác định, chu kì dao động
điều hoà của con lắc đơn tỉ lệ thuận với
A. gia tốc trọng trờng.
B. căn bậc hai gia tốc trọng trờng.
C. chiều dài con lắc.
D. căn bậc hai chiều dài con lắc.
Câu 5. Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc
đơn có chu kì dao động lần lợt làT
1
= 2s và T
2
= 1,5s, chu kì dao động của con lắc thứ ba có
chiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc
nói trên là
A. 5,0s. B. 2,5s. C. 3,5s. D. 4,9s.
Câu 6. Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc
đơn có chu kì dao động lần lợt làT
1
= 2s và T
2
= 1,5s, chu kì dao động của con lắc thứ ba có
8
đó.
HS. Đáp án
1 2
2 2 2
1 2
2 ( ) /
1,75
T l l g
T T T
= +
= + =
=> T = 1,35s
GV. Em chon đáp án nào? Cơ sở của sự lựa chon
đó.
HS. Đáp án C
Vì T ~
l
nên l tăng 4 thì T tăng 2
chiều dài bằng hiệu chiều dài của hai con lắc
nói trên là
A. 1,32s. B. 1,35s. C. 2,05s. D. 2,25s.
Câu 7. Tại cùng một vị trí địa lí, nếu chiều dài
con lắc đơn tăng 4 lần thì chu kì dao động điều
hoà của nó
A. giảm 2 lần. B. giảm 4 lần.
C. tăng 2 lần. D. tăng 4 lần.
Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Yêu câu HS về làm các bài taạp trong SBT HS nhận nhiệm vụ học tập
Tiết 05: bài toán giao thoa
I- Mục tiêu
1. Kiến thức
- Củng cố cho học sinh kiến thức về giao thoa sóng. điều kiện để có giao thoa sóng
2. Kĩ năng
- Vận dụng làm các bài tập liên quan
II- Chuẩn bị
1. Giáo viên
-
2. Học sinh
-
III- Tổ chức hoạt động dạy học
1. ổn định tổ chức
Lớp 12A1
2. Kiểm tra bài cũ., tóm tắt kiến thức.
* Giao thoa ca hai súng phỏt ra t hai ngun súng kt hp S
1
, S
2
cỏch nhau mt khong l:
Xột im M cỏch hai ngun ln lt d
1
, d
2
Phng trỡnh súng ti 2 ngun
1 1
Acos(2 )u ft
= +
v
2 2
Acos(2 )u ft
= +
Phng trỡnh súng ti M do hai súng t hai ngun truyn ti:
9
Ngày soạn: 31/11/08
Ngày giảng: 01/21/08