Giáo án Vật lý 12 cơ bản - Tiết 1+2: Dao động điều hòa - Nguyễn Đức Hồng

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Ngày soạn 18 - 8 -2008 Tiết: 1-2 DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - 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. 2. Kĩ năng: Rèn luyện kỹ năng tính toán, tư duy logic. 3. Thái độ: Nghiêm túc, hăng hái xây dựng bài II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 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 Hoạt động 1 : Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Lấy các ví dụ về các vật dao động - Là chuyển động qua lại của I. Dao động cơ trong đời sống: chiếc thuyền nhấp một vật trên một đoạn đường 1. Thế nào là dao động cơ nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung xác định quanh một vị trí cân - Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp động, màng trống rung động  ta nói bằng. đi lặp lại nhiều lần quanh những vật này đang dao động cơ  một vị trí cân bằng. Như thế nào là dao động cơ? - VTCB: thường là vị trí - Khảo sát các dao động trên, ta nhận - Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ của vật khi đứng yên. thấy chúng chuyển động qua lại 2. Dao động tuần hoàn với vận tốc cũ  dao động không mang tính tuần hoàn  xét - Là dao động mà sau của quả lắc đồng hồ tuần quả lắc đồng hồ thì sao? những khoảng thời gian hoàn. - Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc bằng nhau, gọi là chu kì, không. Nhưng nếu sau những khoảng vật trở lại vị trí như cũ với thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị vật tốc như cũ. trí như cũ với vật tốc như cũ  dao động tuần hoàn. Hoạt động 2 : Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Minh hoạ chuyển động tròn đều của II. Phương trình của dao một điểm M động điều hoà M + 1. Ví dụ - Giả sử một điểm M M0 chuyển động tròn đều trên t  đường tròn theo chiều P1 O x P dương với tốc độ góc . - P là hình chiếu của M lên Ox.. Giáo án vật lý 12 cơ bản Nguyễn Đức Hồng Trường THPT Phúc Thành-Kinh Môn - Hải Dương Lop12.net. 1.

<span class='text_page_counter'>(2)</span> - 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?. - Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O.. x = OMcos(t + ). - Giả sử lúc t = 0, M ở vị ·   (rad) trí M với POM 0. 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 - Vì hàm sin hay cosin là một - Có nhận xét gì về dao động của x = Acos(t + ) hàm điều hoà  dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian Vậy: Dao động của điểm P điểm P là dao động điều hoà. theo định luật dạng cos) - Tương tự: x = Asin(t + ) là dao động điều hoà. - Y/c HS hoàn thành C1 2. Định nghĩa - HS ghi nhận định nghĩa dao - Hình dung P không phải là một - Dao động điều hoà là dao động điều hoà. điểm hình học mà là chất điểm P  động trong đó li độ của vật ta nói vật dao động quanh VTCB O, là một hàm cosin (hay sin) còn toạ độ x chính là li độ của vật. của thời gian. - Gọi tên và đơn vị của các đại lượng - Ghi nhận các đại lượng trong 3. Phương trình - Phương trình dao động phương trình. có mặt trong phương trình. điều hoà: - Lưu ý: x = Acos(t + ) + A,  và  trong phương trình là + x: li độ của dao động. những hằng số, trong đó A > 0 và  > 0. + A: biên độ dao động, là + Để xác định  cần đưa phương trình xmax. (A > 0) về dạng tổng quát x = Acos(t + ) để + : tần số góc của dao xác định. - Chúng ta sẽ xác định được x ở động, đơn vị là rad/s. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ + (t + ): pha của dao thời điểm t. xác định được gì? ((t + ) là đại động tại thời điểm t, đơn vị lượng cho phép ta xác định được gì?) là rad. Xác định được x tại thời điểm - Tương tự nếu biết ? + : pha ban đầu của dao ban đầu t0. động, có thể dương hoặc âm. - Một điểm dao động điều hoà 4. Chú ý (Sgk) - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu hoà có mối liên hệ gì? của một điểm tương ứng - Trong phương trình: x = Acos(t + ) chuyển động tròn đều lên ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính đường kính là đoạn thẳng đó. pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc · POM trong chuyển động tròn đều. 1. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà - Dao động điều hoà có tính tuần - HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. 1. Chu kì và tần số hoàn  từ đó ta có các định nghĩa - Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là. Giáo án vật lý 12 cơ bản Nguyễn Đức Hồng Trường THPT Phúc Thành-Kinh Môn - Hải Dương Lop12.net. 2.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> - 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. Hoạt động 4 : Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian  biểu thức?  Có nhận xét gì về v?. x = Acos(t + )  v = x’ = - Asin(t + ) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ.. - Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận  a = v’ = - 2Acos(t + ) tốc theo thời gian  biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều - Gia tốc luôn ngược dấu với gì? li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB). Hoạt động 5 : Vẽ đồ thị của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. động điều hoà x = Acost ( = 0). khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. + Đơn vị của T là giây (s). - 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 Nội dung IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - Asin(t + ) - Ở vị trí biên (x = A):  v = 0. - Ở VTCB (x = 0):  |vmax| = A 2. Gia tốc a = v’ = - 2Acos(t + ) = - 2x - Ở vị trí biên (x = A):  |amax| = - 2A - Ở VTCB (x = 0): a=0 Nội dung V. Đồ thị trong dao động điều hoà x. - 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.. A. 0. 3T 2. T 2. t. T. A. Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. -Ghi những chuẩn bị cho bài sau.. Kiến thức cơ bản. Giáo án vật lý 12 cơ bản Nguyễn Đức Hồng Trường THPT Phúc Thành-Kinh Môn - Hải Dương Lop12.net. 3.

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Giáo án vật lý 12 cơ bản Nguyễn Đức Hồng Trường THPT Phúc Thành-Kinh Môn - Hải Dương Lop12.net. 4.

<span class='text_page_counter'>(5)</span>