Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Ngày soạn: 20/08/2009 Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC
Ngày dạy : 24/08/09
Tiết 01 Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
I. MỤC TIÊU:
- Thông qua quan sát để có khái niệm về chuyển động dao động.
- Biết các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà.
- Hiểu rõ các khái niệm T và f
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
Hình vẽ miêu tả sự dao động hình chiếu P của điểm M trên đường kính P
1
P
2
2. Học sinh:
+ Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số, mối liên quan tốc độ góc với T, f, v.
+ Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác.
+ Ý nghĩa vật lý của đạo hàm.
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, yêu cầu môn học, vào bài
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số
- Yêu cầu môn học
- Kiểm tra: Không
- Vào bài: trong đời sống ta nhạn thấy có vô số những
chuyển động. Có những chuyển động phúc tạp, co
những chuyển động tuân theo một nguyên tắt. Vậy làm
thế nào để mô tả những chuyển động đó? Nội dung
chương sẽ cho ta một kiến thúc co bản để khảo sát
những chuyển động đó.
- Báo học sinh vắng
- Ghi nhận, chuẩn bị cho các tiêt sau.
Hoạt động 2: ( 10 phút)Tìm hiểu dao động , dao động tuần hoàn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Màng trống rung động,gió làm bông
hoa lay động; quả lắc đồng hồ đung
đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn
sóng; dây đàn rung khi gãy…
Chuyển động của vật nặng trong 3
trường hợp trên có những đặc điểm
gì giống nhau ?
Dao động cơ học là gì ?
Nhận xét dao động của con lắc đồng
hồ?
Dao động tuần hoàn?
Đơn giản nhất là dao động đều hoà
Nhận xét về các đặc điểm của các
chuyển động: chuyển động qua lại
quanh 1 vị trí đặc biệt
Phát biểu
Trở về vị trí cũ sau một khoảng thời
gian
Phát biểu
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ
Dao động cơ là chuyển động có
giới hạn trong không gian, lặp đi
lặp lại nhiều lần quanh một vị trí
cân bằng.
- Ví dụ : Chuyển động của quả lắc
đồng hồ , dây đàn ghi ta rung động
…
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.
Trang 1
M
t
M
o
C
P
y
x'
wt
j
wt + j
x
x
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
VD: Dao động của lắc đồng hồ
Hoạt động 3 ( 15 phút) Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa .
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Xét một điểm M chuyển động đều
trên một đường tròn tâm O, bán
kính OM, với vận tốc góc là
ω
(rad/s)
Chọn C là điểm gốc trên đường
tròn. Tại:
- Thời điểm ban đầu t = 0, xác định
vị trí của điểm M
0
, - Thời điểm t ≠
0, vị trí của điểm chuyển động là
M
t
, Xác định bởi góc nào?
Xác đinh hình chiếu của chất điểm
M tai thời điểm t
lên trục Oy?
Dao động của P có đặc điểm gì? Vì
sao?
Định nghĩa DĐĐH?
C
1
Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại
lượng trong biểu thúc thức trên ?
Đơn vị các đại lượng?
A nhận giá trị nào?
ϕ nhận giá trị nào?
Mối quan hệ dao động đều hoà và
chuyển động tròn đều?
Vẽ hình minh họa chuyển động tròn
đều của chất điểm .
Xác định bởi góc
ϕ
ω
t +
ϕ
x = OP
= OM
t
cos (ωt +
ϕ
).
Đều hoà. Hàm cos đều hoà
Nêu định nghĩa dao động điều hòa
Trả lời C
1
: Thảo luận nhóm
Trả lời câu hỏi
Dương
Dương, âm, có thể là 0
Phát biểu
II . PHƯƠNG TRÌNH DAO
ĐỘNG ĐIỀU HÒA .
1Ví dụ .
Xét một điểm M chuyển động đều
trên một đường tròn tâm 0, bán kính
OM = A, với vận tốc góc
là
ω
(rad/s)
Thời điểm
t ≠ 0,
vị trí
của điểm
chuyển động là
M
t
, Xác định bởi góc (wt + )
: x = OP
=OM
t
cos
(ωt +
ϕ
).
Hay: x = Acos(ωt +
ϕ
).
A, ω ,
ϕ
là các hằng số
2. Định nghĩa
Dao động điều hòa là dao động
trong đó li độ của vật là một hàm
côsin (hay sin) của thời gian .
3. Phương trình
x=Acos(
ω
t+
ϕ
)
+ x : li độ của vật ở thời điểm t (tính
từ VTCB)
+A: gọi là biên độ dao động: là li
độ dao động cực đại ứng với
cos(ωt+ϕ) =1.
+(ωt+ϕ): Pha dao động (rad)
+ ϕ : pha ban đầu.(rad)
+ ω: Gọi là tần số góc của dao
động.(rad/s)
4. Chú ý :
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 .
Hoạt động 4:( 7 phút) Khái niện tần số góc , chu kì , tần số của dao động
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
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 .
III. CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ
GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU
HÒA .
1. Chu kì và tần số .
a. Chu kì (T):
C1 : Chu kỳ dao động tuần hoàn là
khoảng thời gian ngắn nhất T sau
đó trạng thái dao động lặp lại như
cũ.
Trang 2
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
C2: chu kì của dao động điều hòa
là khoản thời gian vật thực hiện
một dao động .
b. Tần số (f)
Tần số của dao động điều hòa là số
dao động toàn phần thực hiện được
trong một giây .
f =
1ω
=
T 2π
T= t/n
n là số dao động toàn phần trong
thời gian t
2. Tần số góc
kí hiệu là
ω
.
đơn vị : rad/s
Biểu thức :
2
2
f
T
π
ω
π
=
=
Hoạt động 5. (5 phút) Củng cố
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Phương trình dao động đều hoà, ý nghĩa, đơn vị các
đại lượng?
- Bài tập 7, 8, 9, 10 SGK
- Trả lời
- Suy nghĩ, thảo luận trả lời
Hoạt động 6. (3phút) Nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Bài mới:
+ Xem lại cách biểu diễn bằng đồ thị một hàm lương
giác.
+ Cách tính đạo hàm các hàm lượng giác
+ Xem nội dung IV, V SGK
- Bài tập sách bài tập
- Ghi vở bài soạn
IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Trang 3
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Ngày soạn : 20/08/2008
Ngày dạy : 26/08/08
Tiết 02 Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
I. MỤC TIÊU:
- Viết được công thức vận tốc, gia tốc trong dao động đều hoà
- Biết tính toán và vẽ đồ thị x(t), v(t) và a(t)
- Biết viết điều kiện đầu tuỳ theo cách kích thích dao động và từ đó suy ra A và ϕ. Củng cố kiến thức về dao
động điều hoà.
- Vận dụng được kiến thức giải một bài tập đơn giản.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Giáo án giảng dạy
- CHUẨN BỊ một số bài tập vận dụng
2. Học sinh:
+ Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác.
+ Ý nghĩa vật lý của đạo hàm.
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1: ( 10 phút) Ổn định, vào bài
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra:
+ Thế nào là dao động đều hoà?
+ Viết phương trình dao động đều hoà, ý nghĩa các đại
lượng?
+ Cho phương trình: x = 6 cos(10
π
t +
π
/6)cm. Xác
định biên độ, chu kỳ, tần số, pha ban đầu, pha dao
động, tốc độ góc.
- Vào bài: Dao động đều hoà tương ứng với chuyển
động tròn đều. Ta đã biết phương trình dao động đều
hoà, còn vận tốc, gia tốc xác đinh thế nào?
- Báo học sinh vắng
- 2 hs trả bài
Hoạt động 2 ( 15phút) Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa .
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Hãy viết biểu thức vận tốc trong
giao động điều hòa?
Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân
bằng, vật nặng có vận tốc như thế
nào?
GV hướng dẫn học sinh sử dụng
vòng tròn lượng giác chuyển đổi
hàm lượng giác.
Pha của vận tốc v như thế nào so
với pha của ly độ x ?
Tìm biểu thức gia tốc?
Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì?
Độ l ệch pha a, v
Chúng minh:
2
2 2
2
v
x A
ω
+ =
v = x’ = −ωAsin(ωt + ϕ)
x = ± A
⇒
v = 0
x = 0 : v = ± ωA
v nhanh pha π / 2 so với x
a = v
/
= -Aω
2
cos(ωt + ϕ)= -ω
2
x
a luôn luôn ngược pha với x, có độ
lớn tỉ lệ với độ lớn x. π / 2
Thảo luận nhóm
IV. VẬN TỐC GIA TỐC CỦA
VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA .
1. Vận tốc
v = x
/
= -Aωsin(ωt + ϕ),
- v
max
= Aω khi x = 0(VTCB).
- v
min
= 0 khi x = ± A ở vị trí biên
Vận tốc nhanh pha
π
/ 2 so với ly
độ.
2. Gia tốc .
a = v
/
= -Aω
2
cos(ωt + ϕ)= -ω
2
x
- |a|
max
=Aω
2
khi x = ±A - vật ở biên
- a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi đó F
hl
= 0 .
KL : Gia tốc luôn luôn ngược
chiều (ng ược pha) với li độ và có
độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
* Công thức độc lập thời gian
2
2 2
2
v
x A
ω
+ =
Trang 4
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Hoạt động 3: ( 10 phút) Đồ thị của dao động điều hòa .
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a
trong
trường hợp ϕ = 0
x = Acos(ωt) = Acos(
2π
T
t)
v = -Aωsin(
2π
T
t)
a = -Aω
2
cos(
2π
T
t)
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
V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
• Vẽ đồ thị cho trường hợp ϕ=0.
t 0 T/4 T/2 3T/4 T
x A 0 -A 0 A
v
0 -Aω 0 Aω 0
a
-Aω
2
0 Aω
2
0 Aω
2
Hoạt động 4. (10 phút) Củng cố, nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Liên hệ vận tốc, gia tốc, tốc độ góc, biên độ
- Bài tập 6, 11 SGK
- Làm bài tập sách bài tập
- Trả lời
- Suy nghĩ, thảo luận trả lời
- Ghi nhận bài tập
IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Trang 5
x
v
a
t
t
t
T
2
T
4
T
4
3T
O
O
O
A
-A
Aω
-Aω
-Aω
2
Aω
2
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Ngày soạn : 17/08/09 Ngày dạy : 31/08/09
Tiét dạy : 03
BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU:
- Củng cố, vận dung các kiến thức về dao động con lắc lò xo
- Rèn luyện kỹ năng giải bài tập
- Rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong giải bài tập trắc nghiệm
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn
học sinh sao cho giải nhanh, chính xác
- Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện
2. Học sinh:
- Xem lại các kiến thức đã học về dao động điều hoà, con lắc lò xo
- Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra:
+ Con lắc đơn
+ Chu kỳ con lắc đơn
+ Động năng, thế năng, cơ năng con lắc đơn,nhận xét
chu kỳ biến thiên của động năng, thế năng?
- Báo học sinh vắng
- Trả bài.
Hoạt động 2: ( 10 phút) Hệ thống kiến thức
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Phương trình li độ, vận tốc, gia
tốc? Xác định đơn vị và các giá trị
cực đại của chúng?
- Chu kỳ con lắc lò xo?
- Năng lượng con lắc lò xo?
* GV bổ sung các kiến thức
Vận tốc con lắc ở vị trí bất kỳ
- Hs lên bảng trình bày
- Viết công thức tính
- Viết công thức
- Bổ sung vào vở bài tập
1. Phương trình li độ, vận tốc, gia
tốc
+ s =S
0
cos(
ω
t+
ϕ
)
+ v = x
/
= -S
0
ωsin(ωt + ϕ),
+ a = v
/
= -S
0
ω
2
cos(ωt + ϕ)= -ω
2
x
2. Chu kỳ con lắc đơn
2
l
T
g
π
=
3.Năng lượng con lắc lò xo
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2
mS
0
2
ω
2
sin
2
(ωt+ϕ)
W
t
= mgh = mgl(1- cosα)
W = W
đ
+W
t
4. Vận tốc con lắc ở vị trí bất kỳ
0
2 ( os -cos )v gl c
α α
=
Hoạt động 3 ( 10 phút) Giải bài tập trắc nghiệm.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
* Cho học sinh đọc suy nghĩ chọn
đáp án
-Chọn đáp án đúng, giải thích Bài 4 trang 17: D
Bài 5 trang 17: D
Trang 6
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Bài 6 trang 17: C
Bài 3.1 D
Bài 3.2 B
Bài 3.3 C
Bài 3.4 B
Bài 3.5 D
Câu3.6 A
Câu 3.7 C
Hoạt động 4:( 10 phút) Bài tập Tự luận
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Trong t(s) thực hiện N dao động.
Chu kỳ?
- Tính T
- Tính N?
- Tính T
- Xác định ω?
- Xác định S
0
- Xác định ϕ?
- v
max
= ?
- a = ?
- Tính T?
- Tính cơ năng?
- Động năng cực đại?
- Tính v
max
?
- Xác định các lực tác dụng?
- Tính lực căng F?
- T = t/N
- T =
2
l
g
π
N = t/T
T =
2 2,2
l
s
g
π
=
ω
=2
π
/T =2,9rad/s
S
0
=
α
0
l= 0,1745.1,2 = 0,21m
t =0, s = 0,21
⇒
cosϕ = 1
→ϕ = 0
v
max
= ωS
0
a = 0
ωt + ϕ
W=
0
(1 os )mgl c
α
−
W = W
đmax
= W
tmax
2
ax 0
ax 0
1
(1 os )
2
2 (1 os 2,3 /
m
m
mv mgl c
v gl c m s
α
α
= −
⇒ = − =
F – mg = F
ht
2
ax
l
m
ht
mv
F mg F mg⇒ = + = +
F = 0,62N
Bài 7 trang 17
Ta có T = t/N
⇒ N = t/T = 106 dđ
Với T =
2
l
g
π
Bài 3.8
a. T =
2 2,2
l
s
g
π
=
b. s =S
0
cos(
ω
t+
ϕ
)
+
ω
=2
π
/T =2,9rad/s
+ S
0
=
α
0
l= 0,1745.1,2 = 0,21m
+ t =0, s = 0,21
⇒
cosϕ = 1
→ϕ = 0
s = 0,21cos2,9t (m)
c. v
m
= S
0
ω = 0,61m/s
a = 0
Bài 3.9
a. T =
2 2,8
l
s
g
π
=
b.
2
ax 0
ax 0
1
(1 os )
2
2 (1 os 2,3 /
m
m
mv mgl c
v gl c m s
α
α
= −
⇒ = − =
c. F – mg = F
ht
2
ax
l
m
ht
mv
F mg F mg⇒ = + = +
F = 0,62N
Hoạt động 4. (5 phút) Giao nhiệm vụ
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Tiếp tục làm bài tâp sách bài tâp
- Bài mới
+ Dao động tắt dần? Nguyên nhân?
+ Dao động cưỡng bức? Đặc điểm?
+ Cộng hưởng? Điều kiện?
- Ghi bài tập
- Ghi vở bài soạn
IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
Trang 7
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Trang 8
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Ngày 25/08/2009 Ngày dạy : 03/09/09
Tiết 04 Bài 2. CON LẮC LÒ XO
I. MỤC TIÊU:
- Công thức lực kéo về
- Tìm được chu kỳ, tần số con lắc lò xo
- Biết cách thiết lập về phương trình động lực học của con lắc lò xo.
- Biết cách tính, tìm biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo
- Có kĩ năng giải các bài tập có liên quan
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
+ Con lắc dây, con lắc lò xo đứng và ngang, đồng hồ bấm giây.
2. Học sinh: .
+ Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác.
+ Ôn lại các khái niệm: động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn cơ năng của vật chịu tác dụng của lực thế.
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY :
Hoạt động 1. ( 10phút) Ổn định, kiểm tra, vào bài
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra bài cũ
+ Phương trình li độ, vận tốc, gia tốc dao động điều
hoà?
+ Cho phương trình: x = 6 cos(20
π
t +
π
/3)cm. Tìm
phương trình v,a; tính chu kỳ, tần sô. Xác định v, a khi
x = 4cm.
- Vào bài: Xét dao động của con lắclò xo
- Báo sĩ số
- HS trả bài
Hoạt động 2. ( 5phút) Tìm hiểu con lắc lò xo
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Mô tả cấu tạo con lắc lò xo?
Vị trí vật đứng yên trong cơ học gọi
là gì?
Xác định vị trí cân bằng của con lắc
lò xo?
Phát biểu
Vị trí cân bằng
Lò xo ngang: Vị trí lò xo không
biến dạng
Lò xo treo: lò xo đứng yên khi treo
vật.
I . CON LẮC LÒ XO
* Cấu tạo
Một vật có khối lượng m, gắn vào
một lò xo có khối lượng không đáng
kể có độ cứng k.
*Vị trí cân bằng: Vị trí m đứng yên
Hoạt động 3. ( 10 phút) Khảo sát dao động con lắc lò xo về động lực học
Trang 9
l - A
v =0
+A
l
x
l
0
O
(VTCB)
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Khi vật dao động, tại vị trí bất kỳ bi
có li độ x. Phân tích các lực tác
dụng vào vật?
Định luật II Newton?
Đặt : ω
2
=
k
m
. Ta lại có: v=
dx
dt
=x
/
;
a=
dv
dt
=v
/
=x
//
do đó viết lại: x
//
+
ω
2
x=0 (1); nghiệm của phương trình
(1) là x=Acos(ωt+ϕ).
Tìm công thức tính chu kỳ T , tần số
f của con lắc lò xo?
Nhận xét tính chất của chu kỳ, tần
số con lắc lò xo?
Nhận xét lực kéo về?
Trọng lực P = mg
Phản lực N
Lực đàn hồi. F
dh
P
+
N
+
ñh
F
= m .
a
(1)
− F
đh
= m . a
F
đh
= k . x
Thử lại nghiệm x=Acos(ωt+ϕ) là
nghiệm của phương trình (1).
Suy luận
Trả lời câu hỏi C1
Chỉ phụ thuộc bản chất hệ
( m, k), không phụ thuộc trạng thái
kích thích.
Phát biểu
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG
CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ
MẶT ĐỘNG LỰC HỌC
* Phương trình:
• Tại thời điểm t bất kỳ bi có li độ
x. Lực đàn hồi của lò xo F =-kx.
• Áp dụng định luật II Niutơn ta có:
ma = –kx → a +
k
m
x = 0
• Đặt : ω
2
=
k
m
. Ta lại có: v =
dx
dt
=x
/
; a=
dv
dt
=v
/
=x
//
do đó viết lại: x
//
+
ω
2
x=0 (1) nghiệm của phương trình
(1) là .
x=Acos(ωt+ϕ).
* Chu kỳ, tần số
k
m
T
π=
ω
π
=
2
2
m
k
f
π
=
2
1
*Nhận xét
- Lực luôn luôn hướng về vị trí cân
bằng, có độ lớn tỉ lệ với li độ
- T, f chỉ phụ thuộc bản chất hệ
( m, k), không phụ thuộc trạng thái
kích thích (A)
Trang 10
O
x
/
x
N
r
N
r
P
r
N
P
r
F
r
F
r
x
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Hoạt động 4.( 10ph út) Khảo sát dao động con lắc lò xo về năng lượng.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Khi vật chuyển động, động
năng của vật được xác định như
thế nào ?
→ Nhận xét chu kỳ dao đông
của W
đ
?
Dưới tác dụng của lực đàn hồi
thế năng của vật được xác định
như thế nào ?
→ Nhận xét chu kỳ dao đông
của W
t
?
Tính cơ năng của con lắc lò xo?
Nhận xét?
Trả lời C
2
?
W
đ
=
2
1
2
mv
W
đ
=
1
2
mω
2
A
2
sin
2
(ωt+ϕ)
1
2
mω
2
A
2
[ ]
1 cos 2( t+ )
2
− ω ϕ
=
1
4
mω
2
A
2
-
[ ]
1
c
4
os 2( t+ )ω ϕ
W
đ
dao động điều hoà với chu kỳ
T/2 ( T là chu kỳ dao động li độ).
W
t
=
2 2 2
1 1
cos ( )
2 2
kx kA t
ω ϕ
= +
W
t
=
1
2
mω
2
A
2
cos
2
(ωt+ϕ)
=
1
2
mω
2
A
2
[ ]
1 cos 2( t+ )
2
+ ω ϕ
=
1
4
mω
2
A
2
+
[ ]
1
c
4
os 2( t+ )ω ϕ
W
t
dao động điều hoà với chu kỳ
T/2 ( T là chu kỳ dao động li độ).
W = W
t
+ W
đ
W =
1
2
mω
2
A
2
[cos
2
(ωt + ϕ) +
sin
2
(ωt + ϕ) )
W =
1
2
mω
2
A
2
=
1
2
kA
2
= const
: Cơ năng bảo toàn !
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CON
LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG
LƯỢNG
1. Động năng của con lắc lò xo
2
1
2
d
W mv=
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2
mA
2
ω
2
sin
2
(ωt+ϕ) (1)
• Đồ thị W
đ
ứng với trường hợp ϕ = 0
2. Thế năng của lò xo
2
1
2
t
W kx=
W
t
=
1
2
kx
2
=
1
2
kA
2
cos
2
(ωt+ϕ) (2a)
• Thay k = ω
2
m ta được:
W
t
=
1
2
mω
2
A
2
cos
2
(ωt+ϕ) (2b)
• Đồ thị W
t
ứng với trường hợp ϕ = 0
* Động năng, thế biến thiên với chu kỳ
bằng nửa chu kỳ dao động điều hoà
( Tần số gấp đôi d đ đh)
3. Cơ năng của con lắc lò xo .Sự bảo
toàn cơ năng .
2 2
1 1
2 2
d t
W W W mv kx= + = +
2 2 2
1 1
2 2
W kA m A
ω
= =
= hằng số
- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình
phương của biên độ dao động .
- Cơ năng của con lắc được bảo toàn
nếu bở qua mọi ma sát .
Hoạt động 5. (10 phút) Củng cố, nhiệm vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Chu kỳ, động năng, thế năng, cơ năng con lắc lò xo?
- Bài tập 4, 5, 6 SGK
- Làm bài tập sách bài tập
- Trả lời
- Suy nghĩ, thảo luận trả lời
- Ghi nhận bài tập
Trang 11
W
t
t
2
T
4
T
O
mω
2
A
2
mω
2
A
2
W
d
t
2
T
4
T
O
mω
2
A
2
mω
2
A
2
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Ngày soạn : 28/08/09 Ngày dạy : 7/09/09
Tiết : 05
Bài 3. CON LẮC ĐƠN
I. MỤC TIÊU:
- Nêu được cấu tạo con lắc đơn
- Điều kiện con lắc đơn dao động đều hoà, tính được chu kỳ dao động
- Tìm được thế năng, cơ năng con lắc đơn
- Xác định lực kéo về
- Nhận xét sự biến thiên động năng và thế năng
- Ứng dụng con lắc đơn
- Giải bài tập đơn giản
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Con lắc đơn gần đúng.
- Con lắc vật lý bằng bìa hay tấm gỗ mỏng tròn có đánh dấu vị trí khối tam G và khoảng cách d từ G đến trục
quay.
2. Học sinh:
- Xem lại cách tổng hợp, phân tích lực
III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
Hoạt động 1.( 5 phút) Ổn định, kiểm tra bài, vào bài
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra bài cũ
+ Chu kỳ, tần số con lắc lò xo; đặc điểm của của
chúng?
+ Động năng, thế năng? Chu kỳ biến thiên của chúng?
- Vào bài: Xét dao động của vật treo vào một sợi dây
khônng co giãn
- Báo học sinh vắng
- Trả bài
Hoạt động 2. ( 5 phút) Tìm hiểu con lắc đơn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Nêu cấu tạo con lắc đơn?
- Cho biết phương dây treo khi con
lắc cân bằng?
- Phát biểu
- Thẳng đứng
I. THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN
1. Câu tạo
Một vật nặng có kích thước nhỏ,
có khối lượng m, treo ở đầu một sợi
dây dài l và có khối lượng không
đáng kể.
α
2. Vị trí cân bằng: dây treo có
phương thẳng đứng.
Trang 12
m
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Hoạt động 3. ( 15 phút) Khảo sát con lắc đơn về mặt động lực học
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Khi con lắc dao động thì quỹ đạo
của nó là gì và vị trí của nó được
xác định bởi đại lượng nào?
- Con lắc chịu tác dụng của những
lực nào ?
- Theo định luật II Newton phương
trình chuyển động của vật được viết
như thế nào ?
Xác định hình chiếu của m
r
a
,
r
P
,
và
ur
T
trờn trục Mx?
Nghiệm của phương trình (1)?
Phương trình góc lệch có dạng ?
- Hãy suy luận tìm công thức tính
chu kỳ T , tần số f của con lắc đơn?
- Nhận xét tính chất của chu kỳ, tần
số con lắc lò xo?
C1
C2
- Mô tả dao động
- Trọng lực và lực căng dây
P
+
T
= m .
a
− P sin α = m.a
t
s = A cos ( ωt + ϕ ).
- Thảo luận trả lời
Chỉ phụ thuộc bản chất hệ
( l ), vị trí, không phụ thuộc trạng
thái kích thích ( s hay α)
Trả lời câu hỏi C1
α = α
o
cos(ωt + ϕ)
Trả lời câu hỏi C2
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG
CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT
ĐỘNG HỌC
• Khi vật ở vị trí M thì:
+ Vật nặng xác định bởi cung
¼
OM = s
= l α
+ Vị trí dây treo xác định bởi góc:
·
OQM =α
• Các lực tác dụng lên vật: Trọng
lực
P
ur
, lực căng dây
T
ur
.
• Áp dụng định luật II Niu tơn:
m
a
r
=
P
ur
+
T
ur
chiếu lên Mx
P
t
= ma
t
= -Psinα
→ ms
//
+mgsinα = 0
Cho thấy d đ của con lắc đơn
không phải d đ đ h
Với góc lệch α bé thì sinα = α = s/l
Suy ra: s
//
+(g/l)s = 0. Đặt ω
2
=g/l
ta được: s
//
+ω
2
s = 0 (1)
Nghiệm của phương trình (1):
s = Acos(ωt + ϕ).
Vậy: Dao động của con lắc đơn với
góc lệch bé là dao động điều hoà
với chu kỳ .
T = 2π
g
l
Tần số : f =
1 1
2
g
T l
π
=
Hoạt động 4. ( 10 phút) Khảo sát con lắc đơn về mặt năng lượng
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Khi vật chuyển động, động
năng của vật được xác định như
thế nào?
→ Nhận xét chu kỳ dao đông
của W
đ
?
W
đ
=
2
1
2
mv
W
đ
dao động điều hoà với chu kỳ T/2
( T là chu kỳ dao động li độ).
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA
CON LẮC ĐƠN VỀ MẶY NĂNG
LƯỢNG
1. Động năng của con lắc đơn
2
1
2
d
W mv
=
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2 2 2
mω s sin (ωt + φ)
0
2
(1)
2.Thế năng của con lắc đơn
Trang 13
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
- Thế năng con lắc được xác
định như thế nào ?
→ Nhận xét chu kỳ dao đông
của W
t
?
Tính cơ năng của con lắc đơn?
Nhận xét?
(1 cos )
t
W mgl
α
= −
W
t
dao động điều hoà với chu kỳ T/2
( T là chu kỳ dao động li độ).
2
1
(1 cos )
2
d t
W W W mv mgl
α
= + = + −
Cơ năng bảo toàn !
(1 cos )
t
W mgl
α
= −
3. Cơ năng của con lắc đơn
2
1
(1 cos )
2
d t
W W W mv mgl
α
= + = + −
* Động năng, thế năng thiên với
chu kỳ bằng nửa chu kỳ dao động
điều hoà ( Tần số gấp đôi d đ đh)
Hoạt động 5. (5 phút) Ứng dụng con lắc đơn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Ứng dụng con lắc đơn? - Đọc sách giáo khoa IV. ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH
GIA TỐC RƠI TỰ DO
T = 2π
g
l
=>
2
2
4 l
g
T
π
=
=>
Muốn đo g cần đo chiều dài và
chu kỳ của con lắc đơn
Hoạt động 6. ( 5 phút) Củng cố, vận dụng, nhiện vụ về nhà
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Phương trình dao động, chu kỳ tần số, động năng, thế
năng, cơ năng con lắc đơn.
- Bài tập SGK
- Bài tập sách bài tập
- Bài mới
+ Chuẩn bị tiết bài tập
+ Dao động tắt dần? Nguyên nhân?
+ Dao động cưỡng bức?
+ Điều kiện cộng hưởng cơ?
- Phát biểu
- Suy nghĩ làm
- Ghi chú bài tập
- Ghi vở bàio soạn
IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Trang 14
0
h
m
α
H
C
l
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Ngày soạn : 28/08/09 Ngày dạy : 7/09/09
Tiết : 06
BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU:
- Củng cố, vận dung các kiến thức về dao động điều hoà, con lắc lò xo
- Rèn luyện kỹ năng giải bài tập
- Rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong giải bài tập trắc nghiệm
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn
học sinh sao cho giải nhanh, chính xác
- Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện
2. Học sinh:
- Xem lại các kiến thức đã học về dao động điều hoà, con lắc lò xo
- Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra:
+ Con lắc lò xo
+ Chu kỳ con lắc lò xo?
+ Động năng, thế năng, cơ năng con lắc lò xo? Nhận
xét chu kỳ biến thiên của động năng, thế năng?
- Báo học sinh vắng
- Trả bài.
Hoạt động 2: ( 10 phút) Hệ thống kiến thức
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Dao động điều hoà
- Phương trình li độ, vận tốc, gia
tốc? Xác định đơn vị và các giá trị
cực đại của chúng?
- Chu kỳ, tần số dao động điều hoà?
- Chu kỳ con lắc lò xo?
- Năng lượng con lắc lò xo?
- Phát biểu
- Hs lên bảng trình bày
- Viết công thức tính
- Viết công thức
1. Phương trình li độ, vận tốc, gia
tốc
+ x=Acos(
ω
t+
ϕ
)
+ v = x
/
= -Aωsin(ωt + ϕ),
+ a = v
/
= -Aω
2
cos(ωt + ϕ)= -ω
2
x
2. Chu kỳ, tần số
f =
1ω
=
T 2π
3. Chu kỳ con lắc lò xo
2
m
T
k
π
=
4.Năng lượng con lắc lò xo
W
đ
=
1
2
mv
2
=
1
2
mA
2
ω
2
sin
2
(ωt+ϕ)
W
t
=
1
2
kx
2
=
1
2
kA
2
cos
2
(ωt+ϕ)
2 2
1 1
2 2
d t
W W W mv kx= + = +
Trang 15
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
* GV bổ sung các kiến thức
- Chiều dài quỹ đạo
- Đường di trong 1 chu kỳ
- Cách lập phương trình dao động
điều hoà
- Con lắc lò xo treo
- Bổ sung vào vở bài tập
2 2 2
1 1
2 2
W kA m A
ω
= =
5. Chiều dài quỹ đạo: L = 2A
6. Đường đi 1 chu kỳ: S = 4A
7. Cách lập phương trình
8. Con lắc lò xo treo
Hoạt động 3 ( 10 phút) Giải bài tập trắc nghiệm.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
* Cho học sinh đọc suy nghĩ chọn
đáp án
-Chọn đáp án đúng, giải thích Bài 7 trang 9: C
Bài 8 trang 9: A
Bài 9 trang 9: D
Bài 4 trang 13: D
Bài 5 trang 13: D
Bài 6 trang 13: B
Bài 1.1 B
Bài 1.2 D
Bài 1.3 C
Bài 1.4 B
Bài 1.5 A
Hoạt động 4:( 10 phút) Bài tập Tự luận
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- So sánh với phương trình dao
đọng tổng quát suy ra các giá trị cần
tìm
- Tính T
- Tính f
- Chiều dài quỹ đạo?
- Tìm các đại lượng
- v
max
= ?
- a
max
= ?
- Pha dao động?
- Tính x?
- Hs lên bảng làm
T = 2π/ω
f = 2π/ω
L = 2A ⇒ A = 18cm
A = 0,05m
T = 2π/10π = 0,2s
f = 1/T = 5Hz
v
max
= ωA
a
max
= -ω
2
A
ωt + ϕ
Thế t tính x
Bài 10/9
Ta có x = A cos(ωt + ϕ)
Đề cho x = 2cos(5t - π/6)cm
Suy ra: A = 2 cm,
ω = 5 rad/s,
ϕ = -π/6,
pha dao động 5t - π/6 rad
Bài 11/9
a. T = 2π/ω = 0,25.2 = 0,5s
⇒ ω = 2π/T = 4πrad/s
b. f = 2π/ω = 2Hz
c. L = 2A ⇒ A = 18cm
Bài 1.6
a. A = 0,05m
T = 2π/10π = 0,2s
f = 1/T = 5Hz
b. v
max
= ωA = 0,5πm/s
a
max
= -ω
2
A = - 50m/s
2
c. t = 0,075s
- Pha dao động = 3π/4rad
- Li độ x = - 0,035m
Hoạt động 4. (5 phút) Giao nhiệm vụ
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Tiếp tục làm bài tâp sách bài tâp
- Bài mới
+ Con lắc đơn?
+ Năng lượng dao động con lắc đơn? Đặc điểm?
- Ghi bài tập
- Ghi vở bài soạn
Trang 16
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
V. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Ngày soạn : 01/09/09 Bài 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN
Ngày dạy : 16/09/09 VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.
Tiết dạy : 07
I. MỤC TIÊU:
- Đặc điểm dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng
- Điều kiênh cộng hưởng cơ
- Ví dụ tầm quan trọng cộng hưởng cơ
- Nguyên nhân dao động tắt dần
- Vẽ, giải thích đường cong cộng hưởng
- Giải thích sự tắt dần của một số dao động trong thực tế. Điều kiện để có cộng hưởng.
- Liên hệ các dao động tắt dần trong thực tế. Biết được hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong
thực tế và kể ra được một vài ứng dụng.
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Ví dụ dao động cưỡng bức, cộng hưởngcó lợi và có hại
- Chuẩn bị thí nghiệm ở 4.3 nếu điều kiện cho phép. Nếu không được thì thông báo kết quả.
- 4 con lắc lò xo dao động trong các môi trường nhớt khác nhau.
- Hình vẽ SGK.
2. Học sinh:
Đọc trước bài học.
II. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra bài cũ
+ Chu kỳ, tần số con lắc đơn; đặc điểm của của chúng?
+ Động năng, thế năng? Chu kỳ biến thiên của chúng?
- Vào bài: Ôtô, xe máy cần thiết bị giảm xóc? Đoàn
quân đi đều qua cầu thì cầu có thể sập? ....
- Báo học sinh vắng
- Trả bài
Hoạt động 2. ( 8 phút) Dao động tắt dần
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Làm thí nghiệm về dao động tắt
dần của con lắc lò xo trong các môi
trường: không khí, nước, dầu, dầu
rất nhớt.
Cho biết quan hệ:
+ Chiều lực cản và chiều chuyển
động của vật,
+ Công lực cản và cơ năng.?
- Nhận xét biên độ dao động?
- Nếu không có ma sát thì cơ năng
của con lắc biến đổi thế nào?
- Nếu có ma sát nhớt thì cơ năng
biến đổi thế nào?
Nêu nhận xét
Hs: Quan sát và rút ra các nhận xét.
- Nêu nhận xét ?( Giảm dần)
- Năng lượng không đổi.
- Năng lượng giảm dần.
I.. DAO ĐỘNG TẮT DẦN :
1. Thế nào là dao động tắt dần ?
Dao động mà biên độ giảm dần theo
thời gian
2. Giải thích :
• Lực cản môi trường luôn luôn
ngược chiều chuyển động của vật
nên luôn luôn sinh công âm, làm
cho cơ năng vật dao động giảm, dẫn
Trang 17
X
O t
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Biên độ có liên quan với cơ năng
thế nào?
- Biên độ biến đổi thế nào?
- Dao động tắt dần?
- Nêu nguyên nhân dao động tắt dần
?
- Ứng dụng dao động tắt dàn
• Cái giảm rung: Một pít tông có
những chỗ thủng chuyển động
thẳng đứng bên trong một xy lanh
đựng đầy dầu nhớt, pít tông gắn với
khung xe và xy lanh gắn với trục
bánh xe. Khi khung xe dao động
trên các lò xo giảm xóc, thì pít tông
cũng dao động theo, dầu nhờn chảy
qua các lỗ thủng của pít tông tạo ra
lực cản lớn làm cho dao động pít
tông này chóng tắt và dao động của
khung xe cũng chóng tắt theo.
• Lò xo cùng với cái giảm rung gọi
chung là bộ phận giảm xóc.
W =
2
1
k . A
2
- A giảm
- A giảm theo t
- Giải thích
- Tìm ví dụ
đến biên độ dao động cũng giảm
theo thời gian.
• Vậy: Dao động tắt dần càng
nhanh nếu độ nhớt môi trường càng
lớn.
3. Ứng dụng của tắt dần: cái giảm
rung
- Thiết bị giảm xóc xe
- Thiết bị đóng cửa tự động …
Hoạt dộng 3. (6 phút) Dao động duy trì
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Dự đoán xem để cho dao động
không tắt dần và có chu kì không
đổi như chu kì dao động riêng thì ta
phải làm gì?
- Muốn duy trì dao động ta phải làm
gì ?
* Thường người ta dùng một một
nguồn năng lượng và một cơ cấu
truyền năng lượng thích hợp để
cung cấp năng lượng cho vật dao
động trong mỗi chu kì. Giới thiệu
cơ chế duy trì dao động con lắc ở
hình bên.
- Nêu nguyên tắc duy trì dao động
trong đưa võng?
- Cung cấp năng lượng
- Nêu định nghĩa dao động duy trì .
- Duy trì tần số dao động riêng
- Thảo luận trả lời
II. Dao động duy trì:
* Điều kiện: không làm thay đổi tần
số dao động riêng
* Ví dụ
- Đưa võng
- Dao động con lắc đồng hồ
Hoạt động 4. ( 7 phút) Dao động cưỡng bức
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
Làm thí nghiệm ảo về dao động
cưỡng bức
-
- Quan sát thí nghiệm.
III. Dao động cưỡng bức:
1.Thế nào là dao động cưỡng
bức?
Nếu tác dụng một ngoại biến đổi
điều hoà F=F
0
sin(ωt + ϕ) lên một
hệ. Lực này cung cấp năng lượng
cho hệ để bù lại phần năng lượng
mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi
là dao động cưỡng bức
2. Ví dụ : SGK
3. Đặc điểm:
- Dao động của hệ là dao động điều
hoà có tần số bằng tần số ngoại lực.
Trang 18
x
t
O
b
(đồ thị của li độ dao động
cưỡng bức)
a
t
b
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
Quan sát và rút ra các đặc điểm của
dao động?
- Thuyết giảng về dao động cưỡng
bức như phần nội dung.
- Đồ thị dao động? Nếu được yêu
cầu học sinh vẽ.
- C1
- Đặc điểm dao động cưỡng bức?
(biên độ, tần số)
- Biên độ tăng dần sau đó không đổi
- Dạng sin
Trả lời C1
- A không đổi, bằng tần số ngoại
lực
- Biên độ của dao động không đổi,
phụ thuộc:
+ Sự chênh lệch giữa tần số ngoại
lực và tần số dao động riêng của hệ
dao động tự do.
+ Tỉ lệ với biên độ F
0
của ngoại lực.
Hoạt động 5. ( 7 phút) Cộng hưởng cơ
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Làm lại thí nghiệm ảo, về thay đổi
tần số ngoại lực.
- Giới thiệu đường biểu diễn A theo
f hình vẽ 17.2 trong sách giáo khoa.
Theo dõi đường biểu diễn thấy
được điều gì ?
Hiện tượng cộng hưởng là gì ?
- Làm lại thí nghiệm về thay đổi lực
cản môi trường.
C2
- Ứng dụng của hiện tượng cộng
hưởng
Thuyết giảng như phần nội dung và
kể một vài mẫu chuyện về tác dụng
có lợi và hại của cộng hưởng!
Quan sát và rút ra hiện tượng và
khái niệm cộng hưởng
Giá trị cực đại của biên độ A của
dao động cưỡng bức đạt được khi
tần số của ngoại lực bằng tần số
riêng f
0
của hệ dao động tắt dần.
Định nghĩa hiện cộng hưởng
Vẽ hình.
Quan sát và rút ra mối qua hệ giữa
biên độ dao động cưỡng bức và độ
lớn lực cản môi trường .
Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại
của biên độ tăng. Hiện tượng cộng
hưởng rõ nét hơn
Trả lời C2
Nghiên cứu Sgk.
lên dây đàn.
Chế tạo các máy móc, lắp đặt máy.
IV. Hiện tượng cộng hưởng:
1.Định nghĩa:
Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với
tần số riêng (f
0
) của hệ dao động tự
do, thì biên độ dao động cưỡng bức
đạt giá trị cực đại.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng
cộng hưởng.
f = f
0
thì A
cb
= A
max
.
Nếu ma sát giảm thì giá trị cực đại
của biên độ tăng.
2.Giải thích :
Khi f =f
0
: hệ được cung cấp năng
lượng một cách nhịp nhàng đúng
lúc , do đó biên độ dao động của hệ
tăng dần lên . A =A
max
khi tốc độ
tiêu hao năng lượng bằng tốc độ
cung cấp năng lượng cho hệ
3. Tầm quan trọng của hiện tượng
cộng hưởng
* Tác dụng:
- Dùng một lực nhỏ tác dụng lên
một hệ dao động có khối lượng lớn
để làm cho hệ này dao động với
biên độ lớn (em bé đưa võng cho
người lớn …)
- Dùng để đo tần số dòng điện
xoay chiều, lên dây đàn.
* Tác hại:
Cầu, bệ máy, trục máy khung
xe … đều là các chi tiết có thể xem
như một dao động tự do có tần số
Trang 19
f
0
A
A
max
fO
f
0
A
A
max
fO
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
riêng f
0
nào đó. Khi thiết kế các chi
tiết này cần phải chú ý đến sự trùng
nhau giữa tần số ngoại lực f và tần
số riêng f
0
. Nếu sự trùng nhau này
xảy ra (cộng hưởng) thì có thể làm
gãy các chi tiết này.
sHoạt động 6. (7 phút) Củng cố, vận dụng
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Trả lời các câu hỏi SGK
- Bài tập 5, 6 SGK
- Bài tập vê nhà SBT
- Bài mới: Phương pháp tổng hợp dao đông?
- Thảo luận trả lời
- Suy nghĩ làm
- Ghi nhận bài tập
- Ghi vở bài soạn
V. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Trang 20
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
.......................................................................................................................................................................................
Ngày soạn : 02/09/09 BÀI 5. TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐỀU HOÀ
Ngày dạy : 17/09/09 CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ.
Tiết dạy : 08 PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
I. MỤC TIÊU
- Biểu diễn một dao động điều hoà bằng một vectơ quay
- Vận dụng phương pháp giản đồ Frenen tìm phương trình dao động tổng hợp của hai dao động đều hoà cùng
phương cùng tần số.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Các hình vẽ sách giáo khoa
2. Học sinh
- Xem lại cách tìm hình chiếu của một véctơ trên hai trục toạ độ.
III. TI ẾN
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra bài cũ
- Dao động tắt dần? Cộng hưởng cơ, điều kiện, tầm
quan trọng?
- Vào bài: Vật thực hiện nhiều dao động thì dao động
tổng hợp của nó xác định thế nào?
- Báo học sinh vắng
- Trả bài
Hoạt động 2. ( 7 phút) Tìm hiểu cách biểu diễn một dao động điều hoà bằng vectơ quay
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- GV: Từ mối liên hệ chuyển động
tròn đều và dao động điều hoà, nên
có thể biểu diễn dao động đều hoà
bằng một vectơ quay.
- Viết biểu thức hình chiếu của véc
tơ
OM
uuuur
trên trục Ox và so sánh với
phương trình li độ dao động điều
hoà?
- C1
C1
I. Véc tơ quay:
Biểu diễn x =Acos(ωt+ϕ)
bằng véc tơ quay
OM
uuur
. Trên trục
toạ độ Ox véc tơ này có:
+ Gốc: Tại O
+ Độ dài: OM = A
+ Hợp với
trục Ox góc
ϕ
Hoạt động 3. ( 7 phút) Phương pháp đại số
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Gv: Lấy một số ví dụ về một vật
đồng thời tham gia hai dao động
điều hoà cùng phương cùng tần số,
và đặt vấn đề là tìm dao động tổng
hợp của vật.
- Lấy thêm một số ví dụ?
- Tìm x = x
1
+ x
2
khi
A
1
= A
2
= A
x
1
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
)
x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
)
- Ví dụ
- Tính
1. Đặt vấn đề:
Tìm phương trình dao động tổng hợp
của:
x
1
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
)
x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
).
2. Phương pháp đại số: vận dụng
khi A
1
= A
2
= A
x = x
1
+ x
2
Trang 21
M
O
ωt
ϕ
x
P
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
- Nhận xét phương trình x? - Cùng phương cùng tần số với x
1
, x
2
=
1 2 1 2
2 os( ) os( t+ )
2 2
Ac c
ϕ ϕ ϕ ϕ
ω
− +
* Dao động tổng hợp hai dao động
điều hoà cùng phương cùng tần số là
dao động cùng phương cùng tần số
với hai dao động.
Hoạt động 4. (10 phút) Phương pháp giản đồ Frenen
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Biểu diễn x
1
, x
2
bằng vectơ quay
- Khi các véc tơ
OM ,OM
1 2
uuur uuur
quay
với cùng vận tốc góc ω ngược
chiều kim đồng đồ, thì do góc hợp
bởi giữa
1 2
OM ,OM
uuuur uuuur
∆ϕ = ϕ
2
–
ϕ
1
không đổi nên hình bình hành
OM
1
MM
2
cũng quay theo với vận
tốc góc ω và không biến dạng khi
quay. Véc tơ tổng
OM
uuuur
là đường
chéo hình bình hành cũng quay
đều quanh O với vận tốc góc ω.
- Tính A, ϕ
- Giới thiệu phương pháp hình
chiếu.
- Học sinh vẽ vectơ quay
1
OM
biểu diễn dao động điều hòa x
1
và
2
OM
biểu diễn dao động điều hòa
x
2
.
- Học sinh vẽ vectơ quay
OM
biểu diễn dao động điều hòa tổng
hợp
A
2
=
2 2
1 2 1 2 2 1
2 cos( )A A A A
ϕ ϕ
+ + −
tgϕ =
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
cos cos
A A
A A
ϕ ϕ
ϕ ϕ
+
+
3. Phương pháp giản đồ Fre-nen:
Tìm x = x
1
+ x
2
= Acos(ωt + ϕ)
- Chọn trục chuẩn Ox
- Biểu diễn
x
1
→
1
uuur
OM
Gốc : tại O,OM
1
=A
1
·
(
)
OM ,
1
1
t 0
Ox
= ϕ
=
uuur
x
2
→
2
uuur
OM
Gốc : tại O, OM
2
= A
2
·
(
)
OM ,
2
2
t 0
Ox = ϕ
=
uuur
- Vẽ
1
2
OM OM OM
→ →
= +
r
- T ính A, ϕ
a. Biên độ:
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
b. Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
ϕ
nhỏ
≤ ϕ ≤ ϕ
lớn
* Phương pháp hình chiếu
2 2
( sin ) ( cos )
sin
tan
cos
i i i i
i i
i i
i i
A A A
A
A
ϕ ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
+ = +
∑
+ =
∑
∑ ∑
Hoạt động 5. (7 phút) Ảnh hưởng độ lệch pha, vận dụng
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Cho biết ý nghĩa của độ lệch pha?
- Tính A khi x
1
, x
2
cùng pha
- Tính A x
1
, x
2
ngược pha
- Phát Biểu
A = A
max
= A
1
+A
2
A = A
min
=
A - A
1 2
4. Ảnh hưởng của độ lệch pha :
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= 2kπ (x
1
, x
2
cùng
pha)
→ A = A
max
= A
1
+A
2
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
=(2k+1)π (x
1
, x
2
Trang 22
y
P
P
1
P
2
x
ϕ
∆ϕ
M
1
M
2
M
O
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
- Tính A x
1
và x
2
vuông pha
- H ướng dẫn làm bài tập ví dụ
A =
2 2
1 2
A + A
- Làm bài tập ví dụ.
ngược pha)
→A = A
min
=
A - A
1 2
• Nếu ϕ
2
– ϕ
1
= π/2+kπ (x
1
và x
2
vuông pha)
→A =
2 2
1 2
A + A
4.Ví dụ : SGK trang 24
Hoạt động 6. (4phút) Củng cố, vận dụng
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Cách biểu diễn, tổng hợp 2 dao động dều hoà
- Trả lời câu hỏi SGK
- Bài tập SGK
- Bài tập sách bài tập
- CHUẨN BỊ bài thực hành
- Phát biều
- Suy nghĩ trả lời
- Làm bài tập
- Ghi bài tập
- Ghi nhận yêu cầu giáo viên
IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
Ngày soạn : 05/09/09 Ngày dạy : 23/09/09
Tiết dạy : 9
Trang 23
N
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU:
- Củng cố, vận dung các kiến thức về dao động cưỡng bức, cộng hưởng
- Vận dụng phương pháp tổng hợp dao động
- Rèn luyện kỹ năng giải bài tập
- Rèn luyện khả năng tư duy độc lập trong giải bài tập trắc nghiệm
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Giải các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập để tìm ra phương pháp tối ưu cho từng dạng bài tập để hướng dẫn
học sinh sao cho giải nhanh, chính xác
- Chuẩn bị thêm một số câu hỏi trắc nghiệm để học sinh tự rèn luyện
2. Học sinh:
- Xem lại các kiến thức đã học về dao động tắt dần, cộng hưởng, tổng hợp dao động.
- Chuẩn bị các bài tập sách giáo khoa, sách bài tập
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1. ( 10 phút) Ổn định, kiểm tra
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
- Ổn định, kiểm tra sĩ số
- Kiểm tra:
+ Điều kiện cộng hưởng?
+ Dao động tắt dần?
+ Phương pháp biểu diễn dao động điều hoà bằng một
véctơ quay?
+ Phương pháp tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng
phương cùng tần số
- Báo học sinh vắng
- Trả bài.
Hoạt động 2: ( 10 phút) Hệ thống kiến thức
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Điều kiện cộng hưởng?
- Cách biểu diễn một dao động
điều hoà bằng một vectơ quay?
- Biểu thức tính biên độ, pha ban
đầu cảu dao động tổng hợp?
* GV bổ sung các kiến thức
Phương pháp hình chiếu tổng hợp
hai dao động điều hoà cùng tần số
- Viết công thức tính
- Viết công thức
- Bổ sung vào vở bài tập
1. Điều kiện cộng hưởng
f = f
0
hay T = T
0
2. Biểu diễn dao động điều hoà bằng
vectơ quay
Biểu diễn x =Acos(ωt+ϕ) bằng véc tơ
quay
OM
uuur
. Trên trục toạ độ Ox véc tơ
này có:
+ Gốc: Tại O
+ Độ dài: OM = A
+ Hợp với trục Ox góc
ϕ
3.T ổng hợp dao động
x =Acos(ωt+ϕ)
- Biên độ:
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
- Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
* Phương pháp hình chiếu
2 2
( sin ) ( cos )
sin
tan
cos
i i i i
i i
i i
i i
A A A
A
A
ϕ ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
+ = +
∑
+ =
∑
∑ ∑
Hoạt động 3 ( 10 phút) Giải bài tập trắc nghiệm.
Trang 24
Trường THPT Ba Tơ
GV : Nguyễn văn Tươi
Giáo án vật lý lớp 12CB
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
* Cho học sinh đọc suy nghĩ chọn
đáp án
-Chọn đáp án đúng, giải thích Bài 5 trang 21: D
Bài 6 trang 21: B
Bài 4 trang 25: D
Bài 5 trang 25: B
Bài 4.1 A
Bài 4.2 B
Bài 4.3 C
Bài 5.1 B
Bài 5.2 C
Bài 5.3 D
Hoạt động 4:( 10 phút) Bài tập Tự luận
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG
- Tính A, tính ϕ để có phương trình
tổng hợp
- Vẽ giản đồ Frenen để tổng hợp 2
dao động? Nhận xét phương pháp?
- Cho học sinh sử dụng phương
pháp hình chiếu để tổng hợp. Nhận
xét kết quả?
- Từ các phương pháp nhận xét ưu
nhược điểm để có cách vận dụng
phù hợp
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
- Vẽ tính A, ϕ từ hình vẽ
- Vận dụng phương pháp hình
chiếu.
- Tự rút kinh nghiệm cho bản thân
Bài 6trang 25
x =Acos(ωt+ϕ)
- Biên độ:
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
⇒ A = 2,3 cm
- Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
⇒ ϕ = 0,73π
→ x = 2,3cos(5πt + 0,73 π)cm
Bài 5.4
x =Acos(ωt+ϕ)
- Biên độ:
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
⇒ A =
2 3
cm
- Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
⇒ ϕ = π/2
→ x =
2 3
cos (10πt + π/2)cm
Bài 5.5
x =Acos(ωt+ϕ)
- Biên độ:
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
⇒ A = 8,5cm
- Pha ban đầu:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
⇒ ϕ = -π/4
→ x = 8,5cos (
5
3
π
t -
4
π
)cm
Hoạt động 4. (5 phút) Giao nhiệm vụ
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS
- Tiếp tục làm bài tâp sách bài tâp
- Bài mới: Đọc và chuẩn bị bài thực hành
- Ghi bài tập
- Ghi vở bài soạn
Trang 25