Bai 1 Dao dong dieu hoa

Ngày soạn:

28/8/2017

- Ngày dạy:

Tiết KHDH: 1

Tên bài:
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. Mục tiêu:
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 hịa giải thích được các đại lượng trong phương trình
- Nêu được mối quan hệ giữa 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:
- Say mê khoa học, kĩ thuật. khách quan, trung thực, cẩn thận
-

Tự lực, tự giác học tập, tham gia xây dựng kiến thức
4. Xác định nội dung trọng tâm ca bi
Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của một vật là một hàm côsin (hay hm sin) của thời gian.
Phơng trình của dao động điều hoà có dạng:
x = Acos(t + )
trong đó, x là li độ, A là biên độ của dao động (là một số dơng), là pha ban đầu, là tần số góc của dao động,
(t + ) là pha của dao động tại thời điểm t.
Li độ x của dao động là toạ độ của vật trong hệ toạ độ có gốc là vị trí cân bằng. Đơn vị đo li độ là đơn vị đo chiều dài.
Biên độ A của dao động là độ lệch lớn nhất của vật khỏi vị trí cân bằng. Đơn vị đo biên độ là đơn vị đo chiều dài.
(t + ) gọi là pha của dao động tại thời điểm t, có đơn vị là rađian (rad). Với một biên độ đà cho thì pha là đại l ợng

xác định vị trí và chiều chuyển động của vật tại thời điểm t.
là pha ban đầu của dao động, có đơn vị là rađian (rad).
là tần số góc của dao động, có đơn vị là rađian trên giây (rad/s).
Chu kì T của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện đợc một dao động toàn phần. Đơn vị của chu kì
là giây (s).
Tần số (f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện trong một giây, có đơn vị là một trên giây (1/s),
gọi là héc (kí hiệu Hz).



2
2f.
T

Hệ thức mối liên hệ giữa chu kì và tần số là
5. nh hng phỏt trin năng lực:
- Năng lực chung:
st
Tên năng lực
Các kĩ năng thành phần
t
1
Năng lực phát hiện và giải - Phát hiện được những dao động có tính chất tự do, tính chất tuần
qút vấn đề
hoàn, dao động điều hịa và đi tìm phương trình mơ tả cho những
dao động đó
2
Năng lực thu nhận và xử lý - Quan sát được các hiện tượng dao động trong tự nhiên, giải thích
thơng tin tổng hợp
được tính chất tuần hoàn trong các loại dao động đó.

3
Năng lực tìm tịi khám phá và - Học sinh nghiên cứu được các tính chất của dao động, mơ tả các tính
nghiên cứu khoa học
chất bằng những phương trình, cơng thức,...
4
Năng lực tính tốn
- Sử dụng được các cơng thức thích hợp để xác định vị trí, vận tốc, gia
tốc tron dao động
- Năng lực chuyên biệt:
Nhóm năng lực
Năng lực thành phần
Mô tả mức độ thực hiện trong bài học
Nhóm NLTP liên
quan đến sử dụng
kiến thức vật lý

K1: Trình bày được kiến thức về
các hiện tượng, đại lượng, định luật
vật lý, các phép đo, các mối quan hệ
giữa các đại lượng vật lý.

-

trình bày được các hiện tượng dao động trong tự
nhiên;
trình bày được mối quan hệ giữa vận tốc với li
độ, gia tốc với li độ;
Trình bày được quan hệ về pha giữa các đại
lưỡng,v, a.

K2: Trình bày được mối quan hệ
giữa các đại lượng vật lý.

-

Trình bày được mối quan hệ giữa chu kỳ với tần
số, mối quan hệ giữa x, v, a.

K3: Sử dụng được các kiến thức vật
lý để thực hiện các nhiệm vụ học

-

Vận dụng được các cơng thức, phương trình để
xác định vị trí, tốc độ, gia tốc của vật tại một


tập.

Nhóm NLTP về
phương pháp

Nhóm NLTP trao
đổi thơng tin

Nhóm NLTP liên

thời điểm;

K4: Vận dụng được kiến thức Vật

lý vào các tình huống thực tiễn.

-

Vận dụng được kiển thức về dao động điều hòa
trong thực tế;

P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự
kiện vật lý

-

Đặt ra những câu hỏi về quy luật biến thiên của
li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian, đồ thị biểu
diễn mối quan hệ giữa x,v; x,a; …

P2: Mô tả được hiện tượng tự nhiên
bằng ngôn ngữ vật lý, chỉ ra được
các quy luật vật lý trong các hiện
tượng đó

-

Mơ tả được các hiện tượng tự nhiên mang tính
quy luật bằng ngơn ngữ vật lí như tính tuần hoàn
hay chu kỳ.

P3: Thu thập, lựa chọn, đánh giá và
xử lý các thông tin các nguồn khác
nhau để giải quyết vấn đề trong học

tập

-

Thu thập và lựa chọn được các nguồn thông tin
khác nhau từ thực tế, sách báo, internet để giải
quyết các vấn đề trong học tập.

P4: Vận dụng sự tương tự các mơ
hình để xây dựng các kiến thức vật
lý

-

Vận dụng sự tương tự trong xây dựng phương
trình vận tốc để xây dựng phương trình gia tốc
trong dao động điều hòa.

P5: Lựa chọn và sử dụng các cơng
cụ tốn học phù hợp trong học tập
vật lý.

-

Lựa chọn và sử dụng được các công cụ đạo hàm
để xây dựng phương trình vận tốc, phương trình
gia tốc.

P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng
của hiện tượng vật lý

-

Chỉ ra được điều kiển lý tưởng trong dao động
điều hòa là phải khơng có ma sát.

X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng
vật lí bằng ngơn ngữ vật lí và các
cách diễn tả đặc thù của vật lí

Trao đổi kiến thức bằng các ngơn ngữ vật lí như li
độ, tốc độ, vận tốc, gia tốc và diễn tả được các kiến
thức đó trong dao động.

X2: Phân biệt được, mơ tả được các
hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ
đời sống và ngơn ngữ vật lí

Mơ tả được các hiện tượng dao động trong tự nhiên
như dao động của lá cây, ngọn cỏ trước gió

X3: Lựa chọn, đánh giá các nguồn
thơng tin khác nhau

Biết lựa chọn các nguồn thông tin khác nhau trên
sách, mạng, TV để phục vụ học tập

X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên
tắc hoạt động của các thiết bị kĩ
thuật, công nghệ.

Mô tả được hoạt động của hệ thống xy lanh - pittong

X5: Ghi lại được các kết quả từ các
hoạt động học tập vật lý của mình.

Ghi lại được kiến thức về dao động điều hòa, vận
tốc, gia tốc trong dao động điều hịa.

X6: Trình bày được kết quả từ các
hoạt động học tập vật lí của mình

Trình bày được kết quả từ các hoạt động nhóm

X7: Thảo luận được kết quả của
mình và những vấn đề liên quan đến
góc nhìn vật lí

Thảo luận để thực hiện nhiệm vụ học tập thông qua
các hoạt động thảo luận nhóm

X8: Tham gia hoạt động nhóm trong
học tập vật lí.

Tham gia tích cực trong các hoạt động thảo luận
nhóm để tìm kiếm kiến thức

C1: Xác định được trình độ hiện có
về kiến thức, kỹ năng, thái độ của

Thơng qua hoạt động nhóm có thể xác định được


quan đến cá nhân

cá nhân trong học tập vật lí.

trình độ hiện có để điều chỉnh cách học

C3: Chỉ được vai trị và hạn chế của
các quan điểm vật lí trong các
trường hợp cụ thể trong mơn vật lí
và ngoài mơn vật lí.

Chỉ ra được vai trị của dao động điều hòa trong đời
sống.

II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN (GV) VÀ HỌC SINH (HS)
1. Chuẩn bị của GV:
- PHT 1
1. Thế nào là dao động, so sánh dao động với chuyển động đã học ở lớp 10.
2. Thế nào là dao động tuần hoàn, so sánh dao động tuần hoàn với dao động mà tính chất cứ lặp đi lặp lại sau
những khoảng thời gian không bằng nhau.
- PHT 2
1. Thế nào là dao động điều hòa? Định nghĩa các đại lượng có trong phương trình dao động.
2. Nêu định nghĩa chu kỳ, tần số, tần số góc.
3. Viết phương trình vận tốc, gia tốc nêu các đặc điểm của vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa
2. Chuẩn bị của HS:
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Dao động cơ (10 phút)

Nội dung
(đây là phần ghi bảng của GV, co
dự kiến thời lượng tương ứng)
I. Dao động cơ
1. Thế nào là dao động cơ?
Dao động cơ là chuyển động là chuyển
động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi
là vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn
- Dao động tuần hoàn là dao động mà
trạng thái chuyển động của vật được lặp
lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau
những khoảng thời gian bằng nhau.
- Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là
dao động điều hịa

Hoạt động 2: Phương trình của dao
động điều hịa (15 phút)
II. Phương trình của dao động điều
hịa
1. Ví dụ
- Giả sử M chuyển động ngược chiều
dương vận tốc góc là ω, P là hình chiếu
của M lên Ox.
Tại t = 0, M có tọa độ góc φ

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Chuyển giao nhiệm
vụ
Đề nghị cá nhân
học sinh làm việc trong 5
phút nhớ lại các khái niệm,
đặc điểm về vận tốc, gia
tốc trong động học chất
điểm đã học ở lớp 10.
Phát phiếu học tập số 1 cho
các nhóm, yêu cầu các
nhóm thảo luận để trả lời
các câu hỏi 1 và 2

Thực
hiện
nhiệm vụ
Làm việc cá
nhân
Hoạt
động
nhóm để trả lời các
câu hỏi 1 và 2 ở phiếu
học tập số 1
Báo cáo, thảo luận

- GV hướng dẫn thảo luận
lần lượt từng câu hỏi trước
lớp.

- Các nhóm khác lắng

nghe đưa ra ý kiến
thảo luận

- GV xác nhận ý kiến đúng
ở từng câu trả lời
Chuyển giao nhiệm vụ
Đề nghị cá nhân
học sinh đọc phần II, III
trang 5,6 sgk
Đề nghị các nhóm hoạt
động trong thời gian
khoảng 10 phút thảo luận
để trả lời các câu hỏi 3 và 4
trong phiếu học tập
- GV hướng dẫn thảo luận
lần lượt từng câu hỏi trước
lớp.

- Một nhóm cử đại
diện báo cáo trước lớp

Năng
lực hình
thành

K3, P1,
P2, X2,
X8, C1.

-

Thực
hiện
nhiệm vụ
Cá nhân làm
việc
Thảo luận nhóm để trả
lời các câu hỏi 3 và 4
phiếu học tập
Các nhóm khác lắng
nghe đưa ra ý kiến
thảo luận
luận.

Báo cáo, thảo

K2, K3,
P1, P2,
X2, X8,
C1.


Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt
Khi đó:
phương

OP=x

⇒

trình

điểm P có
là:

x=OM cos (ωt+ϕ )
- Đặt A = OM ta có:

x= A cos(ω.t +ϕ )
Trong đó A, ω, φ là hằng số
- Do hàm cosin là hàm điều hòa nên
điểm P được gọi là dao động điều hòa
2. Định nghĩa
Dao động điều hịa là dao động trong
đó li độ của vật là một hàm cosin (hay
sin) của thời gian.

GV xác nhận ý kiến đúng ở
từng câu trả lời
Kết luận, nhận định, hợp
thức hóa kiến thức

3. Phương trình
- Phương trình x = A cos(ωt + φ) gọi là
phương trình của dao động điều hòa
* A là biên độ dao động, là li độ cực
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 3: (7’)
III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao
động điều hịa

- Giới thiệu cho hs nắm
được thế nào là dao động
tòn phần.

1. Chu kì và tần số
Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta
nói vật thực hiện 1 dao động toàn phần.
* Chu kì (T):
* Tần số (f): Đơn vị là 1/s hoặc Hz.
2. Tần số góc
Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối

2π
ω= =2 πf
T
liên hệ:

- Yêu cầu hs nhắc lại cách
định nghĩa chu kì và tần số
của chuyển động tròn?
- Liên hệ dắt hs đi đến định
nghĩa chu kì và tần số, tần
số góc của dao động điều
hòa.

- Nhận xét chung

- Tiếp thu
- Nhắc lại kiến thức
lớp 10: “chu kì là
khoảng thời gian vật
chuyển động 1 vòng”
“Tần số là số vòng
chuyển động trong 1
giây”
- Theo gợi ý của GV
phát biểu định nghĩa
của các đại lượng cần
tìm hiểu
Ghi nhận xét của GV

K2, K3,
P1, P2,
X2, X8,
C1.


Hoạt động 4 (15’)
IV. Vận tốc và gia tốc của dao động
điều hòa
1. Vận tốc
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời
gian.
v = x’ = -ωA sin(ωt + φ)

- Yêu cầu hs nhắc lại biểu
thức của định nghĩ đạo hàm
- Gợi ý cho hs tìm vận tốc
tại thời điểm t của vật dao
động

x=± A thì v = 0

⇒ v=x '

- Hãy xác định giá trị của v
tại

- Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian
* Tại

+ Tại

x=± A

+ Tại x = 0

* 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)
2

a=-ωx

* Tại x = 0 thì a = 0
* Tại

Δf ( x )
=f ' ( x )
Δt→ 0 Δx
lim

- Tương tự cho cách tìm
hiểu gia tốc

- Nhận xét tổng quát

- Khi Δt
= x’

→

0 thì v

Tiến hành lấy đạo hàm
v = x’ = -ωA sin(ωt +
φ)
* Tại
=0

x=± A

thì v

K2, K3,
P1, P2,
X2, X8,
C1.

* Tại x = 0
thì v = vmax = ω.A
- Theo sự gợi ý của
GV tìm hiểu gia tốc
của dao động điều hòa.
- Ghi nhận xét của GV

x=± A thì a = amax = ω2A

IV. CÂU HỎI/ BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HS
1. Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức
Mô tả yêu cầu cần đạt ở mỗi mức độ (MĐ) trong bảng sau
Nhận biết
Thơng hiểu
Vận dụng
Vận dụng cao
Nội dung
MĐ1
MĐ2
MĐ3
MĐ4
1. Tìm hiểu dao Nhận biết dao Phân biệt được dao
độn cơ
động
động với chuyển động

2. Dao động
Nhận biết được Nêu được ý nghĩa các Xác định được li độ, tần số,
điều hịa
phương trình dao đại lượng trong phương chu kỳ khi biết phương trình
động
trình dao động
dao động
3. Chu kỳ, tần
Viết được các Nêu được đơn vị của Tính tốn được chu kỳ, tần
số của dao
cơng thức tính chu chu kỳ, tần số
số
động
kỳ, tần số dao
động
4. Vận tốc và
Viết được các Xác định được các đặc Tính được vận tốc, gia tốc ở Tính được các đại
gia tốc trong
phương trình vận điểm của vận tốc, gia từng thời điểm và tính được lượng cịn thiếu trong
dao động điều
tốc, gia tốc
tốc trong dao động điều vận tốc cực đại, gia tốc cực công thức liên hệ
hòa
hòa
đại
2. Câu hỏi và bài tập củng cố, dặn dò
MĐ1
Câu1: thế nào là dao động?
Câu 2: trong các phương trình sau, phương trình nào khơng phải là phương trình dao động điều hòa:
a. x = Acos(t +)

b. x = Acos(t) c. x = Asin(t +)
d. x = A.t. cos(t +)
MĐ2
Câu 1: trong phương trình x = Acos(t +) thì  được gọi là
a. li độ
b. biên độ
c. tần số góc
d. pha ban đầu


Câu 2: Trong dao động điều hịa thì gia tốc:
a. là hằng số
b. bằng không
c. luôn tăng dần d. biến thiên điều hòa
MĐ3
Câu 1: Một vật dao động điều hòa được mơ tả bởi phương trình x = 4cos(4πt) cm. thì dao động có chu kỳ là
a. 4 s
b. 2s
c. 1s
d. 0,5 s
Câu 2: Một vật dao động điều hòa được mơ tả bởi phương trình x = 4cos(4πt) cm, vận tốc của vật ở thời điểm 2s có giá trị
a. 16π cm/s
b. -16π cm/s
c. 0 cm/s
d. 4 cm/s
MĐ4
Câu 1: Một vật dao động điều hịa tốc độ có độ lớn cực đại 16π cm/s và gia tốc cực đại 64π 2 cm/s2. Tìm chu kỳ, biên độ
dao động?
----------------------------------