BÀI : DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I / MỤC TIÊU : Thơng qua quan sát có khái niệm chuyển động dao động Biết cách thiết lập phương trình động lực học lắc lò xo Biết biểu thức dao động nghiệm phương trình động lực học Biết đại lượng đặc trưng ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNdao động điều hòa II / CHUẨN BỊ : / Thầy :Chuẩn bị lắc dây, lắc lò xo thẳng đứng, lắc lị xo nằm ngang có đệm khơng khí Cho HS quan sát chuyển động ba lắc Chuẩn bị đồng hồ bấm giây để đo chu kì lắc dây Nếu có thiết bị đo chu kì lắc lị xo nằm ngang có đệm khơng khí đồng hồ hiệu số thay việc đo chu kì lắc giây việc đo chu kì lắc lị xo nằm ngang / Học sinh :Ơn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm, ý nghĩa vật lí đạo hàm : Trong chuyển động thẳng vận tốc chất điểm đạo hàm tọa độ chất điểm theo thời gian, gia tốc đạo hàm vận tốc III / TIẾN TRÌNH BÀI DẠY : 1/Ổn định lớp : 2/Kiểm tra cũ : a/ Động vật rắn quay quanh trục? b/ Đặc điểm chuyển Chuyển động quay vật rắn Chuyển động thẳng động quanh trục cố định chất điểm 3/Bài : H Đ Dao động học Hoạt động thầy Hoạt động học sinh Nội dung Cho học sinh quan sát Có vị ĐÂY LÀ SỰ SƯU 1.Dao động học : chuyển động vật nặng TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA +Có vị trí cân vị trí đứng yên lắc dây, lắc lò THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ vật xo thẳng đứng lắc lị NGHỊ ĐỜNG NGHIỆP +Dao động chuyển động qua lại xo nằm ngang đệm THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA đoạn đường xác định, quanh vị trí cân khơng khí CHỮA CHO PHÙ HỢP Nhận xét đặc điểm -CÁM ƠNtrí cân +Dao động tuần hồn chuyển động này? +Chu trình (hay dao động toàn phần ) Chuyển động vật nặng Chuyển động qua lại quanh vị + Chu kỳ: (T) khoảng thời gian ngắn trường hợp có trí cân hai lần liên tiếp vật qua đặc điểm giống vị trí với chiều chuyển động ? Chuyển động tuần hoàn Hay, chu kỳ (T) khoảng thời gian thực Chuyển động vật nặng dao động tồn phần (s) nói gọi dao động Dao động học chuyển Tần số :Tần số f dao động số chu học động tuần hồn qua lại quanh kỳ dao động (cịn gọi tắt số dao động) Dao động ĐÂY LÀ SỰ SƯU vị trí cân thực đơn vị thời gian TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA (1 giây) THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ f(Hz) =1/T NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP T =t/n THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP r N -CÁM ƠNcơ học ? H Đ Thiết lập phương trình động lực học dao động -Con lắc lò xo Hoạt động thầy Hoạt động học sinh Nội dung r x O x/ Em cho biết vật nặng Trọng lực, phản lực, lực đàn r N chịu tác dụng lực hồi F ? r N r P P + N + Fñh = m a ( ) x F r P Theo định luật II Newton phương trình chuyển động vật viết ? Chuyển pt vectơ thành pt đại số ? Lực đàn hồi xác định ? Gia tốc a có độ lớn xác định ? Phương trình − Fđh = m a viết lại ? Ta lại có: v= =v/=x// dx dt =x/; a= dv dt Chiếu ( ) xuống trục xx’ − Fđh = m a Fđh = k x a = x’’ x’’ + ω2x = Thiết lập phương trình động lực học dao động -Con lắc lò xo **Con lắc lị xo gồm vật nặng có khối lượng m gắn vào đầu lị xo có độ cứng k khối lượng không đáng kể **Xét ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNchuyển động vật nặng lắc lò xo.Bỏ qua ma sát +Lực tác dụng lên vật nặng : lực đàn hồi Fđh = − kx Fdh gọi lực kéo hay hồi phục +Theo định luật II Niutơn (bỏ qua ma sát) F = ma = m.x’’ k mx’’ = −k.x=> x’’ + x = (1) m k Đặt : ω2 = => x’’ + ω 2x = (2) m (1) (2) gọi phương trình động lực học dao động H Đ 3.Nghiệm phương trình động lực học Hoạt động thầy Hoạt động học sinh Thầy giới thiệu phương trình vi phân bậc 2, nghiệm số Dao động mà phương trình có phương trình có dạng : x = A cos ( dạng x = Acos(ωt + ϕ), tức vế ωt + ϕ ) phải hàm cosin hay sin thời Dao động điều hịa ? gian, gọi dao động điều hòa H Đ Các đại lượng đặc trưng dao động điều hòa : Hoạt động thầy Hoạt động học sinh Nêu ý nghĩa vật lý đại x : li độ vật thời điểm t (tính lượng công thức ? từ VTCB) A : biên độ, hay giá trị cực đại li độ x ứng với lúc cos(ωt + ϕ) = (ωt + ϕ) : pha dao động thời điểm t, pha đối số hàm cosin Với biên độ cho pha xác định li độ x dao động (rad) ϕ : pha ban đầu, tức pha (ωt + Nội dung Nghiệm phương trình động lực học +Phương trình động lực học dao động có nghiệm : x = Acos(ωt + ϕ) (3) Trong A ϕ hai số (3) gọi phương trình dao động +Dao động điều hịa : Dao động mà phương trình có dạng x = Acos(ω t + ϕ ), tức vế phải hàm cosin hay sin thời gian nhân với số, gọi dao động điều hòa A, ω, ϕ số Nội dung Các đại lượng đặc trưng dao động điều hòa : x = Acos(ωt + ϕ) **x : ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN li độ vật thời điểm t (tính từ VTCB) ** : biên độ, hay giá trị cực đại li độ x ứng với lúc cos(ωt + ϕ) = ϕ) vào thời điểm t = (rad) ω : tần số góc dao động (rad/s) **(ωt + ϕ) : pha dao động thời điểm t, pha đối số hàm cosin Với biên độ cho pha xác định li độ x dao động (rad) **ϕ : pha ban đầu, tức pha (ωt + ϕ) vào thời điểm t = (rad) **ω : tần số góc dao động (rad/s) V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, tập 1,2,3 Bài6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (tt) I Mục tiêu: Kiến thức: Biết tính tốn vẽ đồ thị x(t), v(t) a(t)-Hiểu rõ khái niệm T f - Biết viết điều kiện đầu tuỳ theo cách kích thích dao động từ suy A ϕ Củng cố kiến thức dao động điều hoà Kĩ năng: Sử dụng phương ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNtoán học vật lý kĩ giải tập động học dao động Liên hệ thực tế: II Phương pháp:Giảng giải – vấn đáp III Chuẩn bị: Giáo viên: Học sinh: IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định tổ chức: 2/Kiểm tra cũ: Định nghĩa dao động điều hịa - Viết phương trình dao động, nêu đại lượng phương trình 3/ Bài mới : H Đ1 Chu kì tần số dao động điều hồ: Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung Hướng dẫn Hs thiết lập chu kì Áp dụng cơng thức chu kì tần Chu kì tần số dao động tần số dao động điều hoà số dao động điều hoà để lập điều hồ: phần nội dung cơng thức tính chu kì tần số a Chu kì: lác lị xo Chu kì dao động tuần hồn khoảng thời gian ngắn T sau x = Acos ( ω t + ϕ ) trạng thái dao động lặp lại 2π x=Acos(ωt+ϕ)=Acos(ω (t+2π/ω) cũ Ta có: x = Acos(ωt + ϕ) +ϕ) Chu kỳ (T) ĐÂY LÀ SỰ SƯU =Acos(ωt + 2π+ ϕ) TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA =Acos[ω(t + 2π )+ϕ] ω x THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ A ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO Suy T = (t + 2π ) – t = 2π ω ω VÀOCÓTSỬA T CHỮ A CHO PHÙ T 3T t là4 khoảng thời chu kì dao động điều hòa M ƠN HỢ-AP -CÁ gianv thực dao động tồn b Tần số: Aω • Tần số dao động tuần phần hoàn số lần dao động giâyO ( s ) t Số dao động thực đơn vị thời gian (một giây); -Aω giây 1ω a f= = ( Hz ) Hertz Aω T H Đ2 Vận tốc gia tốc dao độngO điều hoà Hoạt động thầy Hoạt -Aω2động trò Vận tốc, gia tốc vật đạt cực đại nào? t 2π Nội dung Vận tốc dao động điều hoà: Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a v = x’ = −ωAsin(ωt + ϕ) ; x = • v = x/ = -Aωsin(ωt + ϕ), ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ ±A trường hợp ϕ = CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI v = ;x = ‘ v = ±ωA ,ĐỀ NGHỊ ĐỜNG NGHIỆP THASM Người ta nói vận tốc trễ x = Acos(ωt) = Acos( 2π T t) KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO pha π/2 so với ly độ PHÙ HỢP -CÁM ƠNSuy v = -Aωsin( 2π t) T vmax=Aω x=0-Vật qua vị trí cân a = -Aω2cos( 2π T t) Gia tớc dao động điều hồ: • a = v/ = -Aω2cos(ωt + ϕ)= -ω2x Suy ra: amax= Aω2 x = ±A - vật biên • Vẽ đồ thị cho trường hợp ϕ=0 H Đ Biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay Hoạt động thầy Hoạt động trò Viếtuuuu biểu a=v’=x’’=−ω2Acos(ωt + ϕ)=−ω2x r thức hình chiếu véc Gia tốc ln ln ngược chiều với tơ OM trục Ox so sánh li độ có độ lớn tỉ lệ với độ lớn với phương trình li độ dao động li độ điều hoà? Học sinh tự vẽ vectơ theo hướng dẫn giáo viên Nội dung Biểu diễn dao động điều hồ véc tơ quay: • ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNdđđh x=Acos(ωt+ϕ)uuu r biểu diễn véc tơ quay OM Trên trục toạ độ Ox véc tơ có: + Gốc: Tại O + Độ dài: OM = A + Hợp với M trục Ox góc ϕ ϕ • Khi cho O P véc tơ x quay ωt với vận tốc góc ω quanh điểm O mặt phẳng chứa trục uuuurOx, hình chiếu véc tơ OM trục Ox: OP = uuuu r ch X OM = Acos(ωt + ϕ) uuuur • Vậy: Véc tơ quay OM biểu diễn dao động điều hồ, có hình chiếu trục x li độ dao động HĐ Hoạt động thầy Trong dao động điều hồ A phụ thuộc vào cách kích thích dao động, cịn pha ban đầu ϕ phụ thuộc vào gốc thời gian Tại t=0 vật có li độ x0 vận tốc Hoạt động trò ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM Nội dung 10 Điều kiện ban đầu: kích thích dao động a Điều kiện đầu: • t=0 ƠNTrong chuyển động cụ thể  x(0) = Acosϕ = x A ϕ có giá trị xác định, tùy  v(0) = -Aω.sinϕ = v theo cách kích thích dao động  • Giải hệ ta A ϕ cách chọn gốc thời gian b Sự kích thích dao động: Trong trường hợp tổng quát để kích thích cho hệ dao động ta đưa vật khỏi vị trí cân đến li độ x0 đồng thời truyền cho vật vận tốc v0 4.Củng cố dặn dò Trả lời câu 1,2,3 trang 34SGK, BT 1,2 ,5 SGK trang 34,35SGK 5.Bài tập nhà: Làm tập: 3,4,,6,7 trang 35 Sgk V.Rút kinh nghiệm: Bài7: CON LẮC ĐƠN-CON LẮC VẬT LÝ I Mục tiêu: • Kiến thức: Biết cách thiết lập phương trình động lực học lắc đơn, có khái niệm lắc đơn Nắm vững công thức lắc vận dụng toán đơn giản - Củng cố kiến thức dao động điều hoà học trướcĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN gặp lại • Kĩ năng: xây dựng phương trình dao động lắc đơn • Liên hệ thực tế: Con lắc đồng hồ , lắc với dao động bé, thăm dò địa chất II Phương pháp:Giảng giải – vấn đáp III Chuẩn bị: Giáo viên: +Con lắc đơn gần +Con lắc vật lý bìa hay gỗ mỏng có đánh dấu vị trí khối tâm G khoảng cách d từ G đến trục quay Học sinh: Ôn lại khái niệm vận tốc gia tốc chuyển động trịn đều, mơmen qn tính, mơmen lực Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục IV TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định lớp : 2/Kiểm tra cũ : 1/ Chu kì tần số dao động điều hồ: 2/ Vận tốc và Gia tớc dao động điều hoà 3/ Cách biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quayĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN 3/Bài : H Đ1 Con lắc đơn Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung +Nêu cấu tạo lắc đơn? Nêu khái niệm Con lắc đơn: • Con lắc đơn hệ học gồm: sợi dây có +Cho biết phương dây treo chiều dài l không co giãn, đầu gắn vào lắc cân bằng? Quỹ đạo lắc đơn điểm cố định đầu lại gắn với vật nhỏ có khối lượng m Q + Khi lắc dao động quỹ Đại lượng s • Con lắc dao đạo vị trí động α xác định đại lượng nào? cung trịn xung quanh vị trí cân M O ĐÂY LÀ O s s SỰ SƯU v0 Nêu cách dao động? ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN H Đ 2: Phương trình động lực học Hoạt động thầy Hoạt động trò ur Phân tích lực vật m ở vị trí Trọng lực P , lực căng dây ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ ur CHỈNH SỬA THEO SÁCH T MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP r ur ur m a = P +T THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM chiếu lên Mx ƠNM ? r ur mat= -psinα xác định hình chiếu m a , P , → ms//+mgsinα = ur Với góc lêch α bé sinα T trục Mx? = α = s/l Suy ra: s//+(g/l)s = Đặt ω2 =g/l Phương trình động lực học ? mat = Pt = -Psinα (3.1) Pt lực kéo (3.1)cho thấy d đ lắc đơn có phải d đ đ h không ? ta được: s//+ω2s = Lực kéo về ? Nội dung Phương trình động lực học: • Khi vật vị trí M thì: + Vật nặng xác định cung ¼ =s OM + Vị trí dây treo xác định góc: · OQM =α lắc đơn khơng phải dđđh H Đ 3: Nghiệm phương trình Hoạt động thầy Hoạt động trị Nghiệm phương trình (1)? Viết cơng thức tính chu kì tần số lắc đơn? Nội dung 3.Nghiệm phương trình (1): s = Acos(ωt + ϕ) Vậy: Dao động lắc đơn với góc lệch bé dao động điều hồ với chu kì H Đ Con lắc vật lý Hoạt động thầy Nêu định nghĩa lắc vật lý ? ur • Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , ur lực căng dây T • ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNÁp r dụng ur urđịnh luật II Niu tơn: m a = P + T chiếu lên Mx mat= -psinα → ms//+mgsinα = Với góc lêch α bé sinα = α = s/l Suy ra: s//+(g/l)s = Đặt ω2 =g/l ta được: s//+ω2s = (1) Hoạt động trò định nghĩa Hãy vận dụng chứng minh xem sách trình bày phương trình động học và công thức T ? trả lời câu C1 T = 2π l g Nội dung Con lắc vật lý : ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNCon lắc vật lý vật rắn quay quanh trục nằm ngang cố định mgd ω= với d;g.m;I I Chu kỳ : T=2π I mgd Ứng dụng : (SGK) H Đ Hệ dao động Hoạt động thầy Hoạt động trò Cho biết vật gay lực hồi phục Đọc sách trả lời cho lắc đơn lắc lò xo? ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Chu kì dao động tự có phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi khơng? Thế nào là dao đợng tự ? Nội dung Hệ dao động: a.Hệ dao động gồm: vật dao động + vật gây lực hồi phục, Ví dụ: Con lắc lị xo: + Vật nặng vật gắn vào lò xo, + Vật gây lực hồi phục: Con lắc đơn: + ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNVật nặng vật treo vào sợi dây, + Vật gây lực hồi phục: trái đất b Dao động tự do: • Dao động hệ xảy tác dụng nội lực gọi dao động tự • Trong dao động tự chu kì dao động phụ thuộc vào đặc tính bên hệ IV.Củng cố dặn dị: a/ Thiết lập phương trình động lực học cho lắc vật lý? b/ Công thức tính T của lắc đơn và lắc vật lý Chu kỳ phụ thuộc vào những đại lượng nào ? c/ câu , BT 3,4 V.Bài tập nhà: Làm ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNcác câu hỏi và tậpcòn lại trang 40,41 Sgk tập sau: Một lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng m=2g dây treo mảnh chiều dài l kích thích dao động điều hoà Trong khoảng thời gia ∆t lắc thực hiẹn 40 dao động Khi tăng chiều dài lắc thêm đoạn 7,9cm, khoảng thời gian ∆t lắc thực 39 dao động Lấy gia tốc trọng trường g=9,8m/s2 Kí hiệu chiều dài lắc l/ Tính l, l/ chu kì T T/ tương ứng VI.Rút kinh nghiệm: Bài 8: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ I Mục tiêu: • Kiến thức:Biết cách tính tốn tìm biểu thức động năng, lắc lị xo Có kĩ giải tập có liên quanĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN - Củng cố bảo toàn vật chuyển động tác dụng lực • Kĩ năng:Vận dụng thành thạo cơng thức tính lượng vào dao động điều hịa Nắm đơn vị đại lượng •Liên hệ thực tế: Khẳng định định luật bảo toàn lượng quan điểm vật biện chứng II Phương pháp: Giảng giải – phát vấn III Chuẩn bị: Giáo viên: Học sinh: Ôn lại khái niệm: động năng, năng, lực thế, bảo toàn vật chịu tác dụng lực IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định tổ chức: 2/Kiểm tra cũ: 1/Hãy viết biểu thức x , v dao động điều hòaĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Nêu rõ ý nghĩa vật lý đại lượng biểu thức 2/ Đ nghĩa và viết phương trình động lực học và công thức tính chu kỳ của lắc đơn và vật lý ? 3/NỘI DUNG BÀI MỚI : Hoạt động thầy Hoạt động trị Nội dung HĐ1: Sự bảo toàn Wt Nhắc lại định luật bảo tồn chương trình Sự bảo 2 toàn năng: mω A vật lý 10 ? ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH Nhắc lại định luật bảo toàn chương trình SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỜNG mω2A2 vật lý 10 NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA +Trọng lực lực đàn hồi ! CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNDao động lắc T T tác dụng t +Lực ! đơn, conOlắc lò xo lực +Bảo toàn ( trọng lực lực đàn hồi) khơng có ma sát nên bảo tồn Vậy: Cơ vật dao động bảo toàn HĐ2: Biểu thức x = Acos ( ωt + ϕ ) Hãy thiết lập Biểu thức năng: Wt = 1 kx = kA2 cos (ωt + ϕ ) • XétĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH Wt= kx2 = SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG 2 2 NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA Khảo sát biến đổi kA2cos2(ωt+ϕ) CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN lắc lò xo Tại Dựa vào biểu thức (1.a) cho theo thời gian thời điểm t vạt có li độ x=Acos(ωt+ϕ) lị biết chu kì biến đổi (dao xo năng: động) Wt= mω2A2cos2(ωt+ϕ) 1 Wt= kx2 = kA2cos2(ωt+ϕ) (1a) Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị Wt 2 2 + cos  2(ωt+ϕ) chu kì biến đổi = mω A • Thay k = ω2m ta được: 2 1 W mω2A2cos2(ωt+ϕ) (1b) t= 2 = mω A + 4 [ ] • Đồ thị Wt ứng với trường hợp ϕ = cos 2(ωt+ϕ) → Wt dao động điều hồ với chu kì T/2ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN ( T chu kì dao động li độ) HĐ3: Biểu thức động Thiết lập biểu thức Wđ? v = − ωAsin (ωt + ϕ ) Dựa vào biểu thức (2) cho 2 biết chu kì biến đổi (dao Wđ = mv = mω động) động A2sin2(ωt + ϕ) Khảo sát biến đổi động Wđ= mω2A2sin2(ωt+ϕ) theo thời gian 1 − cos [ 2(ωt+ϕ)] mω2A2 2 1 = mω2A2 - cos [ 2(ωt+ϕ)] 4 = Biểu thức động năng: • Tại thời điểm t vật nặng m có vận tốc v = -Aωsin(ωt+ϕ) có động → Wđ dao ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNđộng điều hoà với chu kì T/2 ( T chu kì dao động li độ) Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị Wđ chu kì biến đổi Wđ= mv = mA2ω2sin2(ωt+ϕ) (2) 2 • Đồ thị Wđ ứng với trường hợp ϕ = Wt mω2A2 mω2A2 O HĐ4: Biểu thức Yêu cầu HS biến đổi toán Cơ năngĐÂY LÀ SỰ học để dẫn đến biểu thức SƯU TẦM VÀ CÓ bảo toàn CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP Dựa vào độ thị Wt Wđ -CÁM ƠN vật vẽ chung tổng động hệ trục để củng cố Hs bảo toàn W = Wt + Wđ biến đổi qua lại động => W = mω2A2[cos2(ωt + ϕ) + sin2(ωt + ϕ) => W = mω2A2 = kA2 = const Cơ bảo toàn ! Bình phương ! t T T 4 Biểu thức năng: • Cơ vật thời điểm t: W = Wt + Wđ 1 mω2A2cos2(ωt+ϕ) + mA2ω2sin2(ωt+ϕ) 2 = mω2A2[cos2(ωt+ϕ) + sin2(ωt+ϕ)] W = mω2A2 = const = • Đồ thị Wt, Wđ vẽ hệ trục toạ độ Wt mω2A2 mω2A2 O T T t V.Củng cố dặn dị: a/Nêu biểu thức đợng ,thế , của dao động điều hòa b/Trong dao động điều hòa , ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNđược bảo toàn VI.Bài tập nhà: Làm câu hỏi và tập: trang 43 Sgk, tập sau: Con lắc lò xo có độ cứng k=150N/m dao động điều hịa, lượng dao động E=0,12J Khi lắc có li độ 2cm, vận tốc 1m/s Tính biên độ chu kì dao động Lị xo có chiều dài tự nhiên l 0=20cm, treo thẳng đứng vào vật có khối lượng m=100g, cân lị xo dài 22,5cm Từ vị trí cân kéo vật thẳng đứng hướng xuống lò xo dài 26,5cm bng khơng vận tốc đầu Tính lượng dao động động hệ lúc vật cách vị trí cân 2cm Rút kinh nghiệm: Bài: BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I Mục tiêu: -Kiến thức: Chứng minh hệ dao động điều hoàĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Viết phương trình dao động lắc , phương trình vận tốc, gia tốc Tính chu kỳ dao động -Kỹ năng: Rèn luyện cách viết phương trình dao động điều hịa dựa vào điều kiện ban đầu , sử dụng phương trình dao động điều hịa Chứng minh hệ dao động điều hồ -Liên hệ thực tế : II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Vấn đáp – luyện tập III.CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: -Chuẩn bị thầy: Bài tập mẫu, tập làm thêm -Chuẩn bị trò: ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNLàm tập SGK TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY -Ổn định tổ chức: -Kiểm tra cũ: + Nêu quan hệ dao động điều hòa chuyển động trịn + Viết phương trình dao động điều hòa , biểu thức vận tốc , gia tốc dao động điều hịa , cơng thức liên hệ T , f , ω ; Viết cơng thức tính chu kỳ lắc đơn , lắc lò xo? NỘI DUNG BÀI GIẢNG Hoạt động thầy Hoạt động củatrò Nội dung HĐ1:Bài tr 44Sgk Để đơn giản ta xem phù kế hình trụ đồng chất tiết diện giả thiết mặt thoáng chất lỏng đủ rộng Bài tr 44Sgk ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA Phân tích lực tác dụng vào phù CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNGiả thiết kế : Một phù kế chất lỏng + VTCB, Khi làm lệch khối tâm phù kế khỏi + Vị trí khối tâm lệch VTCB theo phương đứng đoạn nhỏ khỏi cân đoạn x phù kế dao động Bỏ qua ma sát lực cản chất lỏng Kết luận Chứng minh phù kế dao động điều hồ lập cơng thức tính chu kì? Bài giải: ur ur • Chọn:+ F F0 Gốc toạ độ vị trí khối G O tâm G L phù kế ur x cân bằng, P ur + ĐÂY P LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNPhương thẳng đứng, chiều hướng xuống • Tại vị trí cân bằng: phù kế chìm đoạn L Ta có : mg = F0 = ρgLS • Xét khối tâm phù kế lệch khỏi VTCB đoạn x nhỏ: ma = mg – F = mg - ρgS(L + x) = mg - ρgSL - ρgS x = - ρgS x hay : x// + ω2x = Với ω2 = ρgs/m Vậy phù kế dao động điều hoà với chu kì: T = 2π HĐ2: Bài tr 45Sgk m ρgs Gv: Gọi học sinh lên bảng giải, lớp theo dõi đưa nhận xét giáo viên hỏi? ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Hỏi: Điều kiện thoả mãn M qua vị trí x = 1,25cm theo chiều dương hay âm? Hỏi: +Cơng xác xác định tốc độ trung bình? + Quảng đường chu kì? Bài tr 45Sgk Giả thiết M dao động điều hoà:x = 2,5cos(10πt + π/2) (cm) Hs: Một Hs đọc đề tập số Kết luận trang 70 sgk Cả lớp theo dõi a Pha dao động: α = 5π/6 → Thời điểm t; x tóm tắt đề tập vào vỡ b M qua x =1,25cm → Thời điểm t, phân biệt thời điểm theo chiều dương âm c Tốc độ trung bình V chu kì Bài giải: a Ta có: + α = 10πt + π/2 = 5π/6 → t = 1/30(s) + x = 2,5cosα = 2,5cos5π/6 =2,16cm b Các phương trình: • x = 2,5cosα (cm) (1) v = x/ = -25πsinα (cm/s) (2) • Thay x = 1,25cm vào (1): cosα = 0,5 ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNSuy ra: π  α = + + k 2π(a)    α = − π + k 2π(b)  • Nghiệm (a) làm cho vân tốc định (2) âm, nên suy thời điểm qua chiều âm: 10πt + π/2 = π/3 + 2kπ hay: t = − k + (s) 60 • Nghiệm (b) làm cho vân tốc định (2) dương, nên suy thời điểm qua chiều dương: 10πt + π/2 = -π/3 + 2kπ Hay: t = − c V = k + (s) 60 ∆s ; đó: Λt ∆S = 4A= 10cm, ∆t=T=2π/ω= 0,2s Suy ra: V = 50cm/s HĐ3:Bài tr 46Sgk Gọi học sinh lên Một Hs đọc đề tập số bảng giải, lớp theo dõi trang 71 sgk Cả lớp theo dõi đưa nhận xét tóm tắt đề tập vào vỡ giáo viên hỏi? Bài tr 46Sgk Giả thiết m = 0,4kg, k= 40N/m ,Vận tốc ban đầu: 20cm/s Kết luậnĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN a Viết x b Để biên độ 4cm → Vận tốc đầu bao nhiêu? Bài giải: Các phương trình: • Chọn t = lúc vật bắt đầu dao động theo chiều dương • Tần số góc: ω = Chọn nghiệm ϕ nào? Vì ? k =10Rad/s m • Hệ ban đầu: x(0) = Acosϕ=0  v(0)=-10sinϕ = 20 cosϕ=0 (a)   A=−  sin ϕ ⇔ (b) ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNGiải (a) ϕ = π/2 ϕ = -π/2 Chỉ có nghiệm ϕ = -π/2 thoả mãn (b) Thay vào (b) ta A = 2cm Vậy phương trình dao động: x = 2cos(10t π/2)(cm) c Vận tốc đầu: • Ta có: v(0) = Aω • Để A = 4cm v(0) = 4.10 = 40cm/s H Đ : Bài tập SGK Yeu cầu học sinh đọc đề Đọc sách Bài tập SGK và tìm hướng giải Đọc sách V Củng cố dặn dò: Bài tập nhà: Làm tập: 4/tr72; 1,2,3,4,5,6,7 trang 74 Sgk tập khác: Lò xo có chiều dài tự nhiên l0 độ cứng k0 Treo vật m1=50g lị xo giãn thêm 2mm, cịn treo vật có m2 =100g lị x có chiều dài 20,4cm 1.Tính k0 l0 ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN 2.Treo vật có khối lượng m=500g sau kéo vật khỏi vị trí cân 2,5cm thả nhẹ Chọn t=0 lúc thả Viết phương trình dao động Tính lực đàn hồi lớn nhỏ lò xo 3.Thay lò xo lị xo khác có độ cứng k / hệ dao động điều hòa với 10 -2J, Khối lượng nặng 500g Chọn t=0 lúc vật có vận tốc v0=0,1m/s gia tốc a0=- m/s2 Tính k/ viết phương trình dao động ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Một lắc lị xo gồm lị xo nhẹ có đọ cứng k vật nhỏ có khối lượng m = 100g, treo thẳng đứng vào giá cố định Tại vị trí cân O vật, lị xo giãn 2,5 cm Kéo vật dọc theo trục lò xo xuống vị trí cân đoạn 2cm truyền cho vật mọt vật vận tốc ban đầu v = 69,3cm ( coi 40 cm) có phương thẳng đứng, hướng xuống Chọn trục tọa độ Ox theo phương thẳng đứng, gốc O chiều dương hướng lên; gốc thời gian lúc vật bắt dầu dao động Dao dộng vật coi dao động điều hịa Hãy viết phương trình dao động vật Tính độ lớn lực lị xo tác dụng vào giá treo vật đạt vị trí cao cho g= 10m/s ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN VI: Rút kinh nghiệm: Bài10 : DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG DUY TRÌ I Mục tiêu: • Kiến thức : Hiểu nguyên nhân làm tắt dần dao động học ma sát nhớt tạo nên lực cản vật dao động Ma sát nhỏ dẫn đến tắt dần chậm Ma sát lớn dẫn đến tắt dẫn nhanh dẫn đến không dao động - Biết nguyên tắc làm cho dao động có ma sát trì • Kỹ năng: Giải thích tắt dần số dao động thực tế • Liên hệ thực tế : Liên hệ dao động tắt dần thực tế II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Giảng giải + đàm thoại III Chuẩn bị: Giáo viên: • Chuẩn bị lắc lị xo dao động mơi trường nhớt khác • Hình vẽ 16.2 sgk Học sinh: Đọc học trước IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định tổ chức: 2/Kiểm tra cũ: Nhắc lại khái niệm dao động điều hịa dao động tuần hồn Nhận xét giá trị A , E dao động điều hịa dao động tuần hồn 3/NỘI DUNG BÀI MỚI Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung HĐ1: Quan sát dao động tắt dần: Làm thí nghiệm dao động tắt Nêu nhận xét ? dần lắc lị xo mơi trường: khơng khí, nước, Nêu nhận xét ? dầu, dầu nhớt ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Quan sát rút nhận xét Quan sát dao động tắt dần: Khi nặng lắc lị xo: • Dao động khơng khí: Gần dao động điều hồ khoảng thời gian dài • Trong nước: Biên độ giảm dần theo thời gian.Con lắc qua VTCB nhiều lần x • Trong dầu: Biên độ giảm nhanh O theo thời gian Con lắc qua VTCB t h.a vài lần.x • Trong dầu nhớt: Hầu O không dao động t h.b x O x t h.c O h.d t HĐ2: Giới thiệu đồ thị li độ x theo t Nêu nhận xét ? ghi lại dao động kí Ghi nhớ dạng dao động tắt dầnĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN HĐ3: Lập luận dao động tắt dần Cho biết quan hệ: +chiều lực cản chiều Nêu nhận xét ? ĐÂY LÀ SỰ chuyển động vật, + công SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH lực cản năng.? SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ Dùng lập luận bảo tồn NGHỊ ĐỜNG NGHIỆP lượng suy giảm dần THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA biên độ CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM Nếu khơng có ma sát ƠN lắc biến đổi nào? Năng lượng khơng đổi Nếu có ma sát nhớt biến đổi nào? Năng lượng giảm dần Biên độ có liên quan với W = k A2 nào? Biên độ biến đổi nào? Nêu nguyên nhân dao động tắt A giảm dần ? Muốn trì dao động tắt dần Nêu kết luận ta phải làm ? Nêu cách cung cấp lượng ? Cơ chế trì dao động lắc Trả lời câu C1 HĐ4:Dao động tắt dần chậm và Dao động trì Đồ thị dao động tắt dần: h.a: đồ thị li độ lắc khơng khí h.b: đồ thị li độ lắc nước h.c: đồ thị li độ lắc dầu h.d: đồ thị li độ lắc dần nhớt Lập luận dao động tắt dần: • Lực cản mơi trường ln ln ngược chiều chuyển động vật nên luôn sinh công âm, làm cho vật dao động giảm, dẫn đến biên độ dao động giảm theo thời gian • Vậy: Dao động tắt dần nhanh độ nhớt môi trường lớn **Lập luận nói có thể vận dụng cho mọi loại ma sát , bất kỳ ma sát nào cũng làm giảm và làm tắt dao đợng Dự đốn xem dao động khơng tắt dần có chu kì Cung cấp lượng ? khơng đổi chu kì dao động riêng ta phải Nêu định nghĩa dao động làm gì? trì Thường người ta a dùng một Mô tả nguồn t b lượng cấu truyền lượng thích hợp để cung cấp lượng cho vật dao động chu kì Giới thiệu chế trì dao động lắc hình bên Hs: Nêu nguyên tắc trì dao động đưa võng HĐ5: Ứng dụng sự tắt dần: giảm rung Tổng kết lại phần nội Thảo luận cải giảm xóc gắn dung thiết bị xe máy hay xe ôtô Quan sát Kết luận Dao động tắt dần chậm Nếu hệ( vật ) dao động điều hòa với tần số góc ω0 chịu thêm tác dụng của lực cản nhỏ thì dao động của hệ (vật) ấy trở thành dao động tắt dần chậm *Dao động tắt dần chậm coi gần đúng là dạng hình sin với tần số góc ω0 với biện độ giảm dầm cho đến Dao động trì: • Nếu cung cấp thêm lượng cho vật dao động bù lại phần lượng tiêu hao ma sát mà khơng làm thay đổi chu kì dao động riêng nó, vật dao động mải mải với chu kì chu kì dao động riêng nó, gọi dao động trì • Ví dụ dao động trì: Đưa võng, dao động trì lắc minh hoạ h16.3 Ứng dụng sự tắt dần: giảm rung • Cái giảm rung: Một pít tơng có chỗ thủng chuyển động thẳng đứng bên xy lanh đựng đầy dầu nhớt, pít tơng gắn với khung xe xy lanh gắn với trục bánh xe Khi khung xe dao động lị xo giảm xóc, pít tông dao động theo, dầu nhờn chảy qua lỗ thủng pít tơng tạo lực cản lớn làm cho dao động pít tơng chóng tắt dao động khung xe chóng tắt theo • Lò xo với giảm rung gọi chung phận giảm xóc V Củng cố dặn dị:trả lời câu hỏi SGK , câu trang 47SGK VI.Bài tập nhà: Làm tập: trang 51Sgk Rút kinh nghiệm: Bài11: DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC CỘNG HƯỞNG I Mục tiêu: • Kiến thức: ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNBiết dao động cưỡng ổn định có tần số tần số ngoại lực có biên độ phụ thuộc vào tần số ngoại lực Biên độ cực đại tần số ngoại lực tần số dao động riêng hệ Biên độ dao động cưỡng cực đại gọi cộng hưởng Cộng hưởng rõ ma sát nhỏ • Kĩ : Điều kiện để có cộng hưởng • Liên hệ thực tế: Biết tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng thực tế kể vài ứng dụng II Chuẩn bị: Giáo viên:Chuẩn bị thí nghiệm mục điều kiện cho phép Nếu chuẩn bị khơng thơng báo kết Học sinh: Đọc trước học IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định tổ chức: 2/Kiểm tra cũ: Thế dao động tắt dần, giải thích dao động tắt dần 3/NỘI DUNG BÀI MỚI : Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung HĐ1: Dao động cưỡng x Quan sát thí nghiệm Dao động cưỡng bức: t Quan sát rút đặc điểm Nếu tác dụng ngoại biến đổi điều O b dao động cưỡng hoà F=F0sin(ωt + ϕ) lên hệ dao động (đồ thị li độ dao Biên độ tăng dần tự do, sau dao động hệ ổn động cưỡng bức) Biên độ không thay đổi định thì: Làm thí nghiệm ảo ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ • Dao động hệ dao động điều hồ có dao động cưỡng CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ tần số tần số ngoại lực, Thuyết giảng dao NGHỊ ĐỜNG NGHIỆP THASM • Biên độ dao động này: động cưỡng KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO + Phụ thuộc vào chênh lệch phần nội dung PHÙ HỢP -CÁM ƠNQuan sát đồ thị tần số ngoại lực tần số dao động dao động riêng hệ dao động tự Dạng sin + Tỉ lệ với biên độ F0 ngoại lực Bằng tần số góc ω ngoại lực Tỉ lệ với biên độ F0 ngoại lực Trả lời câu C1 HĐ2 Cộng hưởng và Ảnh hưởng ma sát: Làm lại thí nghiệm ảo, Quan sát rút tượng khái thay đổi tần số ngoại niệm cộng hưởng lực A Giá trị cực đại biên độ A dao Làm lại thí nghiệm thay đổi lực cản Amax mơi động cưỡng đạt tần số trường góc ngoại lực tần số góc Giới thiệu đường biểu riêng ω0 hệ dao động tắt dần diễn A theo ω hình vẽ Định nghĩa cộng hưởng 17.2 sách giáo Vẽ hình O f0 khoa Quan sát vàf rút mối qua hệ Theo dõi đường biểu biên độ dao động cưỡng độ lớn diễn Em thấy điều lực cản môi trường ? ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ Hiện tượng cộng CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ hưởng ? NGHỊ ĐỜNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNNếu ma sát giảm giá trị cực đại biên độ tăng Hiện tượng cộng hưởng rõ nét Cộng hưởng: Khái niệm: Nếu tần số ngoại lực (f) ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNbằng với tần số riêng (f 0) hệ dao động tự do, biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại A Amax ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO f f0 SÁCH MỚI O ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNHiện tượng gọi tượng cộng hưởng f = f0 Acb = Amax 3.Ảnh hưởng ma sát : Nếu ma sát giảm giá trị cực đại biên độ tăng H Đ3 : Phân biệt dao động cưỡng với dao động trì Tổng kết lại phần Cho biết điểm giống khác nội dung dao động cưỡng Hãy vẽ lại đường biểu trì diễn phụ thuộc biên độ A dao động vào tần số góc ω ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ ngoại lực Nếu ma sát giảm CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ giá trị cực đại biên NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO độ ? Hiện tượng cộng PHÙ HỢP -CÁM ƠNXảy tác hưởng có đặc điểm ? dụng ngoại lực tuần hồn có tần số góc ω Em cho biết dao động cưỡng Xảy tác dụng ngoại lực xảy ? tuần hồn có tần số góc ω với tần số góc ω0 dao động tự Em cho biết hệ dao động trì Cho biết điểm giống khác xảy ? cộng hưởng dao động trì Dao động cưỡng Cả hai có tần số góc ω tần cộng hưởng có số góc riêng ω0 hệ dao động điểm giống với dao động trì chổ Ngoại lực độc lập hệ ? Dao động cưỡng gây nên ngoại Ngoại lực có đặc điểm ? lực Dao động trì gây nên ngoại lực điều có đặc điểm ? khiển Phân biệt dao động cưỡng với dao động trì: a Dao động cưỡng với dao động trì: • Giống nhau: Đều xảy tác dụng ngoại lực • Khác nhau: Dao động cưỡng Trong giai đoạn ổn định tần số dao động cưỡng ln tần số ngoại lực Dao động trì Tần số ngoại lực điều chỉnh để tần số dao động tự hệ b Cộng hưởng với dao động trì: • Giống nhau: Cả hai điều chỉnh để tần số ngoại lực với tần số dao động tự hệ • Khác nhau: Cộng hường + Ngoại lực độc lập bên + Năng lượng hệ nhận công ngoại lực truyền cho bị ràng buộc điều kiện (Ví dụ cộng hưởng khơng có ma sát lượng hệ nhận vô hạn) Dao động trì + Ngoại lực điều khiển dao động qua cấu + Năng lượng hệ nhận công ngoại lực truyền cho lượng mà hệ tiêu hao ma sát dao động qua cấu ? HĐ4: Ứng dụng tượng cộng hưởng +Thuyết giảng Nghiên cứu Sgk phần nội dung kể Động điện lắp tren tấm ván vài mẫu chuyện tác dụng có lợi hại Tần số kế, lên dây đàn cộng hưởng! +Hãy nêu mợt sớ ví dụ Chế tạo máy móc, lắp đặt máy có lợi và hại của sự cộng hưởng ? V Củng cố dặn dò: Ứng dụng tượng cộng hưởng: + Ứng dụng : • ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNDựa vào cộng hưởng mà ta dùng lực nhỏ tác dụng lên hệ dao động có khối lượng lớn để làm cho hệ 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 dụng có hại: Cầu, bệ máy, trục máy khung xe … chi tiết xem dao động tự có tần số riêng f0 Khi thiết kế chi tiết cần phải ý đến trùng tần số ngoại lực f tần số riêng f0 Nếu trùng xảy (cộng hưởng) làm gãy chi tiết 1/Câu hỏi 1,2 và Bt trang 56 SGK 2/ Bài tập nhà: Bài trang 56 Sgk Bài tập thêm: Bài 1: a Người bước xách ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNxơ nước Chu kì dao động nước xô T0 = 0,9s, bước dài l = 60cm Nước xô sánh mạnh người với vận tốc b.Con lắc đơn treo vào trần tàu lửa chạy thẳng Chu kì dao động lắc đơn T 0=1s Tàu bị kích động qua chổ nối hai ray Khi tàu chạy với vận tốc 45km/h, lắc dao động với biên độ lớn Tính chiều dài ray Bài 2: Con lắc lò xo treo toa xe lửa chạy thẳng với vận tốc v = 4m/s, lắc bị kích động qua chổ nối hai ray Cho đoạn ray dài 4m, khối lượng vật m = 100g Tìm độ cứng k lò xo để lắc dao động với biên độ lớn Rút kinh nghiệm: Bài12: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG I Mục tiêu: • Kiến thức: Biết uthay r urviệc cộng hai hàm dạng sinx sinx2 tần số góc việc cộng hai véc tơ quay tương ứng X1 X thời điểm t = - Hiểu tầm quan trọng độ lệch pha tổng hợp hai dao động • Kỹ năng: Sử dụng giản đồ vec tơ quay để tổng hợp dao động điều hịa phương tần số • Tư tưởng, liên hệ thực tế : ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNGiải tập tổng hợp dao động , giải thích tượng tổng hợp dao động kỹ thuật đời sống II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Giảng giải – vấn đáp III Chuẩn bị: 1.Giáo viên: Các hình vẽ liên quan cần Học sinh: Ôn lại biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay Xem lại bảng lượng giác IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/Ổn định tổ chức: 2/Kiểm tra cũ: Dao động cưởng gì? Nêu đặc điểm dao động Khi biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại, biên độ cực đại phụ thuộc vào yếu tố nào? 3/NỘI DUNG BÀI MỚI ; Hoạt động thầy Hoạt động trị Nội dung HĐ1: Vấn đề tởng hợp dao đợng Lấy số ví dụ x1 = A1cos(ωt + ϕ1) Vấn đề tổng hợp dao động : vật đồng thời tham x2 = A2cos(ωt + ϕ2) ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA gia hai dao động điều C1 :Lượng giác THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỜNG hồ phương C2: dùng giàn đồ vecto NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA tần số, đặt vấn đề Học sinh vẽ vectơ quay OM CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNMột vật đồng thời tìm dao động tổng hợp tham gia hai dao động điều hịa tần số có biểu diễn dao động điều hịa x1 phương trình là: vật Lấy thêm số ví dụ? OM biểu diễn dao động x1 = A1cos(ωt + ϕ1), x2 = A2cos(ωt + ϕ2) Hãy Phương pháp thế điều hòa x2 khảo sát dao động tổng hợp hai dao động nào ? phương pháp Fre-nen Học sinh vẽ vectơ quay OM Địnhlý hìuu nrh chiếuuu :r uur uur biểu diễn dao động điều hòa chx R = chx R1 + chx R2 + chx R3 tổng hợp ? Học sinh quan sát nghe thuyết trình x O HĐ2: Gv giảng: • Khi véc tơ uuu r uuu r với OM1 , OM quay vận tốc góc ω ngược chiều kim đồng đồ, góc uuuurhợp uuuu r OM1 ,OM ∆ϕ=ϕ2–ϕ1 ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNkhơng đổi nên hình bình hành OM1MM2 quay theo với vận tốc góc ω khơng biến dạnguuuu khir quay Véc tơ tổng OM đường chéo hình bình hành quay quanh O với vận tốc góc ω • Mặt khác: OP = OP1 + OP hay x =uuuu x1 r+x2 nên véc tơ tổng OM biểu diễn Tổng hợp hai dao động hình sin cùng tần số.Fre-nen: uuur x1→ OM1 Gốc : O ( Độ lớn::OM1=A1 uuu · r ) uuur OM1 , Ox t =0 =ϕ x2→ OM Gốc : O Độ lớn : OM2 = A2 ( ) M M2 ϕ ∆ϕ M1 uuuu O P P · r P OM , Ox = ϕ2 t =0 r uuur uuuu • Vẽ OM1 , OM véc tơ tổng: uuuur uuuur uuuur + OM = OM uuuu1r OM uuuur uuuur Vì Ch OX OM = Ch OX OM1 + Ch OX OM nên OP = OP1 + OP Hay : x = x1 + x2 uuuur Vậy: véc tơ OM biểu diễn cho dao động tổng hợp có dạng: x = Acos(ωt + ϕ) x cho dao động tổng hợp, phương trình dao động tổng hợp có dạng: x=Acos(ωt+ϕ) HĐ3: Lập hệ thức lượng cho tam giác Biên độ pha ban đầu dao động Cho biết ý nghĩa độ OMM1 để rút công thức tính tổng hợp: lệch pha? biên độ dao động tổng hợp a Biên độ: A2 = Tam giác OMM1 cho : 2 2 A1 + A2 + A1 A2 cos(ϕ − ϕ1 ) · M) OM = OM1 + M1M − 2OM1 M1Mcos(OM A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 2 A = A2 + A1 +2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1) tgϕ = A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠNCác trường hợp đặc biệt: • Nếu: ϕ2 – ϕ1 = 2kπ → A = Amax = A1+A2 • Nếu: ϕ2 – ϕ1 = (2k+1)π → A = Amin = x1 x2 pha A -A x1 x2 ngược pha • Nếu ϕ2 – ϕ1 = π/2+kπ →A = A12 + A 22 b Pha ban đầu: y A1 sin ϕ1 + A sin ϕ2 = x A1 cos ϕ1 + A cos ϕ2 A1 sin ϕ1 + A sin ϕ2 • Vậy: tgϕ = A1 cos ϕ1 + A cos ϕ2 • Ta có tgϕ = V Củng cố dặn dị: • Muốn tổng hợp ba dao động tần số trở lên, ta tổng hợp hai dao động lại với nhau, dùng dao động tổng hợp để tổng hợp với dao động thứ ba, thứ tư … ta thực dao động cuối • Bài tập nhà: Bài 1,2 trang 87skg) Các tập thêm: ĐÂY LÀ SỰ SƯU TẦM VÀ CÓ CHỈNH SỬA THEO SÁCH MỚI ,ĐỀ NGHỊ ĐỒNG NGHIỆP THASM KHẢO VÀ CÓ SỬA CHỮA CHO PHÙ HỢP -CÁM ƠN Bài 1: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa phương, tần số có phương trình là: x1= sin(10t +π/6)cm, x2 = cos(10t)cm a.Dùng phương pháp véc tơ quay để viết phương trình dao động tổng hợp b.Tính vận tốc vật qua vị trí cân Bài 2: Cho hai dao động điều hịa phương chu kì T = 2s Dao động thứ thời điểm t=0 có ly độ biên độ 1cm Dao động thứ hai có biên độ cm, thời điểm ban đầu có ly độ vận tốc âm Viết phương trình dao động tổng hợp hai dao động VI: Rút kinh nghiệm:  ... mω2A2[cos2(ωt + ϕ) + sin2(ωt + ϕ) => W = mω2A2 = kA2 = const Cơ bảo tồn ! Bình phương ! t T T 4 Biểu thức năng: • Cơ vật thời điểm t: W = Wt + Wđ 1 mω2A2cos2(ωt+ϕ) + mA2ω2sin2(ωt+ϕ) 2 = mω2A2[cos2(ωt+ϕ)... biểu thức (2) cho 2 biết chu kì biến đổi (dao Wđ = mv = mω động) động A2sin2(ωt + ϕ) Khảo sát biến đổi động Wđ= mω2A2sin2(ωt+ϕ) theo thời gian 1 − cos [ 2( ωt+ϕ)] mω2A2 2 1 = mω2A2 - cos [ 2( ωt+ϕ)]... • Nếu: ? ?2 – ϕ1 = 2kπ → A = Amax = A1+A2 • Nếu: ? ?2 – ϕ1 = (2k+1)π → A = Amin = x1 x2 pha A -A x1 x2 ngược pha • Nếu ? ?2 – ϕ1 = π /2+ kπ →A = A 12 + A 22 b Pha ban đầu: y A1 sin ϕ1 + A sin ? ?2 = x A1