Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật Ngày soạn: 01/8/2008 Tiết dạy: 1 + 2 Chương I DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hồ. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì? - Viết được: + Phương trình của dao động điều hồ và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Cơng thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Cơng thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hồ. - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0. - Làm được các bài tập tương tự như Sgk. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mơ tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P 1 P 2 và thí nghiệm minh hoạ. 2. Học sinh: Ơn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Ơn lạikiến thức cũ Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Lấy các ví dụ về các vật dao động trong đời sống: chiếc thuyền nhấp nhơ tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động → ta nói những vật này đang dao động cơ → Như thế nào là dao động cơ? - Khảo sát các dao động trên, ta nhận thấy chúng chuyển động qua lại khơng mang tính tuần hồn → xét quả lắc đồng hồ thì sao? - Dao động cơ có thể tuần hồn hoặc khơng. Nhưng nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ → dao động tuần hồn. - Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng. - Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ → dao động của quả lắc đồng hồ tuần hồn. I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong khơng gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng n. 2. Dao động tuần hồn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hồ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M II. Phương trình của dao động điều hồ 1. Ví dụ Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 1 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động? - Khi đó toạ độ x của điểm P có phương trình như thế nào? - Có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hồn thành C1 - Hình dung P khơng phải là một điểm hình học mà là chất điểm P → ta nói vật dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x chính là li độ của vật. - Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, ω và ϕ trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và ω > 0. + Để xác định ϕ cần đưa phương trình về dạng tổng qt x = Acos(ωt + ϕ) để xác định. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((ωt + ϕ) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết ϕ? - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hồ có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(ωt + ϕ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc · 1 POM trong chuyển động tròn đều. - Trong q trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O. x = OMcos(ωt + ϕ) - Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hồ → dao động của điểm P là dao động điều hồ. - Tương tự: x = Asin(ωt + ϕ) - HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hồ. - Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. - Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t. - Xác định được x tại thời điểm ban đầu t 0 . - Một điểm dao động điều hồ trên một đoạn thẳng ln ln có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc ω. - P là hình chiếu của M lên Ox. - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M 0 với · 1 0 POM ϕ = (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với · 1 ( )POM t ω ϕ = + rad - Toạ độ x = OP của điểm P có phương trình: x = OMcos(ωt + ϕ) Đặt OM = A x = Acos(ωt + ϕ) Vậy: Dao động của điểm P là dao động điều hồ. 2. Định nghĩa - Dao động điều hồ là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hồ: x = Acos(ωt + ϕ) + x: li độ của dao động. + A: biên độ dao động, là x max . (A > 0) + ω: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s. + (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad. + ϕ: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm. 4. Chú ý (Sgk) Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hồ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Dao động điều hồ có tính tuần hồn → từ đó ta có các định nghĩa - HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hồ 1. Chu kì và tần số Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 2 M M 0 P 1 x P O ωt ϕ + Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc ω, chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào? 2 2 f T π ω π = = - Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hồ là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động tồn phần. + Đơn vị của T là giây (s). - Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hồ là số dao động tồn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz). 2. Tần số góc - Trong dao động điều hồ ω gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. 2 2 f T π ω π = = Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hồ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian → biểu thức? → Có nhận xét gì về v? - Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian → biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì? x = Acos(ωt + ϕ) → v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hồ cùng tần số với li độ. → a = v’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) - Gia tốc ln ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc ln ln hướng về VTCB) IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hồ 1. Vận tốc v = x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) - Ở vị trí biên (x = ±A): → v = 0. - Ở VTCB (x = 0): → |v max | = ωA 2. Gia tốc a = v’ = - ω 2 Acos(ωt + ϕ) = - ω 2 x - Ở vị trí biên (x = ±A): → |a max | = - ω 2 A - Ở VTCB (x = 0): → a = 0 Hoạt động 5 ( phút): Vẽ đồ thị của dao động điều hồ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hồ x = Acosωt (ϕ = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều hồ là dao động hình sin. - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. V. Đồ thị trong dao động điều hồ IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được + Định nghĩa dao động điều hồ. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu + Phương trình của dao động điều hồ và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Cơng thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Cơng thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hồ. V.DẶN DỊ: Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 3 A t 0 x A − 2 T T 3 2 T Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập VI. RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 3/8/2008 Tiết dạy: 3 Bài 2: CON LẮC LỊ XO I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được: + Cơng thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hồ. + Cơng thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Cơng thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hồ. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. - Áp dụng được các cơng thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm khơng khí. 2. Học sinh: Ơn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: + Định nghĩa dao động điều hồ. + Viết phương trình của dao động điều hồ và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về con lắc lò xo Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Minh hoạ con lắc lò xo trượt trên một mặt phẳng nằm ngang khơng ma sát và Y/c HS cho biết gồm những gì? - HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo. - HS trình bày minh hoạ chuyển động của vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi bng tay. I. Con lắc lò xo 1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, khối lượng khơng đáng kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định. 2. VTCB: là vị trí khi lò xo khơng bị biến dạng. Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 4 k m N r P r F r v = 0 k F = 0 m N r P r k m N r P r F r O A A x Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Vật chịu tác dụng của những lực nào? - Ta có nhận xét gì về 3 lực này? - Khi con lắc nằm ngang, li độ x và độ biến dạng ∆l liên hệ như thế nào? - Giá trị đại số của lực đàn hồi? - Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì? - Từ đó biểu thức của a? - Từ biểu thức đó, ta có nhận xét gì về dao động của con lắc lò xo? - Từ đó ω và T được xác định như thế nào? - Nhận xét gì về lực đàn hồi tác dụng vào vật trong q trình chuyển động. - Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là lực nào? - Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? - Trọng lực P r , phản lực r N của mặt phẳng, và lực đàn hồi F r của lò xo. - Vì 0P N + = r r nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồi của lò xo. x = ∆l F = -kx - Dấu trừ chỉ rằng F r ln ln hướng về VTCB. k a x m = − - So sánh với phương trình vi phân của dao động điều hồ a = -ω 2 x → dao động của con lắc lò xo là dao động điều hồ. - Đối chiếu để tìm ra cơng thức ω và T. - Lực đàn hồi ln hướng về VTCB. - Lực kéo về là lực đàn hồi. - Là một phần của lực đàn hồi vì F = -k(∆l 0 + x) II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo F k l = − ∆ r r → F = -kx 2. Hợp lực tác dụng vào vật: P N F ma + + = r r r r - Vì 0P N + = r r → F ma= r r Do vậy: k a x m = − 3. - Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hồ. - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo k m ω = và 2 m T k π = 4. Lực kéo về - Lực ln hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hồ chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ. Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Khi dao động, động năng của con lắc lò xo (động năng của vật) được xác định bởi biểu thức? - Khi con lắc dao động thế năng của con lắc được xác định bởi biểu thức nào? - Xét trường hợp khi khơng có ma sát → cơ năng của con lắc thay đổi như thế nào? 2 đ 1 W 2 mv= 2 2 1 1 ( ) 2 2 t W k l W kx = ∆ → = - Khơng đổi. Vì III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc lò xo 2 đ 1 W 2 mv= 2. Thế năng của con lắc lò xo 2 1 2 t W kx = 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo tồn cơ năng a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc. 2 2 1 1 2 2 W mv kx = + b. Khi khơng có ma sát Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 5 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế nào với A? cos 2 2 2 2 2 1 ( ) 2 1 ( ) 2 W m A sin t kA t ω ω ϕ ω ϕ = + + + Vì k = mω 2 nên 2 2 2 1 1 2 2 W kA m A const ω = = = - W tỉ lệ với A 2 . 2 2 1 1 2 2 W kA m A const ω = = = - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. - Khi khơng có ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo tồn. IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được . + Cơng thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hồ. + Cơng thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Cơng thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. + Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. V.DẶN DỊ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới -Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập VI. RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 6/8/2008 Tiết dạy: 4 BÀI TẬP I. Mục tiêu: - Từ phương trình dao động điều hồ xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập được phương trình dao động điều hồ, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài tốn. Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu. - Kỹ năng: Giải được các bài tốn đơn giản về dao động điều hồ. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2. Học sinh: ơn lại kiến thức về dao động điều hồ III.Tiến trình bài dạy : 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Nêu cấu tạo con lắc lò xo, cơng thức tính chu kì? Khi con lắc dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổ qua lại như thế nào 3. Bài mới : Hoạt động 1: giải bài tập trắc nghiệm Hoạt động GV Hoạt động H.S Nội dung * Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 7,8,9 trang 8,9 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Gọi HS trình bày từng câu * Cho Hs đọc l các câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 13 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, * HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích * Thảo luận nhóm tìm ra kết Câu 7 trang 9: C Câu 8 trang 9: A Câu 9 trang 9: D Câu 4 trang 13: D Câu 5 trang 13: D Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 6 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật thảo luận tìm ra đáp án. *Cho Hs trình bày từng câu quả * Hs giải thích Câu 6 trang 13: B Hoạt động 1: giải bài tập tự luận về dao động điều hồ của vật năng, con lắc lò xo Bài 1: Mợt vật được kéo lệch khỏi VTCB mợt đoạn 6cm thả vât dao đợng tự do với tần sớ góc ω = π(rad) Xác định phương trình dao đợng của con lắc với điều kiện ban đầu: a. lúc vật qua VTCB theo chiều dương b. lúc vật qua VTCB theo chiều âm *Hướng dẫn giải: - Viết phương trình tởng quát của dao đợng. - Thay A = 6cm -Vận dụng điều kiện banđầu giải tìm ra φ Bài 2: Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m. Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho nó vận tốc 310 . π (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên. Chọn góc tg là lúc thả vật, gốc toạ độ là VTCB, c dương hướng xuống. a. Viết PTDĐ. b. Xác định thời điểm vật đi qua vị trí mà lò xo giãn 2 cm lần thứ nhất. * Hương dẫn Học sinh về nhà làm câu b * HS tiếp thu * Đọc đề tóm tắt bài toán * HS thảo ḷn giải bài toán * HS tiếp thu * Đọc đề tóm tắt bài toán * HS thảo ḷn giải bài toán Giải Phương trình tởng quát: x = Acos(ωt + φ)  x = 6cos(πt + φ) a. t = 0, x = 0, v>0 x = 6cosφ =0 v =- 6πsinφ > 0 cosφ = 0 sinφ < 0 => φ = -π/2 Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm b. t = 0, x = 0, v<0 x = 6cosφ = 6 v = - 6 sinφ < 0 cos φ= 0 sinφ > 0 => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm Giải a) Tại vị trí cân bằng O thì k∆l = mg ⇒ ∆l = 0,04 25 0,1.10 k mg == (m) + ω = π=== 5105 1,0 25 m k (Rad/s) + m dao động điều hố với phương trình x = Asin (ωt + ϕ) t = 0 x = 2 cm > 0 v = 10π (cm/s) <0 Ta có 2 = Acosϕ →Cos ϕ >0 -10π = -5π.Asinϕ →Sinϕ >0 =>cotanϕ = 1/ 3 ⇒ ϕ = π/3(Rad) →A= 4(cm) Vậy PTDĐ: x = 4cos (5πt + ) (cm) IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được - Phương trình dao động điều hồ xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập được phương trình dao động điều hồ, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài tốn. - Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu. V.DẶN DỊ: - Về nhà xem lại bài tập và xem trứơc bài mới - Về nhà làm bài tập trong sách bài tập Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 7 ∆l l 0 0(VTCB)) x - ∆l • • • ∆l l 0 0(VTCB) x - ∆ l • • • ⇔ ⇔ ⇔ ⇔ 3 3 6 5 π Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật Ngày soạn: 8/8/2008 Tiết dạy: 5 Bài 3: CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hồ. Viết được cơng thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. - Viết được cơng thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động. - Giải được bài tập tương tự như ở trong bài. - Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ơn tập kiến thức về phân tích lực. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Mơ tả cấu tạo của con lắc đơn - Khi ta cho con lắc dao động, nó sẽ dao động như thế nào? - Ta hãy xét xem dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hồ? - HS thảo luận để đưa ra định nghĩa về con lắc đơn. - Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng → vị trí cân bằng. I. Thế nào là con lắc đơn 1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây khơng dãn, khối lượng khơng đáng kể, dài l. 2. VTCB: dây treo có phương thẳng đứng. Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ … - Con lắc chịu tác dụng của hai lực T r và P r . - P.tích t n P P P = + r r r → n T P + r r khơng làm thay đổi tốc độ của vật → lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học 1. Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O. + Vị trí của vật được xác định bởi li độ góc · OCM α = hay bởi li độ cong ¼ s OM l α = = . + α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại. 2. Vật chịu tác dụng của các lực T r và P r . Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 8 m l α M l α > 0 α < 0 O + T ur P ur n P uur t P ur s = lα C Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Con lắc chịu tác dụng của những lực nào và phân tích tác dụng của các lực đến chuyển động của con lắc. - Dựa vào biểu thức của lực kéo về → nói chung con lắc đơn có dao động điều hồ khơng? - Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để sinα ≈ α (rad). Khi đó α tính như thế nào thơng qua s và l. - Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong trường hợp này? - Trong cơng thức mg/l có vai trò là gì? → l g có vai trò gì? - Dựa vào cơng thức tính chu kì của con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của con lắc đơn. cung tròn. - Thành phần t P r là lực kéo về. - Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung P t khơng tỉ lệ với α nên nói chung là khơng. s = lα → s l α = - Lực kéo về tỉ lệ với s (P t = - k.s) → dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hồ. - Có vai trò là k. → l g có vai trò m k 2 2 m l T k g π π = = - Phân tích t n P P P = + r r r → thành phần t P r là lực kéo về có giá trị: P t = -mg.sinα NX: Dao động của con lắc đơn nói chung khơng phải là dao động điều hồ. - Nếu α nhỏ thì sinα ≈ α (rad), khi đó: t s P mg mg l α = − = − Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hồ với chu kì: π = 2 l T g Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong q trình dao động, năng lượng của con lắc đơn có thể có ở những dạng nào? - Động năng của con lắc là động năng của vật được xác định như thế nào? - Biểu thức tính thế năng trọng trường? - Trong q trình dao động mối quan hệ giữa W đ và W t như thế nào? - Cơng thức bên đúng với mọi li độ góc (khơng chỉ trong trường hợp α nhỏ). - HS thảo luận từ đó đưa ra được: động năng và thế năng trọng trường. - HS vận dụng kiến thức cũ để hồn thành các u cầu. W t = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z = l(1 - cosα) → W t = mgl(1 - cosα) - Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng được bảo tồn. III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc 2 đ 1 W 2 mv = 2. Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB) W t = mgl(1 - cosα) 3. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo tồn. cos 2 1 W (1 ) 2 mv mgl α = + − = hằng số. Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Y/c HS đọc các ứng dụng của con lắc đơn. - Hãy trình bày cách xác định gia tốc rơi tự do? - HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu các ứng dụng của con lắc đơn. + Đo chiều dài l của con lắc. + Đo thời gian của số dao động tồn phần → tìm T. IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do - Đo gia tốc rơi tự do 2 2 4 l g T π = Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 9 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật + Tính g theo: 2 2 4 l g T π = IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hồ.Viết được cơng thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. - Viết được cơng thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn. V.DẶN DỊ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới -Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 10/8/2008 Tiết dạy: 6 Bài 4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng. - Nêu được điều kiện để hiện tượng cộng hưởng xảy ra. - Nêu được một vài ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng. - Giải thích được ngun nhân của dao động tắt dần. - Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng. - Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và để giải bài tập tương tự như ở trong bài. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một số ví dụ về dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng có lợi, có hại. 2. Học sinh: Ơn tập về cơ năng của con lắc: 2 2 1 2 W m A ω = . III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: -Nêu cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu điều kiện để con lắc đơn dao động điều hồ. Viết được cơng thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về dao động tắt dần. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Khi khơng có ma sát tần số dao động của con lắc? - Tần số này phụ thuộc những gì? → tần số riêng. - Xét con lắc lò xo dao động trong thực tế → ta có nhận xét gì về dao - HS nêu cơng thức. - Phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc. - Biên độ dao động giảm dần → đến một lúc nào đó thì dừng lại. - Khi khơng có ma sát con lắc dao động điều hồ với tần số riêng (f 0 ). Gọi là tần số riêng vì nó chỉ pthuộc vào các đặc tính của con lắc. I. Dao động tắt dần 1. Thế nào là dao động tắt dần - Dao động có biên độ giảm dần theo Giáo Án Vật Lý 12(Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 10 [...]... siêu âm Siêu âm trong một máy dò có tần số 5MHz Với máy dò này có thể phát hiện được những vật có kích thước cỡ bao nhiêu mm trong 2 trường hợp: vật ở trong khơng khí và trong nước Cho biết tốc độ âm thanh trong khơng khí và trong nước là 340m/s và 1500m/s a Vật ở trong khơng khí: có v = 340m/s v 340 –5 λ= = m = 0,068mm 6 = 6,8.10 f 5.10 Quan sát được vật có kích thước > 0.068mm b Vật ở trong nước có... 330 000 m B 0,3 m-1 C 0,33 m/s -D 0,33 m Bài 3 Sãng ngang lµ sãng: A lan trun theo ph¬ng n»m ngang B trong ®ã c¸c phÇn tư sãng dao ®éng theo ph¬ng n»m ngang -C trong ®ã c¸c phÇn tư sãng dao ®éng theo ph¬ng vu«ng gãc víi ph¬ng trun sãng D trong ®ã c¸c phÇn tư sãng dao ®éng theo cïng mét ph¬ng víi ph¬ng trun sãng bài 4 Ph¬ng tr×nh sãng cã d¹ng nµo trong c¸c d¹ng díi ®©y: A x = Asin(ωt + ϕ); -C u = A... nhau với cùng một tốc độ v động trong một mơi trường sóng, nước là mơi trường truyền sóng) 3 Sóng ngang - Khi có sóng trên mặt nước, O, M dao - Dao động lên xuống theo phương - Là sóng cơ trong đó phương dao động như thế nào? thẳng đứng động (của chất điểm ta đang xét) ⊥ - Sóng truyền từ O đến M theo - Theo phương nằm ngang với phương truyền sóng phương nào? → Sóng ngang 4 Sóng dọc - Tương tự, HS suy... cơ trong đó phương dao (Sóng truyền trong nước khơng phải động // (hoặc trùng) với phương là sóng ngang Lí thuyết cho thấy rằng truyền sóng các mơi trường lỏng và khí chỉ có thể truyền được sóng dọc, chỉ mơi trường rắn mới truyền được cả sóng dọc và sóng ngang Sóng nước là một trường hợp đặc biệt, do có sức căng mặt ngồi lớn, nên mặt nước tác dụng như một màng cao su, và do đó cũng Giáo Án Vật Lý 12( Cơ... (rad) D ∆ϕ = 3,5π (rad) Bài 11 Mét sãng c¬ häc lan trun trªn sỵi d©y ®µn håi, trong kho¶ng thêi gian 6s sãng trun ®ỵc 6m Tèc ®é trun sãng trªn d©y lµ bao nhiªu? 34 Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật A v = 1m B v = 6m C v = 100cm/s D v = 200cm/s Bài 12 Mét sãng ngang lan trun trªn mét d©y ®µn håi rÊt dµi, ®Çu 0 cđa sỵi d©y dao ®éng theo... 6 Phương trình tổng hợp: x = x1 + x2 x = Acos(5t + ϕ) Trong đó: 2 A= A12 + A 2 +2A1A 2cos( ϕ 2 -ϕ 1 ) =2,3c m tgϕ = A1 sin ϕ1 + A 2 sin ϕ 2 = 1310 = 0,73π (rad A1 cos ϕ1 + A 2 cos ϕ 2 Vậy: x = 2,3cos(5t + 0,73π ) Bài tâp thêm: Cho hai dao động * Hs chép đọc đề tóm tắt Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giải a phương trình tổng hợp: Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 16 Trường THPT Tiểu Cần cùng phương, cùng... bµi sau Sù trỵ gióp cđa gi¸o viªn - ¤n tËp l¹i ch¬ng I - Thu nhËn, t×m c¸ch gi¶i - §äc bµi sau trong SGK IV RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 28/8/2008 Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 19 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật Tiết dạy: 12 + 13 Chương II SĨNG CƠ VÀ SĨNG ÂM Bài 7: SĨNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SĨNG CƠ I MỤC TIÊU 1 Kiến thức:... c¸c phÇn tư dao ®éng D Bíc sãng lµ qu·ng ®êng sãng trun ®i ®ỵc trong mét chu kú bài 7 Sãng c¬ häc lan trun trong m«i trêng ®µn håi víi tèc ®é v kh«ng ®ỉi, khi t¨ng tÇn sè sãng lªn 2 lÇn th× bíc sãng A t¨ng 4 lÇn -B t¨ng 2 lÇn C kh«ng ®ỉi D gi¶m 2 lÇn Bài 8 Tèc ®é trun sãng phơ thc vµo 26 Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật A n¨ng lỵng... kiện để có sóng dừng khi đó Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 29 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Giải thích được hiện tượng sóng dừng - Viết được cơng thức xác định vị trí các nút và các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định, một đầu tự do - Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong 2 trường hợp trên V.DẶN DỊ: - Về... Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 30 Trường THPT Tiểu Cần âm → gọi là âm nghe được hay âm thanh - Tai người khơng nghe được hạ âm và siêu âm Nhưng một số lồi vật có thể nghe được hạ âm (voi, chim bồ câu…) và siêu âm (dơi, chó, cá heo…) - Đọc thêm phần “Một số ứng dụng của siêu âm Sona” - Mơ tả thí nghiệm kiểm chứng - Âm truyền được trong các mơi trường nào? - Tốc độ âm truyền trong . tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, ω và ϕ trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và ω > 0. + Để xác. số Giáo Án Vật Lý 12( Cơ Bản) Giáo Viên: Nguyễn Văn Trong Trang 2 M M 0 P 1 x P O ωt ϕ + Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Vật Lý – Kỹ Thuật - Trong chuyển động