Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 1 - Tiết 1+2 bài 1 Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Bài: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. Mục tiêu: - Nắm được dao động, dao động tuần hoàn, dao đồng điều hòa - Biết tính toán và vẽ đồ thị x(t), v(t) và a(t) -Hiểu rõ các khái niệm T và f - 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. 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. + Ý nghĩa vật lý của đạo hàm. III.Tiến trình bài dạy : HOẠT ĐỘNG CỦA G.V HOẠT ĐỘNG CỦA H.S NỘI DUNG Hoạt động 1: Dao động cơ học , dao động tuần hoàn lấy ví dụ về dao động cơ học của thân cây trước gió, cho hs nhận xét và rút ra được đặc điểm của thân cây khi dao động lấy một ví dụ về dao động tuần hoàn, phân tích đặc điểm của dao động tuần hoàn +chuyển động +có giới hạn trong không gian +lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng I. DAO ĐỘNG CƠ 1. Thế nào là dao động cơ a. Ví dụ về chuyển động cơ: b.Khái niệm : 2. Dao động tuần hoàn. *ĐN: là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ *Chu kỳ: VD: Dao động của lắc đồng hồ Hoạt động 2 : Phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa . +Dùng hình vẽ 1.3 trang 5sgk tiến hành tính ly độ của điểm P là hình chiếu của M lên truc x, +giới thiệu cho hs giới hạn của điểm P và giá trị x nhận được +Giới thiêu cho hs tên gọi đoạn P1,P2 gọi là chiều dài quỹ đạo Nêu định nghĩa dao động điều hòa Nêu tên các đại lượng có trong công thức, ý nghĩa của nó Dựa vào H1.1 cho biết mối lien hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa Lưu ý cho hs dấu của các đại lượng Chú ý theo dõi bài giảng của giáo viên. Nêu định nghĩa dao động điều hòa Trả lời C1 cho biết ý nghĩa của các đại lượng: + Biên độ, + pha dao động, + pha ban đầu. + Li độ + Tần số góc II . PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA . 1.Ví dụ . hình 1.1 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 = A.cos (ωt + ϕ ). A, ω , ϕ là các hằng số 2. Định nghĩa:sgk 3. Phương trình phương trình x=Acos( ω t+ ϕ ) Với + x : +A: +(ωt+ϕ): Pha dao động (rad) + ϕ : pha ban đầu.(rad) + ω: Gọi là tần số góc của dao động.(rad/s) 4. Mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà. 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 3: Khái niện tần số góc , chu kì , tần số của dao động Từ mối liên hệ giữa tốc độ đinh nghĩa các đại III. CHU KÌ ,TẦN SỐ , TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA . 1. Chu kì và tần số . Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 2 - 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 . lượng chu kì tần số , tần số góc . a. Chu kì (T): *Định nghĩa: *Ký hiệu *Đơn vị b. Tần số (f) *Định nghĩa: *Ký hiệu *Đơn vị 2. Tần số góc ω . *Ký hiệu *Công thức tính: *Đơn vị Hoạt động 4: Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa . cho hs lấy x’ Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc như thế nào ?? Viết biểu thức của gia tốc trong dao động điều hòa ? Gia tốc và ly độ có đặc điểm gỡ ? v = x’ = −ωAsin(ωt + ϕ) x = ± A ⇒ v = 0 x = 0 : v = ± ωA Người ta nói rằng vận tốc trễ pha π / 2 so với ly độ. Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. IV. VẬN TỐC GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA . 1. Vận tốc v = x / = -Aωsin(ωt + ϕ) *Nhận xét: -vận tốc biến thiên điều hoà - v max =Aω khi x = 0-Vật qua vị trí cân bằng. - v = 0 khi x = ± A ở vị trí biên 2. Gia tốc .a = v / = -Aω 2 cos(ωt + ϕ)= -ω 2 x *Nhận xét -Gia tốc biến thiên điều hoà - |a| max =Aω 2 khi x = ±A - vật ở biên - a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi đó F hl = 0 . - Gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng Hoạt động 5: Đồ thị của dao động điều hòa . Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a trong trường hợp ϕ = 0 Dạng đồ thị Lập bảng Làm việc theo từng nhóm, mỗi nhóm một bàn. 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. 3.Củng cố dặn dò-Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 7,8 ,9, 10 ,11 trang 9 Sgk. Tiết 3 BÀI TẬP I. Mục tiêu: - Nắm được dao động, dao động tuần hoàn, dao đồng điều hòa - Biết tính toán và vẽ đồ thị x(t), v(t) và a(t) -Hiểu rõ các khái niệm T và f -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. II. Chuẩn bị: III.Tiến trình bài dạy : Phiếu học tập Bài 1. một chất điểm dao động điều hòavới phương trình x=3cos(πt+π/2)cm. Hãy tính: a.Chu kỳ tần số và pha ban đầu của chất điểm. b.Pha dao động , ly độ, vân tốc ở thời điểm t=1s. Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 3 - Bài 2.Viết phương trình dao động điều hòa của vật có thời gian thực hiện một dao động là 0,5s. Tại hời điểm ban đầu vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương với vận tốc 12π cm/s HOẠT ĐỘNG CỦA G.V HOẠT ĐỘNG CỦA H.S NỘI DUNG Hoạt động 1: kiểm tra bài cũ câu 1:viết các công thức ly độ, vận tốc gia tốc trong dao động điều hoà? câu 2: định nghĩa dao động điều hoà, viết phương trình dao động? câu 3: định nghĩa chu kỳ, tần số, tần số góc của dao động điều hoà mời 3 hs lên bảng Hoạt động 2 : các bài tập đơn giản sgk bài 10 trang 9sgk: bài 11trang 9 sgk gọi hs tóm tắt, nếu cách giải và mời hs lên bảng giả gọi hs tóm tắt, nếu cách giải và mời hs lên bảng giả bài 3: một vật dao động điều hoà với biên độ 5cm, tần số 2hz. a.viết phương trình dao động. b.vật qua vị trí cân bằng ở thời điểm nào . yêu cầu hs tóm tăt: a.nêu các bước giả bài toán lập phương trình a.+Chọn hệ quy chiếu +tính ω +tính A cho t=0, x= ,v= thay vào pt tính φ gọi hs lên bảng giải theo hướng dẫn của giáo viên, các em còn lại giẩi vào vở Hoạt động 3 : giải bài tập trong phiếu học tập 3.Củng cố dặn dò-Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 7,8 ,9, 10 ,11 trang 9 Sgk. tiết 3 BÀI TẬP I.Mục tiêu. 1.Kiến thức: +Củng cố các kiến thức đã học về dao động. +Vận dụng để giải các bài tập 2.Kỹ năng: +Giải bài tập II.Chuẩn bị: đồ thị biểu diễn x, v, a trên cùng hệ trục III.Phương pháp: VI.Tiến trình dạy học: Phiếu học tập Câu 1: Trong phương trình dao động điều hoà x = Asin( ϕω + t ),rad là thứ nguyên của đại lượng nào? a/ Biên độ A b/ Tần số góc ω c/ Pha dao động ( ϕω + t ) d/ Chu kỳ dao động T Câu 2: Khi khối lượng vật nặng tăng lên 2 lần thì tần số riêng của con lắc lò xo a/ Tăng lên 2 lần b/ tăng lên 4 lần c/ Giảm đi 2 lần d/ Giảm đi 3 lần Câu 3: Một vật dao động điều hoà, có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12cm.Biên độ dao động của vật là a/ 6cm b/ -6cm c/ 12cm d/ -12cm Câu 5: Một vật có khối lượng m treo vào một lò xo có độ cứng k.Kích thích cho vật dao động với biên độ 3cm thì chu kỳ dao động của nó là T = 0,3s.Nếu kích thích cho vật dao động với biên độ 6cm thì chu kỳ dao động của nó là a/ 0,15s b/ 0,3s c/ 0,6s d/ 0,423s Câu 6: Một con lắc lò xo dao động có phương trình :x = -4sin5 π t (cm,s).Điều nào sau đây sai a/ Biên độ dao động là A = 4cmb/ Pha ban đầu ϕ = 0 c/ Tần số f = 2,5Hzd/ Chu kỳ là T = 0,4s Câu 7: Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình x = 6sin( 2 π π + t )cm. Ở thời điểm t = 1/2s chất điểm ở vị trí nào, với vận tốc bằng bao nhiêu?a/ x = 0, v = 6 π cm/s b/ x = 0, v = - 6 π cm/s c/ x = 6cm, v = 0 d/ x = -6cm, v = 0 Câu 8: Trong dao động điều hoà, giá trị cực đại của vận tốc là a/ v max = ω A b/ v max = 2 ω A c/ v max = - ω A d/ v max = - 2 ω A Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 4 - Câu 9: Trong dao động điều hoà, giá trị cực đại của gia tốc là a/ a max = ω A b/ a max = 2 ω A c/ a max = - ω A d/ a max = - 2 ω A Câu 10: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4 π t)cm,biên độ dao động của vật là a/ A = 4cm b/ A = 6cm c/ A = 4m d/ A = 6m Câu 11: Chất điểm dao đông điều hoà theo phương trình x = 5sin(2 π t + 2 π ),chu kỳ dao đông của chất điểm là a/ T = 1s b/ T = 2s c/ T = 0,5s d/ T = 1Hz Câu 12: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4 π t)cm, tần số dao động của vật là a/ f = 6Hz b/ f = 4Hz c/ f = 2Hz d/ f = 0,5Hz Câu 13: Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình x = 3sin( π t + 2 π )cm, pha dao động của chất điểm tại thời điểm t = 1s là a/ π (rad) b/ 2 π (rad) c/ 1,5 π (rad) d/ 0,5 π (rad) Câu 14: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4 π t)cm, toạ độ của vật vào thời điểm t = 10s là a/ x = 3cm b/ x = 6cm c/ x = -3cm d/ x = -6cm Họat động giáo viên Họat đông học sinh Nội dung cần đạt Họat động 1 củng cố-kiểm tra bài cũ câu 1: viết phương trình ly độ, vận tốc, gia tốc của một vật dao động điều hoà có biên độ 2cm, tần số 3rad/s, pha ban đầu bằng 0? câu 2: xác định ly độ, vận tốc, gia tốc cực đại cực tiểu của vật dao động như câu 1 câu 3 chứng minh công thức liên hệ, từ đó rút ra v, x phụ thuộc vào A, ω? mời các hs lên bảng giải các hs còn lại giải vào vở. Hoạt động 2 các bài tập tự luận. hướng dấn bài toán tổng quát về viết phương trình bài tập tương tự câu 6 trang 35 sgk *Viết pt dao động của vật b1 tìm ω b2 tim A b3 chọn hệ quy chiếu,t=0 giải hệ x=,v= tìm φ bài 1.7 trang 4 sbt mời hs lên bảng tóm tăt và giải theo các bước. Vẽ trục dao động chú ý cho hs khoảng T/4,T/2, quỹ đạo chuyển động Tíêp thu kiến thức dưới sự gợi ý của giáo viên bài 11 trang 9 sgk mời hs lên bảng tóm tăt và giải theo các bước. hướng dẫn hs cách xác định thời gian vật qua một vị trí, theo dõi giải câu b hoạt động 3 baì tập trắc nghiệm làm theo phiếu học tập mời hs giải và mời trình bày. Tiết 4 bài 2 CON LẮC LÒ XO I. Mục tiêu: 1.Kiến thức: - Biết cách thiết lập về phương trình động lực học của con lắc lò xo. - Biết cách tính toán và tìm ra 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 - Củng cố sự bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tỏc dụng của lực thế. 2. Kĩ năng:Vận dụng thành thạo công thức tính năng lượng vào dao động điều hòa. Nắm đơn vị các đại lượng. 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 : Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 5 - HOẠT ĐỘNG CỦA G.V HOẠT ĐỘNG CỦA H.S NỘI DUNG Hoạt động 1: cấu tạo con lắc lò xo và nêu các phương án kích thích cho vật m dao động . Giới thiệu con lắc lò xo và các phương án kích thích cho vật dao động Lĩnh hội I . CON LẮC LÒ XO 1. Cấu tạo + hòn bi, lò xo + Khi vật cân bằng, lò xo không bị biến dạng 2 Cách kích thích dao động -Hệ có một vị trí cân bằng - Kéo hòn bi ra khỏi vị trí cân bằng (O) một khoảng x = A, rồi buông tay, Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học Nhắc lại cách viết phương trình dao động ở lớp 10 Hướng dẫn hs chứng minh công thức 2.2 từ đó rút ra chu kỳ và tần số Thực hiện theo yêu cầu của giáo viên làm C1 II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC 1.Chọn hệ quy chiếu: +chọn trục là đường thẳng chuyển động, +chiều dương sang phải +gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. F=ma=kx=> x m k xa == " 3.Tần số góc, chu kỳ: 4.Lực kéo về: Hoạt động 3: Xây dựng biểu thức động năng thế năng , sự bảo toàn cơ năng Khi vật chuyển động, động năng của vật được xác định như thế nào ? Nhận xét sự biến đổi của động năng. Dưới tác dụng của lực đàn hồi thế năng của vật được xác định như thế nào ? → W t dao động điều hoà với chu kỳ T/2 ( T là chu kỳ dao động li độ). hãy biến đổi toán học để dẫn đến biểu thức bảo toàn cơ năng. ?? Làm c2 hoạt động theo yêu cầu của giáo viên III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1. Động năng của con lắc lò xo 2 1 2 d W mv= = 1 2 mv 2 = 1 2 mA 2 ω 2 sin 2 (ωt+ϕ) (1) Nhận xét: 2. Thế năng của lò xo 2 1 2 t W kx= = 1 2 kx 2 = 1 2 kA 2 cos 2 (ωt+ϕ) (2a) W t = 1 2 mω 2 A 2 cos 2 (ωt+ϕ) (2b) Nhận xét: 3. Cơ năng của con lắc lò xo .Sử 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 *Nhận xét: - 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 . IV.Củng cố dặn dò:Trong mọi dao động điều hòa , cơ năng được bảo toàn. Trả lời câu hỏi 2,3 trang 13 SGK Làm các bài tập: 4,5, 6 trang 13 Sgk Tiết 5 CON LẮC ĐƠN I. Mục tiêu: Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 6 - 1.Kiến thức: - Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc đơn - Nắm vững các công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản - Củng cố kiến thức về dao động điều hoà đó học bài trước và gặp lại trong bài này. 2.Kĩ năng: xây dựng phương trình dao động của con lắc đơn. 3.Liên hệ thực tế: Con lắc đồng hồ , quả lắc với dao động bé, thăm dò địa chất . II. Phương pháp:Giảng giải – vấn đáp. III. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: +Con lắc đơn gần đúng. 2. Học sinh: . +Ôn lại các kiến thức lớp 10 về thế năng trọng trường, định luật bảo toàn cơ năng. IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY Họat động giáo viên Họat động học sinh Nội dung cần đạt Họat động 1 Tìm hiểu con lắc đơn cho hs quan sát con lắc đơn, từ đó nêu cấu tạo con lắc đơn? Giới thiệu cho hs sinh biết ý nghĩa của sợi dây không giản không khối lượng. +Cho biết phương dây treo khi con lắc cân bằng? +nhận xét dao động của con lắc. +nêu cách kích thích cho con lắc dao động. Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây mềm không giản không khối lượng có chiều dài l. Mô tả dao động 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 + sợi dây mềm khụng dón có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể. 2.Nhận xét: +Vị trí cân bằng: +Quỹ đạo chuyển động của vật: 3. Kích thích dao động Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệchkhái vị trí cân bằng một góc rồi thả nhẹ Họat động 2 khảo sát dao động của con lức về mặt động lực học Các bước giả bài toán động lực học Cho hs thực hiện theo các bước trên 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 ? Chiếu lên trục và tìm a Nhận xét phương trình 1 cho hs nhận xét nếu α lớn thì con lắc có dao động điều hoà không B1. Chọn hệ trục B2. xác định lực tác dụng B3.viết pt động lực học B4.giải phương trình. Trọng lực và lực căng dây P + T = m . a − P sin α = m.a t Giống với phương trình 1.4 khi α nhỏ => đây là phương trình vật dao động điều hòa. Trả lời câu hỏi C1 Hãy suy luận tìm công thức tính chu kỳ T , tần số f của con lắc đơn ? Trả lời câu hỏi C2 II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT ĐỘNG HỌC (H3.2) 1.Khảo sát • Khi vật ở vị trí M thì: + Vật nặng xác định bởi cung OM=s + Vị trí dây treo xác định bởi góc: OCM=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 (3.1) là lực kéo về Với góc lệch α bộ thì sinα = α = s/l Suy ra: a=-(g/l)s . Đặt ω 2 =g/l ta được: a=-ω 2 s (1) Vậy: Dao động của con lắc đơn với góc lệch bé là dao động điều hoà. *Phương trình dao động của con lắcđơn có dạng: α = α o cos(ωt + ϕ) 2.Chu kỳ tấn số dao động của con lắc. a.Tần số ω 2 =g/l b.Chu kỳ T = 2π g l c.Nhận xét: Họat động 3. khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 7 - Tính động năng và thế năng của con lắc Nhận xét sự biến đổi của động năng và thế năng của con lắc Nhận xét sự biến đổi cơ năng của con lắc cho hs về nhà tính cơ năng con lắc đơn Tham khảo sgk Động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với chu kỳ T/2 Cơ năng là đại lượng bảo toàn. III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1. Động năng của con lắc đơn 2 1 2 d W mv= = 1 2 2 2 mω s sin (ωt + φ) 0 2 (1) 2.Thế năng của con lắc đơn: chọn mốc thế năng là mặt phẳng nằm ngang qua vị trí cân bằng. (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 = + = + − =mglα 0 2 /2 4.Nhận xét: Họat động 4 ứng dụng của con lắc đơn. Tham khảo sgk nêu cách đo gia tốc tại một điểm trên mặt đất Ứng dụng IV. ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO 1.Đo 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 2.Ứng dụng: IV. Củng cố :Trả lời câu hỏi 1,2,3 trang 17SGK bài 6 SGK Bài về nhà :Bài 4,5,7 SGK Tiết 6 BÀI TẬP I.Mục đích: 1.Kiến thức : +Củng cố các kiến thức đã học về dao động điều hòa, con lắc lò xo. +Vận dụng các kiến thức đã học vê dao động điều hòa và con lắc lò xo. 2.Kỹ năng: +Giải các bài tập liên quan. II.Phương pháp: III.Tiến trình dạy học: Phiếu học tập: Bài 1. Một lò xo có độ cứng 80N/m. Nếu treo lần lượt hai quả cầu có khối lượng m 1 ,m 2 vào lò xo và kích thích cho chúng dao động thì thấy trong cùng khoảng thời gian m 1 thực hiện được 10d đ, m 2 thực hiện được 5d đ, nếu treo cùng lúc hai quả cầu vào lò xo thì chu kỳ dao động của hệ là π/2s. Tìm m 1 ,m 2 Bài 2. một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm một vật nhỏ có khối lượng 250g và lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m. Kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo giản 5cm rồi thả nhẹ. Chọn chiều dương hướng xuống, gốc thời gian lúc vừa thả. Lấy g=π 2 =10m/s 2 a.viết phương trình dao động điều hòa của vật. b. tính lực đàn hồi cực đại cực tiểu do lò xo tác dụng lên vật. c.thời gian lò xo bị giãn, bị nén trong 1 chu kỳ. Họat động giáo viên Họat động học sinh Nội dung cần đạt Họat động 1 củng cố cung cấp cho hs các công thức đã học ở lớp 10 về lực đàn hồi, độ biến dạng, chiều dài con lắc, vận tốc con lắc đơn Lĩnh hội các kiến thức mới I.Củng cố: Họat động 2 vận dụng Gọi hs tóm tắt Tóm tắt đề II.Vận dụng: Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 8 - Nêu cách giải Bài 7 trang 17 sgk Gọi hs tóm tắt Nêu cách giải Tóm tắt đề bài 2.7 trang 6 sbt IV.Củng cố: Tiết 7 DAO ĐỘNG TẮT DẦN - DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC. I. Mục tiêu: 1. Kiến thức : +Dao động tắt dần: nguyên nhân cách khắc phục +Dao động cưỡng bức: ý nghĩa, sự cộng hưởng. 2. Kỹ năng: +Giải thích sự tắt dần của một số dao động trong thực tế. 3. Liên hệ thực tế : 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: II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Giảng giải + đàm thoại . IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung chính Họat động 1 dao động tắt dần Làm thí nghiệm về dao động tắt dần của con lắc đơn khi có ma sát lớn và ma sát nhỏ cho hs định nghĩa dao động tắt dần Cho biết quan hệ: +chiều lực cản và chiều chuyển động của vật, + công lực cản và cơ năng.? Dùng lập luận về bảo toàn năng lượng suy ra sự giảm dần của biên độ. 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 nguyên nhân dao động tắt dần ? Muốn duy trì dao động tắt dần ta phải làm gì ? Nêu cách cung cấp năng lượng ? Cơ chế duy trì dao động của con lắc. Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Nêu nhận xét ? Quan sát và rút ra các nhận xét. Nêu nhận xét ? Năng lượng không đổi. Năng lượng giảm dần. W = 2 1 k . A 2 A giảm Nêu kết luận I DAO ĐỘNG TẮT DẦN : 1.Thí nghiệm: * sơ đồ thí nghiệm: *Tiến hành: *Kêt quả 2. Thế nào là dao động tắt dần ? Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian 3. 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 đến biên độ dao động cũng giảm theo thời gian. • Vậy: Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn. 4. Ứng dụng của tắt dần: cái giảm rung • Cái giảm rung: • Bộ phận giảm xóc. Họat động 2 dao động duy trì 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? Giới thiệu các cách để có được dao động duy trì. Cung cấp năng lượng ? Nêu định nghĩa dao động duy trì . Lấy thêm các ví dụ về dao động duy trì II. Dao động duy trì: 1.Biện pháp chống lại dao động tắt dần. Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì. 2.Đặc điểm: vật dao động với chu kỳ riêng 3. Ví dụ về dao động duy trì: Đưa võng, dao động duy trì của con lắc minh hoạ ở h16.3. Họat động 3 dao động cưỡng bức Thí nghiệm cho hs quan sát dao động cưỡng bức, chú ý cho hs quan sát dao động của các con lắc Từ đó nêu lên dao động cưỡng bức là Quan sát, nhận xét. Thực hiện theo yêu cầu của giáo viên III. Dao động cưỡng bức: 1.Thí nghiệm: *Sơ đồ:h4.3 *Tiến hành thí nghiệm: Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 9 - gì? Giáo viên giới thiệu ví dụ sgk, phân tích ví dụ, cho hs lấy thêm các ví dụ và xác định ngoại lức cưỡng bức Giới thiệu các đặc điểm của dao động cưỡng bức, So sánh dao động cưỡng bức và dao động duy trì *Kết quả 2.Định nghĩa 3.ví dụ : SGK 4. Đặc điểm : vật dao động với chu kỳ là chu kỳ ngoại lực Họat động 4 cộng hưởng Làm lại thí nghiệm ảo, về thay đổi tần số ngoại lực. Làm lại thí nghiệm về thay đổi lực cản môi trường. Giới thiệu đường biểu diễn A theo ω hình vẽ 17.2 trong sách giáo khoa. Theo dõi đường biểu diễn Em thấy được điều gì ? Hiện tượng cộng hưởng là gì ? Chú ý cho hs ảnh hưởng của ma sát 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 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 . Trả lời C2 Nghiên cứu Sgk. 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 : a. Có lợi b.Có hại. Củng cố dặn dò:Thế nào là dao động tắt dần, giải thích tại sao dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức .Hiện tượng cộng hưởng Bài tập về nhà:Câu hỏi 1,2,3,4 ;Bài 5,6 trang 21 Sgk. Tiết 8 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN SỐ . PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO FRE-NEN I. Mục tiêu: 1.Kiến thức: +Cách biểu diễn một dao động điều hòa bằng vectơ quay. + Nắm được phương pháp tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ quay. 2. Kỹ năng: +Vận dụng để tổng hợp hai dao động II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC: Giảng giải – vấn đáp. III. Chuẩn bị: 1. IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung chính hoạt động 1 tìm hiểu độ lệch pha Nêu định nghĩa độ lệch pha từ định ngĩa yêu cầu hs tính độ lệch pha của hai dao động điều hoà Tham khảo bài 1 I. Độ lệch pha 1.Đn: độ lệch pha của hai động bằng hiệu số pha của hai động 2.Công thức Δφ=φ 1 -φ 2 Họat động 2 vectơ quay. Nhắc lại mối liên hệ giữa chuyển động tròn Tham khảo bài 1 II. Véc tơ quay: • dđđh x=Acos(ωt+ϕ) được biểu diễn bằng véc Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 10 - đều và dao động điều hòa 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? tơ quay OM uuuur . Trên trục toạ độ Ox véc tơ này có: + Gốc: Tại O + Độ dài: OM = A + Hợp với trục Ox góc ϕ • Khi cho véc tơ này quay đều với vận tốc góc ω quanh điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox, thì hình chiếu của véc tơ OM uuuur trên trục Ox: X OP = ch OM = Acos(ωt + ) ϕ uuuur . • Vậy: Véc tơ quay OM uuuur biểu diễn dao động điều hoà, có hình chiếu của M lên trục x là li độ của dao động. Phương pháp giản đồ Fresnel 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. Nhấn mạnh chỉ tổng hợp các dao động có cùng tần số Biểu diễn các dao động x 1 x 2 Giới thiệu cho hs chuyển động quay của các vectơ quay, từ đó suy ra hình bình hành hợp bởi hai vectơ quay không bị biến dạng Giới thiệu vectơ biểu diễn dao động tổng hợp. Hướng dẫn cho hs chứng minh công thức5.1 và 5.1 Nếu một vật thực hiện đồng thời nhiều hơn 2 dao động thì tổng hợp thế nào Biên độ dao động tổng hợp lớn hay nhỏ do yếu tố nào quyết định Cho biết ý nghĩa của độ lệch pha? xem ví dụ hãy biểu diễn các dao động điều hòa bằng các vectơ x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ) x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ) 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 ? Học sinh quan sát và nghe thuyết trình Lập hệ thức lượng cho tam giác OMM 1 để rút ra công thức tính biên độ dao động 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 + + Chia theo từng cặp hai Trả lời theo hướng dẫn của giáo viên III. Pp giản đồ Fres nell: 1.Đặt vấn đề: Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình lần lượt là:x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ), x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ). Hãy khảo sát dao động tổng hợp của hai dao động trên bằng phương pháp Fre-nen. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen: a.Biểu diễn dao động bằng giản đồ Fre-nen x 1 → 1 uuur OM x 2 → 2 uuur OM Gốc : tại O Gốc : tại O b.Dao động tổng hợp Vẽ 1 uuur OM , 2 uuur OM và véc tơ tổng: OM uuuur = 1 OM uuuur + 2 OM uuuur Vì 1 2 = + uuur uuur uuur X X X Ch OM Ch OM Ch OM O O O nên 1 2 = +OP OP OP Hay : x = x 1 + x 2 . Vậy: véc tơ uuur OM biểu diễn cho dao động tổng hợp và có dạng: 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 3.Ảnh hưởng của độ lệch pha : • Nếu: ϕ 2 – ϕ 1 = 2kπ → A = A max = A 1 +A 2 . • Nếu: ϕ 2 – ϕ 1 =(2k+1)π →A=A min = A - A 1 2 • Nếu ϕ 2 – ϕ 1 = π/2+kπ →A = 2 2 1 2 A + A 4.Ví dụ : SGK trang 24 Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT M O ωt ϕ x P [...]... dB B Từ 10 dB đến 100 dB C Từ -10 dB đến 100dB D Từ 0 dB đến 130 dB Bi 4 Âm cơ bản và hoạ âm bậc 2 do cùng một dây đàn phát ra có mối liên hệ với nhau nh thế nào? A Hoạ âm có cờng độ lớn hơn cờng độ âm cơ bản B Tần số hoạ âm bậc 2 lớn gấp dôi tần số âm cơ bản C Tần số âm cơ bản lớn gấp đôi tần số hoạ âm bậc 2 D Tốc độ âm cơ bản lớn gấp đôi tốc độ hoạ âm bậc 2 Bi 5 Hộp cộng hởng có tác dụng gì? A Làm... f = 255Hz Bi 7 Một sóng cơ học có tần số f = 1000Hz lan truyền trong không khí Sóng đó đợc gọi là A sóng siêu âm B sóng âm C sóng hạ âm D cha đủ điều kiện để kết luận Bi 8 Sóng cơ học lan truyền trong không khí với cờng độ đủ lớn, tai ta có thể cảm thụ đợc sóng cơ học nào sau đây? A Sóng cơ học có tần số 10Hz B Sóng cơ học có tần số 30kHz C Sóng cơ học có chu kỳ 2,0às D Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms Bi... UM=Acos(t-x/v) +Phng trỡnh súng l hm tun hon theo thi t x gian v theo = A cos 2 ( ) Lm c3 khụng gian T +Nhng im 2.Nhn xột: cỏch nhau mt s +Phng trỡnh súng l hm tun nguyờn ln bc hon theo thi gian v theo khụng súng thỡ dao gian ng cựng pha +Nhng im cỏch nhau mt s nguyờn ln bc súng thỡ dao ng cựng pha V CNG C : Cõu 6 ( trang 40 sgk) chn A ; Cõu 7 chn C Cõu 8 4 = 20,45 12, 4 = 4,025cm ; = 1,006cm 1 cm =1.10-2... 0.3mmBi 2: Một sóng cơ có tần số 1000Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bớc sóng của nó có giá trị nào sau đây? A 330 000 m B 0,3 m-1 C 0,33 m/s -D 0,33 m Bi 3 Sóng ngang là sóng: A lan truyền theo phơng nằm ngang B trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng nằm ngang -C trong đó các phần tử sóng dao động theo phơng vuông góc với phơng truyền sóng D trong đó các phần tử sóng dao động theo cùng một phơng... ); -C u = A sin 2( t x - ); T x t D u = A sin ( + ) T B u = A sin ( t - ) ; bi 5 Một sóng cơ học có tần số f lan truyền trong môi trờng vật chất đàn hồi với vận tốc v, khi đó bớc sóng đợc tính theo công thức A = v.f; -B = v/f; C = 2v.f; D = 2v/f bi 6 Phát biểu nào sau đây về đại lợng đặc trng của sóng cơ học là không đúng? A Chu kỳ của sóng chính bằng chu kỳ dao động của các phần tử dao động... ni tip l trc gc bng nhau) Cỏch v gin : -Biu din UR,UL,Uc theo t l Gi tng hs lờn bng v cỏc vect UR, UL,Uc -Chn trc gc -Tng hp theo quy tc cng vect trờn cựng trc gc ó chn sn gv tng kt -Biu din cỏc vect cho hs v vo v nh hỡnh 14.2,14.3 theo t xớch cho trc Hot ng 2: Tỡm hiu mch cú R, L, C mc ni tip Gv Nguyn Hng Quang THPT CAO B QUT Giỏo ỏn vt lý lp 12 ban c bn hc k 1 - Hng dn HS v gin Fre-nen trong c hai... THPT CAO B QUT Giỏo ỏn vt lý lp 12 ban c bn hc k 1 trang - 13 - - Cho m = 50 g ,chiu di l1 = 40 cm o thi gian t thc hin 10 dao ng ton phn -Lm TN tong t vi l2 = 50 cm ; l3 = 60 cm T12 T22 T32 ; ; -Tớnh T ; T ; T v cỏc t s : l1 l2 l3 2 1 2 2 2 3 Ghi vo bng kt qu 3 Bng kt qu 3: Chiu di l ( cm ) l1 = 40 cm l2 = 50 cm l3 = 60 cm Thi gian t = 10T T2 ( s2 ) Chu k T (s) t1 = T1 = T12 = t2 = T2 = T22 = t3 = T3... thuc vo m t l vi ca con lc theo cụng thc : T = a l , trong ú kt qu TN cho ta giỏ tr a = b) Theo cụng thc lý thuyt T = 2 2 l 2 vi g = 9,8 m/s2 (*) trong ú g g So sỏnh kt qu o a cho thy cụng thc ( * ) ó c ( khụng c ) nghim ỳng c) Tớnh gia tc trng trng g ti ni lm TN : Theo giỏ tr a thu c t TN 4 2 l Hay t cụng thc : g = T2 Bng kt qu 4 : Chiu... học có tần số 30kHz C Sóng cơ học có chu kỳ 2,0às D Sóng cơ học có chu kỳ 2,0ms Bi 9 Phát biểu nào sau đây là không đúng? A Sóng âm là sóng cơ học có tần số nằm trong khoảng từ 16Hz đến 20kHz B Sóng hạ âm là sóng cơ học có tần số nhỏ hơn 16Hz C Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn 20kHz D Sóng âm thanh bao gồm cả sóng âm, hạ âm và siêu âm Bi 10 Một sóng âm 450Hz lan truyền với vận tốc 360m/s... 0,5(rad) B = 1,5 (rad) C = 2,5 (rad) D = 3,5 (rad) Bi 11 Một sóng cơ học lan truyền trên sợi dây đàn hồi, trong khoảng thời gian 6s sóng truyền đ ợc 6m Tốc độ truyền sóng trên dây là bao nhiêu? A v = 1m B v = 6m C v = 100cm/s D v = 200cm/s Bi 12 Một sóng ngang lan truyền trên một dây đàn hồi rất dài, đầu 0 của sợi dây dao động theo phơng trình u = 3,6sin(t)cm, vận tốc sóng bằng 1m/s Phơng trình . lắc đơn về mặt năng lượng Gv Nguyễn Hồng Quang THPT CAO BÁ QUÁT Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản học kỳ 1 trang - 7 - Tính động năng và thế năng của con. động năng và thế năng của con lắc Nhận xét sự biến đổi cơ năng của con lắc cho hs về nhà tính cơ năng con lắc đơn Tham khảo sgk Động năng và thế năng biến