Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Chương I DAO ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 1 – 2. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I - Mục tiêu: • Nêu được: - Dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hoà. - Khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ, pha, pha ban đầu là gì. • Viết được: - Phương trình dao động điều hoà và giải thích được các đại lượng trong phương trình. - Công thức liên hệ tần số, chu kỳ và tần số góc. Công thức tính vận tốc và gia tốc của dao động. • Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không. • Làm được các bài tập tương tự sách giáo khoa. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Vẽ hình minh hoạ sự dao động của hình chiếu H1.1 sgk. 2. Chuẩn bị của học sinh: Ôn lại kiến thức về chuyển động, chuyển động tròn, đọc bài. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 25 – 8 - 2008. 37 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Hoạt động của giáo viên, học sinh Kiến thức cấn đạt được Vật thế nào được gọi là dao động, lấy ví dụ về vật dao đông? Giải thích tại sao phải nói rõ là dao động cơ. Thế nào là dao động tuần hoàn, lấy ví dụ về dao động tuần hoàn trong thực tế? Vẽ hình chuyển động của một chất điểm chuyển động tròn đều. Các bước để xác định vị trí của điểm M chuyển động tròn đều? Xác định hình chiếu của điểm M trên trục Ox, xác định biểu thức xác định vị trí hình chiếu của M trên trục Ox? Trả lời câu hỏi C1? Nêu định nghĩa dao động điều hoà? Nêu tên của các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà. Cho biết đơn vị của các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà? Hãy nhận xét về dấu của các đại lượng trong phương trình dao động? Tìm mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa ? Chọn trục x làm gốc để tính pha dao động là ta nhằm mục đích gì? Tìm mối liện hệ giữa T ; f ; ω ? Biểu thức vận tốc ? gia tốc ? -Ở vị trí nào v = 0? -Ở vị trí nào gia tốc bằng 0? I. DAO ĐỘNG CƠ 1. Thế nào là dao động cơ ? Dao động cơ là chuyển động qua lại một quanh một vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn. Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Ví dụ: - Xét một điểm M chuyển động tròn đều với vận tốc góc ω, theo chiều dương ( ngược chiều kim đồng hồ ) trên quĩ đạo tròn tâm O bán kính OM = A. - Ở thời điểm t = 0 : điểm M ở vị trí M o xác định bởi góc φ. - Ở thời điểm t bất kỳ : là M t xác định bởi góc (ωt + φ). - Hình chiếu của M t xuống trục Ox trùng với đường kính của đường tròn là P có tọa độ : x = OP = Acos (ωt + φ). A, ω, φ là các hằng số. Vì hàm cos là hàm điều hoà, nên điểm P dao động điều hòa. 2. Định nghĩa dao động điều hòa : Là dao động trong đó li độ cuả vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian. 3. Ý nghĩa các đại lượng trong phương trình : Trong phương trình dao động điều hòa: x = Acos (ωt + φ). + x max = A > 0 : biên độ dao động + (ωt + φ) : Là pha dao động tại thời điểm t bất kỳ. + φ (rad) : là pha ban đầu của dao động( t = 0) + ω (rad/s) : Là tần số góc 4) Chú ý : a) Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều : Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. b) Phương trình dao động điều hòa : x =Acos(ωt + φ). Quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc P 1 OM III/ CHU KỲ TẦN SỐ. TẤN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ. 1) Chu kỳ (T): thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. 2) Tần số (f): số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. 3) Tần số góc: ( / )rad s ω : 2 2 f T π ω π = = IV/ VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. 1) Vận tốc: v = x’ = - sin( )A t ω ω ϕ + - Ở vị trí biên : x = ± A ⇒ v = 0 - Ở vị trí cân bằng : x = 0 ⇒ v max = A ω 2) Gia tốc : 38 t 0 2 T T +A-A Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Tiết 3. CON LẮC LÒ XO I - Mục tiêu: Viết được: - Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. - Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. - Công 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 hoà. Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải các bài tập tương tự ở phần bài tập. Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Tìm hiểu các vấn đề liên quan, chuẩn bị con lắc lò xo. 2. Chuẩn bị của học sinh: Ôn lại kiến thức động lực học. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 3 – 9 - 2008. Hoạt động của giáo viên, học sinh Kiến thức cấn đạt được Đặt vấn đề nghiên cứu dao động điều hoà, dao động của con lắc lò xo. Vẽ hình cấu tạo con lắc lò xo. Cho biết đặc điểm động lực học của vật khi ở vị trí cân bằng? Xác định các lực tác dụng lên con lắc? Phân tích lực tác dụng lên con lắc lò xo khi nó đứng yên cân bằng? Khi ở vị trí x bất kỳ? (khi đó lò xo biến dạng một đoạn x). Lập biểu thức tính gia tốc của vật? Nhận xét về tần số góc ω? Xác định chu kì của con lắc lò xo? Nhận xét? Trả lời câu hỏi C1? Lực kéo về của con lắc lò xo là lực gì? Động năng của con lắc ở vị trí biên và vị trí cân bằng? Nhận xét? Thế năng của con lắc ở vị trí biên và vị trí cân bằng? Nhận xét? Tính cơ năng của con lắc lò xo? Nhận xét? I - CON LẮC LÒ XO. 1) Cấu tạo : - Gồm lò xo có độ cứng k một đầu gắn vào vật nhỏ có khối lượng m. - Vật m trượt không ma sát trên mp ngang. 2) Vị trí cân bằng : lò xo không biến dạng. Kéo vật m khỏi vị trí CB rồi buông tay, vật dao động xung quanh vị trí cân bằng. II - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC 1) Ở vị trí x bất kỳ : N P O+ = uur ur ur Chọn trục Ox song song với trục của lò xo, gốc O ở vị trí cân bằng, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Lực đàn hồi lò xo: F = - kx ( độ biến dạng ∆l = x) Theo định luật 2 Niutơn: F = ma = -kx ⇒ a = - k x m Đặt : 2 k k m m ω ω = ⇒ = 2 a x ω ⇒ = − 2) Chu kỳ : T = 2 m k π 3) Lực kéo về (lực phục hồi): Lực luôn hướng về vị trí cân bằng. Có độ lớn tỉ lệ với li độ x là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hoà. III- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1)Thiết lập công thức : Động năng của con lắc: W đ = 2 1 2 mv Thế năng của con lắc : W t = 2 1 2 kx Cơ năng của con lắc: W= 2 1 2 mv + 2 1 2 kx Định luật bảo toàn : W = 2 2 2 1 1 2 2 kA m A ω = = const 39 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết 2) Kết luận: Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. IV-CÙNG CỐ : - ở vị trí nào động năng cực đại? thế năng cực đại? - Khi dao động điều hoà động năng và thế năng biến đổi như thế nào? Tiết 4 BÀI TẬP I - Mục tiêu: Nắm được phương trình dao động điều hoà, công thức tính vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà và ý nghĩa của chúng. Vận dụng được các công thức để giải được các bài tập tương tự như trong sách giáo khoa. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Giải bài tập theo nhiều cách khác nhau. 2. Chuẩn bị của học sinh: Học bài cũ, ôn lại kiến thức lượng giác, làm bài tập. III - Hoạt động dạy - học: ngày soạn: 4 – 9 - 2008. 1. Hoạt động 1: Giải bài tập 7-9. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nhắc lại định nghĩa dao động điều hoà và cách xác định giá trị biên độ dao động A? Cho biết gốc toạ độ O được chọn ở vị trí nào? Vật dao động điều hoà chuyển động như thế nào? Xác định A? Là dao động trong đó li độ cuả vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian. x = OP = Acos (ωt + φ) x max = A > 0 : biên độ dao động. Biên độ dao động là 6cm. Chọn đáp án C. 2. Hoạt động 2. Giải bài tập 8 – 9. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Xác định tần số góc của dao động điều hoà? Xác định chu kì và tần số theo công thức? Chọn đáp án đúng Tần số góc dao động điều hoà là: π rad/s. Chu kì dao động: T = = = 2 s. Tần số dao động: f = = = 0,5 Hz Đáp án đúng: A 3. Hoạt động 3. Giải bài tập 9 – 9. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nhận xét về phương trình dao động điều hoà đã cho? chuyển về phương trình dạng tổng quát? Xác định biên độ và pha ban đầu của dao động? Chọn đáp án đúng? Ta có: x = - 5cos(4πt) = 5cos(4πt + π) Biên độ dao động A = 5 cm; pha ban đầu φ = π rad. Đáp án đúng D. 4. Hoạt động 4. Giải bài tập 10 – 9. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Biểu thức dao động điều hoà có dạng chuẩn chưa? Xác định biên độ dao động, pha ban đầu, và pha ở thời điểm t của dao động? Nhận xét về dấu của pha ban đầu? x = 2cos(5t + ) = 2cos(5t +(- )) cm Biên độ dao động: A = 2 cm. Pha ban đầu: φ = - rad. Pha dao động ở thời điểm t : (5t - ) rad 5. Hoạt động 5. Giải bài tập 11 – 9. 40 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho biết các điểm mà vật dao động có vật tốc bằng 0? Xác định chu kì dao động? Xác định tần số và biên độ dao động? Vật ỏ vị trí biên có vận tốc bằng 0. Chu kì dao động T = 0,5 s. Tần số dao động: f = = = 2 Hz. Biên độ A = 18 cm. bằng một nửa khoảng cách hai biên. Tiết 5 CON LẮC ĐƠN I - Mục tiêu: • Nêu được cấu tạo của con lắc đơn. • Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà. Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. • Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. • Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc. • Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc khi dao động. • Giải được các bài tập tương tự như sách gk. • Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Chuẩn bị của học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực, tổng hợp lực. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 6 – 9 - 2008. Hoạt động của giáo viên, học sinh Kiến thức cấn đạt được Vẽ hình con lắc đơn. Giải thích các điều kiện về con lắc đơn. Xác định vị trí cân bằng của con lắc đơn? Các bước khảo sát động lực học một vật? Chọn trục toạ độ Ox, gốc toa độ và chiều dương. Xác định mối liên hệ giữa li độ góc và li độ cong theo góc lệch α? Viết biểu thức định luật II Niutơn của vật ? Chiếu phương trình định luật II Niutơn lên trục Ox? Mối liên hệ giữa α và sinα khi α nhỏ? Trả lời câu hỏi C1? Nhận xét về công thức tính gia tốc của con lắc đơn? Kết luận về dao động của con lắc đơn và xác dịnh công thức tính li độ dao động của con lắc đơn? I-THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN 1) Định nghĩa: Gồm vật nhỏ, khối lượng m treo vào đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l . 2) Vị trí cân bằng O: là vị trí dây treo có phương thẳng đứng. II- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẮT ĐỘNG LỰC HỌC 1) Chọn chiều + từ trái sang phải, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Li độ góc · OCM α = ; li độ cong s = ¼ OM α = l 2) Xét m ở góc lệch α bất kỳ : Theo định luật 2: T P ma+ = ur ur r n t T P P ma⇒ + + = ur uur ur r Chiếu xuống trục 0x: sin t P mg α = − = ma Với α nhỏ sin s α α ≈ = l ⇒ -mg // s mg ms α = − = l ⇒ a = // 2 s s ω = − Với g ω = l Con lắc đơn dao động điều hoà theo phương trình: 0 cos( )s s t ω ϕ = + ( α = α 0 cos(ωt + φ) ) ; 0 0 s α = l là biên độ dđ. Với chu kỳ T = 2 g π l III - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG. 41 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Viết biểu thức động năng của con lắc? Cho biết thế năng của cong lắc là thế năng loại gì? Xác định thế năng của con lắc theo góc lệch α? Chỉ ra các ứng dụng khi biết gia tốc trọng trường tại vị trí nào đó? 1- Động năng : W đ = 2 1 2 mv = mα 2 ω 2 sin 2 (ωt + φ) 2- Thế năng (Chọn gốc thế năng là VTCB) ở góc lệch α bất kỳ : W t = mgh = (1 cos )mg α −l 3- Thế năng biến đổi thành động năng và ngược lại trong quá trình dao động. Nhưng cơ năng bảo toàn: W = 2 1 (1 cos ) 2 mv mg hs α + − =l Lưu ý: Tại VTCB thì thế năng bằng 0 và động năng cực đại, tại biên thế năng cực đại và động năng bằng 0. IV-ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO 2 2 4 g T π = làm TN nhiều lần mỗi lần rút ngắn chiều dài l của dây, giá trị của g là giá trị tb các lần đo. Tiết 6. Bài tập I - Mục tiêu: • Nắm được các tính chất dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo, các công thức có liên quan. • Vận dụng được kiến thức để giải các bài tập trong sgk và tương tự sgk. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Giải bài tập theo các cách khác nhau. 2. Chuẩn bị của học sinh: Học bài cũ, làm bài tập trong sách giáo khoa. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 7 – 9 - 2008. 1, Hoạt động 1: Giải bài tập 6 – 17.sgk. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nhắc lại định luật bảo toàn cơ năng? Xác định động năng và thế năng của con lắc ở vị trí cao nhất và thấp nhất? Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng xác định vận tốc của vật ở vị trí thấp nhất, vị trí cân bằng? Động năng và thế năng của cong lắc ở vị trí cao nhất. W đ = 0; W t = mgh = mgl(1 – cosα 0 ) Động năng và thế năng của cong lắc ở vị trí thấp nhất: W đ = mv 2 max ; W t = 0 Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có: mgl(1 – cosα 0 ) = mv 2 max => v max = Chọn đáp án: C 2, Hoạt động 2: Giải bài tập 7 – 17.sgk. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Xác định tần số của dao động? Xác định số dao động của con lắc trong 5 phút? Áp dụng công thức tính tần số dao động: f = ta có: f = = 0,35 Hz Số dao động toàn phần mà con lắc thực hiện trong 5 phút là: N = 0.35x5x60 = 105 3, Hoạt động 3: Giải bài tập 3.8 – 7.sbt. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Xác định chu kì của con lắc? Xác định tần số góc của dao động? Chu kì của con lắc: T = 2 g π l = 2π = 2.2 s Tần số góc của dao động: ω = = = 2.85 rad/s Ta có 10 0 = = 0,174 rad Giá trị biên độ dao động s 0 = 1,2x0,174 = 0.2 m 42 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Xác định giá trị biên độ của dao động? Viết phương trình li độ và phương trình vận tốc của vật? Chọn gốc thời gian? Xác định li độ và vận tốc ở thời điểm t = 0? Xác định pha ban đầu φ? Viết phương trình dao động của con lắc? Xác định vận tốc của con lắc ở vị trí cân bằng? Phương trình dao động và phơng trình vận tốc có dạng: s = 0,2cos(2,85.t + φ) v = - 0,57sin(2,85.t + φ) chọn gốc thời gian là lúc thả vật, ở thời điểm t = 0 ta có: s 0 = 0,2cosφ = 0,2 > 0 v 0 = -0,57sinφ = 0 => φ = 0 Vậy phương trình dao động của con lắc là: s = 0,2cos(2,85.t) m Tốc độ của con lắc khi đi qua vị trí cân bằng: C1: Theo định luật bảo toàn cơ năng ta có: mgl(1 – cosα 0 ) = mv 2 max => v max = v max = ≈ 0,6m/s C2: v max = ωs 0 = 2,85x0,2 ≈ 0,6m/s Tiết 7. DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC. I - Mục tiêu: • Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng. • Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Nêu ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng. • Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần –Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng. • Vận dụng hiện tượng cộng hưởng để giải thích hiện tượng vật lý và giải bài tập. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên: Chuẩn bị thêm một số ví dụ về cộng hưỏng có lợi và có hại. 2. Chuẩn bị của học sinh: Học bài cũ, dọc bài mới. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 7 – 9 - 2008. Hoạt động của giáo viên, học sinh Kiến thức cấn đạt được Hãy cho biết trong thực tế các dao động có phải là dao động điều hoà không? Chỉ ra đặc điểm của các dao động trong thực tế so với dao động điều hoà? Giải thích nguyên nhân làm giảm biên độ dao động của vật? Nêu các ứng dụng của dao động tắt dần. Hãy cho biết con lắc đồng hồ không bị tắt dần là do tác dụng của bộ phận nào? Lấy ví dụ về dao động cưỡng bức. I- DAO ĐỘNG TẮT DẦN 1) Thế nào là dao động tắt dần ? Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian 2) Giải thích : Do lực cản của môi trường ( F ms ) làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hoá thành nhiệt năng ⇒ A giảm dần và dừng lại. 3) Ứng dụng : Các thiết bị đóng cửa tự động, giảm xóc ôtô. III- DAO ĐỘNG DUY TRÌ 1) Là dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kỳ riêng Chú ý: Con lắc dao động điều hoà ( f ms = 0 ) với tần số riêng (f 0 ) Vì nó chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ. 2) Dao động con lắc đồng hồ là dao đông duy trì. (Nhờ dây cót – Pin cung cấp năng lượng bù phần năng lượng tiêu hao do ma sát) III- DAO ĐỘNG CUỠNG BỨC 1) Thế nào là dao động cưỡng bức ? Là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. 2) Đặc điểm : 43 Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Làm thí nghiệm về dao động cưỡng bức. Lấy một vài thí dụ về hiện tượng cộng hưởng. Nêu định nghĩa cộng hưởng? Giải thích hiện tượng cộng hưởng. Lấy ví dụ về các tác dụng và tác hại của hiện tượng cộng hưởng. a) Có biên độ không đổi và có tần số f bằng tần số của lực cưỡng bức. b) Biên độ dđcb không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào độ chêch lệch giữa f của lực cưỡng bức và f 0 hệ. Khi f lực cưỡng bức càng gần f 0 thì biên độ dđcb càng lớn. IV- HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG 1-Định nghĩa: Hiện tượng biên độ dđcb tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng f 0 của hệ. + ĐKCH : f = f 0 2) Giải thích : Khi f = f 0 ⇒ hệ được cung cấp năng lượng nhịp nhàng đúng lúc ⇒ biên độ hệ tăng lên đạt cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng bằng tốc độ cung cấp năng lượng. 3) Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng : -Xậy dựng nhà, cầu, khung xe . không để cho hệ chịu tác dụng các lực cưỡng bức mạnh có f = f 0 dẫn đến hư, gãy, công trình. -Hộp đàn ghita viôlon là hộp cộng hưởng. Tiết 8. TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG , CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I - Mục tiêu: • Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một véctơ quay. • Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp. II - Chuẩn bị: 1. Chuẩn bị của giáo viên:. 2. Chuẩn bị của học sinh:. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 8 – 9 - 2008. Hoạt động của giáo viên, học sinh Kiến thức cấn đạt được Khi điểm M chuyển động tròn đều thì vectơ 0M uuur chuyển động thế nào?Hình chiếu của vectơ quay 0M uuur trên trục 0x?Vậy mỗi dao động điều hòa có thể được biểu diễn bởi một vectơ có đặc điểm như thế nào? *Yêu cầu H/s thực hiện C1 *Diễn giảng cho ví dụ một vật tham gia đồng thời hai dao động cùng phương cùng tần số( Cùng ω , cùngT) *Phương trình dao động tổng hợp của hai dao động ? I-VÉCTƠ QUAY cos( )x A t ω ϕ = + được biểu diễn bằng một véctơ quay OM uuuur vẽ tại thời điểm ban đầu, có những đặc điểm sau : - Có độ dài OM = A - Có gốc tại tọa độ 0x -Tại t = 0 · ( ; )OM Ox ϕ = uuuur ( chọn chiều + là chiều + của đường tròn lượng giác ) II/Phương pháp giản đồ Frexnen: 1/Đặt vấn đề:Giả sử vật tham gia đồng thời hai dao động cùng phương ,cùng tần số có phương trình: 1 1 1 2 2 2 cos( ) cos( ) x A t x A t ω ϕ ω ϕ = + = + Phương trình dao động tổng hợp : 1 2 1 1 2 2 cos( ) cos( ) x x x x A t A t ω ϕ ω ϕ = + = + + + 2/Phương pháp giản đồ Frexnen: 44 0 y x 1 M 2 M M A 1 x 1 y 2 x 2 y 1 ϕ ϕ 2 ϕ 1 A 2 A ϕ ∆ Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết *Hướng dẫn H/s thực hiện C2: +Hai vectơ 1 0M uuuur và 2 0M uuuur quay đều cùng tốc độ góc ω thì hình bình hành 0M 1 MM 2 có bị biến dạng không? Điều đó có nghĩa Vectơ 0M uuur quay đều với tốc độ góc bao nhiêu?Suy ra tần số góc của dao động tổng hợp là bao nhiêu? *Áp dụng đinh lí hàm cos trong tam giác 0MM 2 các em tính A=? Nhận xét 1 2 cos( ) ϕ ϕ − và 2 1 cos( ) ϕ ϕ − ?Vì sao? *Hình chiếu vectơ tổng 0M uuur lên một trục( 0x , 0y hay bất kỳ) bằng tổng hình chiếu các vectơ thành phần 1 0M uuuur và 2 0M uuuur lên trục ấy ta suy ra tan ϕ =? *Biên độ của dao động tổng hợp phụ thuộc vào những yếu tố nào? +Nếu hai dao động thành phần cùng pha 1 2 2n ϕ ϕ ϕ π ∆ = − = với n nguyên thì A=? +Tương tự nếu hai dao động thành phần ngược pha 1 2 (2 1)n ϕ ϕ ϕ π ∆ = − = + thì A=? +Nếu 1 2 ϕ ϕ ϕ ∆ = − bất kỳ thì biên độ A có giá trị như thế nào? *Độ lệch pha ký hiệu? Công thức tính? *Nêu cách thực hiện vẽ giản đồ ?Cách tìm A từ giản đồ ?Cách tìm A từ công thức ? So sánh kết quả. -Tương tự cách tìm ϕ từ giản đồ và từ công thức so sánh kết quả? *Ta vẽ hai vectơ quay 1 0M uuuur và 2 0M uuuur biểu diễn hai dao động: 1 1 1 2 2 2 cos( ); cos( ) x A t x A t ω ϕ ω ϕ = + = + *Vẽ vectơ 1 2 0 0 0M M M= + uuur uuuur uuuur sẽ biểu diễn cho dao động tổng hợp có phương trình: cos( )x A t ω ϕ = + Với 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 cos( )A A A A A ϕ ϕ = + + − 1 1 2 2 1 1 2 2 sin sin tan cos cos A A A A ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + = + 3/Ảnh hưởng độ lệch pha : *Biên độ A của DĐTH phụ thuộc vào 1 2 ;A A và độ lệch pha 1 2 ϕ ϕ ϕ ∆ = − +Nếu hai dao động thành phần cùng pha 1 2 2n ϕ ϕ ϕ π ∆ = − = ( n nguyên) thì : max 1 2 A A A= + +Nếu hai dao động thành phần ngược pha: 1 2 (2 1)n ϕ ϕ ϕ π ∆ = − = + thì : min 1 2 A A A= − +Nếu 1 2 ϕ ϕ ϕ ∆ = − có giá trị bất kỳ thì : 1 2 A A− A≤ ≤ 1 2 A A+ 4/VD: Cho vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình : 1 2 100 cos(50 )( ) 2 100 3 cos50 ( ) x t mm x t mm π = + = a/Độ lệch pha hai dao động? b/Vẽ giản đồ -Tìm phương trình dao động tổng hợp? Tiết 9. BÀI TẬP I - Mục tiêu: • Nắm được các kiếm thức cơ bản về cộng hưởng và tổng hợp dao động. • Vận dụng được các kiến thức về cộng hưởng và dao động để giải các bài tập trong sgk và tương tự. II - Chuẩn bị: 45 2 A A ϕ 0 y x Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết 1. Chuẩn bị của giáo viên: Giải các bài tập theo các cách khác nhau. 2. Chuẩn bị của học sinh: Học bài cũ, làm bài tập. III - Hoạt động dạy - học:. ngày soạn: 10 – 9 - 2008. 1. Hoạt động 1. Giải bài tập 5 – 21.sgk. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho biết biểu thức tính năng lượng con lắc lò xo và con lắc đơn? Nhận xét về năng lượng của con lắc? Lập tỉ số về năng lượng của con lắc sau và trước một chu kì? Biểu thức tính năng lượng của con lắc lò xo và con lắc đơn: +/ Con lắc lò xo: W = kA 2 +/ Con lắc đơn: W = W đmax = mω 2 s 2 0 Vậy năng lượng của con lắc đều tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. Lập tỉ số năng lượng trước và sau hao hụt: W và W’ ta có: =( 2 = 0,97 2 = 0,94 Vậy năng lượng hao hụt sau một dao động toàn phần là 6%. Chọn đáp án D. 2. Hoạt động 2. Giải bài tập 6 – 21.sgk. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Xác định tần số của con lắc? Xác định chu kì và tần số bánh xe gặp chỗ nối? Xác định vận tốc tầu để con lắc dao động mạnh nhất? Tần số của con lắc đơn: f 0 = = = 0,75Hz Chu kì để bánh xe gặp chỗ nối là: T = s/v Tần số bánh xe gặp chỗ nối là: f = v/s Con lắc dao động mạnh nhất khi f = f 0 hay v/s = f 0 Vậy vận tốc của tầu làm con lắc dao động mạnh nhất là: V = f 0 .s = 0,75.12,5 = 9,375 m/s = 33,75 km/h Chọn đáp án B. 3. Hoạt động 3. Giải bài tập 6 – 25.sgk. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Vẽ giản đồ Fre-nen biểu diễn hai dao động trên? Xác định biên độ dao động tổng hợp? Xác định pha ban đầu của dao động? Viết phương trình dao động? Biên độ dao động tổng hợp: 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 cos( )A A A A A ϕ ϕ = + + − = ( ) 2 2 3 3 3 2 3 2 2 2 5 cos( ) 6   π π + + −  ÷  ÷   = 21 4 => A = 2,29cm Phan ban đầu của dao động: 1 1 2 2 1 1 2 2 sin sin tan cos cos A A A A ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + = + = 3 5 3 2 2 6 3 5 3 2 2 6 sin sin cos cos π π + π π + = - 3 2 => φ = 0,73π Phương trình dao động tổng hợp là: x = 0,3cos(5πt + 0,73π) Tiết 10 – 11. THỰC HÀNH 46 x O 2 A ur 1 A ur A ur [...]... cỏc cht xp nh bụng, len, Nhng cht ú gi l cht cỏch õm b) Tc truyn õm Trong mt mụi trng, õm truyn vi mt tc xỏc nh Vn tc truyn õm ph thuc vo tớnh n hi, mt ca mụi trng v nhit ca mụi trng Khi õm truyn t mụi trng ny sang mụi trng khỏc thỡ vn tc truyn õm thay i, bc súng ca súng õm thay i cũn tn s ca õm thỡ khụng thay i Ni dung c bn II Nhng c trng vt lớ ca õm Nhc õm l õm cú tn s xỏc nh Tp õm l õm khụng cú... U R; I = Imax = ; = 0 Ta núi cú hin Da vo biu thc tớnh tan, R Yờu cu hc sinh da vo cho bit khi no thỡ u sm pha tng cng hng in biu thc tớnh tan, cho bit hn i, khi no thỡ u tr pha hn i Khi ZL > ZC thỡ > 0: u nhanh pha hn i khi no thỡ u sm pha hn i, (on mch cú tớnh cm khỏng) khi no thỡ u tr pha hn i Khi ZL < ZC thỡ < 0: u tr pha hn i (on mch cú tớnh dung khỏng) Hot ng 4 (5 phỳt) : Cng c, giao nhim v... tng hai súng gp nhau to nờn súng giao thoa cỏc gn súng n nh gi l hin tng giao thoa ca hai súng Cỏc gn súng cú hỡnh cỏc ng hypebol gi l cỏc võn giao thoa Hot ng 3 (15 phỳt) : Tỡm hiu vic xỏc nh cỏc cc i, cc tiu trong s giao thoa Hot ng ca giỏo viờn Hot ng ca hc sinh Ni dung c bn II Cc i v cc tiu 1 Dao ng ca mt im trong vựng giao V hỡnh 8.4 thoa Gi s phng trỡnh dao ng ti hai ngun Vit cỏc phng trỡnh dao... Cỏc TN hỡnh 9.1; 9.2 SGK V phúng to cỏc hỡnh 9.3, 9.4 v 9.5 2 Hc sinh: c k bi 9 SGK III TIN TRèNH DY HC ngy son 5-10-08 Hot ng 1 (5 phỳt): Nờu hin tng giao thoa, iu kin cú giao thoa v cỏc v trớ cú cc i, cc tiu Hot ng 2 ( phỳt): Tỡm hiu s phn x ca súng Hot ng ca giỏo viờn Hot ng ca hc sinh Ni dung c bn I S phn x ca súng Lm thớ nghim hỡnh 9.1 1 Phn x ca súng trờn vt cn c nh Yờu cu hc sinh thc hin Quan... Tỡm hiu cỏc c trng ca mt súng hỡnh sin Hot ng ca giỏo viờn Hot ng ca hc sinh Ni dung c bn II Cỏc c trng ca mt súng hỡnh sin 1 S truyn ca mt súng hỡnh sin Mụ t thớ nghim hỡnh 7.3 Cng ngang mt si dõy mm, di, u Q Yờu cu hc sinh xem hỡnh Xem hỡnh 7.3, nhn xột v s gn vo tng, u P gn vo cn rung v nhn xột v s truyn súng truyn súng trờn dõy to dao ng iu hũa Khi cho P dao trờn dõy ng iu hũa theo phng thng ng Trờn... TIấU 1 Kiờ n thc 61 Giỏo ỏn vt lớ 12 c bn Nm hoc:2008-2009 Triờt Giao viờn: Ngụ Minh - Phỏt biu c nh ngha dũng in xoay chiu.Vit c biu thc cng tc thi ca dũng in - Nờu c vớ d v th va cng dũng in tc thi, ch ra c trờn th i lng I0, chu k - Vit c biu thc ca cụng sut tc thi ca dũng in xoay chiu chy qua mt in tr - Phỏt biu c nh ngha v vit c biu thc ca dũng in hiu dng, in ỏp hiu dng 2 V k nng - Gii c cỏc... dũng in xoay Yờu cu hc sinh nờu nh Nờu nh ngha cng hiu chiu (cng hiu dng) ngha cng hiu dng ca dng ca dũng in xoay chiu Cng hiu dng ca dũng in xoay dũng in xoay chiu chiu bng cng ca mt dũng in khụng i, nu cho hai dũng in ú ln lt i qua cựng mt in tr R trong nhng khong thi gian bng nhau di thỡ nhit lng ta ra bng nhau Gii thiu cỏch tớnh giỏ tr Ghi nhn cỏch tớnh giỏ tr hiu 2 Cỏc giỏ tr hiu dng khỏc hiu... cỏc cụng thc v t in : q = Cu ; i = ; sut in ng t cm : e = L dt dt III Phơng pháp giảng dạy: Gợi mở, đàm thoại và diễn giảng IV Hoạt động dạy học Tit 1 Hot ng 1 (5 phỳt) : Kim tra bi c: Nờu giỏ tr tc thi, giỏ tr cc i v giỏ tr hiu dng ca cng dũng in v in ỏp xoay chiu Hot ng 2 (10 phỳt) : Tỡm hiu lch pha gia in ỏp v cng dũng in xoay chiu Hot ng ca giỏo viờn Hot ng ca hc sinh Ni dung c bn Gii thiu on... ) = I 2 cos(t + 2 ) 2 U U Vi: I = CU = 1 = l cng ZC C hiu dng ca dũng in qua on mch 1 ch cú t in C Trong ú ZC = gi C l dung khỏng ca mch So sỏnh i v u ta thy i sm pha so 2 vi u hay u tr pha so vi i, tc l = 2 2 3 ngha ca dung khỏng 1 Dung khỏng ZC = l c trng cho C tớnh cn tr dũng in xoay chiu ca t in Nu in dung C ca t in v tn s gúc ca dũng in cng ln thỡ ZC cng 65 Giỏo ỏn vt lớ 12 c bn Nm hoc:2008-2009... Trong ú Yờu cu hc sinh nhn xột v ch cú cun cm thun ZL = L gi l cm khỏng ca mch lch pha gia u v i trong on mch xoay chiu ch cú So sỏnh u v i ta thy u sm pha so cun cm thun Nờu ngha ca cm khỏng 2 vi i, tc l = Dn dt hc sinh nờu c 2 ngha ca cm khỏng 3 ngha ca cm khỏng Cm khỏng ZL = L c trng cho tớnh cn tr dũng in xoay chiu ca cun cm Khi t cm ca cun cm v tn s gúc ca dũng in xoay chiu cng ln 66 . Giáo án vật lí 12 – cơ bản. Năm hoc:2008-2009 ̣ Giáo viên: Ngô Minh Triết Chương I DAO ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 1 – 2. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I - Mục tiêu: • Nêu được:. DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẮT ĐỘNG LỰC HỌC 1) Chọn chiều + từ trái sang ph i, gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng. Li độ góc · OCM α = ; li độ cong s = ¼