Giáo án 12NC Chương II

Thông tin tài liệu

Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 16 Ngày soạn : 10/8/2008 Tiết : 10&11 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Thông qua quan sát rút ra khái niệm dao động, dao động tuần hoàn và chu kỳ. - Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động. - Biết được đặc điểm động lực học của dao động điều hòa là lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng - Phát biểu được định nghĩa về các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa: chu kỳ, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu. 2. Kỹ năng: - Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay - Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa. - Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A và ϕ 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3 2. Học sinh : III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức 2. Giới thiệu mục tiêu chương II: (5 / ) 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hình thành các khái niệm dao động, dao động tuần hoàn, chu kỳ và tần số 15 + Có một vị trí cân bằng. + Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng. + T như nhau. Vậy dao động con lắc dây có tính tuần hoàn Cho học sinh quan sát chuyển động của vật nặng trong con lắc dây, con lắc lò xo thẳng đứng và con lắc lò xo nằm ngang trên đệm không khí. + Chuyển động của vật nặng trong 3 trường hợp trên có những đặc điểm gì giống nhau ? Chuyển động của vật nặng nói trên gọi là dao động. + Vậy dao động là gì ? Quan sát dao động con lắc dây đo khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp dây treo đi ngang qua vật mốc theo cùng một chiều và nhận xét. Dao động như vậy gọi là dao động tuần hoàn. Dựa vào đồ thị 6.2; hãy nêu khái niệm một dao động toàn phần, chu kỳ, tần số? 1. Dao động: Dao động: Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng gọi là dao động. (trong vùng không gian hẹp) Dao động tuần hoàn: + là dao động mà một giai đoạn của chuyển động được lặp lại liên tiếp và mãi mãi. + Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại gọi là một dao động toàn phần hay một chu trình. Chu kỳ: Thời gian để thực hiện một dao động toàn phần gọi là chu kỳ của dao động tuần hoàn. Kí hiệu T, đơn vị là (s). Tần số: Số dao động toàn phần thực hiện được trong 1giây Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ BÀI 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 17 f = 1 T . Đơn vị là Hz HĐ2: Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo 20 + Hs quan sát và mô tả + F = ma + P ur , N ur , F r . Trong đó P ur và N ur cân bằng nhau, còn F = - kx x = Acos( ω t + ϕ ) ⇒ x ’ = - ω Asin( ω t + ϕ ) ⇒ x ’’ = - ω 2 Acos( ω t + ϕ ) = - ω 2 x ⇒ x ’’ + 2 ω x = 0 + Hs xem sách và phát biểu + Mô tả con lắc lò xo nằm ngang và vẽ hình. + Chọn trục Ox, nêu khái niệm li độ. + Viết phương trình định luật II Niu tơn? + Phân tích lực tác dụng lên m? + Biến đổi về phương trình (1) gọi là phương trình động lực học của dao động. + Nêu nghiệm của phương trình (1) và gọi x(t) là phương trình dao động + Hãy nghiệm lại nghiệm của phương trình (1) bằng câu C1. + Định nghĩa dao động điều hòa? 2. Phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo Con lắc lò xo: + Vật nặng có khối lượng m (chất điểm). + Lò xo có độ cứng k (khối lượng bỏ qua) Chọn trục Ox (hvẽ) Tọa độ x tính từ vị trí cân bằng gọi là li độ Phương trình động lực học của vật nặng: F = ma Mặt khác F = -kx gọi là lực kéo về hay lực hồi phục ⇒ ma = - kx ⇒ x ’’ + k m x = 0. Đặt 2 ω = k m ⇒ x ’’ + 2 ω x = 0 (1) (1) Phương trình động lực học của dao động. 3. Dao động điều hòa Nghiệm của (1) là: x = Acos( ω t + ϕ ) (2) trong đó A, ϕ là các hằng số (2) gọi là phương trình dao động. + Dao động mà phương trình có dạng hàm cosin hay sin của thời gian nhân với một hằng số gọi là dao động điều hòa HĐ 3: Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa và vẽ đồ thị x(t) + Biên độ dao động A: là giá trị cực đại của li độ ứng với lúc cos( ω t+ ϕ ) =1. + Biên độ dao động A luôn dương + x = Acos( ω t + ϕ ) nếu biết A; ( ω t + ϕ ) ⇒ x + x = Acos( ω t + ϕ ) (2) trong đó A, ϕ là các hằng số dương. Nếu với A dương thì A là biên độ. Vậy A ứng với giá trị nào của li độ và ứng với lúc nào? + Hướng dẫn hs đọc sách với giá trị A âm và nhận xét biên độ luôn có giá trị như thế nào? + Nêu khái niệm pha dao động? pha ban đầu ? Với một biên độ đã cho thì nếu biết pha dao động ta có thể xác định vị trí của vật 4. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa + A là biên độ dao động : là giá trị cực đại của li độ ứng với lúc cos( ω t+ ϕ ) =1. A luôn dương + ( ω t + ϕ ) là pha dao động tại thời điểm t: là đối số của hàm cosin và là một góc. Với một biên độ đã cho thì pha xác định li độ của dao động. + ϕ là pha ban đầu: là pha vào thời điểm ban đầu.(t=0) Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 18 + Lập bảng biến thiên: x = Acos ω t + Chu kỳ: T = 2π ω . (3) Con lắc lò xo: T = m 2 k π . Tần số : f = 1 T = 2 ω π . (4) Con lắc lò xo: f = 1 k 2 mπ . + Hs trả lời theo hướng dẫn không (li độ của dao động)? + Nêu khái niệm tần số góc. Đơn vị? + Cho hs lập bảng biến thiên và gv vẽ đồ thị của dao động điều hòa: x = Acos ω t và nhận xét dao động điều hòa chuyển động tuần hoàn không? + Chu kỳ, tần số dao động điều hòa và biểu thức chu kỳ, tần số con lắc lò xo? + Với x = Acos( ω t + ϕ ) hãy viết biểu thức v và nhận xét v có biến thiên điều hòa không? + Nêu giá trị của v ở vị trí cân bằng và ở vị trí hai biên. + Với x = Acos( ω t + ϕ ) hãy viết biểu thức a và nhận xét v có biến thiên điều hòa không? + Nêu giá trị của a ở vị trí cân bằng và ở vị trí hai biên. + ω là tần số góc: là tốc độ biến đổi góc pha. Đơn vị rad/s hoặc độ/s. vói con lắc lò xo 5. Đồ thị x(t) của dao động điều hòa Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị của dao động điều hòa: x = Acos ω t Nhận xét: Dao động điều hòa là chuyển động tuần hoàn với T = 2π ω . 6. Chu kỳ và tần số của dao động điều hòa Chu kỳ: T = 2π ω . (3) Con lắc lò xo: T = m 2 k π . Tần số : f = 1 T = 2 ω π . (4) Con lắc lò xo: f = 1 k 2 mπ . 7. Vận tốc trong dao động điều hòa v = x ’ = - ω Asin( ω t + ϕ ) = ω Acos( ω t + ϕ + 2 π ) Nhận xét: v biến thiên điều hòa với chu kỳ cùng chu kỳ x. v lệch pha so x một góc 2 π Chú ý: Ở vị trí x = ± A thì v = 0 Ở vị trí x = 0 thì v có độ lớn cực đại bằng ω A ( hoặc - ω A) 8. Gia tốc trong dao động điều hòa a = v ’ = x ’’ = - ω 2 Acos( ω t + ϕ ) = - ω 2 x Nhận xét ; a luôn trái dấu với li độ ( a ngược pha với li độ) HĐ 4: Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay. Xác định A và ϕ dựa vào điều kiện ban đầu x = OP = Acos( ω t + ϕ ) + Hướng dẫn hs biểu diễn vectơ OM uuuur ở thời điểm ban đầu (t = 0), với góc giữa Ox và OM uuuur là ϕ + biểu diễn vectơ OM uuuur ở thời điểm t với góc giữa Ox và OM uuuur là ( ω t + ϕ ) + Xác định độ dài đại số hình 9. Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay x = Acos( ω t + ϕ ) Véc tơ OM uuuur : có độ dài là A, quay đều quanh điểm O trong mp chứa trục Ox với tốc độ góc ω . Ở thời điểm ban đầu t=0, góc giữa Ox và OM uuuur là ϕ Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 19 Kết luận chiếu của OM uuuur lên trục Ox và nêu kết luận + Vẽ véc tơ quay của dao động x = 5cos(0,5t + 3 π ) + Hướng dẫn hs giải hệ phương trình tìm A, ϕ với những cách kích thích khác nhau. + Ghi nhớ một số trường hợp đặc biệt + Độ dài đại số của hình chiếu trên trục x của OM uuuur biểu diễn dao động điều hòa chính là li độ x của dao động . 10. Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động + Kích thích dao động bằng cách đưa vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương một đoạn x 0 rồi thả nhẹ (v=0). Chọn t =0 lúc thả vật ta có: x=x o , v=0 ⇒ o Acos x Asin 0 ϕ =   −ω ϕ =  ⇒ o A x 0 =   ϕ =  Nhận xét: Tùy theo cách kích thích khác nhau ta có A, ϕ khác nhau C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5 / ) - Viết phương trình dao động , phương trình vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa - Xét 3 đại lượng đặc trưng A, ϕ , ω cho dao động điều hòa của con lắc lò xo. Những đại lượng nào có thể có giá trị khác nhau , tùy thuộc vào cách kích thích dao động? Đại lượng nào chỉ có một giá trị xác định đối với con lắc lò xo đã cho? - Bài 5 /35 SGK Bài tập về nhà: Các bài tập còn lại trong SGK IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 11/8/2008 Tiết : 12&13 Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 7: CON LẮC ĐƠN. CON LẮC VẬT LÝ Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 20 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí. - Viết được những công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản. - Củng cố kiến thức về dao động điều hòa đã học trong bài trước và gặp lại trong bài này. 2. Kỹ năng: - Vận dụng trong các bài toán đơn giản. - Giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Tranh vẽ SGK. Con lắc đơn (gần đúng), một con lắc vật lí cho HS quan sát trên lớp. - Con lắc vật lí (phẳng) bằng bìa hoặc bằng tấm gỗ. Trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay đến khối tâm. 2. Học sinh : - Ôn lại khái niệm vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn, momen quán tính, momen của lực đối với một trục. Phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ: (8 / ) 1. Viết phương trình dao động con lắc lò xo, phương trình vận tốc và phương trình gia tốc. Nhạn xét và nêu giá tri của v, a ở các vị trí đặc biệt ( ở vị trí cân bằng, ở hai biên) 2. Điều kiện lực tác dụng lên vật như thế nào để vật dao động điều hòa? 3. Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay? 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Xây dựng phương trình động lực học của con lắc đơn 30 + Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây mềm không dãn có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể. + Dao động + Dao động điều hòa + Trọng lực P ur và lực căng dây R ur . - Thành phần n P ur , R ur vuông góc với quĩ đạo nên không làm làm thay đổi tốc độ của vật. - Thành phần tiếp tuyến với quĩ đạo làm thay đổi tốc độ của vật (có khuynh hướng kéo vật về vị trí cân bằng O): lực kéo về − P sin α = m.a t −mgsinα = ms’’ Quan sát và mô tả con lắc đơn. hình vẽ 7.1 + Con lắc đơn là gì ? + Vật nặng chuyển động như thế nào (mô tả chuyển động )? Muốn chứng tỏ vật nặng dao động điều hòa phải thiết lập phương trình động lực học. + Con lắc chịu tác dụng của những lực nào ? Nhận xét thành phần của lực không làm thay đổi tốc độ của vật và thành phần của lực không làm thay đổi tốc độ của 1. Con lắc đơn : Con lắc đơn gồm: + Vật nặng có khối lượng m (chất điểm) + Sợi dây mềm không dãn có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể. 2. Phương trình động lực học * Các lực tác dụng lên vật − Trọng lực P ur − Phản lực R ur của dây * Phương trình chuyển động (theo định luật II Niutơn) P R ma+ = ur ur r (1) Chiếu (1) lên trục Ox tiếp tuyến với quỹ đạo, ta có : − Psinα = ma t a t = s’’ ⇒ − mgsinα = ms’’ với α ≤ 10 o thì sin α ≈α = s l Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 21 15 + s’’ + 0 g s l = Đặt: ω 2 = g l ⇒ s’’ + ω 2 . s = 0 s = Acos (ωt + ϕ) α = α o cos(ωt + ϕ) Đối với con lắc đơn dao động nhỏ có thể dùng li độ góc α hoặc dùng li độ dài s = lα. Nêu kết luận (sgk) + T = 2 2 l g π π ω = + f = 1 1 2 g T l π = vật? Chọn chiều dương chiều O đến A. ta có hệ thức s = lα. Viết phương trình chuyển động của vật? + Với α ≤ 10 o thì sin α ≈α = s l tương tự con lắc lò xo. Hãy viết phương trình pt động lực học dao động của con lắc đơn (phương trình vi phân)? + Tương tự cho biết nghiệm của phương trình (3)? + Nghiệm phương trình góc lệch có dạng? + Kết luận dao động của con lắc đơn + Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong công thức trên? + Chu kỳ dao động của con lắc đơn? + Tần số dao động của con lắc đơn? + ω, T và f có phụ thuộc khối lượng của vật nặng không? ⇒ s’’ + 0 g s l = (2) Pt (2) được gọi là pt động lực học dao động của con lắc đơn với góc lệch α nhỏ. Đặt : ω 2 = g l ⇒ s’’ + ω 2 s = 0 (3) 3. Nghiệm của phương trình động lực học của con lắc đơn Phương trình : s’’ + ω 2 s = 0 có nghiệm là phương trình dao động của con lắc đơn. s = Acos (ωt + ϕ) hay α = α o cos(ωt + ϕ) Dao động của con lắc đơn với góc lệch nhỏ là dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng với g l ω = Chu kỳ − tần số * Chu kỳ T = 2 2 l g π π ω = * Tần so f = 1 1 2 g T l π = HĐ2: Nhận biết con lắc vật lý viết được phương trình dao động, tần số và chu kỳ của con lắc vật lý 15 Quan sát hình vẽ 7.3 mô tả con lắc vật lý. + Xem sách và phát biểu. + Vật nặng trong con lắc đơn được xem là chất điểm. + Con lắc đơn được xem là chất điểm với d = l, I = ml 2 Thế vào ω = mgd I = g l + Đo T. Từ công thức T suy ra g. + Mô tả con lắc vật lý? + Xác định trọng tâm G, trục quay, góc lệch α? + Nêu phương trình dao động, công thức tần số góc, chu kỳ? + So sánh khác nhau của con lắc vật lý và con lắc đơn + Câu C1? + Xem sách phần chứng minh con lắc vật lý dao động điều hòa . + Nêu cách đo g bằng cách dùng con lắc vật lý? 4. Con lắc vật lý + Con lắc vật lý là một vật rắn quay được quanh một trục nằm ngang cố định. + Phương trình dao động : α = α o cos(ωt + ϕ) Trong đó: - Tần số góc: ω = mgd I m: khối lượng vật rắn I: momen quán tính đối với trục qua. d: khoảng cách từ trọng tâm đến trục quay GQ. - Chu kỳ: T = 2π ω = I 2 mgd π + Ứng dụng: - Đo gia tốc trọng trường g Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 22 HĐ 3: Hình thành các khái niệm hệ dao động, dao động tự do, tần số góc riêng 10 Đọc sách và theo dõi trả lời. + Ví dụ về hệ dao động : - Con lắc lò xo : gồm vật nặng gắn vào lò xo có 1 đầu cố định. - Con lắc đơn: gồm vật nặng cùng với trái đất là một hệ dao động. + Ví dụ về dao động con lắc lò xo, con lắc đơn (con lắc vật lý) đã xét ở trước là dao động tự do Gv nêu các khái niệm và cho học sinh minh họa + Hệ dao động là gì ? + Thế nào là dao động tự do ? + Thế nào là tần số góc riêng? + Viết công thức tần số riêng của con lắc lò xo và con lắc đơn ? 5. Hệ dao động : + Hệ dao động gồm vật dao động cùng với vật tác dụng lực kéo về (lực hồi phục) gây nên dao động. + Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực gọi là dao động tự do. + Một vật hay hệ dao động tự do theo một tần số góc xác định gọi là tần số góc riêng của vật hay hệ ấy. - Con lắc lò xo : ω = k m - Con lắc đơn và trái đất : ω = g l C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (10 / ) 1. Dao động của vật nặng trong con lắc lò xo, con lắc đơn (góc lệch nhỏ) là dao động tịnh tiến (cung gần trùng dây cung): vật nặng chuyển động tịnh tiến theo phương trình dạng hàm sin, vào một thời điểm đã cho mọi điểm của vật nặng có cùng vận tốc và gia tốc. Dao động của con lắc vật lý có phải là dao động tịnh tiến không? Nếu không thì dao động này khác dao động tịnh tiến ở điểm nào? Dao động của con lắc vật lý là dao động điều hòa quay các điểm trên vật vạch nên các quỹ đạo khác nhau. Mọi điểm trên vật rắn đều quay quanh một trục đều có cùng li độ góc, tốc độ góc và gia tốc góc (khác nhau đại lượng dài) 2. - Lực kéo về con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m: độ lớn F = kx . Lực kéo về con lắc đơn: độ lớn F = m g l x phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m - Tần số góc con lắc lò xo ω = k m phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m. Tần số góc con lắc đơn ω = g l không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m. - Gia tốc con lắc lò xo a = - ω 2 x phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m. Gia tốc con lắc đơn a = - ω 2 x không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m. Bài tập về nhà: 1 đến 5/40 trong SGK. IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn : 12/8/2008 Tiết : 14 Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 8: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 23 I. MỤC TIÊU : 1. Kiến thức: - Thiết lập và viết được biểu thức động năng, thế năng và cơ năng trong dao động điều hòa. 2. Kỹ năng: - Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học - Giải các bài toán cơ bản về năng lượng trong dao động điều hòa 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : - Tranh vẽ SGK 8.1; 8.2. 2. Học sinh : Ôn lại kiến thức lớp 10 (lực thế, định luật bảo toàn cơ năng). III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ: (5 / ) 1.Viết phương trình dao động con lắc đơn góc lệch nhỏ. Biểu thức chu kỳ, tần số con lắc đơn. 2. Viết biểu thức chu kỳ, tần số góc con lắc vật lý. Bài 5/SGK 3. Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Xây dựng biểu thức tính thế năng, động năng của vật dao động điều hòa và định luật bảo toàn cơ năng. 3 10 10 + Trọng lực và lực đàn hồi . các lực này được gọi chung là lực thế. + Bảo toàn + Nêu kết luận + x = Acos ( ωt + ϕ ) + W t = 2 1 kx 2 + W t biến thiên tuần hoàn với chu kì bằng ½ chu kỳ của dao động + v = − ωAsin (ωt + ϕ ) + W đ = 2 1 mv 2 + W đ biến thiên tuần hoàn với chu kì bằng ½ chu kỳ của dao động + Con lắc lò xo, con lắc đơn chịu tác dụng của những lực gì? Các lực này còn được gọi một tên chung là lực gì ? + Cơ năng của một vật chuyển động trong trường lực thế như thế nào ? Nêu kết luận cơ năng của vật dao động. Xét dao động điều hòa của con lắc lò xo + Phương trình dao động của con lắc lò xo? + Dưới tác dụng của lực đàn hồi biểu thức thế năng của vật? Suy ra biểu thức thế năng của con lắc lò xo. Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi thế năng theo thời gian? (đồ thị h 8.1). Nhận xét về sự biến đổi của thế năng C1. + Phương trình vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo ? + Khi vật nặng m chuyển động với vận tốc v thì biểu thức động năng của vật? Suy ra biểu thức của con lắc lò xo. 1. Sự bảo toàn cơ năng Cơ năng của vật dao động được bảo toàn. 2. Biểu thức của thế năng Xét vật nặng trong con lắc lò xo : x = Acos(ωt + ϕ) Thế năng :W t = 2 1 kx 2 = 2 2 1 kA cos ( t ) 2 ω + ϕ mà: ω 2 = k m ⇒ W t = 1 2 mω 2 A 2 cos 2 (ωt + ϕ) (1) 3. Biểu thức động năng v = −ωAsin(ωt + ϕ) Động năng W đ = 2 1 mv 2 W đ = 2 1 m 2 ω A 2 sin 2 (ωt + ϕ) (2) Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 24 10 + Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng. W = W t + W đ + Cơ năng bảo toàn và tỉ lệ với bình phương A. + W = 1 2 kA 2 ⇒ A = 2W k + W = 1 2 kA 2 = 1 2 kx max 2 + W = 1 2 mω 2 A 2 = 1 2 mv max 2 Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi động năng theo thời gian? (đồ thị h 8.2). Nhận xét về sự biến đổi của động năng C2. + Cơ năng là gì ? biểu thức ? + Hướng dẫn học sinh biến đổi để dẫn tới công thức cơ năng của con lắc lò xo là 1 2 kA 2 Cơ năng của con lắc lò xo có phụ thuộc vào thời gian không và tỉ lệ như thế nào với biên độ dao động? Từ công thức (3) có thể tính cơ năng theo biên độ A hoặc ngược lại. Viết công thức liên hệ giữa cơ năng W và vận tốc cực đại v max của vật nặng. 4. Biểu thức cơ năng W = W t + W đ 1 2 mω 2 A 2 [cos 2 (ωt+ϕ)+sin 2 (ωt ϕ) W = 1 2 mω 2 A 2 = 1 2 kA 2 = const (3) Vậy : − Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ dạng thế năng sang dạng động năng và ngược lại. − Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC 4. Củng cố kiến thức: (5 / ) Sự biến thiên năng lượng trong dao động điều hòa + Khi vật ở vị trí 2 biên : x = ± x max = ± A, v = 0, thế năng cực đại, động năng bằng không. + Khi vật lại gần vị trí cân bằng : x giảm, v tăng, thế năng giảm, động năng tăng. + Khi vật ở tại vị trí cân bằng x = 0, v max , thế năng bằng không, động năng cực đại. + Khi vật rời xa vị trí cân bằng : x tăng, v giảm, thế năng tăng, động năng giảm. Bài tập về nhà: 1 đến 4/43 SGK. Đọc và làm bài tập 2 và 3 về dao động điều hòa IV: RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… Ngày soạn: 15/8/2008 Tiết thứ: 15,16&17 I. MỤC TIÊU: Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương BÀI 9: BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 25 1. Kiến thức: - Hệ thống kiến thức về dao động điều hòa 2. Kĩ năng: - Giải được các bài tập về con lắc lò xo và con lắc đơn. - Vận dụng được công thức tính chu kỳ dao động của con lắc vật lý. - Biểu diễn được một dao động điều hòa bằng vectơ quay. 3. Thái độ: - Tình cảm: có hứng thú với bộ môn. II. CHUẨN BỊ: 1. Chuẩn bị của thầy: Hệ thống bài tập. Phiếu học tập 2. Chuẩn bị của trò: Làm bài tập III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1. Ổn định tổ chức (2 / ) 2. Kiểm tra bài cũ (8 / ) 1. Viết biểu thức tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc lò xo và của con lắc đơn. Nhận xét. 3. Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức HĐ 1: Hệ thống kiến thức 10 Dùng phiếu học tập để hệ thống kiến thức 1) Thế nào là dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. 2) Chu kỳ, tần số của dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. Đơn vị? Công thức chu kỳ tần số của con lắc lò xo, con lắc đơn, con lắc vật lý. 3) Đặc điểm của lực kéo về (lực hồi phục) trong dao động điều hòa 4) Viết các phương trình động lực học và phương trình dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn. 5) Biểu diễn véc tơ quay của dao động điều hòa ở thời điểm t = 0 6) Viết phương trình vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa và nhận xét (chu kỳ, pha so với li độ). 7) Hệ thức độc lập của x và v; a và x. 8) Viết biểu thức tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc lò xo và của con lắc đơn. Nhận xét. HĐ2: Phương pháp giải toán về đại cương dao động điều hòa 45 + A = 2,5 cm; ω = 10 π rad/s; ϕ = 2 π rad; ( ω t + ϕ ) = (10 π t + 2 π ) v=-2,5.10 π sin(10 π t + 2 π )cm/s v = -25 π sin 5 6 π = -12,5 π cm/s a= -250 π 2 cos(10 π t + 2 π )cm/s 2 a = -250 π 2 cos 5 6 π = 2160cm/s 2 Bài 2 Cho x = 2,5cos(10 π t + 2 π ) (cm). + Xác định A, ,ω ϕ , pha dao động ? + Xác định thời điểm biết pha dao động 5 6 π ? + Xác định x biết thời điểm (pha dao động )? + Tương tự xác định v, a biết thời điểm (pha dao động )? Nhận xét Biết pha dao động ta xác định được trạng thái của dao động (x, v, a). Bài 2 x = 2,5cos(10 π t + 2 π ) (cm) a) Thời điểm mà pha dao động là 5 6 π (10 π t + 2 π ) = 5 6 π ⇒ t = ( 5 6 π - 2 π ):10 π = 1 30 (s) Li độ của vật khi pha dao động là 5 6 π : x = 2,5cos 5 6 π = - 2,16 cm Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương [...]... Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 32 - Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp hai dao động Biết được thế nào là dao động cưỡng bức, cộng hưởng 2 Kỹ năng: - Có kĩ năng dùng cách vẽ Fre−nen để tổng hợp hai dao động cùng tần số góc 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : 2 Học sinh : Ôn lại cách biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay III TỔ CHỨC HOẠT... cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế 2 Kỹ năng: - Nhận biết các loại dao động cưỡng bức, cộng hưởng trong thực tế 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : - Thí nghiệm H 11.4 SGK bằng trình chiếu 2 Học sinh : Ôn khái niệm hệ dao động, dao động tự do, tần số riêng III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU / 1 Ổn định tổ chức (2 ) 2 Kiểm tra bài cũ: (5/) 1 Dao động tắt dần là gì? Nguyên... một số ứng dụng thực tế có liên quan đến bài học 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : - Tranh vẽ SGK 10.2 Bốn con lắc lò xo dao động trong các môi trường nhớt khác nhau để HS quan sát trên lớp.(nếu có thể minh họa bằng hình ảnh) 2 Học sinh : Quan sát hiện tượng đưa võng, đồng hồ quả lắc, bộ phận giảm xóc III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU 1 Ổn định tổ chức (2/)... Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương (1) Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 34 - Tính được gia tốc trọng trường từ kết quả thí nghiệm trên 2 Kỹ năng: - Sử dụng thước đo độ dài và đồng hồ đo thời gian - Bước đầu làm quen với việc sử dụng dao động ký ảo để vẽ đồ thị 3 Thái độ: II CHUẨN BỊ : 1 Giáo viên : - Dụng cụ: + Giá đỡ cao 1m để treo... Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 35 - Để kết quả thí nghiệm chính xác, cần phải đo chính Nhận xét: lập tỉ số và so sánh 2 2 2 xác thời gian dao động Và để ∆T ≤ 0,02s thì dao động l 2 T  T  l T  l vôùi  2  ; 3 vôùi  3  ; 4 vôùi  4  ∆t T  T  T  l1 l1 của con lắc n ≥ 50 , nghĩa là: ∆T = ≤ 1s => n ≥ 50 dao l1  1  1  1 n => Rút ra kết luận thí nghiệm động II. .. chậm + Dao động tắt dần càng nhanh nếu môi trường càng nhớt tức càng nhanh biết rằng độ nhớt của Dao động tắt dần chậm có thể Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 29 lực cản của môi trường càng môi trường tăng theo thứ tự là: coi gần đúng là dạng sin với tần lớn không khí nước, dầu, dầu rất nhớt số góc là ωo và... cộng hưởng - Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực, có biên độ phụ thuộc tần số ngoại lực Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 30 - Biết được khi tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức... cung cấp vào yếu tố nào? A = 2 cm cho vật π π ϕ phụ thuộc vào chọn gốc thời (Loại nghiệm vì sin = 1 thì 2 2 gian Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 27 + Nêu phương pháp chung Chú ý v . dao động, suy ra A và ϕ 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ : 1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3 2. Học sinh : III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: A. HOẠT. Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ BÀI 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang

Ngày đăng: 31/05/2013, 00:22

Xem thêm: Giáo án 12NC Chương II, Giáo án 12NC Chương II, Ổn định tổ chức 2. Giới thiệu mục tiêu chương II: 5 Tạo tình huống học tập B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Dao đợng:, Phương trình động lực học của vật dao động trong con Dao động điều hòa Nghiệm của 1 là: Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa, Đồ thị xt của dao động điều hòa Chu kỳ và tần số của dao động điều hòa Vận tốc trong dao động điều hòa Gia tốc trong dao động điều hòa Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay, Ổn định tổ chức 2 2. Kiểm tra bài cũ: 8 Con lắc đơn : Con lắc đơn gồm: Nghiệm của phương trình động lực học của con lắc đơn, Con lắc vật lý + Con lắc vật lý là một vật rắn Hệ dao động : + Hệ dao động gồm vật dao, Kiểm tra bài cũ: 5 Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Sự bảo tồn cơ năng Cơ năng của vật dao động được Biểu thức của thế năng Xét vật nặng trong con lắc lò xo Biểu thức động năng v =, TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL, Kiểm tra bài cũ: 8 Dao động tắt dần. + Dao động tắt dần là dao động, TIẾN TRÌNH BÀI HỌC TL, Sự cộng hưởng : + Hiện tượng biên độ của dao Phân biệt dao động cưỡng bức và dao động duy trì Ứng dụng hiện tượng cộng hưởng, Độ lệch pha giữa hai dao động Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số góc., Kiểm tra bài cũ: Tạo tình huống học tập: B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

Giáo án 12NC Chương II

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan