Bài giảng môn học Vật lý lớp 12 - Tiết 1: Bài 1: Dao động điều hoà

Ngày Soạn: 15/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 1: Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I - MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - HS nêu được định nghĩa dao động điều hoà, dao động tuần hoàn. - HS nêu được các khái niệm về lí độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì. 2. Kĩ năng: - HS viết được phương trình dao động điều hoà, giải thích được các đại lượng trong phương trình. - nhận biết được các dao động cơ học trong thực tế, phân biệt được dao động tuần hoàn và các dao động khác. 3. Thái độ - Tư duy: - có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - tư duy logic. II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Giáo Viên: - Chuẩn bị các ví dụ về dao động cơ học và dao động điều hoà. - Vẽ hình 1.4 SGK. 2. Học Sinh: - Ôn lại chuyển động tròn đều. III - TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: 1. Ổn định tổ chức lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Hoạt động 1: Hướng dẫn HS tìm hiểu khái niệm về dao động cơ học. Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Nội dung GV: Hướng dẫn HS lấy các ví dụ về dao động cơ học. GV: qua các ví dụ đó em hãy phân tích dạng chuyển động của vật, chúng có đặc điểm gì? GV: vậy vị trí cân bằng của vật là gì? Em hãy xác định vị trí này thông qua các ví dụ đó? GV: vậy dao động cơ học là gì? GV: Chuyển động tuần hoàn là gì? vậy dao động tuần hoàn là gì? GV: Chu kì trong dao động tuần hoàn có gì đặc biệt? GV: vậy dao động tuần hoàn và dao động cơ có đặc điểm gì khác nhau? GV: nhấn mạnh sự đặc biệt của dao động điều hoà trong dao động tuần hoàn. - HS lấy các ví dụ về dao dộng trong thực tế. - phân tích tìm ví trí cân bằng của vật. - thảo luận tìm ra các đặc tính của chuyển động này. - Định nghĩa về dao động cơ. - nhắc lại kiến thức về chuyển động có tính chất tuần hoàn đã học ở lớp 10 - nhận xét các đặc tính của dao động tuần hoàn. I – DAO ĐỘNG CƠ: 1. Thế nào là dao động cơ? - Dao động cơ học là các chuyển động của vật xung quanh vị trí cân bằng xác định. Ví dụ: màng trống, dây đàn, . 2. Dao động tuần hoàn: - Dao động tuần hoàn của vật là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. - Khoảng thời gian đó gọi là chu kì dao động của vật. T (s) - dao động tuần hoàn đơn giản nhấtgọi là dao động điều hoà. Hoạt động 2: hướng dẫn HS tìm hiểu dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: em hãy nhắc lại định nghĩa dao động điều hoà, các đại lượng biểu diễn trong dao động điều hoà? GV: Chia nhóm HS , hướng dẫn HS biểu diễn toạ độ của hình chiếu của điểm M trong quá trình điểm M chuyển động tròn đều. GV: vậy em hãy đọc kết quả của nhóm về phương trình biểu diễn hình chiếu của điểm M trên trục Ox? GV: nhấn mạnh phương trình biểu diễn hình chiếu và các đại lượng biểu diễn nó. GV: em có nhận xét gì về quá trình chuyển động của hình chiếu P khi M chuyển động tròn đều? GV: Vậy dao động điều hoà có đặc điểm gì? GV: em hãy trả lời câu hỏi C1. HS: nêu lại định nghĩa chuyển động tròn đều, các đại lượng liên quan. HS: Hoạt động nhóm sử dụng các công thức lượng giác tìm phương trình hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên trục Ox. HS: báo cáo kết quả. - Ghi nhận phương trình vừa tìm được, các đại lượng trong công thức. HS: quan sát chuyển động của hình chiếu P nhận xét đặc điểm của chuyển động này. - Trả lời câu hỏi C1. II – PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ: 1. Ví dụ: M M M0 P2 o P x X = Acos (wt + φ) Trong đó: A, w,φ là các hằng số. 2. Định nghĩa: Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là hàm Sin hay (Cosin) cảu thời gian. Hoạt động 3: Hướng dẫn HS tìm hiểu các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: hướng dẫn HS tìm hiểu các đại lượng trong biểu thức biểu diễn dao động điều hoà như: + biên độ dao động. + pha dao động. + pha ban đầu của dao động. GV: em hãy quan sát lại hình ảnh của hình 1.4 SGK. Em có nhận xét gì về hình chiếu của điểm M? - vậy dao động điều hào và chuyển động tròn đều có mối liên hệ với nhau không? - HS: tìm hiểu các đại lượng trong dao động điều hoà theo hướng dẫn của GV. - quan sát H1.4 và tìm mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao đông điều hoà. 3. Phương trình: X = A Cos (wt + φ). -A VTCB +A x A. Biên độ dao động ( x Max). (wt + φ) là pha dao động. φ pha ban đầu của dao động. 4. Chú ý: - dao động điều hoà của chất điểm có thể coi là hình ảnh hình chiếu của một vật chuyển động tròn đều với cùng vận tốc góc, biên độ bằng bán kính. - trục ox . Hoạt động 4: Củng cố. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: Tổng kết nội dung của bài học. GV: nhấn mạnh nội dung cần nắm: dao động tuần hàon là gì? Phương trình biểu diễn dao động điêug hoà, các đại lượng trong dao động về mặt động học. - ghi nhận củng cố của GV. Hoạt động 5: Dặn dò. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - về nhà học bài và làm các bài tập trong SGK và SBT. - ghi các bài tập vào vở. Bài 7 (SGK). Ngày Soạn: 17/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 02: Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (Tiết 2) I - MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Học sinh nắm được khái niệm thế nào là chu kì, tần số, vận tốc, gia tốc trong chuyển động tròn đều. - viết được các biểu thức tính vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều. - nắm được dạng của đồ thị trong dao động điều hoà. 2. Kĩ năng: - HS biết vận dụng các công thực tính tần số, chu kì vào giải các bài tập đơn giản. - vận dụng thành thạo công thức tính vận tốc và gia tốc. 3. Thái độ, Tư duy: - có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - tư duy logic, khoa học. II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Giáo Viên: 2. Học sinh: - xem lại các khái niệm về vận tốc góc, mối liên hệ vận tốc góc, chu kì và tần số trong chuyển động tròn đều đã học ở lớp 10. III - TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: 1. Ổn định tổ chức lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: 1. Dao động điều hoà là gì? Em hãy viết phương trình dao động điều hoà? 3. Bài mới: Hoạt động 1. Hướng dẫn HS tìm mối liên hệ giữa vận tốc góc, chu kì và tần số trong dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - Em hãyViết phương trình ly độ của dao động điều hòa ? - Chu kỳ dao động của hàm số cos là bao nhiêu ? - Giáo viên hướng dẫn biến đổi để cho học sinh thấy được ly độ ở thời điểm t và t + 2p/w - Chu kỳ là gì ? - Đơn vị chu kỳ là gì ? - Tần số là gì ? - Đơn vị của tần số là gì? x = Acos ( w t + j ) 2p x=Acos(wt+j)=Acos(w (t+2p/w)+j) Chu kỳ (T) là khoảng thời gian thực hiện một dao động toàn phần. - giây ( s ) - Số dao động được thực hiện trong một giây. - Hertz ( Hz ) III – Chu kì, Tần số, Tần số góc của dao động điều hoà: a. Chu kỳ - Chu kỳ (T) là khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật đi qua cùng một vị trí với cùng chiều chuyển động. Hay, chu kỳ (T) là khoảng thời gian thực hiện một dao động toàn phần. T = T : (s) b. Tần số : Tần số f của dao động là số chu kỳ dao động (còn gọi tắt là số dao động) được thực hiện trong một đơn vị thời gian (1 giây) f = {f : Hz } Hoạt động 2: Hướng dẫn HS tìm hiểu biểu thức tính vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung -Vận tốc bằng đạo hàm của ly độ theo thời gian. - Học sinh tự tìm biểu thức vận tốc. - Ở ngay tại vị trí biên, vật nặng có ly độ như thế nào ? - Ở ngay tại vị trí biên, vật nặng có vận tốc như thế nào ? - Ở ngay tại vị trí cân bằng, vật nặng có ly độ như thế nào ? - Ở ngay tại vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc như thế nào ? - Pha của vận tốc v như thế nào so với pha của ly độ x . - Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc theo thời gian. - Học sinh tự tìm biểu thức gia tốc. - Gia tốc và ly độ có đặc điểm gì ? v = x’ = -wAsin(wt + j) x = ±A v = 0 x = 0 v = ±wA Người ta nói rằng vận tốc trễ pha p / 2 so với ly độ. a = v’ = x’’= = -w2Acos(wt + j) = -w2x IV - VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ: 2. Vận tốc trong dao động điều hòa v = x’ = -wAsin(wt + j) Chú ý : - Ở vị trí giới hạn (ở vị trí biên) : x = ±A thì v = 0 - Ở VTCB : x = 0 thì v = ±wA 3. Gia tốc trong dao động điều hòa a = v’ = x’’ => a = -w2Acos(wt + j) = -w2x - Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. Hoạt động 3: Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà: Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy cho biết dao động điều hoà có phương trình dạng ntn? - vậy với phương trình dạng hàm sin hoặc hàm cos thì đồ thị có dạng ntn? - chia nhóm trong lớp và yêu cầu HS thảo luận và vẽ dạng đồ thị của dao động điều hoà. - tại sao lại gọi là dao động điều hoà? Pt có dạng: X = Acos(wt + φ). - vẽ đồ thị Nhận xét từ đồ thị. V - ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ: A o x -A Hoạt động 4: Củng cố. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: tóm tắt nội dung của bài học. - chú ý cho HS các nội dung cần nắm vững của bài học. GV: yêu cầu HS làm ngay bài tập 11/ 09 SGK 12. - ghi nhận những chú ý của thầy giáo. - giải bài tập 11. Bài 11. T = 05s. f = 2 Hz A = 18 cm Hoạt động 5: Dặn dò. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: về nhà các em học bài và làm các bài tập trong SGK và SBT. GV: yêu cầu HS chuẩn bị bài tập cho tiết bài tập tới. - ghi nhận dặn dò của GV. Ngày Soạn: 19/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 03: BÀI TẬP I - MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - HS nắm trắc các khái niệm về dao động điều hoà, các công thức tính chu kì, tần số, vận tốc góc. - HS biết cách tính vận tốc, gia tốc và các đại lượng liên quan. 2. Kĩ năng: - Biết cách vận dụng các công thức tính vận tốc, chu kì, tần số. - tìm các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà. 3. Thái độ - Tư duy: - có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - Tư duy logic. II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Giáo Viên: - Chuẩn bị các bài tập cần chữa cho HS. - chuẩn bị các bài tập trong sách giải toán vật lí 12 để cho HS làm thêm. 2. Học Sinh: - làm các bài tập trong SGK và SBT. III - TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: 1. Ổn định tổ chức lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Câu hỏi: em hãy cho biết dao động điều hoà là gì? mối liên hệ vận tốc góc, chu kì và tần số? Viết biểu thức tính vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà? 3. Bài tập: Hoạt động 1: Hướng dẫn HS giải các bài tập tìm các đại lượng trong phương trình biểu diễn dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: en hãy đọc và tóm tắt nội dung bài toán? - vậy bài toán cho biết gì và yêu cầu tìm gì? - với bài toán này các em hãy tìm cách giải ? - vậy tìm các đại lượng trong phương trình ntn? - Đọc và tóm tắt bài toán. - nêu nhận xét về bài toán. - thảo luộn và tìm các đại lượng trong yêu cầu của đề bài. Bài 9/9 X= -5Cos (4πt) = 5Cos (4πt + π) Vậy biên độ và pha ban đầu là : 5cm, π. Đáp án: D Hoạt động 2: Hướng dẫn HS giải bài toán tính chu kì, tần số, biên độ. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: em hãy đọc và tóm tắt bài toán. - vậy với bài toán này em hãy trình bày cách giải bài toán? - vậy em hãy viết công thức tính chu kì, tần số và vận tốc góc của bài? - tìm A, T, f ntn? - Đọc và tóm tắt bài toán. - tìm các phương án lập luận để giải bài toán. - thảo luận nhóm và giải toán. Bài 11/ 9 T = 0.5s f = 2Hz A = 18 cm. Hoạt động 3: Củng cố Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: chú ý cho HS cách biến đổi giữa các hàm số lượng giác, đặc biệt là hàm số Sin và hàm số Cos. - chú ý các lỗi hay gặơ khi giải các bài tập vật lí. - ghi nhận Hoạt động 4: Dặn dò. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - về nhà các em học bài và làm các bài tập đầy đủ. - đọc trước bài con lắc lò xo, ôn tập lại định luật Húc đã học ở lớp 10. - ghi nhận Ngày Soạn: 22/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 04: CON LẮC LÒ XO I - MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: - HS nắm được cấu tạo của con lắc lò xo. 2. Kĩ năng: - nhận biết được điều kiện dao động điều hoà của con lắc lò xo. - vận dụng vào giải một số baì toán về con lắc lò xo. 3. Thái độ - Tư duy: - có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - tư duy logic, chính xác khoa học. II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1.Giáo Viên: - chuẩn bị một con lắc lò xo hình tượng. (có thể chuẩn bị bằng phần mên crôcdie6.0) 2. Học Sinh: - tìm hiểu về lực đàn hồi đã học ở lớp 10. III - TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: 1. Ổn định tổ chức lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: - lực đàn hồi là gì? Công thức của định luật Hook ? 3. Bài mới: Hoạt động 1: Tìm hiểu các lực tác dụng vào vật. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy cho biết các đặc tính của lò xo? - khi đó GV nêu ra cấu tạo của con lắc lò xo và cách bố chí của nó. - cách bố chí con lắc lò xo. - em hãy cho biết tại VTCB con lắc lò xo chịu tác dụng của những lực nào? - tìm các lực tác dụng lên vật khi vật được kéo lệch khỏi VTCB? - vậy khi thả tay ra vật chuyển động ntn? - vậy dạng chuyển động của vật là gì? -A VTCB A I – CON LẮC LÒ XO: - Xét một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m, gắn vào đầu một lò xo có độ cúng K. - xét vật ở ví trí cân bằng vật chịu tác dụng của các lực: - xét vật tại ví trí có li độ x bất kì: Khi đó vật dao động xung quanh vị trí cân bằng. Hoạt động 2: Tìm hiểu vận tốc góc, chu kì của con lắc lò xo trong dao động điều hoà. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy phân tích các lực tác dụng vào con lắc lò xo? - vậy những lực nào đóng vai trò là nguyên nhân gây ra chuyển động của vật? - vậy em hãy viết phương trình của định luật II Niu ton cho vật? - GV hướng dẫn HS đặt bài toán. - khí đó gia tốc a và li độ x có mối liên hệ với nhau ntn? GV giải thích về phương trình vi phân và nghiệm của phương trình vi phân bậc II. Em có kết luận gì về nghiệm của phương trình vi phân, khi đó con lắc lò xo dao động ntn? - chu kì của con lắc lò xo được xác định ntn? - em có nhận xét gì về chiều của lực đàn hồi? - vậy lực này có xu hướng ntn? - khái niệm lực kéo về trong chuyển động của con lức lò xo. + P và N cân bằng. - lực Fdh là nguyên nhận gây ra chuyển động. - kết luận con lắc lò xo dao động điều hòa. + T= . + phương và chiều của lực đàn hồi.. II – KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG CUẢ CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC: - chọn trục toạ độ ox song song với trục của lò xo. Chiều dương trừ trái qua phải. o trùng với VTCB của vật. - Vì trọng lực P và lực cản N cân bằng nhau nên: F = -Kx. - Ấp dụng định luật II Niuton: Đặt Khi đó: x’’+w2x = 0 Vậy con lắc lò xo dao động điểu hoà. T = 2π 4. Lực kéo về: Hoạt động 3: Hướng dẫn HS tìm hiểu định luật bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà của con lắc lò xo. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - Khi vật chuyển động, động năng của vật được xác định như thế nào ? - Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi động năng theo thời gian ? - Cơ năng là gì ? - Hướng dẫn học sinh biến đổi để dẫn tới công thức xác định cơ năng của con lắc lò xo ? - Cơ năng của con lắc lò xo có phụ thuộc vào thời gian không ? - Cơ năng tỉ lệ như thế nào với biên độ dao động ? Ví dụ : từ công thức (14.5) có thể tính cơ năng theo biên độ A hoặc ngược lại. Gợi ý HS viết công thức liên hệ giữa cơ năng W và vận tốc cực đại vmax của vật nặng. + x = Acos ( wt + j ) Wt= = - Khảo sát sự biến đổi thế năng theo thời gian + v = - wAsin (wt + j ) Wđ=A2sin2(wt + j) - Khảo sát sự biến đổi động năng theo thời gian. - Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng. W = Wt + Wđ => W = mw2A2[cos2(wt + j) + sin2(wt + j) => W = mw2A2 = kA2 = const - Cơ năng bảo toàn ! - Bình phương ! III – KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG: 1. Động năng: Wd= 2. Thế năng: Wt = 3. Cơ năng: W = Wt + Wđ => W = mw2A2[cos2(wt + j) + sin2(wt + j) => W = mw2A2 = kA2 = const 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. Sự biến thiên năng lượng trong dao động điều hòa - Khi vật ở vị trí cân bằng nhất : xmax, 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, vmax, 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. - Vậy : Trong quá trình dao động điều hòa, khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngược lại. Hoạt động 4: Củng cố. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - GV: nhắc lại một số kién thực cần nắm trong bài. - ghi lại chú ý của GV. Hoạt động 5: Dặn dò. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - các em về nhà học bài và làm bài tập trong SGK và SBT. - ghi và đánh giấu những bài tập về nhà. Ngày Soạn: 25/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 05: CON LẮC ĐƠN 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. - Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản. - Củng cố kiến thức về DĐĐH đã học trong bài trước và gặp lại trong bài này 2. Kĩ năng: - Quan sát dao động điều hoà của con lắc đơn. - vận dụng từ trực quan sinh động đến tư duy trìu tượng. 3. Thái độ - Tư duy: - Có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - Tư duy logịc II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Giáo Viên: - Chuẩn bị một con lắc đơn (gần đúng), một con lắc vật lí cho HS quan sát trên lớp. - Nêu chuẩn bị một 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 – TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra bài cũ: Bài mới: Hoạt động 1: Tìm hiểu cấu tạo của con lắc đơn. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - Quan sát hình vẽ 3.1 - Con lắc đơn là gì ? - Vị trí cân bằng là gì ? - Lúc đó vật nặng ở vị trí nào ? - Vật nặng dao động như thế nào ? - 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. - Nêu định nghĩa vị trí cân bằng. - Thấp nhất. - Mô tả dao động I. Con lắc đơn : - 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. Hoạt động 2: Khảo sát dao động điều hoà của con lắc đơn. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - 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 ? - Chuyển pt vectơ thành pt đại số ? - Trọng lực xác định như thế nào ? -Gia tốc a có độ lớn được xác định như thế nào ? - Phương trình - Psin a = m.a được viết lại như thế nào ? - Giáo viên giới thiệu đây là phương trình vi phân bậc 2, nghiệm số của phương trình có dạng : s = A cos ( wt + j ). - Phương trình góc lệch có dạng ? - 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 ? - Hệ dao động là gì ? Phương trình động lực học của con lắc đơn với dao động nhỏ thì có thể coi gần đúng như phương trình động lực học của con lắc lò xo. Dao động nhỏ tức là khi sina có thể coi gần đúng là a <<1 rad, hay là s << l. - Trọng lực và lực căng dây ? + = m . - P sin a = m.at P = m.g at = s’’ s’’ + w2. s = 0 s = Acos (wt + j) a = aocos(wt + j) Đối với con lắc đơn dao động nhỏ có thể dùng li độ góc a hoặc dùng li động dài s = lsina. - Tương tự như son lắc lò xo. T = f = II - KHẢO SÁT DĐĐH CỦA CON LẮC ĐƠN: * Các lực tác dụng lên vật - Trọng lực - Phản lực T của dây * Phương trình chuyển động (theo định luật II Niutơn) (1) Chiếu (1) lên trục Mx tiếp tuyến với quỹ đạo, ta có : - Psina = mat {at = s’’ => -mgsina = ms’’ với a £ 10o thì sin a »a = => s’’ + (2) Pt (2) được gọi là pt động lực học dao động của con lắc đơn với góc lệch a nhỏ. Đặt : w2 = => s’’ + w2s = 0 (3) PT có nghiệm là phương trình dao động của con lắc đơn. s = Acos (wt + j) hay a = aocos(wt + j) * Chu kỳ T = * Tần số f = * Con lắc đơn dao động nhỏ quanh VTCB với tần số góc w, tần số f và chu kỳ T không phụ thuộc khối lượng m của vật nặng. Hoạt động 3: Hướng dẫn HS khảo sát về mặt năng lượng của con lắc đơn. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy viết biểu thức tính động năng và thế năng của con lắc đơn? - vậy thế năng của con lắc đơn được xác định ntn? - viết biểu thức tính cơ năng. + Wd + Wt + W = III - KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG: 1. Động năng: Wd= 2. Thế năng: Wt= mgl(1- Cosα) 3. Cơ năng: * Cơ năng của con lắc đơn là đại lượng được bảo toàn. Hoạt động 4: Củng cố Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung GV: chú ý nội dung cần nắm vững của bài. - hướng dẫn HS làm bài tập 4/ 17 SGK. - ghi nhận và đánh giấu công thức cần nắm vững. Hoạt động 5: Dặn dò. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - về nhà học bài và làm bài tập trong SGK và SBT. - ghi nhận. Ngày Soạn: 30/08/2009 Lớp dạy: C1 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C2 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C3 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Lớp dạy: C4 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng: Lớp dạy: C5 Ngày dạy: Sĩ số: Vắng Tiết 06: BÀI TẬP 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. - Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản. - Củng cố kiến thức về DĐĐH đã học trong bài trước và gặp lại trong bài này 2. Kĩ năng: - Quan sát dao động điều hoà của con lắc đơn. - vận dụng từ trực quan sinh động đến tư duy trìu tượng. 3. Thái độ - Tư duy: - Có thái độ yêu thích bộ môn, yêu khoa học. - Tư duy logịc II - CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: 1. Giáo Viên: _Chuẩn bị một con lắc đơn (gần đúng), một con lắc vật lí cho HS quan sát trên lớp. - Nêu chuẩn bị một 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 – TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC: Ổn định tổ chức lớp: Kiểm tra bài cũ: Bài mới: Hoạt động 1: Hướng dẫn HS giải bài tập về tìm vận tốc của con lắc lò xo. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy đọc và tóm tắt bài toán. - vậy bài toán cho biết gì và yêu cầu các em tìm cái gì? - vậy với bài toán này chúng ta giải ntn? - có bao nhiêu cách xác định vận tốc của vật tại VTCB? - HS tìm phương pháp giải bài toán một cách tố ưu. - vậy để tìm vận tốc tại vị trí có li độ bất kì ta phải làm ntn? - Hướng dẫn HS giải. - Đọc và tóm tắt bài toán. - tìm phương án giải bài toán. - có 3 cách. - thảo luận và giải bài toán. Bài 6 / 13 Tốc độ của con lắc tại vị trí cân bằng là: Hoạt động 2: Hướng dẫn HS giải bài tập tìm cơ năng của con lắc lò xo Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy đọc và tóm tắt bài toán - vậy bài toán này cho biết gì và yêu cầu tìm gì? - vậy với bài toán này ta giải ntn? - rm hãy tìm các phương án tính thế năng của con lắc lò xo? - đọc và tóm tắt bài toán. - thảo luận tìm phương án giải bài tập. - thế năng của con lắc lò xo: Bài 5/13 = 0.008J Đáp án: D Hoạt động 3: Hướng dẫn HS giải bài toán về con lắc đơn. Hoạt động của Giáo Viên Hoạt động của Học Sinh Nội dung - em hãy đọc và tóm tắt bài toán. - vậy bài toán này cho biết gì và yêu cầu tìm gì? - em hãy thảo luận tìm cách giải bài toán. - vậy thế nào là một dao động toàn phần? - thời gian để thực hiện hết một dao động thành phần là bao nhiêu? - vậy trong khoảng thời gian đó vật thực hiện được bao nhiêu dao động thành phần? - tìm số dao động thành phần. - đọc và tóm tắt bài toán - tìm các phương án giải bài toán -tính chu kì của dao động - tìm n Bài 7/17 T = = t = nT + Δt => n = 160