Bài soạn Vật lý lớp 10 - Trường THPT Nông Cống

CH¦¥NG I DAO §éNG C¥ TuÇn:1 TiÕt: 1 Bµi 1: Dao ®éng ®iÒu hoµ Ngµy Soạn : 10/8/ 2012 I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được định nghĩa của dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa - Viết được biểu thức của phương trình của dao động điều hòa giải thích được các đại lượng trong phương trình - Nêu được dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các btập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo nằm ngang. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp *Vào bài Giới thiệu sơ lược nội dung của chương sau đó vào bài trực tiếp) * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Dao động cơ (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Lấy ví dụ về dao động trong thực tế mà hs có thể thấy từ đó yêu cầu hs định nghĩa dao động cơ. - Lấy một con lắc đơn cho dao động và chỉ cho hs dao động như vậy là dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn là gì? - Kết luận - Theo gợi ý của GV định nghĩa dao động cơ. - Quan sát và trả lời câu hỏi của GV - Đình nghĩa dao động tuần hòan (SGK) - Ghi tong kết của GV I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ? Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau. - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa Hoạt động 2: Phương trình của dao động điều hòa (25 phút) - Vẽ hình minh họa ví dụ - Yêu cầu hs xác định góc MOP sau khoảng thời gian t. - Yêu cầu hs viết phương trình hình chiếu của OM lên x - Đặt OM = A yêu cầu hs viết lại biểu thức - Nhận xét tính chất của hàm cosin - Rút ra P dao động điều hòa - Yêu cầu hs định nghĩa dựa vào phương trình - Giới thiệu phương trình dao động điều hòa - Giải thích các đại lượng + A + (ωt + φ) + φ - Nhấn mạnh hai chú ý của dao động liên hệ với bài sau. - Tổng kết - Quan sát - M có tọa độ góc φ + ωt - Hàm cosin là hàm điều hòa - Tiếp thu - Định nghĩa (SGK) -Tiếp thu và chuẩn bị trả lời các câu hỏi cuảt GV - Phân tích ví dụ để cùng GV rút ra các chú ý về quỹ đạo dao động và cách tính pha cho dao động điều hòa - Ghi vào vở II. Phương trình của dao động điều hòa 1. Ví dụ - Giả sử M chuyển động ngược chiều dương vận tốc góc là ω, P là hình chiếu của M lên Ox. Tại t = 0, M có tọa độ góc φ Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt Khi đó: điểm P có phương trình là: - Đặt A = OM ta có: Trong đó A, ω, φ là hằng số - Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P được gọi là dao động điều hòa 2. Định nghĩa Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình x = A cos(ωt + φ) gọi là phương trình của dao động điều hòa * A là biên độ dao động, là li độ cực đại của vật. A > 0. * (ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t * φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ 0, φ = 0) 4. Chú ý a) Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. b) Ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc MOP trong chuyển động tròn đều. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5 phút) - Thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn? Thế nào là dao động điều hoà? - Phân biệt được dao động tuần hoàn và dao động điều hoà? VI. NHIỆM VỤ VỀ NHÀ: - C©u hái tõ 1 ®Õn 5- trang 8- SGK. - Bµi tËp 7, 8, 9 trang 9- SGK. Rót kinh ngiÖm: TuÇn 1: TiÕt: 2 Bµi 1 Dao ®éng ®iÒu hoµ I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. - Nắm được công thức của vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa. 2. Về kĩ năng - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. æn ®Þnh tæ chøc: 2. Bµi cò: (5phút) -Định nghĩa và viết phương trình dao động điều hoà? -Cho biết tên gọi và đơn vị các đại lượng trong đó. * Vào bài - Tiết trước ta nghiên cứu xong phương trình dao động điều hòa là dạng cosin, hôm nay ta sẽ tìm hiểu tiếp về phương trình vận tốc và gia tốc của nó như thế nào? * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa (15phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Giới thiệu cho hs nắm được thế nào là dao động tòn phần. - Yêu cầu hs nhắc lại cách định nghĩa chu kì và tần số của chuyển động tròn? - Liên hệ dắt hs đi đến định nghĩa chu kì và tần số, tần số góc của dao động điều hòa. - Nhận xét chung - Tiếp thu - Nhắc lại kiến thức lớp 10: “chu kì là khoảng thời gian vật chuyển động 1 vòng” “Tần số là số vòng chuyển động trong 1 giây” - Theo gợi ý của GV phát biểu định nghĩa của các đại lượng cần tìm hiểu - Ghi nhận xét của GV III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa 1. Chu kì và tần số Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta nói vật thực hiện 1 dao động toàn phần. * Chu kì (T): của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn vị là s * Tần số (f): của dao động điều hòa là số dao động tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc Hz. 2. Tần số góc Trong dao động điều hòa ω được gọi là tần số góc. Giữa tần số góc, chu kì và tần số có mối liên hệ: Hoạt động 2: Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa (15phút) - Yêu cầu hs nhắc lại biểu thức của định nghĩ đạo hàm - Gợi ý cho hs tìm vận tốc tại thời điểm t của vật dao động - Hãy xác định giá trị của v tại + Tại + Tại x = 0 - Tương tự cho cách tìm hiểu gia tốc - Nhận xét tổng quát - Khi Δt 0 thì v = x’ Tiến hành lấy đạo hàm v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) * Tại thì v = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A - Theo sự gợi ý của GV tìm hiểu gia tốc của dao động điều hòa. - Ghi nhận xét của GV IV. Vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa 1. Vận tốc Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian. v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) - Vận tốc cũng biến thiên theo thời gian * Tại thì v = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A 2. Gia tốc Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian a = v’ = x” = -ω2A cos(ωt + φ) a = - ω2x * Tại x = 0 thì a = 0 * Tại thì a = amax = ω2A Hoạt động 3: Đồ thị của dao động điều hòa (10 phút) - Yêu cầu hs lập bảng giá trị của li độ với đk pha ban đầu bằng không - Nhận xét gọi hs lên bản vẽ đồ thị. - Củng cố bài học - Khi φ = 0 x = A cosωt t ωt x 0 0 A T/4 π/2 0 T/2 π -A 3T/4 3π/2 0 T 2π A t T V. Đồ thị của dao động điều hòa Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (5phút) 1. Củng cố 1. Một vật dao động điều hòa theo quy luật x = Acos(ωt + φ) vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại khi: A. li độ có trị số cực đại B. gia tốc có trị số cực đại C. pha dao động có trị số cực đại D. pha dao động có trị số bằng không 2. Một vật dao động điều hòa. Mệnh đề nào sau đây không đúng A. Li độ của vật biến thiên theo hàm sin hoặc cosin theo thời gian B. Ở các vị trí biên thì gia tốc có giá trị cực đại C. Vectơ vận tốc của vật đổi chiều khi vật qua vị trí cân bằng D. Chu kì dao động là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần 3. BTVN - Làm tất cả các bài tập trong SGK và SBT có liên quan. Rót kinh nghiÖm: Ngày Soạn : /8/ 2012 Tuần:2 Tiết:3 BÀI TẬP I. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT ĐƯỢC 1. Về kiến thức - Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán. Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu. 2. Về kỹ năng - Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà. 3. Về thái độ -Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và có tính tập thể. II. CHUẨN BỊ 1.Giáo viên: - Một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2.Học sinh: -Ôn lại kiến thức về dao động điều hoà . III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Gợi mở, đàm thoại và diễn giảng. IV. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Bài cũ: .(5phót) -Nêu cấu tạo con lắc lò xo, công thức tính chu kì? -Khi con lắc dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào? 3. Bài mới: Hoạt động 1: Giải bài tập trắc nghiệm.(10phót) Ho¹t ®éng cña GV- HS Néi dung tr×nh bµy b¶ng GV:Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 7,8,9 trang 8,9 sgk HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng GV:Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án HSThảo luận nhóm tìm ra kết quả GV:Gọi HS trình bày từng câu HS: giải thích Câu 7 trang 9: C Câu 8 trang 9: A Câu 9 trang 9: D Hoạt động 2: Giải bài tập tự luận về dao động điều hoà của vật năng, con lắc lò xo.(25phót) Ho¹t ®éng cña GV- HS Néi dung tr×nh bµy b¶ng Bài 1: Một vật được kéo lệch khỏi VTCB một đoạn 6cm thả vât dao động tự do với tần số góc ω = π(rad) Xác định phương trình dao động của con lắc với điều kiện ban đầu: a. lúc vật qua VTCB theo chiều dương b. lúc vật qua VTCB theo chiều âm HS tiếp thu -Đọc đề tóm tắt bài toán GV:Hướng dẫn giải: - Viết phương trình tổng quát của dao động. - Thay A = 6cm -Vận dụng điều kiện banđầu giải tìm ra φ HS thảo luận giải bài toán Bài 2: Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ chuyển động đầu dưới theo vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m. Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho nó vận tốc (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên. Chọn góc tg là lúc thả vật, gốc toạ độ là VTCB, c dương hướng xuống. a. Viết PTDĐ. b. Xác định thời điểm vật đi qua vị trí mà lò xo giãn 2 cm lần thứ nhất. * Hương dẫn Học sinh về nhà làm câu b Dl l0 0(VTCB) x - Dl • • • HS:Đọc đề tóm tắt bài toán, thảo luận giải bài toán bµi 3: (11 tr 9) Giải Phương trình tổng quát: x = Acos(ωt + φ) ó x = 6cos(πt + φ) a. t = 0, x = 0, v>0 x = 6cosφ =0 v =- 6πsinφ > 0 cosφ = 0 sinφ < 0 => φ = -π/2 Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm b. t = 0, x = 0, v<0 x = 6cosφ = 6 v = - 6 sinφ < 0 cos φ= 0 sinφ > 0 => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm Giải a) Tại vị trí cân bằng O thì k.Dl = mg Þ Dl = (m) + w = (Rad/s) + m dao động điều hoà với phương trình x = Asin (wt + j) t = 0 x = 2 cm > 0 v = 10p (cm/s) <0 Ta có 2 = Acosj ®Cos j >0 -10p = -5p.Asinj ®Sinj >0 =>cotanj = 1/Þ j = π/3(Rad) ®A= 4(cm) Vậy PTDĐ: x = 4cos (5pt + ) (cm) 4.Củng cố dặn dò: -Nắm được phương pháp giải bài tập dao động của con lắc lò xo.Về nhà làm bài tập trong sách bài tập TiÕt 4: Bài 2 CON LẮC LÒ XO ---------o0o-------- I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nắm được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa. - Nắm được 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. - Nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc lò xo 2. Về kĩ năng - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. - Viết được phương trình động học của con lắc lò xo. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc lò xo treo thẳng đứng - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc lò xo nằm ngang. (Nếu có thể chuẩn bị con lắc lò xo trên đệm không khí) III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã tìm hiÓu xong dao động điều hòa về mặt động học.Bây giờ ta sÏ tìm hiÓu tiếp về mặt động học và năng lượng. Để làm được điều đó ta dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Con lắc lò xo (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc lò xo yêu cầu hs mô tả con lắc? - Quan sát con lắc khi cân bằng. Nhận xét? - Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó. - Kết luận - Mô tả con lắc lò xo - Có một vị trí cân bằng - Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng - Ghi chép kết luận I. Con lắc lò xo Con lắc lò xo gồm một vật nặng m gắn vào 1 đầu của lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể. Đầu còn lại của lò xo cố định. Con lắc có 1 vị trí cân bằng mà khi ta thả vật ra vật sẽ đứng yên mãi. Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học (15 phút) - Nêu giả thuyết về con lắc lò xo. Chọn trục tọa độ, vẽ hình. - Yêu cầu hs phân tích các lực tác dụng lên con vật m? - Gợi ý cho hs tiến hành tìm phương trình động lực học của con lắc lò xo. - Yêu cầu hs kết luận về dao động của con lắc lò xo? - Yêu cầu hs tìm tần số góc và chu kì. - Từ phương trình lực làm cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về. - Kết luận chung - Tiếp thu - Lên bảng tiến hành phân tích lực - Áp dụng định luật II NT tiến hành tính toán theo gợi ý của GV a + ω2x = 0 - Dao độngcủa con lắc lò xo là dao động điều hòa. * Tần số góc: * Chu kì: T = - Nhận xét về dấu và độ lớn của lực kéo về - Ghi kết luận II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học Xét vật ở li độ x, lò xo giản một đoạn Δl = x. Lực đàn hồi F = - kΔl Tổng lực tác dụng lên vật F = - kx Theo định luật II Niu tơn Đặt ω2 = k/m a + ω2x = 0 Vậy dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. * Tần số góc: * Chu kì: T = * Lực kéo về Lực hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kứo vè có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dao động điều hòa. Hoạt động 3: Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng (14 phút) - Yêu cầu hs viết biêu thức tính động năng, thế năng của con lắc? - Nhận xét sự biến thiên của thế năng và đông năng? - Viết biểu thức tính cơ năng và yêu cầu hs nhận xét? - Kết luận - Động năng - Thế năng * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. - Nhận xét và kết luận (SGK) III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc lò xo 2. Thế năng của con lắc lò xo * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương với biên độ dao động Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (3 phút) 1. Củng cố 1. Chọn công thức đúng khi tính chu kì dao động của con lắc A. T = B. T = C. T = D. T = 2. BTVN - Làm tất cả bài tập trong SGK và SBT. Đọc trứớc bài CON LẮC ĐƠN. Ngày so¹n : 8 / 2012 Tuần:3 Tiết: 5 Bài 3 CON LẮC ĐƠN ---------o0o-------- I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được cấu tạo con lắc đơn. - Điều kiện để vật nặng con lắc đơn dao động điều hòa. Viết được công thức tính chu kì, tần số góc của dao động. - Viết được công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn - Nêu nhận xét định tính về sự biến thiên năng lượng của con lắc đơn và chu kì biến thiên đó. 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao trong SGK hoặc SBT vật lý 12. - Viết được phương trình động học của con lắc đơn. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Chuẩn bị một con lắc đơn treo vào giá đỡ - Chuẩn bị các hình vẽ về con lắc đơn. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ (5 phút) 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã tìm hiểu xong dao động điều hòa về mặt động học của con lắc lò xo và khảo sát về năng lượng của nó.Bây giờ ta se tìm hiểu tiếp về con lắc đơn xem dao động của nó có là dao động đh hay không và năng lượng của nó như thế nào. * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Con lắc đơn (7 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Vẽ hình hoặc cho hs quan sát con lắc đơn yêu cầu hs mô tả con lắc? - Quan sát con lắc khi cân bằng. Nhận xét? - Nếu kéo ra yêu cầu hs dự doán chuyển động của nó. - Kết luận - Mô tả con lắc lò xo - Có một vị trí cân bằng - Chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng - Ghi chép kết luận I. Con lắc đơn Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không giãn có chiều dài l và khối lượng không đáng kể. Con lắc có 1 vị trí cân bằng là vị trí dây treo thẳng đứng Nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng một góc α buông ra vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học (20 phút) - Nêu giả thuyết về con lắc đơn. Chọn trục tọa độ, vẽ hình. - Yêu cầu hs phân tích các lực tác dụng lên con vật m? - Gợi ý cho hs tiến hành tìm phương trình động lực học của con lắc đơn. - Yêu cầu hs kết luận về dao động của con lắc đơn? - Yêu cầu hs tìm tần số góc và chu kì. - Từ phương trình lực làm cho vật chuyển động rút ra khái niệm lực kéo về. - Kết luận chung - Tiếp thu - Lên bảng tiến hành phân tích lực - Áp dụng định luật II NT tiến hành tính toán theo gợi ý của GV a + ω2x = 0 - Dao độngcủa con lắc đơn là dao động điều hòa. * Tần số góc: * Chu kì: T = - Nhận xét về dấu và độ lớn của lực kéo về - Ghi kết luận II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học Xét vật khi lệch khỏi vị trí cân bằng với li độ góc α hay li độ cong s = lα - Thành phần lực kéo về Pt = -mgsinα - Áp dụng định luật II Niu tơn Pt = ma - Nếu α nhỏ thì sinα α Đặt ω2 = * Vậy dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa. Với phương trình * Tần số góc: * Chu kì: Hoạt động 3: Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng (10 phút) - Yêu cầu hs viết biêu thức tính động năng, thế năng của con lắc? - Nhận xét sự biến thiên của thế năng và đông năng? - Viết biểu thức tính cơ năng và yêu cầu hs nhận xét? - Hướng dẫn hs làm câu C3 - Dựa vào công thức tính chu kì gợi ý cho hs xác định gia tốc trọng trường và kết hợp SGK đưa ra phương án áp dụng - Kết luận - Động năng - Thế năng * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. W= hs - Nhận xét và kết luận (SGK) - Làm câu C3 - Đọc SGK đưa ra phương án đo gia tốc rơi tự do - Ghi nhận kết luận III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc đơn 2. Thế năng của con lắc đơn - Chọn góc thế năng ở vị trí cân bằng * Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T/2. 3. Cơ năng của con lắc đơn. Sự bảo toàn cơ năng = hs Bỏ qua ma sát thì cơ năng được bảo toàn. IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do - Người ta dùng con lắc đơn để đo gia tốc trọng trường của trái đất. + Đo chu kì tương ứng với chiều dài của con lắc nhiều lần + Áp dụng IV. CỦNG CỐ VÀ BTVN (4 phút) 1. Củng cố 1. Chọn ccông thức đúng khi tính chu kì dao động của con lắc A. T = B. T = C. T = D. T = 2. Một con lắc dao động với biên độ nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi: A. thay đổi chiều dài con lắc B. thay đổi gia tốc trọng trường C. tăng biên độ góc lên 300 D. thay đổi khối lượng con lắc . Ngày so¹n: 8/ 2012 Tuần 3: Tiết: 6 BÀI TẬP -------o0o------ I. MỤC TIÊU TIẾT HỌC - Hệ thống kiến thức và phương pháp giải bài tập về dao động điều hòa của con lắc lò xo và con lắc đơn. - Rèn luyện kĩ năng phân tích bài toán dựa vào đề ra và các hiện tượng vật lý để thành lập mối quan hệ giữa các phương trình động học. II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Phương pháp giải bài tập - Lựa chọn cac bài tập đặc trưng III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ho¹t ®éng cña GV- HS Néi dung tr×nh bµy b¶ng Bài tập 9 (55) GT m = 0,4 kg k = 80 N/m A = 0,1m KL vm = ? Theo đầu bài có xm = 0,1m Tần số góc của D Đ là: Khi đi qua vị trí cân bằng vận tốc của vật đạt cực đại : vm = wA = 14,14* 0,1 = 1,4 m/s Bài 8 (55) GT m = 10g xm = 24cm T = 4s ( t = 0; x = A) KL a) Viết ptr dao động? b) tại t = 0,5s x, v, a, F = ? GV : Yêu cầu hs nhắc lại các ptr tính x, v, a của dao động điều hoà? HS nhắc lại và vận dụng giải toán a) Từ phương trình dao động x = A cos (wt + j) t = 0 xM = cosj = A A wsinj = 0 Þ j = 0; A = 24cm x = 24cos() (cm) b) Tại thời điểm t = 0, 5giây x = 24cos v = - 24 a = - c) F = ma = 0,01.(- 41,7).10-2 = - 41,7.10-4N Bài tập 9.5 (19) BTVL GT m = 180 g k = 26 N/m Dl = 3 cm v0 = 0 KL a) T = ? b) P tr D Đ c) Fmax, Fmin = ? GV phân tích nội dung bài toán HS vận dụng công thức và áp dụng giải toán a) Chọn trục toạ độ hướng xuống dưới, gốc O ở vị trí cân bằng của vật. Xác định VTCB: mg - kDl = 0 (1) (Dl độ giãn lò xo) Xác định hợp lực tác dụng vào quả cầu ở li độ x: Fhl = mg - k(Dl + x) = mg- kDl - kx kết hợp với (1) ta được: Fhl = - kx (2) Chu kỳ của con lắc là C: T = t = 0 b) x = Acos(wt + j) x = Acosj = 0 v = - wAsinj = 0 Û j = 0 x = 0,03cos(12t) (m) c) Fmax = kA = 26.0,03 = 0,78N Fmin = 0 Bài tập 9.6 (19) BTVL GT m = 200g = 0,2kg l1 = 20 cm l2 = 24 cm f = 2,5Hz KL a)t = 0, x = + A viết ptr D Đ b) v, a = ? tại x = 0 c) g = 9,8 m/s2 l0 = ? GV phân tích nội dung bài toán HS vận dụng công thức và áp dụng giải toán a) Tần số của D Đ là: w = 2pf = 2p.2.5 = 5prad/s Biên độ của D Đ là: Khi t = 0 x = A cosj = A Þ cosj = 1 Þ j = 0 P tr D Đ là: x = 0,02cos5pt b) Khi x = 0 coswt = 0 Þ sin wt = ±1 v = - Aw sin wt = ± Aw v = ± 0,02.5p = ± 0,1p = ± 0,314 v » 0,31m/s c) Tại VTCB k Dl = mg Suy ra Dl = Tại VTCB lò xo dài l = Vậy l0 = l - Dl = 22 - 4 = 18 cm Bài tập 11.3 (22) BTVL GT m = 1kg k = 250 N/m x = 10 cm v = 1,0 m/s KL a) f = ? b) Wt = ? c) Wđ = ? d) A =? GV phân tích nội dung bài toán HS vận dụng công thức và áp dụng giải toán a) Tần số của D Đ là: f = b) Thế năng của lò xo là: Wt = kx2 = .250. 0,12 = 1,25J c) Động năng của lò xo là: Wđ = mv2 = .1.12 = 0,5J d) Năng lượng toàn phần là: W = Wt + Wđ = 1,25 + 0,5 = 1,75J Tuần:4 Tiết: 7 Ngµy so¹n: 9 / 2012 Bài 4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC ---------o0o-------- I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Về kiến thức - Nêu được khái niệm dao động tắt dần, dao động duy trì và dao động cưỡng bức - Nắm được nguyên nhân và quá trình tắt - Nắm được hiện tượng cộng hưởng - Phân biệt được dao động duy trì và dao động cưỡng bức. - Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng 2. Về kĩ năng - Vận dụng được các biểu thức làm các bài tập đơn giản và nâng cao về hiện tượng cộng hưởng trong SGK hoặc SBT vật lý 12. 3. Về thái độ - Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu các vấn đề mới trong khoa học II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC - Một số ví dụ về hiện tượng cộng hưởng, dao động cưỡng bức có lợi và có hại III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ 3. Bài mới * Vào bài - Ta đã khảo sát con lắc lò xo và con lắc đơn nhưng những điều kiện mà ta xét là điều kiện lí tưởng. Thức tế ta không thể làm cho con lắc dao động mãi mãi chỉ với một tác động ban đầu. Như vậy thì dao động của các con lắc đến một lúc nào đó sẽ không còn dao động nữa, hôm nay ta sẽ tìm hiểu nguyên nhân gây ra hiện tượng trên qua bài “DAO ĐỘNG TĂT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC” * Tiến trình giảng dạy Hoạt động 1: Dao động tắt dần, dao động duy trì (15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Tiến hành TN với con lắc đơn cho hs quan sát và nhận xét biên độ. - Gợi ý cho hs định nghĩa dao động tắt dần. - Gọi hs giải thích - Nhận xét - Giới thiệu ứng dụng của dao động tắt dần - Yêu cầu hs nêu những ứng dụng mà hs biết. - Kết luận - Muốn dao động duy trì phải làm như thế nào? - Hình thành kn dao động duy trì - Yêu cầu hs lấy VD dao động duy trì - Kết luận - Quan sát và nhận xét: biên độ giảm dần. - Định nghĩa dao động tắt dần (SGK) - Đọc SGK giải thích - Tiếp thu - Ứng dụng: giảm xóc ô tô, mô tô - Ghi nhận kết luận - Cung cấp đủ phần năng lượng bị mất đi. - KN dao động duy trì (SGK) - Lấy VD về dao động duy trì - Ghi kết luận I. Dao động tắt dần 1. Thế nào là dao động tắt dần. Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian được gọi là dao động tắt dần 2. Giải thích Trong dao động của con lắc thì ma sát làm mất đi một phần năng lượng của dao động làm cho biên độ giảm dần. 3. Ứng dụng Dao động tắt dần được ứng dụng trong các thiết bị đóng cửa tự động,