Bài soạn Vật lý lớp 12 - Trường THCS và THPT Lộc Phát

Ngày soạn : 01/08/2009 . Tuần 01 Tiết PPCT : 01& 02 Chương I : DAO ĐỘNG CƠ Bài 1 : DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I - Mục tiêu bài học : Qua bài học thì học sinh cần nắm : 1) Kiến thức : - Phaân bieät ñöôïc dao động, dao động tuần hoàn , dao động điều hòa. - Naém ñöôïc khaùi nieäm chu kyø, taàn soá , ly ñoä , bieân ñoä vaø bieåu thöùc chu kyø cuûa dao ñoäng ñeàu hoaø vaø cuûa con laéc loø xo . 2) Kỷ năng : Reøn luyeän kyû naêng :Nhaän bieát dao ñoäng ñeàu hoøa , dñ tuaàn hoaøn 3) Tư tưởng thái độ :Dao ñoäng cô hoïc cuõng laø chuyeån ñoäng cô hoïc +Lieân heä thöïc teá : Dao ñoäng cuûa boâng hoa treân caønh caây , dñ cuûa daây ñaøn , con laéc loø xo II – Phương pháp giảng dạy : + Phương pháp thuyết trình + Phương pháp nêu vấn đề + Phương pháp thí nghiệm trực quan + Phương pháp phân tích . III – Phương tiện giảng dạy : GV : Tranh vẽ miêu tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2. HS : ôn tập lại chuyển động tròn đều : chu kỳ tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kỳ hoặc tần số của chuyển động . IV - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học : HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1 :(5min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học . ? Hãy nêu khái niệm chu kỳ , tần số và tốc độ góc của chuyển động tròn đều . => GV kết luận và nhận xét cho điểm . HS: Nhớ lại và trả lời . HS khác nhận xét . => HS ghi nhận , rút kinh nghiệm . Hoạt động 2 ::(10min)Tìm hiểu DAO ĐỘNG CƠ . G :Chuyeån ñoäng cuûa quaû laéc ñoàng hoà , cuûa maãu goã treân maët nöôùc khi coù soùng laø dao ñoäng . Vaäy dao ñoäng laø gì ? H : Chuyeån ñoäng coù giôùi haïn trong khoâng gian G :Vaø laëp laïi nhieàu laàn quanh moät VT CB G : Quan sat dao ñoäng cuûa quaû laéc ñoàng hoà . Sau bao laâu traïng thaùi dñ laëp laïi? HS : Suy nghĩ , thảo luận và phát biểu ? G : Cöù sau moät khoaûng thôøi gian t nhaát ñònh thì traïng thaùi chuyeån ñoäng laëp laïi . Dñ nhö vaäy laø dao ñoäng tuaàn hoaøn . HS : chu kỳ là thời gian vật hoàn thành một chuyển dộng hoàn chỉnh .(toàn phần) Vaäy theá naøo laø dao ñoäng tuaàn hoaøn? G :Khoaûng thôøi gian 0,5 laø chu kyø Vaäy chu kyø laø gì? HS : Thảo luận nhóm và phát biểu ? GV : Sự khác nhau giữa dao động tuần hoàn và dao động điều hoà ? HS : Tiếp thu và ghi chép . O x/ x N I . DAO ĐỘNG CƠ 1 . Thế nào là dao động cơ ? - Chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt , gọi là vị trí cân bằng . - Chuyển động có giới hạn trong không gian theo thời gian . => Chuyển động như vậy gọi là dao động cơ học . 2 . Dao động tuần hoàn . - Dao động có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn - Trong những khoảng thời gian bằng nhau , gọi là chu kỳ , vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì dao động của vật gọi là dao động tuần hoàn . - Dao động điều hoà gọi là dao động tuần hoàn . Hoạt động 3 ::(10min)Tìm hiểu PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . Phương trình toán học mô tả bằng hàm số sin hoặc côsin là phương trình hàm số điều hoà . @ Quan sát tìm hiểu hình (H1.2) của SGK . ÑVÑ: Dññh maø ta ñaõ hoïc lieân quan nhn vôùi chuyeån ñoäng TÑ w Mt Mo x P x' wt j wt + j x x G :Hình chieáu cuûa M xuoáng xOx’ ? G :Toïa ñoä cuûa ñieåm P? H : x = = Asin(wt +j ) G : Chuyeån ñoäng cuûa P ? H :Dññh G :Vaäy moái quamn heä giöõa dññh vôùi chuyeån ñoäng troøn ñeàu? H: # HS : quan sát và nhận xét ? => HS khác rút ra kết luận . @ GV : Định nghĩa dao động điều hoà . @ Yêu cầu học sinh quan sát phương trình dao động cụ thể để nhận biết các đại lượng : HS tiếp thu và ghi nhớ . # HS : Tiếp thu và ghi nhận kiến thức . II . PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ 1 . Ví dụ : - Xeùt ñieåm M CÑ ñeàu treân ñ.troøn (O,A) vôùi vaän toác goùc w . Choïn C laøm ñieåm goác treân ñ.troøn. +Luùc t = 0 noù ôû M0 xaùc ñònh bôûi goùc j +Luùc t noù ôû M xaùc ñònh bôûi goùc (wt + j) Goïi P laø hình chieáu cuûa M xuoáng xOx’^OC Toïa ñoä x = OP = OMsin(wt +j ) = Asin(wt +j ) Ñieåm P dññh - Vaäy moät dññh coù theå coi nhö hình chieáu cuûa moät CÑTÑ xuoáng moät ñ.thaúng naèm trong mp quó ñaïo 2 . Định nghĩa : Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian . 3 . Phương trình dao động . x = Acos() Trong đó : A là biên độ dao động . () là pha của dao động tại thời điểm t . Đơn vị là rađian (rad) là pha ban đầu của dao động , có thể dương hay âm hay bằng không . 4 . Chú ý : a) điểm P dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn điều lên đường kính là đoạn thẳng đó . b) Trong phương trình : x = Acos() ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của chuyển động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc trong chuyển động tròn đều tức là ngựơc chiều quay của kim đồng hồ . Hoạt động 4 ::(10min)Tìm hiểu CHU KỲ . TÀN SỐ . TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ G : Cöù sau moät khoaûng thôøi gian t nhaát ñònh thì traïng thaùi chuyeån ñoäng laëp laïi . Dñ nhö vaäy laø dao ñoäng tuaàn hoaøn . Vaäy theá naøo laø dao ñoäng tuaàn hoaøn? G :Khoaûng thôøi gian 0,5 laø chu kyø Vaäy chu kyø laø gì? Ñaïi löôïng f=1/T chæ ñieàu gì ? G : Ñaïi löôïng ñoù laø taàn soá III . CHU KỲ . TẦN SỐ . TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ 1 . Chu kỳ và tần số . + Chu kỳ (T)của dao động điều hoà là khoảng thời gian ngắn nhất để vật thực hiện một dao động toàn phần . Đơn vị của chu kỳ là giây (s). + Tần số (f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện trong một giây . Đơn vị : héc (Hz) 2 . Tần số góc . Hoạt động 5 ::(15min)Tìm hiểu VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . (Tiết 02) GV : hãy nêu ý nghĩ vật lý của đạo hàn bậc nhất ? HS : Thảo luận và phát biểu ? GV : giới thiệu và đưa ra kết luận , GV : Hãy nêu ý nghĩa vật lý của đạo hàm cấp hai ? HS : Thảo luận và phát biểu ? GV : giới thiệu và đưa ra kết luận . IV . VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . 1 . Vận tốc : là là đạo hàm của li độ theo thời gian . 2 . Gia tốc : là đạo hàm của vận tốc theo thời gian . Hoạt động 6 ::(10min)Tìm hiểu ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . GV : Hãy vẽ đồ thị của li độ phụ thuộc vào thời gian và nhận xét . Học sinh vẽ vào vở và nhận xét hình dạng đồ thị , cho biết mối quan hệ giữa li độ x và thời gian t . GV : Kết luận và nhận xét mơ rơ rộng . V . ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . Hoạt động 7 ::(10min)VẬN DỤNG, CŨNG CỐ KIẾN THỨC . - Phaân bieät dñ , dñth , dññh : + Dñ tuaàn hoaøn : laø traïng thaùi dao ñoäng laëp laïi sau nhöõng thôøi gian baèng nhau + Dñ ñeàu hoøa : Laø dao ñoäng ñöôïc moâ taû bôõi : x = Asin(wt + j ) - Naém ñöôïc khaùi nieäm T, f, x cuûa dññh - Baøi taäp : vaät dao ñoäng ñeàu hoøa theo phöông trình x= 5sin(20 w t+ p/2) cm xaùc ñònh A , T , f, j ? - Bài tập sách bài tập VL 12 , RÚT KINH NGHIỆM SAU BÀI GIẢNG . Ngày soạn : 07/08/2009 . Tuần 02 Tiết PPCT : 03 Bài 2 : CON LẮC LÒ XO I - Mục tiêu bài học : Qua bài học thì học sinh cần nắm : 1) Kiến thức : + Viết được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà . + Công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo . + Công thức tính thế năng , động năng và cơ năng của con lắc lò xo . 2) Kỷ năng : * 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 được các bài tập căn bản . * Viết được phương trình động học của con lắc lò xo . 3) Tư tưởng thái độ : Tỉ mĩ , cẩn thận , ham học tập tìm hiểu khoa học . II – Phương pháp giảng dạy : + Phương pháp nêu vấn đề . + Phương pháp thí nghiệm trực quan . + Phương pháp phân tích giảng giải . III – Phương tiện giảng dạy : GV : 02 lò xo , 02 quả nặng , các ví dụ về dao động . HS : Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10 . IV - Trọng tâm : Dao động điều hoà của con lắc lò xo . V - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học : HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1 :(5min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học . ? Nêu công thức và đặc điểm của lực đàn hồi . ? Nêu khái niệm và công thức của thế năng đàn hồi . HS : Lớp trưởng báo cáo sĩ số . HS : Lên bảng viết biểu thức lực đàn hồi và phân tích . HS : Suy nghĩ và trả lời . Hoạt động 2 ::(10min)Tìm hiểu CON LẮC LÒ XO . G:Cho hoïc sinh xem vaø giôùi thieäu con laéc loø xo. Caáu taïo con lắc goàm coù nhöõng gì? ? Vị trí cân bằng có đặc điểm gì . HS : Thảo luận và trả lời ? GV : Kêt luận . I . CON LẮC LÒ XO . 1 . Gồm một con lắc lò xo , vật nhỏ m gắn vào đầu của lò xo , khối lượng của lò xo không đáng kể ; đầu kia của lò xo gắn cố định . 2 . Vị trí cân bằng của vật là vị trí lò xo không bị giản . Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo giản ra một đoạn rồi buông tay , ta thấy lò xo dao động quanh vị trí cân bằng Hoạt động 3 ::(7min)Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC . ÑVÑ : Khi cho con laéc dñ phöông trình dao ñoäng cuûa con laéc? Gôïi yù : -Taïi VT coù ñoä leäch x löïc taùc duïng leân con laéc ? -Theo ñ/l II NewTon F = ? G : Dao ñoäng cuûa con laéc loø xo goïi laø dñ ñieàu hoøa Vaäy theá naøo laø dao ñoäng ñieàu hoøa ? H : Dñ ñöôïc dieãn taû baèng ñònh luaät daïng G : Ñaïi löôïng 2 p/ w goïi laø chu kì Chu kyø dao ñoäng cuûa con laéc loø xoT ? H : T=2 p Thöïc teá : dao ñoäng cuûa maãu xoáp treân maët nöôùc , dao ñoäng cuûa boâng hoa treân caønh caây khoâng phaûi laø dao ñoäng tuaàn hoaøn . Xeùt trong thôøi gian ngaén dao ñoäng daây ñaøn laø dao ñoäng tuaàn hoaøn . II . KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VẾ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC . 1 . Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo . Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng . Khi vật có li độ x ta có F = - kx 2 . Áp dụng định luật II – Niutơn , ta được : 3 . Đặt => Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà theo phương trình là x = Acos() * Tần số góc và chu kì dao động của con lắc lò xo là : 4 . Lực kéo về : luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về . Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho dao động điều hoà . Hoạt động 4 ::(10min)Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG . Xét con lắc lò xo : P O P’ ÑVÑ: trong quaù trình dññh NL bieán ñoåi ? G :ÔÛ P naêng löôïng cuûa heä döôùi daïng gì ? H :Theá naêng. G : Giaù trò cuûa theá naêng ? H :Cöïc ñaïi . G :Thaû vieân bi ra theá naêng,ñoäng naêng thay ñoåi nhö theá naøo ? H :Theá naêng giaûm , ñoäng naêng taêng . G :Ñeán O ñoäng naêng theá naøo ? H :Cöïc ñaïi . G :Quaù trình chuyeån ñoäng töø O ñeán P’thì ñoäng naêng, theá naêng thay ñoåi theá naøo ? H :Ñoäng naêng giaûm , theá naêng taêng . G:Ñeán P’ thì sao ? H:Ñoäng naêng baèng khoâng theá naêng cöïc ñaïi G :Quaù trình töø P’ veà O ngöôïc laïi . Vaây trong quaù trình dññh cuûa con laéc lo xo ñoäng naêng vaø theá naêng thay ñoåi theá naøo ? ÑVÑ: Trong quaù trình dññh ñoù ñoäng naêng vaø theá naêng thay ñoåi .Vaäy cô naêng coù thay ñoåi hay khoâng ? G :Ñoäng naêng cuûa vieân bi ? H H :Eñ =1/2mw2A2Cos2(wt+j ) G :Theá naêng cuûa vieân bi ? H : Eñ = 1/2K A2sin2(wt + j ) G :Maø k = mw2 ,neân ñoäng naêng . G :Cô naêng cuûa con laéc ? H : Cô naêng cuûa con laéc G :Töø bieåu thöùc E = ½KA2 Þññ cô naêng cuûa heä ? H:Khoâng ñoåi . O x/ x N III . KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1 . Động năng của con lắc lò xo . * Động năng của con lắc lò xo là động năng của vật m : * Công thức : 2 . Thế năng của con lắc lò xo . * Thế năng của con lắc lò xo có được là do sự biến dạng của nó . * Công thức : 3 . Cơ năng của con lắc lò xo . * Cơ năng của con lắc lò xo là tổng động năng và thế năng của con lắc . * Công thức : Kết hợp các biểu thức ta có : Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động . Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát . Hoạt động 5 ::(10min)VẬN DỤNG KIẾN THỨC . GV : Yêu cầu học sinh hảo luận và làm bài tập SGK 4,5,6 . HS : Thảo luận và giải các bài tập . ĐÁP SỐ Bài 4 : D Bài 5 : D Bài 6 : B Hoạt động 6 ::(5min)CŨNG CỐ KIẾN THỨC . Söï bieán ñoåi naêng löôïng trong dññh. Söï baûo toaøn cô naêng trong dññh Baøi taäp : 8 trang 14 SGBT . RÚT KINH NGHIỆM SAU BÀI GIẢNG . Ngày soạn : 09/08/2009 . Tuần 02 Tiết PPCT : 04 BÀI TẬP Chủ đề : DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ . CON LẮC LÒ XO . I - Mục tiêu bài học : Qua bài ôn tập học sinh cần đạt . 1) Kiến thức : * HS nắm chắc lý thuyết về dao động điều hoà : - Tần số , tần số góc , chu kỳ , biểu thức vận tốc , gia tốc . - Phương trình dao động điều hoà ; pha dao động . 2) Kỷ năng : + Từ phương trình dao động điều hoà nhận biết ý nghĩa các đại lượng . + Lập được phương trình dao động điều hoà của con lắc lò xo . + Tính được năng lượng của con lắc . 3) Tư tưởng thái độ : Tính cẩn thận , cần cù tìm hiểu kiến thức . II – Phương tiện giảng dạy : GV : + Chuẩn bị ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm . + Chuẩn bị các dạng bài tập lớn . HS : - ôn tập kiến thức về dao động điều hoà . III - Tiến trình tổ chức hoạt động giảng dạy : HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1 :(2min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học . Yêu cầu báo cáo sĩ số ? + Nêu các bước lập phương trtình dao động điều hoà ? Lớp trưởng báo cáo . + HS lên bảng trả lời . Hoạt động 2 ::(8min)Toùm taét lyù thuyeát: G: Caùc pt cuûa dññh con laéc loø xo ? H : li ñoä x = Vaän toác v = ? Gia toác a = ? G:Chu kì cuûa con laéc loø xo ? con laéc ñôn ? H: GV : Nhận xét và kết luận . HS : Tiếp thu . Toùm taét lyù thuyeát: *Caùc phöông trình cuûa dññh con laéc loø xo: Li ñoä : x = Acos( wt + j ) vaän toác : v = -wAsin(wt + j ) Gia toác: a = - w2Acos(wt + j ) Chu kyø : taàn soá : Cô naêng : E= 1/2 kA2 Hoạt động 3 ::(10min)Baøi taäp : G: ñoïc ñeà vaø toùm taét Höôùng daãn : - Töø pt ñeà cho xaùc ñònh A , w , f , y ? - H : Xaùc ñònh A , w , f , y ? G:Luùc t = 5s ñeå xaùc ñònh x ta laøm gì ? H: Thay t vaøo pt li ñoä. G: Ñeå xaùc ñònh v ta laøm gì ? H:Thay vaøo pt vaän toác . G:Goïi HS ñoù leân trình baøy G:ñoïc vaø toùm taét ñeà G: Ñeå vieát pt tröôùc heát caàn laøm gì ? H:Choïn heä truïc toïa ñoä , chieàu döông . G: Choïn heä truïc toïa ñoä nhö theá naøo ? H: G: Böôùc tieáp theo laøm gì ? H:Tính w , A G: Vaäy em haõy tính w , A . G:Goïi hoïc sinh khaùc thöïc hieän caâu b Baøi taäp : Baøi taäp 1: Cho dññh x = 4 cos4pt (cm) xaùc ñònh A , w ,f ? b) xaùc ñònh x vaø v luùc t = 5s Giaûi Ta có : x = 4 cos4pt (cm) So saùnh vôùi pt toång quaùt ta ñöôïc A = 4 cm w = 4 p rad/s Þ j = p/2 b) Luùc t = 5s ta coù : xt = 4Cos4p.5 = 4cm vt = - wAsin(4pt ) (cm/s) = -4.4p sin( 4p.5 ) = 0 Baøi taäp 2: Con laéc loø xo coù m = 0,4 kg , K = 40 N/m.keùo veät leäch khoûi VTCB thaû nheï. a) Laäp phöông trình li ñoä neáu choïn t= 0 luùc thaû? b) Tính cô naêng E? Giaûi : a) Choïn truïc Ox truøng phöông dao ñoäng , goùc O taïi VTCB . Chieàu (+) laø chieàu keùo vaät Þ pt coù daïng : x = A cos( wt + j ) Ta coù : Khi t=0 Þ x = xo = 8 cm v = vo = 0 Þ A cosj = 8 - wAsinj =0 Þ j = 0 Vaäy x = 8 cos(10t) cm b)Cô naêng: E = ½KA2 = ½.40.(8.10-2)2 = 12,8 J Hoạt động 4 ::(10min)Trả lời phiếu học tập PHIẾU HỌC TẬP Câu 1 : Phương trình của một dao động điều hoà có dạng x = 6cos(10t + ) (cm; s) . Biên độ của dao động là A . 6m B. 6cm C . 10m D . 10cm . Câu 2 : Phương trình của một dao động điều hoà có dạng x = 6cos(10t + )(cm; s).Tần số góc của dao động A . 10(rad/s) B. 10(rad) C . 10(rad) D . (rad/s) . Câu 3 : Phương trình của một dao động điều hoà có dạng x = 6cos(10t + )(cm; s).Tần số của dao động là A . 5(Hz) B. 10(Hz) C . 10(Hz) D . (Hz) . Câu 4: Phương trình của một dao động điều hoà có dạng x = 6cos(10t + )(cm; s).Chu kỳ của dao động là A . 5(s) B. 0,2(s) C . 10(s) D . 4(s) . Câu 5: Phương trình của một dao động điều hoà có dạng x = 6sin(10t + )(cm; s).Li độ của giao động khi pha dao động bằng -300 là : A . 3cm B. 6cm C . -3cm D .-6cm . Câu 6 : Một con lắc dao động với biên độ A = 8 cm , chu kỳ 0,5 (s) . Khối lượng quả nặng là 0,4 kg .Gíá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào quả nặng là : A . 20(N) B. 30(N) C .10(N) D .5(N) . Hoạt động 5 ::(10min)CỦNG CỐ , VẬN DỤNG KIẾN THỨC ĐÃ HỌC . - naém vöõng coâng thöùc veà dññh , nhôù caùch giaûi cho töøng loaïi baøi taäp + Baøi taäp xaùc ñònh A , w , j * Bieán ñoåi ñöa pt veà daïng x = Acos( wt + j ) * So saùnh vôùi pt toång quaùt Þ A, w ,j + Baøi taäp vieát pt dao ñoäng *Choïn truïc toïa ñoä , goùc thôøi gian * Tính A, w ,j *Thay vaøo pt toång quaùt - Laøm theâm caùc baøi taäp về nhà SBT RÚT KINH NGHIỆM SAU BÀI GIẢNG . Ngày soạn : 10/08/2009 . Tuần 03 Tiết PPCT : 05 Bài 3 : CON LẮC ĐƠN I - Mục tiêu bài học : Qua bài học thì học sinh cần nắm : 1) Kiến thức : + 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 kỳ dao động của con lắc đơn + Viết được công thức tính thế năng và công thức tính động năng của con lắc đơn . 2) Kỷ năng : - Nêu được nhân xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động . - Giải được các bài tập về con lắc đơn cơ bản . - Nêu được ưng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do và trong đời sống . 3) Tư tưởng thái độ : Có tinh thần tự giác , tự lực , sáng tạo , cẩn thận trong bài tập . II – Phương pháp giảng dạy : : + Phương pháp nêu vấn đề . + Phương pháp thí nghiệm trực quan . + Phương pháp phân tích giảng giải . III – Phương tiện giảng dạy : GV : Chuẩn bị con lắc đơn . HS : Ôn tập kiên thức về phân tích lực . IV - Trọng tâm : Phương trình dao động , chu kỳ , năng lượng của con lắc đơn V - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học : HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1 :(5min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học . ? Yêu cầu báo cáo sĩ số . ? Nêu quy tắc tổng hợp lực . ? Nêu công thức và đặc điểm của trọng lực . ? Nêu khái niệm và công thức của thế năng trọng trường HS : Lớp trưởng báo cáo sĩ số . HS : Lên bảng viết biểu thức lực đàn hồi và phân tích . HS : Suy nghĩ và trả lời . Hoạt động 2 ::(10min)Tìm hiểu CON LẮC ĐƠN . GV : Hãy nêu cấu tạo của con lắc đơn ? HS : Thảo luận và nêu câu trả lời . GV : Sự khác nhau giữa vị trí cân bằng của con lắc đơn và vị trí cân bằng của con lắc lò xo . HS : Tìm hiểu trả lời . I . CON LẮC ĐƠN . 1 . Gồm một vật nhỏ , khối lượng m ,treo ở đầu sợ dây không giản (sợ dây có khối lượng không đáng kể). 2 . Vị trí cân bằng là vị trí con lắc đứng yên theo phương thẳng đứng . Hoạt động 3 ::(15min)Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC . GV : đề nghị học sinh chỉ ra các lực tác dụng vào vật m khi con lắc dao động . HS : Thảo luận nhóm và phát biểu ý kiến ? GV : Đề nghị học sinh phân tích trọng lực dựa vào hình vẽ và tìm lực hướng tâm . HS : Thảo luận nhóm và trình bài bảng . Gv : yêu cầu học sinh nhận xét về chu kỳ của con lắc lò xo ? HS : Suy nghĩ và trả lời ? GV : Nhận xét và kết luận . II . KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VẾ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC . 1 . Chọn hệ trục toạ độ từ trái sang phải , gốc toạ độ cong tại vị trí cân bằng O .(Hình 3.2) 2 . Trong khi dao động , vật chịu tác dụng (Với ) => Pt = - mgsin Vì li độ góc nhỏ nên sin . Khi ấy ta có So sánh với công thức (2.1) ta có : với chu kỳ : Trong đó so = là biên độ dao động . Tiết 2 Hoạt động 4 ::(10min)Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG . - Kiểm tra bài cũ + GV : hệ thống kiến thức đã học . -Học sinh lên bảng trả lời . + HS : tiếp thu kiến thức . Hoạt động 5 ::(20min)Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG . GV : Về mặt năng lượng thì động năng của con lắc được tính như thế nào ? HS : Tìm hiểu trả lời . GV : Thế năng của con lắc biến thiên như thế nào . HS : Tự lực suy luận thành lập công thức GV : Năng lượng dạng cơ năng của con lắc có biến thiên không ? HS : Thảo luận nhóm và trả lời . Dùng con lắc đơn để xác định gia tốc rơi tự do như thế nào ? HS : Tìm hiểu thảo luận nhóm và trả lời . III . KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG 1 . Động năng của con lắc đơn . 2 . Thế năng của con lắc đơn . 3 . Cơ năng của con lắc đơn . IV :ỨNG DỤNG :XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO . => Dùng con lắc đơn để xác định rời tự do theo biểu thức : Hoạt động 6 ::(15min)VẬN DỤNG,CŨNG CỐ KIẾN THỨC . GV : Tổng kết bài học về nội dung chính . HS : Tiếp thu ý kiến . GV : Yêu cầu các nhóm vận dụng kiến thức đã học làm bài tập 4 , 5 , 6 , 7 SGK . Giao nhiệm vụ học tập : làm bài tập bài 3 SBT . Soạn bài 4 : DAO ĐỘNG TẮT DẦN , DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC . RÚT KINH NGHIỆM SAU BÀI GIẢNG . Ngày soạn : 15/08/2009 . Tuần 03 Tiết PPCT : 06 BÀI TẬP Chủ đề : CON LẮC ĐƠN I - Mục tiêu bài học : Qua bài ôn tập học sinh cần đạt . 1) Kiến thức : * Nắm vững các đặc trưng của con đơn : chu kỳ , tần số ,vận tốc , lực căng dây . 2) Kỷ năng : + Vận dụng các công thức luyện kỹ năng làm bài tập về con lắc đơn. 3) Tư tưởng thái độ : nghiêm túc nghiên cứu , học tập , cẩn thận . II – Phương tiện giảng dạy : GV : Chuẩn bị phiếu học tập , các bài toán cơ bản về con lắc đơn . HS : Ôn tập các kiến thức liên quan con lắc đơn , dao động điều hoà . III - Tiến trình tổ chức hoạt động giảng dạy : HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT Hoạt động 1 :(2min) ổn định lớp , kiểm tra sĩ số , kiểm tra chuẩn bị bài học . Yêu cầu báo cáo sĩ số ? - Lớp trưởng báo cáo . Hoạt động 2 ::(7min) Tóm tắt lý thuyết GV : Lực hồi phục có biểu thức như thế nào ? HS : Phát biểu ý kiến . GV : Phương trình dao động của con lắc đơn ? HS : Thành lập nhanh ? GV : Chu kỳ , tần số , tần số góc của con lắc ? HS : Phát biểu . GV : Biểu thức vận tốc của con lắc đơn . HS : Phát biểu , viết công thức . GV : Biểu thức tính lực căng của con lắc ? HS : Suy nghĩ trả lời . GV : Năng lượng của con lắc có bảo toàn không ? HS : Viết biểu thức và kết luận . Tóm tắt lý thuyết Con laéc ñôn : 1. Löïc hoài phuïc : F = Pt = - P sina = -mgsina. F = - . s : OA : Li ñoä cuûa vaät khoûi TVCB. . l : chieàu daøi daây treo. . m : Khoái löôïng vaät naëng 2. Caùc phöông trình : + Phöông trình vi phaân s” = - w2s hay a” = - w2a. + Li ñoä . a = aocos (wt + j) : Li ñoä goùc (ao £ 10o) . s = Socos(wt + j) : Li ñoä theo cung leäch. + Taàn soá goùc w = ; Chu kyø : . . S = l a vaø So = lao. Vôùi a, ao(rad) 3. Vaän toác : Khi qua li ñoä baát kyø v2 = 2gl (cosa - cosao) . Qua VTCB : a = 0 Þ vmax = . Neáu ao £ 10o thì 1 - cosao = Þ . vmax = ao.= wso. . v = S’ = wSocos (wt + j). 4. Söùc caêng daây : T = mg (3 cos a - 2 cosao) . Qua vò trí caân baèng : a = 0 Þ Tmax = mg ( 3-2cosao) . Qua bieân : a = ± ao Þ Tmin = mg cos ao. . Neáu ao £ 10o : 1- cosao = 5. Naêng löôïng dao ñoäng : E = Hoạt động 3 ::(10min) Bài tập G:Ñoïc vaø toùm taét ñeà G : Laøm theá naøo ñeå bieát ñoàng hoà chaïy nhanh hay chaäm ? Ta xeùt xem chu kyø taêng hay giaûm , muoán vaäy thì T1 = ? T2 = ? Tính T1 ? tính T2 ? DT = ? Chu kyø taêng hay giaûm ? vì sao ? Vaäy ñoàng hoà chaïy nhanh hay chaäm ? Đọc và tóm tắt => giải chọn đáp số đúng . Giáo viên nhận xét và kết luận . Bài tập Baøi 1 : Con laéc ñôn chaïy ñuùng giôø ôû maët ñaát . Hoûi ôû ñoä cao h=5km ñoàng hoà chaïy nhanh hay chaäm , moãi ngaøy ñeâm laø bao nhieâu Giaûi Chu kyø ôû maët ñaát ôû ñoä cao h Tyû soá : Ñoä bieán thieân chu kyø DT = T2 –T1 =T1h/R > 0 Þ ñoàng hoà chaïy chaäm Thôøi gian chaäm sau moät ngaøy ñeâm Dt =t/T1.DT = . Bài 2 : Một con lắc có đô dài l1 dao động với chu kỳ T1 = 1,5 s . Một con lắc khác độ dài l2 , dao động với chu kỳ T2 = 2 s,Tính chu kỳ con lắc có độ dài l1+ l2 là : a 4,5 s b 3,5 s c 5,5 s d 2,5 s Hoạt động 4 ::(10min) Trả lời phiếu học tập . GV : Đề nghị đọc đề và đưa ra cách giải . Giáo viên đề nghị => Thảo luận nhóm và phát biểu ý kiến . HS : Thảo luận nhóm và phát biểu ý kiến . GV : Nhận xét và hướng dẫn cách giải tới đáp số . Phiếu học tập . Câu 1: Tại một nơi có hai con lắc đơn đang dao động với biên độ nhỏ . Trong cùng một khoảng thời gian , người ta thấy con lắc thứ nhất thực hiện 4 dao động , con lắc thứ hai thực hiện được 5 dao động . Tổng chiều dài của hai con lắc là 164 cm . Chiều dài của mỗi con lắc lần lượt là a l1 = 100 m ; l2 = 6,4 m b l1 = 64 cm ; l2 = 6,4 m c l1 = 1,00 m ; l2 = 64 cm d l1 = 64 cm ; l2 = 100 cm Câu 2 : Một con lắc có chiều dài 1 m , vật nặng có khối lượng 100 gam . Kéo con lắc khỏi vị trí cân bằng góc ban đầu , rồi thả không vận tốc ban đầu . Lực căng cực đại và cực tiểu của con lắc là : a b c d Câu 3 : Một con lắc có chiều dài 1 m , vật nặng có khối lượng 100 gam . Kéo con lắc khỏi vị trí cân bằng góc ban đầu , rồi thả không vận tốc ban đầu . Tính vận tốc cực đại của con lắc là : a 32 (cm/s) b 25(cm/s) c 45(cm/s) d 60(cm/s) Câu 4 : Chu kyø dao ñoäng ñieàu hoøa cuûa con laéc ñôn khoâng phuï thuoäc vaøo: A. Khoái löôïng quaû naëng B. Gia toác troïng tröôøng C. Chieàu daøi daây treo D. Vó ñoä ñòa lyù Hoạt động 5 ::(10min)CỦNG CỐ ,