Giáo án Vật lý 12 - Chương 1

Tiết 1+2 tuần 1, ngày soạn:…………………. BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì? - Viết được: + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà. 2. Kĩ năng: - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0. - Làm được các bài tập tương tự như Sgk 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 và thí nghiệm minh hoạ. 2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ 3. Vào bài mới Vào bài: Một vật nếu chúng đang dao động thì chúng sẽ được biểu diễn bởi một phương trình dao động, Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học viên I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên. - Lấy các ví dụ về các vật dao động trong đời sống: chiếc thuyền nhấp nhô tại chỗ neo, dây đàn ghita rung động, màng trống rung động ® ta nói những vật này đang dao động cơ - H1: Như thế nào là dao động cơ? - Khảo sát các dao động trên, ta nhận thấy chúng chuyển động qua lại không mang tính tuần hoàn -T1: Là chuyển động qua lại của một vật trên một đoạn đường xác định quanh một vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ. - H2: Xét quả lắc đồng hồ thì sao? - Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc không. Nhưng nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị trí như cũ với vật tốc như cũ ® dao động tuần hoàn. - T2 Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ với vận tốc cũ ® dao động của quả lắc đồng hồ tuần hoàn. II. Phương trình của dao động điều hoà 1. Ví dụ - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc w. - P là hình chiếu của M lên Ox. - Toạ độ x = của điểm P có phương trình: x = OMcos(wt + j) Đặt OM = A x = Acos(wt + j) Vậy: Dao động của điểm P là dao động điều hoà. - Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M - H3: Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động? - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớirad - H4: Khi đó toạ độ x của điểm P có phương trình như thế nào? - H5: Có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Vẽ hình vào trong tập - T3: Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục x quanh gốc toạ độ O. - T4: x = OMcos(wt + j) - T5: Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà ® dao động của điểm P là dao động điều hoà. 2. Định nghĩa - Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. - Hình dung P không phải là một điểm hình học mà là chất điểm P ® ta nói vật dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x chính là li độ của vậ Ghi nhận định nghĩa 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(wt + j) + x: li độ của dao động. + A: biên độ dao động, là xmax. (A > 0) + w: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s. + (wt + j): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad. + j: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm. - Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, w và j trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và w > 0. + Để xác định j cần đưa phương trình về dạng tổng quát x = Acos(wt + j) để xác định. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((wt + j) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết j? - Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. - Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t. 4. Chú ý (Sgk) - Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(wt + j) 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 trong chuyển động tròn đều - Một điểm dao động điều hoà trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. TIẾT 2 III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà 1. Chu kì và tần số - Chu kì Đơn vị của T là giây (s) - Tần số đơn vị là 1/s gọi là Héc (Hz). - Dao động điều hoà có tính tuần hoàn ® từ đó ta có các định nghĩa - Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz). HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. 2. Tần số góc - Trong dao động điều hoà w gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. - Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc w, chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - wAsin(wt + j) - Ở vị trí biên (x = ±A): ® v = 0. - Ở VTCB (x = 0): ® |vmax| = wA H6 - Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian ® biểu thức? ® Có nhận xét gì về v? T6 x = Acos(wt + j) ® v = x’ = - wAsin(wt + j) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ. 2. Gia tốc a = v’ = - w2Acos(wt + j) = - w2x - Ở vị trí biên (x = ±A): ® |amax| = - w2A - Ở VTCB (x = 0): ® a = 0 - Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian ® biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì? ® a = v’ = - w2Acos(wt + j) - Gia tốc luôn ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB) V. Đồ thị trong dao động điều hoà - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà x = Acoswt (j = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. Bài tập áp dụng: Bài 1: Một vật đang dao động tuần hoàn với phương trình là Xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số và pha ban đầu của dao động trên - Phương trình dao động tổng quát có dạng Mà phương trình dao động là Nên - Biên độ dao động A= 4cm - Tần số góc - Pha ban đầu Mặt khác - Chu kì - Tần số - Yêu cầu HV viết phương trình dao động tổng quát. - Dựa vào phương trình dao động tổng quát hãy tìm biên độ , tần số góc và pha ban đầu của dao động? - Dựa vào tần số góc hãy xác định chu kì và tần số của dao động - Phương trình dao động tổng quát: - Biên độ dao động A= 4cm - Tần số góc - Pha ban đầu - Chu kì - Tần số Bài tập 2: Một vật đang dao động điều hòa với quỹ đạo dao động là 8cm và chu kì dao động là 0,5s. Chọn thời điểm t=0 vật qua vị trí biên dương và đang theo chiều dương của quỹ đạo. Viết phương trình dao động của vật? - Phương trình dao động tổng quát + Biên độ + Tần số góc Vì t =0 vật qua vị trí biên biên nên Vậy - Hãy viết phương trình dao động tổng quát. - Theo đề ta có thể tính các đại lượng nào trong phương trình. Hãy tính các đại lượng đó?. - Áp dung giả thiết - Phương trình dao động tổng quát - Có thể tính biên độ, tần số góc + Biên độ + Tần số góc Vậy Bài tập 3: Một vật đang dao động đều hòa với biên độ 8cm. Vật dao động với tần số 5Hz. Chọn t =0 vật có li độ 4cm và đang theo chiều âm của quỹ đạo. Viết phương trình dao động của vật? - Phương trình dao động tổng quát + Tần số góc Theo đề ta có Pt vận tốc Vì vật đang theo chiều âm nên Vậy - Hãy viết phương trình dao động tổng quát. - Theo đề ta có thể tính các đại lượng nào trong phương trình. Hãy tính các đại lượng đó?. - Áp dung giả thiết để tìm pha ban đầu Viết phương trình vận tốc tại thời điểm t =0 Chon pha ban đầu là - Phương trình dao động tổng quát - Có thể tính biên độ, tần số góc + Tần số góc Pt vận tốc Vì vật đang theo chiều âm nên Vậy 4. Củng cố kiến thức: Học viên tự tóm tắt các kiến thức cơ bản 5. Bài tập về nhà : Làm toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 3 tuần 2, ngày soạn :…………….. BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Làm các bài tập thuộc về dao động cơ 2. Kĩ năng: - Viết được phương trình dao động cơ - Dựa vào phương trình dao động tiềm các đại lượng có liên quan: Tần số, biên độ, pha ban đầu 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Bài tập cho học viên làm 2. Học sinh: Ôn lại bài dao động cơ III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ: - Dao động cơ là gì? Viết phương trình dao động cơ? Nêu tên và đơn vị trong phương trình - Nêu các khái niệm: chu kì, tần số, tần số góc của dao đông điều hòa 3. Vào bài mới Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học viên Bài 7 trang 9 Biên độ Đáp án: C Bài 8 trang 9 Vì tần số góc bằng tốc độ góc nên Chu kì: Tần số: Đáp án: A Bài 9 trang 9 Ta có: = Phương trình dao động tổng quát là Biên độ A = 5cm Pha ban đầu Đáp án: D Bài 10 trang 9 - Phương trình dao động tổng quát có dạng . Mà dó đó Biên độ Pha ban đầu Tần số gốc Bài 11 trang 9 Vì vật ở vị trí biên thì vận tốc bằng 0 nên Chu kỳ: Tần số: Biên độ: - Nếu vật đang dao động tuần hoàn với quỹ đạo dao động l thì vị trí cân bằng nằm tại trung điểm của quỹ đạo đó. - Tần số góc bằng tốc độ góc. Hãy vựa vào công thức tính tần số góc từ đó tiềm chu kì và tần số dao động - Biên độ là một số dương không âm. Hãy vận dụng kiến thức lượng giác hãy viết lại phương trình dao đông? - Viết phương trình dao động tổng quát từ đó xác định biên độ và pha ban đầu Hãy viết dạng tổng quát của phương trình dao động. từ phương trình tổng quát hãy xác định biên độ, pha ban đầu - Vật có vận tốc bằng 0 khi nào? - Hãy xác định chu kỳ T. - Xác định tần số f - Biên độ dao động Quỹ đạo dao động 12cm thì biên vị trí cân bằng nằm ở trung điểm. Nên biên độ A=6cm - Vì tần số góc bằng tốc độ góc nên . , = - Phương trình dao động tổng quát Vậy biên độ A=5cm, - Phương trình dao động tổng quát có dạng . Mà dó đó Biên độ Pha ban đầu Tần số gốc - Khi vật ở vị trí biên - Chu kỳ - Tần số - Biên độ: Bài 1: Một vật đang dao động tuần hoàn với phương trình là Xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số và pha ban đầu của dao động trên - Phương trình dao động tổng quát có dạng Mà phương trình dao động là Nên - Biên độ dao động A= 6cm - Tần số góc - Pha ban đầu Mặt khác - Chu kì - Tần số - Yêu cầu HV viết phương trình dao động tổng quát. - Dựa vào phương trình dao động tổng quát hãy tìm biên độ , tần số góc và pha ban đầu của dao động? - Dựa vào tần số góc hãy xác định chu kì và tần số của dao động - Phương trình dao động tổng quát - Biên độ dao động A= 4cm - Tần số góc - Pha ban đầu - Chu kì - Tần số Bài tập 1: Một vật đang dao động điều hòa với quỹ đạo dao động là 8 và chu kì dao động là 2. Chọn thời điểm t=0 vật qua vị trí biên dương và đang theo chiều dương của quỹ đạo. Viết phương trình dao động của vật? - Phương trình dao động tổng quát + Biên độ + Tần số góc Vì t =0 vật qua vị trí biên biên nên Vậy - Hãy viết phương trình dao động tổng quát. - Theo đề ta có thể tính các đại lượng nào trong phương trình. Hãy tính các đại lượng đó?. - Áp dung giả thiết - Phương trình dao động tổng quát - Có thể tính biên độ, tần số góc + Biên độ + Tần số góc Vậy 4. Củng cố kiến thức: Học viên tự tóm tắt các kiến thức cơ bản 5. Bài tập về nhà : Làm toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa IV. RÚT KINH NGHIỆM Tiết 4 tuần 2, ngày soạn :………………….. BÀI 2. CON LẮC LÒ XO I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Viết được: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. - Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. 2. Kĩ năng: Vận dụng các công thức để giải bài tập 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm không khí. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ + Dao động cơ là gì? Cho ví dụ? Viết phương trình dao động điều hòa + Nêu khái niệm chu kì, tần số, tần số góc và viết biểu thức 3. Vào bài mới: Ở bài trước chúng ta đã khảo xát dao động điều hòa về mặt động học trong bài này ta tìm hiểu tiếp về mặt năng lượng. Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học viên I. Con lắc lò xo 1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định. 2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng. - H1 Minh hoạ con lắc lò xo trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát và Y/c HS cho biết gồm những gì? - T1: HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo. - HS trình bày minh hoạ chuyển động của vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay. II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo ® 2. Hợp lực tác dụng vào vật: - Vì ® Do vậy: 3. - Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo và 4. Lực kéo về - Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hoà chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ. - H2:Vật chịu tác dụng của những lực nào? - H3Ta có nhận xét gì về 3 lực này? - H4. con lắc nằm ngang, li độ x và độ biến dạng liên hệ như thế nào? -H5 Giá trị đại số của lực đàn hồi? - H6Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì? Từ đó biểu thức của a? - Từ biểu thức đó, ta có nhận xét gì về dao động của con lắc lò xo? - Từ đó w và T được xác định như thế nào? - Nhận xét gì về lực đàn hồi tác dụng vào vật trong quá trình chuyển động. - Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là lực nào? - Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? - T2: Trọng lực , phản lực của mặt phẳng, và lực đàn hồi của lò xo. - T3Vì nên hợp lực tác dụng vào vật là lực đàn hồi của lò xo. - T4. x = T5: - T6 Dấu trừ chỉ rằng luôn luôn hướng về VTCB. - So sánh với phương trình vi phân của dao động điều hoà a = -w2x ® dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Đối chiếu để tìm ra công thức w và T. - Lực đàn hồi luôn hướng về VTCB. - Lực kéo về là lực đàn hồi. - Là một phần của lực đàn hồi vì F = -k(Dl0 + x) 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 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc. b. Khi không có ma sát - Khi dao động, động năng của con lắc lò xo (động năng của vật) được xác định bởi biểu thức? - Khi con lắc dao động thế năng của con lắc được xác định bởi biểu thức nào? - Xét trường hợp khi không có ma sát ® cơ năng của con lắc thay đổi như thế nào? - Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế nào với A? - Không đổi. Vì Vì k = mw2 nên - W tỉ lệ với A2. Một con lắc lò xo có độ cứng k, đầu trên gắn chặt đầu dưới gắn một vật nặng có khối lượng 500g thì lò xo giãn ra 5cm. Tính độ cứng của lò xo Khi cân bằng lò xo chịu tác dụng của 2 lực: Lực đàn hồi và trọng lực - Hãy tóm tắt bài toán. - Khi cân bằng lò xo chịu tác dụng của mấy lực. - Viết biểu thức của lực khi cân bằng và từ đó tiềm độ cứng của lò xo. - Thực hiện tóm tắt. - Khi cân bằng lò xo chịu tác dụng của 2 lực: Lực đàn hồi và trọng lực 4. Củng cố kiến thức Cho học viên tự tóm tắt kiến thức sau đó báo cáo. 5. Bài tập về nhà : Làm toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 5 tuân 3, ngày soạn:…………. BÀI 3. CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 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 kì dao động của con lắc đơn. - Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn. 2. Kĩ năng: - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động. - Giải được bài tập tương tự như ở trong bài. - Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ - Con lắc lò xo là gì? Viết biểu tức tính tần số góc và chu kỳ dao động của con lắc lò xo. - Viết biểu thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. 3. Vào bài mới: Ở bài trước chúng ta đã khảo sát năng lượng của con lắc lò xo, trong bài này ta tiếp tục khảo sát năng lượng của con lắc đơn.. Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học viên I. Thế nào là con lắc đơn 1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. 2. VTCB: dây treo có phương thẳng đứng. - Mô tả cấu tạo của con lắc đơn - Khi ta cho con lắc dao động, nó sẽ dao động như thế nào? - Ta hãy xét xem dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hoà? - HS thảo luận để đưa ra định nghĩa về con lắc đơn. - Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng ® vị trí cân bằng. II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học 1. Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O. + Vị trí của vật được xác định bởi li độ góc hay bởi li độ cong . + α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại. 2. Vật chịu tác dụng của các lực và . - Phân tích ® thành phần là lực kéo về có giá trị: Pt = -mg.sinα NX: Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà. - Nếu a nhỏ thì sinα » a (rad), khi đó: Vậy, khi dao động nhỏ (sina » a (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì: Vẽ hình - Con lắc chịu tác dụng của những lực nào và phân tích tác dụng của các lực đến chuyển động của con lắc. - Dựa vào biểu thức của lực kéo về ® nói chung con lắc đơn có dao động điều hoà không? - Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để sinα » a (rad). Khi đó a tính như thế nào thông qua s và l. - Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong trường hợp này? - Trong công thức mg/l có vai trò là gì? ® có vai trò gì? - Dựa vào công thức tính chu kì của con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của con lắc đơn. - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ … - Con lắc chịu tác dụng của hai lực và . - P.tích ® không làm thay đổi tốc độ của vật ® lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn. - Thành phần là lực kéo về. - Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung Pt không tỉ lệ với α nên nói chung là không. s = la ® - Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s) ® dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà. - Có vai trò là k. ® có vai trò III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc 2. Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB) Wt =mgl(1- cosa) 3. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. = hằng số. - Trong quá trình dao động, năng lượng của con lắc đơn có thể có ở những dạng nào? - Động năng của con lắc là động năng của vật được xác định như thế nào? - Biểu thức tính thế năng trọng trường? - Trong quá trình dao động mối quan hệ giữa Wđ và Wt như thế nào? - Công thức bên đúng với mọi li độ góc (không chỉ trong trường hợp a nhỏ). - HS thảo luận từ đó đưa ra được: động năng và thế năng trọng trường. - HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành các yêu cầu. - Wt = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z = l(1 - cosa) ® Wt =mgl(1- cosa) - Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng được bảo toàn. IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do - Đo gia tốc rơi tự do - Y/c HS đọc các ứng dụng của con lắc đơn. - Hãy trình bày cách xác định gia tốc rơi tự do? - HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu các ứng dụng của con lắc đơn. + Đo chiều dài l của con lắc. + Đo thời gian của số dao động toàn phần ® tìm T. + Tính g theo: 4. Củng cố kiến thức Cho học viên tự tóm tắt kiến thức sau đó báo cáo. 5. Bài tập về nhà : Làm toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 6 tuần 3, ngày soạn :…………… BÀI TẬP CON LẮC LÒ XO VÀ CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Thực hiện bài con lắc lò xo và con lắc đơn 2. Kĩ năng: - Lập phương trình dao động của vật. - Tính các đại lượng chu kỳ tần số, tần số góc… 3. Thái độ: Tích cực thảo luận nhóm để tìm ra phương pháp giải bài tập tối ưu II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Các bài tạp có liên quan 2. Học sinh: Làm bài tập trước ở nhà III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ - Thế nào là con lắc đơn? - Chu kỳ của con lắc đơn phụ thuộc vào yếu tố nào? 3. Vào bài mới . Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học viên 1. Con lắc lò xo Câu 4 - trang 13 Theo công thức tính chu kì Đáp án D Câu 5 – Trang 13 Thế năng của lò xo là Đáp án D Câu 6 – Trang 14 - Khi vật qua vị trí cân bằng thì vận tốc của vật lớn nhất. Đáp án B - Hãy tìm biểu thức tính chu kì của con lắc lò xo. - Hãy viết biểu thức tính thế năng, từ đó áp dụng tính? Vận tốc qua vị trí cân bằng khi nào? Hãy áp dụng công thức đó để tính tốc độ - Dựa vào công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo trong sách giáo khoa Chọn đáp án D - Thế năng - Khi vật qua vị trí cân bằng thì vận tốc của vật lớn nhất. Con lắc đơn Câu 4 – Trang 17 Theo công thức tính chu kì Đáp án: D Câu 5 – Trang 17 Theo biểu thức tính chu kì thì khối lượng của con lắc không ảnh hưởng đến chu kì dao động Đáp án: D Câu 6 – Trang 17 - Khi chọn móc thế năng tại vị trí cân bằng thì Đáp án: C Câu 7 trang 17 - Ta có - Theo định nghĩa chu kì. Nếu trong thời gian t vật thực hiện được N dao động toàn phần thì Vậy - Viết biểu thức tính chu kì của con lắc đơn. Từ đó hãy chọn đáp án đúng Khi con lắc dao động với biên độn nhỏ thì chu kì của con lắc phụ thuộc vào không yếu tố nào Áp dụng định luật bảo toàn hãy xác định biểu thức tính vận tốc. khi chọn móc thế năng tại vị trí cân bằng Câu 7 trang 17 - Hãy tóm tắt đề bài. - Nếu vật dao động được N dao động toàn phần trong thời gian t (s) thì công thức chu kì được tính bằng cách nào? - Theo công thức tính chu kì của con lắc đơn là - Theo biểu thức tính chu kì thì khối lượng của con lắc không ảnh hưởng đến chu kì dao động - Khi chọn móc thế năng tại vị trí cân bằng thì - Thực hiện tóm tắt đề - Chu kì dao động của con lắc đơn là - Mà chu kì Nên: Bài tập 1: Một con lắc lò xo có độ cứng 100 N/m, được gắn với một vật nặng có khối lượng 200g đang dao động đều hòa với biện độ 10cm. Tính tốc độ của con lắc khi qua vị trí có li độ 2,5cm là bao nhiêu? BT1: Áp dụng hệ thức độc lập - Hãy tóm tắt bài toán. - Hãy áp dụng hệ thức độc lập để xác định vận tốc của vật - Thực hiện tóm tắt - Áp dụng hệ thức độc lập Dao động tuần hoàn 4. Củng cố kiến thức Con lắc lò xo Con lắc đơn Đặc điểm - Chu kì dao động: - Tần số góc: - Động năng: - Thế năng: - Cơ năng: Đặc điểm - Chu kì dao động: - Tần số góc: - Động năng: - Thế năng: - Cơ năng: 5. Bài tập về nhà : Làm toàn bộ bài tập trong sách giáo khoa IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 7 tuần 4, ngày soạn:…………… BÀI 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng. - Nêu được điều kiện để hiện tượng cộng hưởng xảy ra. - Nêu được một vài ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng. 2. Kĩ năng: - Giải thích được nguyên nhân của dao động tắt dần. - Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng. - Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích