Tài liệu Giáo án vật lý lớp 12 ban cơ bản

TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 18 / 8 / 14 Bµi 1: dao ®éng ®iÒu hoµ Ngày dạy: / 8 / 2014 TiÕt: 1,2 I. môc tiªu: - Nêu được: Định nghĩa dao độ điều hòa; Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì. - Viết được: Phương trình của dao động điều hòa và giải thích được các đại lượng trong PT; Công thức liện hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số; Công thức vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa. - 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 II. chuÈn bÞ 1. Giáo viên:Con lắc dây, con lắc lò xo đứng và ngang, đồng hồ bấm giây. Hình vẽ miêu tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 (có điều kiện làm thí nghiệm) 2. Học sinh: .+ Ôn lại đạo hàm, các công thức lượng giác cơ bản + Ôn lại chuyển động tròn đều III.tiÕn tr×nh lªn líp 1. Ổn định tæ chøc: 2. Nội dung bài mới : Hoạt động 1: Tìm hiểu dao động, dao động tuần hoàn Hoạt động GV * Vẽ h.1 và h.2. ĐVĐ Khi kéo vật nặng đến điểm B thả nhẹ, thực hiện các câu lệnh sau: - Mô tả chuyển động của vật? - Hãy nhận xét ban đầu vật có một vị trí gọi là gì? - N.X đưa ra dao động cơ. -Nếu đưa vật ra khỏi VTCB thả cho vật tự do, bỏ qua ma sát thì vật sẽ ntn? *GV đưa ra dđộng t.hoàn. * Cho một số VD thực tế về d.động cơ (có thể tuần hòan)? Hoạt động H.S Q Q Q Q A O Nội dung I. Dao động cơ: B A B h.2 O A * Suy nghĩ, thực hiện các câu lệnh. - Dao động mãi mãi h.1 * HS đưa một số dao động từ thực tế. 1. Thế nào là dao động cơ? ( sgk ) 2. Dao động tuần hoàn: là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ VD: dđộng của quả lắc đồng hồ. Hoạt động 2 : Phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa . * GV vẽ hình giảng giải chuyển động của điểm M. Cho Hs thảo luận các câu lệnh: -Điểm P gọi là gì của M? - Khi M chuyển động tròn đều thì P sẽ c.động ntn? - Hãy xác định vị trí điểm M là x = OP tại thời điểm t? * GV nhận xét trả lời của HS rồi đưa ra nội dung do hàm sin và hàm cos là hàm điều hòa nên dao động của điểm P là dao động điều hòa. * Cho hs thực hiện lệnh C1 * Đưa ra dao động điều hòa * GV đưa ra PT dao động và nêu ý nghĩa các đại lượng, nhấn mạnh A luôn dương. * Một điểm P dđđh trên một đường thẳng có thể coi là hình chiếu của M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn * HS vẽ hình vào vở * HS thảo luận, trả lời các câu lệnh của GV. II . Phương trình của DĐĐH M 1. Ví dụ: + ωt P2 * HS xác định theo HD của GV từ cos (t +y  )=.. O x Mo φ P P1 x Tại t = 0, M ở M0 xác định bởi góc φ. Khi t  0, vị trí M xác định bởi Mo ωt φ (t +  ).gọi P là hình chiếu M lên P2 O P1 x P x Ox, ta có x = OP = OMcos(t +  ), đặt OM = A P2 O P1 x => x = A.cos (t +  ). x P A,  ,  là các hằng số * Dựa vào hvẽ thực hiện 2. Định nghĩa: DĐĐH là dao động lệnh C1. trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian. *HS đưa ra đ nghĩa DĐĐH 3. Phương trình: x = Acos(t+) + x : li độ vật ở t (tính từ VTCB) +A: biên độ d.động luôn dương (là li * Ghi nhớ Q1 M + TRƯỜNG THPT NCT thẳng đó. Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản độ dđ cực đại ứng với cos(t+) =1). +(t+): Pha dao động (rad) +  : pha ban đầu.(rad) +: tần số góc của dao động.(rad/s) 4. Chú ý: SGK/6 Hoạt động 3: Khái niện tần số góc , chu kì , tần số của dao động * Liên chuyển động tròn đều Hs trả lời các câu lệnh: * Nhớ kiến thức trả lời III.Chu kì. Tần số. tần số góc của DĐĐH 1. Chu kì và tần số . a. Chu kì: chu kì (T ) của dđđh là khoảng thời gian vật thực hiện một 2 dao động toàn phần T  (s) - Chu Kì (s) - Trong c.động tròn đều thời gian vật quay hết 1 vòng gọi là? Đ vị?  - Số vòng vật đi được trong một - Tần số (Hz) đơn vị thời gian gọi là gi? Đ.vị? b. Tần số: Tần số (f) của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây . 1  (Hz) f   T 2 2. Tần số góc () 2 đơn vị: rad/s   2 f T - Hãy đưa ra công thức liên hệ - Hs suy luận, trả lời giữa tốc độ góc , chu kì * GV nhận xét Hoạt động 4: Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa . * Cho HS thảo luận thực hiện các câu lệnh sau: - Hãy lập biểu thức vận tốc là đạo hàm của li độ x(t)? - vật ở vị trí biên x = ?, v = ? - vật ở VTCB thì x=? Và v = ? * Hs thảo luận, trả lời các câu lệnh của GV. - Xác định x, v - Xác định x, v * Cho HS thảo luận thực hiện * Hs thảo luận, trả lời các các câu lệnh sau: câu lệnh của GV. - Hãy lập biểu thức vận tốc là đạo hàm của li độ x(t)? - xác định x, a, F - Nhận xét về hướng của a và x? - Xác định x, v - vật ở VTCB thì x=? a=? F= ? *Khi vật ở vị trí biên x = , v = ? IV. Vận tốc và gia tốc của DĐĐH 1. Vận tốc v = x/ = -Asin(t + ), = Acos(t +  + π/2) + khi x =  A => v = 0 + khi x = 0=>vmax =ωA (hoặc – ωA) 2 Gia tốc trong d.động điều hoà: a = v/ = -A2cos(t + )= -2x + Gia tốc luôn trái dấu với li độ, luôn hướng về vị trí cân bằng + khi x = 0 => a = 0; F = 0 + khi x =  A => amax = 2A. Hoạt động 5: Vẽ đồ thị của dao động điều hòa . * Khi cho φ = 0 thì PT dao V. Đồ thị của dao động điều hòa t T x động ntn? * Hãy lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị * Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị 0  2   3 2 2  0  A 0 2  3 2 2 -A 0  Vẽ đồ thị cho trường hợp =0. x A O -A A  2   2 3 2  Đồ thị của dao động điều hòa là dao động hình sin 4.Củng cố dặn dò: làm câu 6,7 Về nhà làm các bài tập: 8 ,9, 10 ,11 trang 9 Sgk. 5. Rút kinh nghiệm: ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... t TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 26 /8 /14 Bµi 2: Con l¾c lß xo Ngày dạy: / 8 / 14 TiÕt: 3 I. Mục tiêu: -Viết được: Công thức lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa; Công thức tính chu kì của con lắc lò xo; Công thức tính động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo, cơ năng được bảo toàn. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa. - 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 tập để giải bài tập tương tự. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. - Kĩ năng giải các bài tập về chuyển động của con lắc. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: Con lắc lò xo đứng và ngang, có thế dùng hình vẽ. 2. Học sinh: .+ Ôn lại phương trình dao động điều hòa, biểu thức gia tốc và vận tốc. + Ôn lại: động năng, thế năng, cơ năng. khái niệm lực đài hồi, lực thế. III. Tiến trình bài dạy : 1.Kiểm tra bài cũ: a. Trả lời câu hỏi 1,2, làm bài tập 8 trang 9 SGK b. Trả lời 3,4,, làm bài tập 10 trang 9 SGK 2. Nội dung bài mới: Hoạt động 1: tìm hiểu cấu tạo con lắc lò xo và trạng thái của con lắc Hoạt động GV * GV cho Hs xem hình vẽ, thực hiện các câu lệnh sau: Hoạt động H.S Nội dung I . Con lắc lò xo: * vẽ hình 1. Cấu tạo: gồm một vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đầu kia cố định -Nêu cấu tạo của conlắc lòxo? - Khi kéo vật đến B thả nhe, * Suy nghĩ, thảo luận thực bỏ qua ma sát, mô tả chuyển hiện các câu lệnh của GV động của con lắc? - Dao động của con lắc có phải là dao động điều hòa k? 2 Nhận xét: kéo vật đến vị trí B thả dao động tự do không ma sát, con lắc dao động tuần hòan quanh vị trí cân bằng. Hoạt động2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học, chu kì, tần số * Vẽ hình, mô tả trạng thái của con lắc lò xo, - Khi vật ở VTCB thì chịu tác dụng của các lực nào? - Khi từ B thả vật bắt đầu chuyển động, bỏ qua ma sát thì vật chịu tác dụng các lực nào? - Lực nào làm vật chuyển động theo phương ngang, có giá trị tính bằng công thức nào? * Hướng dẫn HS chứng tỏ con lắc dao động điều hòa! * Chứng tỏ x=Acos(t+) là nghiệm của pt: a = - 2x * H.dẫn HD tìm x’(t), a = v’(t) thay vào a = - 2x. * Cho hs thực hiện lệnh C1 * Viết công thức tính chu kì của con lắc? * HS vẽ hình  F  F A O  N  P  N  P x M II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt định lượng: Kéo vật m đến B, thả vật dao động tự do, bỏ qua ma sát thì vật dao động dưới tác dụng của lực đàn hồi F = - kx Theo định luật II Niutơn ta có: x F = ma  –kx = ma  a=- * HS suy nghĩ, thảo luận thực hiện các câu lệnh của GV * Thảo luận, hoàn thành C1 k x m đặt : 2= k m  a = - 2x có nghiệm x = Acos(t+) Vậy con lắc dao động điều hòa * Tần số và chu kì và của con lắc lò xo: k Tần số góc:   m Chu kì: T  2 * Lực kéo về : m k TRƯỜNG THPT NCT * Giới thiệu lực kéo về. Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản - Lực luôn luôn hướng về vị trí cân bằng. - có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ Hoạt động 3: Xây dựng biểu thức động năng thế năng , sự bảo toàn cơ năng * Nhắc lại các vật chuyển * HS tiếp thu, nhớ lại kiến động dưới tác dụng của các thức lực thế; lực đàn hồi, trọng lực.. thì cơ năng bảo toàn * Trả lời các câu hỏi sau: * Gợi nhớ trả lời công thức - Nêu công thức tính động tính động năng và thế năng. năng của vật có khi chuyển động? - Nêu công thức tính thế năng của hê vật có khi bị biến dạng? - HS tự làm nháp, lên bản - Cơ năng của các vật chịu kiểm chứng từ công thức tác dụng của các lưc thế bảo cơ năng toàn hãy kiểm chứng lại đối với trường hợp chuyển động của con lắc? * HS tự làm dưới sự hướng * Hướng dẫn hs thay dẫn của giáo viên v = -  Asin(  t+  ) và biểu thức đ. năng; x = Acos(t+) suy ra biểu thức cơ năng. * A, k là những hằng số nên * Dựa trên kết quả trả lời cơ năng của vật bảo toàn. * Cơ năng của con lắc như thế nào với biên độ ? III Khảo sát dao động của con lắc về mẳt năng lượng: 1. Động năng của con lắc lò xo 1 Wd  mv 2 2 2. Thế năng của lò xo 1 1 w t  k l 2  kx 2 2 2 3. Cơ năng của con lắc lò xo . Sự bảo toàn cơ năng . 1 1 W  Wd  Wt  mv 2  kx 2 2 2 Mà: Wđ = 1 2 1 mv = mA22sin2(t+) 2 2 với k = 2m Wt= 1 2 1 2 2 kx = kA cos (t+) 2 2 1 = m2A2cos2(t+) 2 1 2 1 kA  m 2 A2 = hằng số 2 2 - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động . - Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bở qua mọi ma sát . Suy ra: W  4. Củng cố dặn dò: 1 2 1 kA  m 2 A2 2 2 - Lực kéo về gây ra dao động điều hoà có luôn có hướng về vị trí cân bằng, có thể là hợp lực - Về nhà làm bài tập: 4,5, 6 Sgk /13 5. Rút kinh nghiệm : ……………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. - Trong mọi dao động điều hòa , cơ năng được bảo toàn và bằng W  TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 29 / 8 / 14 Ngày dạy: / 9 / 14 TiÕt: 04 Bµi tËp I. Môc tiªu: 1. KiÕn thøc.  Thuéc vµ sö dông c¸c c«ng thøc dao ®éng ®iÒu hoµ.  N¾m b¾t ®­îc ph­¬ng ph¸p gi¶i to¸n vÒ dao ®éng ®iÒu hoµ.  Qua hai bµi mÉu sö dông ®­îc nh÷ng ®iÒu ®· häc lµm ®­îc c¸c bµi tËp kh¸c. 2. Kĩ năng: Vận dụng thành thạo c«ng thức tÝnh to¸n vào dao động điều hoµ thµnh kÜ n¨ng kÜ x¶o trong khi lµm bµi tËp. II. Chuẩn bị: 1. Gi¸o viªn : H­íng dÉn n¾m v÷ng c¸c c«ng thøc vµ bµi tËp mÉu. 2. Häc sinh. : ¤n tËp kiÕn thøc vÒ dao ®éng ®iÒu hoµ. III. TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY : 1) Ổn định tổ chức : 2) Kiểm tra bài cũ 3) Giảng bài mới Ho¹t ®éng 1: ( 15 phót) ¤n tËp kiÕn thøc c¬ b¶n. NỘI DUNG I. KiÕn thøc c¬ b¶n. 1. Dao ®éng: ( sgk ) Gv: Yªu cÇu häc sinh nh¾c l¹i ®Þnh nghÜa vÒ 2. Dao ®éng tuÇn hoµn: Lµ dao ®éng mµ cø sau dao ®éng, dao ®éng tuÇn hoµn, dao ®éng ®iÒu nh÷ng kho¶ng thêi gian b»ng nhau gäi lµ chu k× hoµ vµ viÕt PT d®®h? vËt trë l¹i vÞ trÝ cò theo h­íng cò. 3. Dao ®éng ®iÒu hoµ: §Þnh nghÜa: Dao ®éng ®iÒu hoµ lµ dao ®éng trong ®ã li ®é cña vËt lµ mét hµm c«sin ( hay sin ) cña thêi gian. Ph­¬ng tr×nh dao ®éng ®iÒu hoµ: ho¹t ®éng cña GV - hs x  A.Cos (t   ) Trong ®ã: x lµ li ®é dao ®éng. A: lµ biªn ®é dao ®éng. ( .t +  ): pha t¹i thêi ®iÓm t. : gäi lµ pha ban ®Çu. Gv: Nªu ®Þnh nghÜa chu k× vµ tÇn sè cña dao 5. Chu k×: lµ thêi gian mµ vËt thùc hiÖn ®­îc mét dao ®éng toµn phÇn. ®éng ®iÒu hoµ vµ viÕt biÓu thøc? 6. TÇn sè f: lµ sè dao ®éng mµ vËt thùc hiÖn ®­îc trong 1 gi©y. f  1 T 2  2 f T 8. VËn tèc vµ gia tèc trong dao ®éng ®iÒu hoµ. Ph­¬ng tr×nh vËn tèc: Gv: Mét vËt dao ®éng ®iÒu hoµ theo PT x = Khi vËt ë biªn ,x =  A th× vËn tèc b»ng kh«ng. Acos( t   ). Khi vËt ë VTCB th× vËn tèc cùc ®¹i: vmax   A - ViÕt CT tÝnh v vµ a cñat vËt? Ph­¬ng tr×nh gia tèc: a  v '   A2 cos(t  ) - ë vÞ trÝ nµo th× vËn tèc vµ gia tèc b»ng 0? - ë vÞ trÝ nµo th× vËn tèc vµ gia tèc cã ®é lín Khi vËt ë VTCB x = 0 th× a = 0. cùc ®¹i? 7. TÇn sè gãc:  TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Khi vËt ë vÞ trÝ biªn, x =  A th× amax   2 A . Gv: §­a biÓu thøc liªn hÖ a, v, x? 5. Liªn hÖ gi÷a vËn tèc vµ gia tèc. x2  v2  2  A 2 ; a   2 x Ho¹t ®éng 2: ( 30 phót) VËn dông. Gv: Yªu cÇu hs ®äc kü ®Çu bµi, vµ liªn hÖ víi c«ng thøc ®· häc. Hs: x = Asin t    v = x' = A  cos(t   ) a = v' = x" = -A  2 sin(t   ) vmax= A  ; amax= A  2 Gv: Chia líp 4 nhãm ,th¶o luËn ®­a ra c¸ch lµm (10ph). Bµi 1: Mét vËt dao ®éng ®iÒu hoµ theo ph­¬ng tr×nh: x = 4sin( t  ) (cm) 2 a, X§: Biªn ®é, chu kú; Pha ban ®Çu cña dao ®éng vµ pha ë thêi ®iÓm t. b, LËp biÓu thøc cña vËn tèc vµ gia tèc? c, T×m gi¸ trÞ cùc ®¹i cña vËn tèc, gia tèc. Bµi lµm: a, A,T,  ? Tõ PT d® ®h x = Asin t    mµ x = 4sin( t  Gv: H­íng dÉn vµ ®Þnh h­íng cho hs. Gv: Yªu c©u c¸c nhãm b¸o c¸o kÕt qu¶ vµ nhËn xÐt c¸c c¸ch lµm c¸c nhãm kh¸c. Gv: NhËn xÐt c¸c nhãm vµ ®­a ra ®¸p ¸n ®óng. Suy ra A = 4cm;  = chu kú   2f  Gv: Yªu cÇu hs thao luËn theo nhãm vµ ®­a c¸ch lµm (10ph). Gv: NhËn xÐt c¸c nhãm vµ ®­a ra ®¸p ¸n ®óng.  2 ; ( t   2 2  2 ) ), 2 2 => T =   2s T   b, v, a? Ta cã biÓu thøc vËn tèc: v = x' = A  cos(t   ) => v = 4  cos( t   ) (cm/s) 2 BiÓu thøc cña gia tèc: a = v' = x" = -A  2 sin(t   ) => a =- 4  2 sin( t  Gv: H­íng dÉn häc sinh lµm bµi 2.   2 ) (cm/s2) c, vmax, amax ? - VËn tèc cùc ®¹i (vmax) : vmax= A  = 4  = 12,56 (cm/s) - Gia tèc cùc ®¹i (amax) : amax= A  2 = 4  2 = 40 (cm/s2) Bµi 2: (bµi 11.tr9.sgk). Mét vËt dao ®éng ®iÒu hoµ ph¶i mÊt 0,25s ®Ó ®i tõ ®iÓm cã vËn b»ng kh«ng tíi ®iÓm tiÕp theo còng nh­ vËy. Kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm lµ 36cm. TÝnh: a, Chu k×. b, TÇn sè. c, Biªn ®é Bµi lµm: 36 Hai vÞ trÝ biªn c¸ch nhau 36cm. => A = =18cm. 2 1 Thêi gian ®i tõ vÞ trÝ biªn nµy ®Õn vÞ trÝ biªn kia lµ T. 2 T 1 1  T = 2t = 2.0,25 = 0,5s; f = = => t = =2 Hz. 2 T 0,5 * H­íng dÉn häc sinh lµm nhanh bµi tËp 7,8,9,10. 4) Củng cố và luyện tập : - 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? 5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: Hoàn thành bài tập SBT. TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 3 / 9 / 14 Bµi 3: CON LẮC ĐƠN Ngày dạy: / 9 / 14 TiÕt: 5 I. Mục tiêu: - Nêu được cấu tao con lắc đơn. Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hòa. Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. - Viết được cộng thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. Xác định được lực kéo về. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động. - Kĩ năng: giải được các bài tập tương tự như trong sách. Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong ciệc xác định được gia tốc rơi tự do. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: Con lắc với đơn, có thể sử dụng hình vẽ 2. Học sinh: . Ôn lại dao động điều hoà. Kiến thức phân tích lực III. Tiến trình tiết dạy 1.Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Câu hỏi 2,3 trang 13 SGK b. Câu 5, 6 trang 13 SGK 3.Bài mới HĐ1:tìm hiểu con lắc đơn về cấu tạo và trạng thái của nó Hoạt động GV Hoạt động H.S * GV cho Hs xem hình vẽ, * vẽ hình thực hiện các câu lệnh sau: * Suy nghĩ, thảo luận thực hiện các câu lệnh của GV -Nêucấutạocủaconlắcđơn? - Nêu cấu tạo con lắc đơn? - Khi kéo vật m đến B thả - Mô tả dao động nhẹ, bỏ qua ma sát, mô tả chuyển động của con lắc? - Dao động của con lắc có phải là dao động điều hòa k? - Trả lời * Nhận xét câu trả lời hs Nội dung I. Thế nào là con lắc đơn 1. Cấu tạo: một vật nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, không khối lượng, đầu kia cố định C 2 Nhận xét: kéo vật đến vị trí B thả dao động tự do không ma sát, con lắc đơn dao động tuần hòan quanh vị trí cân bằng. Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học * Vẽ hình, mô tả trạng thái của con lắc lò đơn. - Khi vật ở VTCB thì chịu tác dụng của các lực nào? - Khi từ B thả vật bắt đầu chuyển động, bỏ qua ma sát thì vật chịu tác dụng các lực nào? - Lực nào làm vật chuyển động theo phương ngang, có giá trị tính bằng công thức nào? * Hướng dẫn HS chứng tỏ con lắc không dao động điều hòa! * GV thông báo với Với   100 => sin  =  = s/l. Biến đổi biểu thức ra a = -ω2.s. * phương trình thu được giống phương trình nào đã học? * Hs vẽ hình C >0  T II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học * Khi m ở vị trí B thì:  = s =lαo + Vật nặng xác định OM o A   B s=lα + Vị trí dây treo xđịnh bởi góc: OCM  * Theo định O Pt  luật II Niu  tơn:     + P  T  ma  Pt  Pn  T  ma Pn  (Mx): Pt = mat= -mgsin (*) P =>DĐ của con lắc đơn không phải DĐĐH * HS suy nghĩ, thảo luận thực Với   100 => sin =  = s/l thì hiện các câu lệnh của GV Pt = -mgs/l =ma g g  a =  s đặt  2  l l => a = -ω2.s giống a = -ω2.X nên có nghiệm: s = s0cos(t + ) Vậy: Dao động của con lắc đơn với góc lệch nhỏ là dao động điều hoà * gợi nhớ trả lời với s0 = l.α0: biên độ dao động * Tần số và chu kì và của con lắc lò xo: g * Viết công thức tính chu kì Tần số góc:   * HS lên bảng viết công thức của con lắc? l * Cho hs thực hiện lệnh C1 * Thảo luận hoàn thành C1 <0 B TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Chu kì: T  2 * Cho HS thực hiện C2 * Cho HS thực hiện C2 = ocos(t +  l g Hoạt động 3: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng * Trả lời các câu hỏi sau: * HS tiếp thu, nhớ lại kiến III. Khảo sát dao động của con lắc - Nêu công thức tính năng thức đơn về mặt năng lượng của vật có khi c.động? - Nêu công thức tính năng của hê vật có khi bị biến dạng? * Hãy thành lập công thức tính thế năng của con lắc ở vị trí bất kì. Chọn gốc tại VTCB. *Hãymiêutảđịnhtínhsựbiếnđổi năng lượng của con lắc khi nó đi từ vị tri biên về vị trí CB và khi nó đitừVTCBravịtríbiên(C3) ( Khảo sát định tính, không yêu cầu HS * Gợi nhớ trả lời công thức nhớ ct định lượng ) tính động năng và thế năng. 1. Động năng của con lắc lò xo: 1 Wd  mv 2 * Dựa trên kết quả trả lờiHs 2 tìm z thế vào Wt = mgz 2.Thế năng của con lắc đơn * Thảo luận, suy nghĩ, trả lời Wt  mgl (1  cos  ) câu lệnh C3 3. Cơ năng của con lắc đơn 1 W  Wd  Wt  mv 2  mgl (1  cos  ) 2 Hoạt động 4: Nêu ứng dụng của con lắc đơn dùng để xác định gia tốc rơi tự do * Nêu công dụng của con * Hs lắng nghe, tiếp thu kiến IV.Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tụ do lắc trong lĩnh vực địa chất. thức l 4 2 l Từ => T  2  g  * Đưa một số VD thực tế g T2 để thấy được công dụng của con lắc * Phân tích nguyên nhân * Hs có thể cùng cả lớp phân Muốn xác định g cần xác định chiều dài (bằng thướt) và chu kỳ của con lắc đơn dẫn đến gia tốc có thể thay tích sự thay đổi của gia tốc (đồng hồ bấm giây) đổi ở những nơi khác nhau cùng độ cao 4. Củng cố - dặn dò : Trả lời câu hỏi 1,2,3 trang 17SGK Về nhà làm bài 4,5,7 SGK và sách bài tập 5. Rút kinh nghiệm: ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ TRƯỜNG THPT NCT Ngµy soạn: Ngày dạy: Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản 8 / 9 / 14 / 9 / 14 BÀI TẬP Tiết : 06 I. MỤC TIÊU : 1) Kiến thức : Củng cố kiến thức về con lắc đơn , con lắc lò xo. Giải các bài tập đơn giản về con lắc đơn , con lắc lò xo. 2) Kĩ năng: Vận dụng công thức tính tốc độ góc chu kì, tần số, năng lượng của con lắc vào giải bài tập. Rèn kĩ năng tính toán và phân tích, nhận biết con lắc. II. CHUẨN BỊ : 1) Giáo viên : Phương pháp giải bài tập về con lắc đơn, con lắc lò xo. Bài tập mẫu 2) Học sinh : Ôn về con lắc đơn. Con lắc lò xo. III. TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY. 1) Ổn định tổ chức : 2) kiểm tra bài cũ * Kiểm tra 15 phút : Tên: Lớp: Kiểm tra 15 phút Lí 12 1. Một vật dao động điều hòa với tần số f = 2,5Hz và có quĩ đạo dài 4 cm thì độ lớn vận tốc cực đại của nó bằng : A. 0,157 m/s B. 0,314 m/s C. 0,125 m/s D. 0,050 m/s 2.Lần lượt gắn 2 quả cầu có khối lượng m1 và m2 vào cùng 1 lò xo,khi gắn m1 hệ dao động với chu kì 8s, khi gắn m2 thì hệ dao động với chu kì 6s.tính chu kì dao động của hệ khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo trên A. 7,5s B. 10s C. 7s D. 14s 3.Một con lắc lò xo DĐĐH,nếu giảm độ cứng 2 lần và tăng khối lượng 8 lần thì tần số dao động của vật A. tăng 4 lần B. tăng 2 lần C. giảm 4 lần D. giảm 2 lần 2 4. Một vật DĐĐH vận tốc vật khi qua VTCB là 20  cm/s và gia tốc cực đại là 2m/s , lấy  2 = 10 . biên độ và tần số dao động của vật là? A. 10cm ; 1HZ B. 2cm ; 5 HZ C. 1cm ; 10HZ D. 20cm ; 0,5HZ Câu 5: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của gia tốc theo li độ trong dao động điều hòa có hình dạng là? A. Đường Parabol. B. Đoạn thẳng. C. Đường hình sin. D. Đường Elip. 6. Một con lắc lò xo DĐĐH với x = 4 cos(2  t +  /4) cm . động năng của con lắc biến thiên tuần hoàn với chu kì ? A.0,5s B .0,25s C .1s D.2s 7. Một vật DĐĐH thì khi vật qua vị trí A. cân bằng nó có tốc độ và gia tốc cực đại B. biên tốc độ cực đại , gia tốc bằng 0 C. cân bằng nó có tốc độ cực đại , gia tốc bằng 0 D. biên thì động năng bằng thế năng 8. phương trình DĐĐH của 1 vật có dạng x = A cos ( 12t +  ) . Gốc thời gian đã được chọn lúc A. vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương B. vật có li độ x = - A C. vật có li độ x = + A D. vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm 9. Hai DĐ ĐH cùng phương x1 = 8cos(t -  /6) cm và x2 = 8cos(t -  /2) cm . dao động tổng hợp của 2 dao động này có biên độ là? A. 8 3 cm B. 4 7 cm C. 4 2 cm D. 4 3 cm Câu10 : chọn câu sai . chu kì DĐĐH của con lắc đơn ( với sin    ) A.thay đổi khi chiều dài thay đổi B. tăng khi gia tốc trọng trường giảm C. thay đổi khi khối lượng thay đổi D.phụ thuộc vào vĩ độ địa lí 3) Giảng bài mới : TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Hoạt động của Thầy , Trò *Hoạt động 1 : Sửa bài tập cũ Gọi học sinh làm bài tập 7 SGK /17 Nội dung bài học Bài tập 7 SGK /17 Chu kỳ của con lắc đơn T = 2 Số dao động toàn phần trong 5 phút là: 2,82 /(5.60) =106 dao động BÀI GIẢI : a) Chieàu daøi cuûa con laéc : *Hoạt động 2 : Làm bài tập mới *Cho hoïc sinh laøm baøi taäp sau : Moät con laéc ñôn coù chu kyø T=2s. a) Tính chieàu daøi con laéc naøy ôû ñòa cöïc ( g=9.832m/s2) b) Ñöa noù veà xích ñaïo (g =9.780 m/s2)thì moät ngaøy ñeâm noù chaïy nhanh hay chaäm bao nhieâu phuùt ? a) Phaûi söûa theá naøo ñeå noù chaïy ñuùng nhö ôû xích ñaïo. * Rút kinh nghiệm : Söï thay ñoåi chu kyø do thay ñoåi ñoä cao : a)Gia toác troïng löïc ôû ñoä cao h : M g G ( R  h) 2 -11 2 2 G =6,68.10 Nm /kg laø haèng soá haáp daãn. M=6.1024 kg laø khoái löôïng traùi ñaát R=6400km laø baùn kính traùi ñaát ; h laø ñoä cao b) Chu kì con laéc ôû maët ñaát : T1 = 2 Chu kì con laéc ôû ñoä cao : T2 = 2 T2 T1 T2 T1 l =2,82 (s) g l g1 l g2 M 2 g1 ( R  h) 2 R    M g2 R2 G 2 ( R  h) h h T h  1   T2  T1  .T1   R R T1 R G b) Goïi T’ laø chu kyø cuûa con laéc ôû xích ñaïo : T' g g = Þ T'= .T =2,0053 (s) T g' g' Moät ngaøy ñeâm 86400 s = 43200T Moãi chu kyø T con laéc ôû xích ñaïo chaäm 0,0053 s.Vaäy sau 43200T noù chaïy chaäm: 43200x0,0053=229 (s) = 3phuùt 49 giaây c) Ñeå chaïy ñuùng ôû xích ñaïo, noù phaûi coù chieàu daøi : l ' = T 2g ' = 4p 2 0,991(m) Nghóa laø phaûi laøm thanh treo ngaén ñi moät ñoaïn baèng 5mm 2) Ñoä nhanh chaäm hôn 1 ngaøy ñeâm : - Tính chu kì chaïy ñuùng Tñ -Tính chu kì chaïy sai TS Laäp tæ soá : Td TS Td >1Tñ > TS : Chaïy nhanh Chu kì giaûm TS Td <1Tñ < TS : Chaïy chaäm Chu kì taêng. TS Ñoä chaïy sai trong moät chu kì : T = TS  Td Ñoä sai trong moät ngaøy ñeâm : t = 4) Củng cố và luyện tập : Nhắc lại các công thức đã sử dụng 5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà : Làm các bài tập còn lại l => l = 0,996 (m) g T = 2 T 86400 Td TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 12 /9/ 14 Bµi 4: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC. Ngày dạy: /9 / 14 TiÕt: 7 I. Mục tiêu: - Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy tri, cưỡng bức và cộng hưởng. - Giải thích được nguyên nhân của dao động tắt dần. - Nêu được điều kiện để có cộng hưởng xảy ra. - Nêu được vài ví dụ về tầm quang trọng của hiện tượng cộng hưởng. - Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng. - Kỹ năng: vận dụng điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lý có liên quan. Giải được các bài tập tương tự như sách giáo khoa. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: Bộ thí nghiệm của con lắc lò xo nhạy trên mặt phẳng ngang, thí nghiệm ở 4.3 Các ví dụ của dao động tắt dần trong cuộc sống, một số ví du về cộng hưởng 2. Học sinh: Tham khảo trước bài học. III. Tiến trình buổi dạy 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: Viết biểu thức của động năng và thế năng, cơ năng của con lắc đơn ở vị trí góc lệch α bất kì. Khi con lắc dao động thì động năng và thế năng của con lắc biến thiên như thế nào? 3. Bài mới Hoạt động 1: Tìm hiểu dao động tắt dần, dao động duy trì Hoạt động GV * Làm thí nghiệm về dao động con lắc lò xo, con lắc đơn. * Từ thực tế hãy nhận xét con lắc có dao động điều hòa k? * Biên độ con lắc như thế nào? * GV đưa ra dao động tắt dần và đồ thị của dao động tắt dần. *Từ hai TN cho biết con lắc nào dao động tắt nhanh hơn? * Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên? * GV nêu ứng dụng dao động tắt dần, giải thích cơ chế của các hoạt động. * Đưa ra dao động riêng với tần số riêng kí hiệu f0 * ĐVĐ: vd về dao động tắt dần của võng. * Muốn duy trì dao động tắt dần ta phải làm gì ? *Nêu cách cung cấp n. lượng? * Cơ chế duy trì dđ của con lắc. Hoạt động HS * Theo dõi TN Nội dung I.Dao đông tắt dần : 1. Thế nào là dao động tắt dần ? Dao động mà biên độ giảm dần theo t * HS từ thí nghiệm trả lời Q Q x Q t * HS ghi vào vở *Q.sát và rút ra các nhận xét. O O AA M A O M A * HS suy nghỉ trả lời đồng thời giải thích nguyên nhân 2. Giải thích: Lực ma sát và lực cản dẫn đến dao động tắc dần. môi trường luôn luôn ngược chiều chuyển động của vật, nên sinh công * HS theo dõi tiếp thu kiến âm, làm cho cơ năng vật dao động thức giảm, dẫn đến biên độ dao động cũng giảm và cuối cùng con lắc dừng lại. 3. Ứng dụng của tắt dần: Bộ phận giảm xóc ôtô, xe máy, bộ phận đóng cửa tự động… II. Dao động duy trì: * Dao động được gọi là duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao đông riêng của hệ gọi là dao động duy trì. * Ví dụ về dao động duy trì: Quả lắc đồng hồ, người chơi đu quay.. Hoạt động 2: tìm hiểu dao động cưỡng bức ĐVĐ: Một người từ cái đu * HS tiếp thu III. Dao động cưỡng bức: quay nhảy xuống. 1.Thế nào là dao động cưỡng bức * Nhận xét dao động của cái đu * Học sinh nhận xét dao động + Dao động chịu tác dụng của một quay lúc này như thế nào? của đu quay ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản * Muốn cho cái đu quay vẫn dao động cưỡng bức. 0 dđộng k tắt thì thường chúng * thường dùng tay đẩy + Dao động cưỡng bức có biên độ ta làm gì? (tác dụng ngoại lực) không đổi và có tần số bằng tần số * GV đưa ra dao động cưỡng của ngoại lực cưỡng bức bức, thông báo lực này cung * Quan sát 2. Ví dụ : SGK/ 19 cấp một NL cho cái đu quay bù - Trả lời các câu hỏi đã nêu. 3. Đặc điểm : lại NL mất mát do ma sát. + Hệ dao động cưỡng bức có tần số * Phân tích vd trong SGK, Cho bằng tần số của lực cưỡng bức. 2 HS đọc các đ của d.động + Có biên độ k0 đổi và phụ thuộc vào: cưỡng bức, g.giải làm rõ Adđ - Biên độ của ngoại lực A phụ thuộc Alựccb,độ lệch f và f0 - Độ chênh lệch của tần số ngoại lực f B C * Làm TN hình 4.3. ( C1) với tần số riêng của hệ dao động f0 D E + Khi f gần bằng f0 thì biên độ dao G 0 - Các con lắc khác có dđ k ? động cưỡng bức biến đổi càng lớn -Con lắc nào dđ mạnhnhất, tại sao? Hoạt động 3 Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng, sự ảnh hưởng của cộng hưởng * Cho hs đọc định nghĩa của * Hs đọc định nghĩa IV. Hiện tượng cộng hưởng: dao động cưỡng bức. 1. Định nghĩa: Hiện tượng biên độ * Giới thiệu đồ thị của dao dao động cưỡng bức tăng đến giá trị x A động cưỡng bức. cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức O t * Giảng giải, phân tích Vd để tiến đến tần số f0 của hệ dao động gọi b hs nắm được hiện tượng cộng là hiện tượng cộng hưởng. hưởng, cần nói lại dđ riêng của Amax Điều kiện cộng hưởng: f = f0 con lắc. f f0 * Phân tích vd để làm rõ phần O 2.Giải thích: khi f =f0 : hệ được cung giải thích. cấp năng lượng một cách nhịp nhàng * Thực hiện lệnh C2 đúng lúc , do đó biên độ dao động của - Tại sao biên độ dđ c.bức của hệ tăng dần lên . Biên độ dao động đạt thân xe trong vd II.2 lại nhỏ? giá trị tới giá trị không đổi và cực đại * Thảo luận nhóm trả lời các câu - Tại sao lực đẩy nhỏ ta có thể hỏi của GV. (A = Amax) khi tốc độ tiêu hao năng làm cho chiếc đu quay có nguời lượng bằng tốc độ cung cấp năng ngồi đung đưa với biên độ lớn lượng cho hệ. * Phân tích tầm quang trọng của * HS tiếp thu kiến thức hiện tượng cộng hưởng, tác dụng 3. Tầm quan trọng của hiện tượng có lợi và hại của cộng hưởng! cộng hưởng : Sgk/20, 21. 4. Củng cố dặn dò: Thế nào là dao động tắt dần, giải thích tại sao dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức .Hiện tượng cộng hưởng Phân biệt dao động duy trì và dao động cưỡng bức Về nhà làm bài tập 1,2,3,4 5,6 trang 21 Sgk. 5. Rút kinh nghiệm: ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµysoạn:15/9/14 Ngày dạy: / 9 /14 Bµi 5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN TiÕt: 8 SỐ . PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ VECTO FRE-NEN I. Mục tiêu: - Biết biểu diễn một dao động điều hoà bằng một vectơ quay. - Nắm được phương pháp giản đồ Fre-Nen - Biết cách hình thành công thức tính biên độ tổng hợp A và độ lệch pha  - Nắm được các dao động khi nào cùng pha, khi nào lệch pha - Kỹ năng: Sử dụng giản đồ vectơ quay để tổng hợp 2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số Giải được các bài tập về tổng hợp dao động. II. Chuẩn bị 1.Giáo viên:Các hình vẽ, và các ví dụ về hai dao động cùng xảy ra. 2. Học sinh: Xem bài trước, ôn tập hình chiếu của các vectơ xuống hai trục tọa độ IV.Tiến trình buổi dạy 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Dao động cưỡng bức là gì? Nêu đặc điểm về dao động này? b. Khi nào biên độ dđ cưỡng bức đạt giá trị cực đại, biên độ cực đại này phụ thuộc vào yếu tố nào? 3. Bài mới Hoạt động 1: Biễu diễn một dao động điều hoà bằng một vectơ quay Hoạt động GV Hoạt động HS * Liên hệ bài cũ: Một điểm P * HS gợi nhớ, tiếp thu dđđh trên một đường thẳng có M thể coi là hình chiếu của M cđ tròn đều lên đường kính là đoạn φ thẳng đó nên biễn diễn dđđh x P  O bằng một vectơ quay OM . x * Vẽ hình trình bày theo sgk * HS làm nháp, hs biễu diễn * Hãy biễn diễn dđđh: x =3cos(5t+π/3) cm bằng vectơ trên bảng quay (C1) Nội dung I. Véc tơ quay: Một dao động điều hoà với x=Acos(  t+  ) được biểu diễn bằng  véc tơ quay OM . Trên trục toạ độ Ox véc tơ này có: M + Gốc: Tại O + Độ dài: OM = A    + OM , O x    O Hoạt động 2:Tìm hiểu hương pháp giản đồ Fre-nen. Đưa ra công thức tổng hợp + x TRƯỜNG THPT NCT * GV: Lấy một số ví dụ về một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số, và đặt vấn đề là tìm dao động tổng hợp của vật * Hãy lấy thêm vd * Đưa ra P2 giản đồ Fre-nen. * Hãy biễn diễn dao động x1 = A1cos(t + 1) x2 = A2cos(t + 2) * Dùng qui tắc hình bình hành   tổng hợp hai vectơ OM 1 , OM 2 *GVgiảnggiải:Khicácvéctơ   OM 1 , OM 2 quay với cùng vận tốc góc  ngược chiều đồng kim    đồ, thì do góchợpbởigiữa OM1 ,OM 2 =2– 1 khôngđổinênHBHOM1MM2 cũng quay theo với vận tốc góc  và không  biến dạngkhiquay.Véctơ tổng OM là đường chéo hình bình hành cũng quay đềuquanhOvớivậntốc góc. *Mặtkhác: OP  OP1  OP2  hay x = x1 +x2 nên véc tơ tổng OM biểu diễn cho dao động tổng hợp, và phương trình dao động tổng hợp có dạng:x=Acos(t+). Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản * HS tiếp thu * Hs: Lấy thêm một số ví dụ? * Hs tiếp thu, ghi chép * HS vẽ vectơ quay OM 1 biểu diễn dđ đh x1 và biểu diễn dđđh x2 . * Học sinh vẽ vectơ OM 2   OM 1. Đặt vấn đề: SGk/ 23 Một vật đồng thời tham gia hai dao động điều hòa cùng tần số có các p.trình lần lượt là: x1 = A1cos(t + 1);x2 = A2cos(t + 2). Tìm dao động tổng hợp của hai dao động trên bằng phương pháp Fre-nen. 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen: a. Nội dụng: là phương pháp tổng hợp hai dao động cùng phương cùng tần số. x1 = A1cos(t + 1) Tại t = 0 ta có: x2 = A2cos(t + 2)         * Vẽ x1 là vectơ OM1   = OM + OM  1 2 Gốc O, độ dài:OM1=A1; OM1, Ox  1  * Học sinh quan sát và nghe OM * Vẽ x là vectơ 2 thuyết trình 2 y Gốc O, độ dài: OM2=A 2 ; OM2 , Ox   2     Ta có: OM  OM 1  OM 2 Vì    Chox OM  Chox OM 1  Chox OM 2 M y M2 y2 y1 O   M1 P2 P1 P * Hs tiếp thu ghi chép x nên OP  OP1  OP2 hay: x = x1 + x2  Véctơ OM biểu diễn cho d.động tổng hợp và có dạng: x = Acos(t + ). Vậy: dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tấn số là một dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số với hai d.động đó Hoạt động 3: Chứng minh c.thức A, φ và tổng hợp. Độ lệch pha. *Thông báo c.thức tính A, φ * Dựa vào hình vẽ tìm lại hai công thức biên độ A và pha ban đầu φ của dđộng tổng hợp (C2) * Hs tiếp thu b. Biên độ, pha ban đầu tổng hợp của hai dao động Biên độ: * Các nhóm thảo luận tìm ra A2= A22 + A12+2A1A2cos(2 – 1) cộng thức tính biên độ và pha Pha ban đầu: ban đầu A sin 1  A 2 sin  2 tan   1 A1 cos 1  A 2 cos  2 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha: *suy nghĩ, nhận xét * Nếu  2 –  1 = 2n :hai dao động cùng pha => A = Amax = A1+A2. * Suy nghĩ, nhận xét * Nếu  2 –  1 =(2n+1)  :hai dđộng * Khi 2 – 1 = 2n thì hai dao động x1 và x2 ntn? A= ? * Khi 2 – 1 = (2n+ 1) thì hai dao động x1 và x2 như thế nào? ngược pha =>A=Amin= A1 - A 2 => A = ? * Khi 2 – 1 = - + /2+k2 thì + Nếu 2 – 1 = - + /2+k2: hai dao hai dao động x1 và x2 như thế * Hs suy nghĩ trả lời lần lượt động vuông fa với nhau: các câu hỏi của giáo viên nào? 2 2 A = A1 + A 2 => A = ?Cho biết ý nghĩa của độ lệch pha? 4.Ví dụ : SGK trang 24 * Hướng dẫn làm bài tập VD 4. Củng cố dặn dò: Tổng hợp ba dao động cùng phương, cùng tần số trở lên thì thì làm như thế nào? Về nhà làm bài tập: 1,2,3, 4,5,6 trang 25 SGK 5. Rút kinh nghiệm: ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... TRƯỜNG THPT NCT Ngµy soạn: 20/ 9/14 Ngày dạy: / 9 /14 Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Tiết 9: BÀI TẬP I. Mục tiêu: - Vận dụng kiến thức dao động điều hoà, tổng hợp hai dao động. - Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, tổng hợp các dao động cùng phương cùng tần số. 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.Tiến trình bài dạy : 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Hãy biễn diễn dao động điều hoà x = 4cos(5t + π/6) cm b. Nêu nội dung phương pháp Giản đồ Fre-nen c. Làm bài 6/25 3. Bài mới : Hoạt động 1: Giải một số câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động GV Hoạt động H.S Nội dung * Cho Hs đọc lần lượt các * HS đọc đề từng câu, cùng Câu 4 trang 17: D câu trắc nghiệm 4,5,6 trang suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp Câu 5 trang 17: D 17 sgk án đúng Câu 6 trang 17: C * Tổ chức hoạt động nhóm, * Thảo luận nhóm tìm ra kết thảo luận tìm ra đáp án quả *Gọi HS trình bày từng câu * Hs giải thích * Cho Hs đọc l các câu trắc * Đọc đề nghiệm 6, 7 trang 21 sgk và * Thảo luận tìm ra kết quả 4,5 trang 25 * Tổ chức hoạt động nhóm, * Hs giải thích thảo luận tìm ra đáp án. *Cho Hs trình bày từng câu Câu 6 trang 21: D Câu 7 trang 21: B Câu 4 trang 25: D Câu 5 trang 25: B Hoạt động 2: Giải một số bài tập tự luận về tổng hợp dao động * GV cho hs đoc đề, tóm tắt * Hướng dẫn hs giải bài toán. * HS đọc đề, tóm tắt * Nghe hướng dẫn và làm - Viết phương trình của x1 và - Viết phương trình x1, x2 x2. - Viết phương trình tổng - Viết phương tình tổng hơp x quát: x = Acos(5t + ). Giải: Phương trình dao động x1 và x2 3  x1 = cos(5t + ) cm 2 2 5 x2 = 3 cos(5t + ) cm 6 Phương trình tổng hợp: x = x1 + x2 x = Acos(5t + ). Trong đó: - Tìm biên độ A, pha dao - Áp dụng công thức tính A, φ ban đầu φ tổng hợp A= A12 + A22 +2A1A2cos( 2 -1) =2,3cm * Kết luận tan   A1 sin 1  A2 sin 2    0,73(rad) A1 cos 1  A2 cos 2 Vậy: x = 2,3cos(5t + 0,73 ). cm TRƯỜNG THPT NCT Bài tâp thêm: Cho hai dao động cùng phương, cùng tần số: x1  4cos100 t  (cm) x2  4cos(100 t  ) (cm) Viết phương trình2dao động tổng hợp của hai dao động bằng cách: a.dùng giản đồ vectơ b. Biến đổi lượng giác * Hướng dẫn Hs giải bài toán: - Biễu diễn x1 - Biễn diễn x2 Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản * Hs chép đọc đề tóm tắt Giải * Vận dụng phương pháp giải a. phương trình tổng hợp: đồ giải bài toán x = x1 + x2= Acos(100πt+). * Hs biễn diễn x1 * biễn diễm x2 - Từ giản đồ lấy các giá trị * Hs nêu giá trị của biên độ và của biên độ và pha ban đầu pha ban đầu tổng hợp tổng hợp * Hs về nhà giải bài toán vận dụng lượng giác * vận dụng toán l.giác giải    OM 1  A1  4cm x1 biễn diễn OM 1 :    OM 1 , Ox  0   OM 2  A2  4cm   x2 biễn diễn OM 2 :     OM 2 , Ox  (rad )  2 Từ giản đồ ta có: A  A12  A22  4 2cm   4 rad M2 y M A2 Vậy x = 4 2 cos(100πt+   O 4 A x A1 M1 ). 4. Củng cố dặn dò: Lưu ý hs sinh có thể giải bài toán tổng hợp dao động bằng 3 cách: vận dụng công thức, dùng giản đồ Fre-nen, dùng biến đổi lượng giác. Làm các bài tập trong sách bài tập 5. Rút kinh nghiệm: ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn:22/9/14 Bµi 6: THỰC HÀNH KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO Ngày dạy: / 9/14 TiÕt:10 + 11 ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí. - Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật đã biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó. - Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định luật mới. Biết dùng phương pháp thực nghiệm để: - Chu kì dao động T của con lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ khi biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, chỉ phụ thuộc vào chiều dài l và gia tốc rơi tự do của nơi làm thí nghiệm. 2  2 với g = 9,8m/s2, - Tìm ra bằng thí nghiệm T  a l , với hệ số a  2, kết hợp với nhận xét tỉ số g từ đó nghiệm lại công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn. Ứng dụng kết quả đo a để xác định gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm. 2. Kĩ năng: - Lựa chọn được các độ dài l của con lắc và cách đo đúng để xác định l với sai số nhỏ nhất cho phép. - Lựa chọn được các loại đồng hồ đo thời gian và dự tính hợp lí số lần dao động toàn phần cần thực hiện để xác định chu kì của con lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%. - Kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm: Lập bảng ghi kết quả đo kèm sai số. Xử lí số liệu bằng cách lập các tỉ số cần thiết và bằng cách vẽ đồ thị để xác định giá trị của a, từ đó suy ra công thức thực nghiệm về chu kì dao động của con lắc đơn, kiểm chứng công thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn, và vận dụng tính gia tốc g tại nơi làm thí nghiệm. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Nhắc HS chuẩn bị bài theo các nội dung ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. - Chọn bộ 3 quả cân có móc treo 50g. - Chọn đồng hồ bấm giây hiện số có độ chia nhỏ nhất 0,01s, cộng thêm sai số chủ quan của người đo là 0,2s thì sai số của phép đo sẽ là t = 0,01s + 0,2s = 0,21s. Thí nghiệm với con lắc đơn có chu kì T  1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t  10s, thì sai số phạm phải là: t T 0,21 2    2% . Thí nghiệm cho T  1.  0,02s . Kết quả này đủ chính xác, có thể chấp t T 10 100 nhận được. Trong trường hợp dùng đồ hồ đo thời gian hiện số với cổng quang điện, có thể đo T với sai số  0,001s. 2. Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần: - Đọc kĩ bài thực hành để định rõ mục đích và quy trình thực hành. - Trả lời các câu hỏi cuối bài để định hướng việc thực hành. - Chuẩn bị một tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị và lập sẵn các bảng để ghi kết quả theo mẫu ở phần báo cáo thực hành trong Sgk. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ho¹t ®éng 1 (7 phót) : æn ®Þnh tæ chøc. KiÓm tra bµi cò. * N¾m sù chuÈn bÞ bµi cña häc sinh. Ho¹t ®éng cña häc sinh Ho¹t ®éng cña gi¸o viªn - B¸o c¸o t×nh h×nh líp. - T×nh h×nh häc sinh. - Tr¶ lêi c©u hái cña thµy. - Yªu cÇu: tr¶ lêi vÒ mùc ®Ých thùc hµnh, c¸c b­íc tiÕn hµnh. - NhËn xÐt b¹n. - KiÓm tra miÖng, 1 ®Õn 3 em. Ho¹t ®éng 2 ( 30 phót) : Bµi míi: TiÕn hµnh thÝ nghiÖm thùc hµnh. Ph­¬ng ¸n 1. * N¾m ®­îc c¸c b­íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm, lµm thÝ nghiÖm, ghi kÕt qu¶. TRƯỜNG THPT NCT Ho¹t ®éng cña häc sinh - Ph©n nhãm - TiÕn hµnh l¾p ®Æt theo thµy HD. - TiÕn hµnh l¾p ®Æt TN. - TiÕn hµnh lµm TN theo c¸c b­íc. - §äc vµ ghi kÕt qu¶ TN. - Lµm Ýt nhÊt 3 lÇn trë lªn. - TÝnh to¸n ra kÕt qu¶ theo yªu cÇu cña bµi. Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ho¹t ®éng cña gi¸o viªn + HD HS l¾p ®Æt thÝ nghiÖm. - H­íng dÉn c¸c nhãm l¾p ®Æt thÝ nghiÖm. - KiÓm tra c¸ch l¾p ®Æt, HD c¸ch l¾p cho ®óng. + HD HS lµm TN theo c¸c b­íc. - H­íng dÉn c¸c nhãm ®äc vµ ghi kÕt qu¶ lµm TN. - KiÓm tra kÕt qu¶ c¸c nhãm, HD t×m kÕt qu¶ cho chÝnh x¸c. Ho¹t ®éng 3 ( 30 phót) : Ph­¬ng ¸n 2. * N¾m ®­îc c¸c b­íc tiÕn hµnh thÝ nghiÖm ¶o, ghi kÕt qu¶. Ho¹t ®éng cña häc sinh Ho¹t ®éng cña gi¸o viªn - Lµm TH theo HD cña thµy - Sö dông thÝ nghiÖm nh­ SGK. - Quan s¸t vµ ghi KQ TH - H­íng dÉn HS lµm thÝ nghiÖm theo c¸c b­íc. - TÝnh to¸n kÕt qu¶ .. - C¸ch lµm b¸o c¸o TH. - NhËn xÐt HS. - Lµm b¸o c¸o TH + KiÓm tra b¸o c¸o TH - Th¶o luËn nhãm. - C¸ch tr×nh bµy - TÝnh to¸n - Néi dung tr×nh bµy - Ghi chÐp KQ ... - KÕt qu¶ ®¹t ®­îc. - Nªu nhËn xÐt... - NhËn xÐt , bæ xung, tãm t¾t. Ho¹t ®éng 3 ( 10 phót): VËn dông, cñng cè. Ho¹t ®éng cña häc sinh Ho¹t ®éng cña gi¸o viªn - Nép b¸o c¸o TH - Thu nhËn b¸o c¸o - Ghi nhËn ... - Tãm kÕt qu¶ TH - §¸nh gi¸, nhËn xÐt kÕt qu¶ giê d¹y. Ho¹t ®éng 4 (10 phót): H­íng dÉn vÒ nhµ. Ho¹t ®éng cña häc sinh - Xem vµ lµm c¸c Bt cßn l¹i. - VÒ lµm bµi vµ ®äc SGK bµi sau. Ho¹t ®éng cña gi¸o viªn - ¤n tËp l¹i ch­¬ng I - Thu nhËn, t×m c¸ch gi¶i. - §äc bµi sau trong SGK. IV. RÚT KINH NGHIỆM ................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................ TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Ngµy soạn: 26 /9 /14 Ngày dạy: / 10 /14 Chương II : SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM TiÕt:12+13 Bµi 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa của sóng cơ. - Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha. - Viết được phương trình sóng. - Nêu được các đặc trưng của sóng là biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng và năng lượng sóng. - Giải được các bài tập đơn giản về sóng cơ. - Tự làm được thí nghiệm về sự truyền sóng trên một sợi dây. 2. Kĩ năng: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Các thí nghiệm mô tả về sóng ngang, sóng dọc và sự truyền của sóng. 2. Học sinh: Ôn lại các bài về dao động điều hoà. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về sóng cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung - Mô tả thí nghiệm và tiến hành thí - HS quan sát kết quả thí I. Sóng cơ nghiệm. nghiệm. 1. Thí nghiệm a. Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động  M vẫn bất động. M S O b. S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động  M dao động. Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới M. - Khi O dao động ta trông thấy gì trên - Những gợn sóng tròn đồng 2. Định nghĩa mặt nước? tâm phát đi từ O. - Sóng cơ là sự lan truyền của  Điều đó chứng tỏ gì?  Sóng truyền theo các dao động cơ trong một môi (Dao động lan truyền qua nước gọi là phương khác nhau với cùng trường. sóng, nước là môi trường truyền sóng). một tốc độ v. 3. Sóng ngang - Khi có sóng trên mặt nước, O, M - Dao động lên xuống theo - Là sóng cơ trong đó phương dao động như thế nào? phương thẳng đứng. dao động (của chất điểm ta - Sóng truyền từ O đến M theo - Theo phương nằm ngang. đang xét)  với phương phương nào? truyền sóng.  Sóng ngang. 4. Sóng dọc Tương tự, HS suy luận để trả - Tương tự, thế nào là sóng dọc? - Là sóng cơ trong đó phương (Sóng truyền trong nước không phải lời. dao động trùng với phương là sóng ngang. Lí thuyết cho thấy truyền sóng. rằng trong các môi trường lỏng và khí chỉ có thể truyền được sóng dọc, chỉ môi trường rắn mới truyền được cả sóng dọc và sóng ngang. Sóng nước là một trường hợp đặc biệt, do có sức căng mặt ngoài lớn, nên mặt nước tác dụng như một màng cao su, và do đó cũng truyền được sóng ngang). TRƯỜNG THPT NCT Giáo án Vật lý 12 - Ban cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sự truyền sóng cơ. - Làm thí nghiệm kết hợp với hình vẽ 7.2 về sự truyền của một biến dạng.  Có nhận xét gì thông qua thí nghiệm và hình vẽ?  Tốc độ truyền biến dạng được xác định như thế nào? (Biến dạng của dây, gọi là một xung sóng, truyền tương đối chậm vì dây mềm và lực căng dây nhỏ).  Biến dạng truyền trên dây thuộc loại sóng gì đã biết? - Y/c HS hoàn thành C2. - Trong thí nghiệm 7.3 nếu cho đầu P dao động điều hoà  hình dạng sợi dây ở các thời điểm như hình vẽ 7.3  có nhận xét gì về sóng truyền trên dây? - Sau thời gian T, điểm P1 bắt đầu dao động giống như P, dao động từ P1 tiếp trục truyền xa hơn. - Xét hai điểm cách nhau một khoảng , ta có nhận xét gì về hai điểm này?  Cùng pha. - Gọi M là điểm cách O một khoảng là x, tốc độ sóng là v  thời gian để sóng truyền từ O đến M?  Phương trình sóng tại M sẽ có dạng như thế nào? (Trạng thái dao động của M giống như trạng thái dao động của O trước đó một thời gian t) - Hướng dẫn HS biến đổi biểu thức 2 sóng tại M thông qua   và  = T vT. - Biến dạng truyền nguyên II. Sự truyền sóng cơ vẹn theo sợi dây. 1. Sự truyền của một biến dạng - Gọi x và t là quãng đường - HS suy nghĩ và vận dụng và thời gian truyền biến dạng, kiến thức để trả lời. tốc độ truyền của biến dạng: v - Là sóng ngang. x t 2. Sự truyền của một sóng hình sin - Sau thời gian t = T, sóng truyền được một đoạn:  = PP1 = v.t - Sóng truyền với tốc độ v, bằng tốc độ truyền của biến dạng. - Hai đỉnh liên tiếp cách nhau - Không đổi, chuyển động một khoảng  không đổi,  gọi là bước sóng. cùng chiều, cùng v. - Hai điểm cách nhau một khoảng  thì dao động cùng pha. 3. Phương trình sóng x t  - Giả sử phương trình dao v động của đầu O của dây là: u0 = Acost uM = Acos(t - t) - Điểm M cách O một khoảng x. Sóng từ O truyền đến M x mất khoảng thời gian t  . v - Phương trình dao động của M là: uM = Acos(t - t)  x  Acos  t    v - HS làm thí nghiệm theo C2. - HS quan sát hình vẽ 7.3. Dây có dạng đường hình sin, mà các đỉnh không cố định và dịch chuyển theo phương truyền sóng.  t x  Acos2    T   2 Với   và  = vT T Phương trình trên là phương trình sóng của một sóng hình sin theo trục x. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về các đặc trưng của sóng - Sóng được đặc trưng bởi các đại - HS ghi nhận các đại lượng 4. Các đặc trưng của sóng - Biên độ A của sóng. lượng A, T (f),  và năng lượng sóng. đặc trưng của sóng. - Chu kì T, hoặc tần số f của 1 sóng, với f  . T - Dựa vào công thức bước sóng  có - Bước sóng  là quãng đường - Bước sóng , với sóng truyền trong thời gian thể định nghĩa bước sóng là gì?