Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Ngày soạn: 28/8/2014
Chương I. DAO ĐỘNG CƠ
Tiết 1 . DAO ĐỘNG DIỀU HÒA
I. MỤC TIÊU
- Nêu được: Định nghĩa dao động điều hòa, các khái niệm li độ, biên độ, tần số,
chu kì, pha, pha ban đầu.
- Viết được: Phương trình của dao động điều hòa, 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 hòa.
- Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng không.
- Làm được các bài tập tương tự như trong sgk.
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1. Giáo viên
- Sách giáo khoa, giáo án, thước, chuẩn kiến thức kỹ năng.
2. Học sinh:
- Sách giáo khoa, đồ dùng học tập
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
Phương pháp: Phân tích, đàm thoại, thuyết trình.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Tiết 1: Hoạt động 1 (5 phút): Giới thiệu chương trình, sách giáo khoa, sách bài tập,
sách tham khảo.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu dao động cơ.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Cho học sinh quan sát dao động của con lắc
đơn.
HS: Định nghĩa dao động cơ.
Giới thiệu một số dao động tuần hoàn.
Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa dao động
tuần hoàn. HS: Định nghĩa dao động tuần
hoàn.
I. Dao động cơ
Giới thiệu phương trình dao động điều hòa
và các đại lượng trong phương trình.
HS: Ghi nhận phương trình.
Ghi nhớ tên gọi và đơn vị của các đại lượng
trong phương trình dao động điều hòa.
Thực hiện thí nghiệm hình 1.4.
Yêu cầu học sinh rút ra mối liên hệ giữa
chuyển động tròn đều và dao động điều hòa.
HS: Nêu mối liên hệ giữa chuyển động tròn
đều và dao động điều hòa.
Nêu qui ước chọn trục làm gốc để tính pha
dao động.
HS: Ghi nhận qui ước chọn trục làm gốc để
với tốc độ góc ω trên quỹ đạo tâm O bán
kính OM = A.
+ Ở thời điểm t = 0, điểm M ở vị trí M
0
được xác định bởi góc ϕ.
+ Ở thời điểm t bất kì M được xác định
bởi góc (ωt + ϕ).
+ Hình chiếu của M xuống trục Ox là P
có tọa độ: x =
____
OP
= Acos(ωt + ϕ).
Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều
hòa, nên dao động của điểm P được gọi
là dao động điều hòa.
2. Định nghĩa
Dao động điều hòa là dao động trong đó
Giới thiệu tần số của dao động điều hòa.
HS: Ghi nhận khái niệm.
Giới thiệu tần số góc của dao động điều
hòa.
HS: Ghi nhận khái niệm.
Y/c h/s nhắc lại mối liên hệ giữa ω, T và f
trong cđ tròn đều.
HS: Nhắc lại mối liên hệ giữa ω, T và f
trong chuyển động tròn đều.
Giới thiệu vận tốc của vật dao động điều
hòa.
HS: Ghi nhận khái niệm.
Biến đổi để thấy v sớm pha
2
π
so với x.
HS: Ghi nhận sự lệch pha giữa vận tốc v
và li độ x.
Yêu cầu học sinh xác định các giá trị cực
tiểu và cực đại của vận tốc của dao động
điều hòa.
HS: Xác định các vị trí vật có vận tốc cực
tiểu, cực đại.
Giới thiệu gia tốc của vật dao động điều
hòa.
HS: Ghi nhận khái niệm.
Giới thiệu sự lệch pha của a, v và x.
HS: Nắm vững mối liên hệ giữa x, v và a
trong dao động điều hòa.
III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao
độ lớn cực đại: v
max
= ωA.
2. Gia tốc
+ Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo
thời gian: a = v' = - ω
2
Acos(ωt + ϕ) = -
ω
2
x
+ x, v và a biến thiên điều hòa cùng tần
số; a ngược pha với x, sớm pha
2
π
so với
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
3
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Yêu cầu học sinh nêu đặc điểm của véc tơ
gia tốc trong dao động điều hòa.
HS: Nêu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong
dao động điều hòa.
Yêu cầu học sinh xác định các giá trị cực
đại, cực tiểu của a.
HS: Xác định các vị trí gia tốc có giá trị
cực đại, cực tiểu
Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị.
HS: Vẽ đồ thị của dao động điều hòa ứng
với trường hợp pha ban đầu ϕ = 0.
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Ngày soạn: 08/9/2014
Tiết 2 . Bài 2. CON LẮC LÒ XO
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.
- 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 để giải bài tập tương tự
như ở trong phần bài tập.
- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1. Giáo viên: Con lắc lò xo
2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
Phương pháp: Phân tích, đàm thoại, thuyết trình.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc
của vật dao động điều hòa. Nêu mối liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc của dao
động điều hòa.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu con lắc lò xo.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Gv: yªu cÇu hs m« ta con l¾c lß xo?
Hs: M« t¶.
Gv: c¸ch kÝch thÝch cho con l¾c dao ®éng
ntn?
Hs: Tr¶ lêi.
I. Con lắc lò xo
HS: Thử lại để công nhận nghiệm của
phương trình: a = - ω
2
x là:
x = Acos(ωt + ϕ).
Yêu cầu học sinh xác định tần số góc ω.
HS: Xác định tần số góc ω của con lắc lò
xo.
Yêu cầu h/s xác định chu kì T.
HS: Xác định chu kì dao động.
Yêu cầu học sinh thực hiện C1
HS: Thực hiện C1.
Giới thiệu lực kéo về ở con lắc lò xo vừa
nêu và một số trường hợp khác. HS: Nêu
khái niệm lực kéo về.
II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo
về mặt động lực học
1. Phương trình chuyển động
Vật chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực
→
P
, phản lực
→
N
và lực đàn hồi
→
F
.
Theo định luật II Newton:
m
m
k
.
Chu kì: T =
ω
π
2
=
2
m
k
π
.
3. Lực kéo về
Lực luôn 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 vật
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
6
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
dao động điều hòa.
Hoạt động 4 (10 phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Dẫn dắt để học sinh viết được biểu thức tính
động năng của con lắc lò xo.
HS: Viết biểu thức tính thế năng của lò xo
bị biến dạng.
HS: Áp dụng cho con lắc lò xo.
Dẫn dắt để học sinh viết được biểu thức tính
thế năng của con lắc lò xo.
1
kA
2
sin
2
(ωt + ϕ) .
2. Thế năng của con lắc lò xo
W
t
=
2
1
kx
2
=
2
1
k A
2
cos
2
(ωt + ϕ)
3. Cơ năngcủa con lắc lò xo. Sự bảo
toàn cơ năng
W = W
t
+ W
đ
=
2
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
7
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
- Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn, công thức tính thế
năng, cơ năng của con lắc đơn
- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.
- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con
lắc khi dao động.
- Nêu được ứng dụng của con lắc trong việc xác định gia tốc rơi tự do.
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1. Giáo viên: Con lắc đơn.
2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực.
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
Phương pháp: Phân tích, đàm thoại, thuyết trình.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu con lắc đơn.
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Gv: Nêu cấu tạo con lắc đơn?
Hs: Con lắc đơn gồm một vật nặng có kích
thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi
dây mềm không dãn, chiều dài l và có khối
lượng không đáng kể.
Gv: Cho biết phương dây treo khi con lắc cân
bằng?
Hs: Trả lời . Mô tả dao động (hình vẽ)
Gv: Khi con lắc dao động thì quỹ đạo của nó là
gì và vị trí của nó được xác định bởi đại lượng
nào?
I. Thế nào là con lắc đơn?
1. Cấu tạo
Hoạt động của giáo viên và học sinh Nội dung cần đạt
Gv: Con lắc chịu tác dụng của những lực nào ?
Hs: Trọng lực và lực căng dây
Gv:Theo định luật II Newton phương trình
chuyển động của vật được viết như thế nào ?
Hs:
P
+
T
= m .
a
− P sin α = m.a
t
Gv: Xác định hình chiếu của m
r
a
,
r
P
, và
ur
T
trên
trục Mx ?
Hs: Vẽ hình
Gv: Nghiệm của phương trình (1)?
Phương trình góc lệch có dạng ?
Hs: α = α
o
+
→
T
Chiếu lên phương tiếp tuyến với quỹ
đạo ta có: ma = P
t
= - mgsinα.
Thành phần P
t
= - mgsinα của trọng lực
là lực kéo về.
Với α lớn (sinα ≠ α) dao động của con
lắc đơn không phải là dao động điều hòa.
Với α < 10
0
(sinα ≈ α =
l
s
) thì:
ma = - mg
l
s
a = -
l
g
s.
Đặt ω
2
=
l
Hs: Trả lời.
III. Khảo sát dao động của con lắc đơn
về mặt năng lượng
1. Động năng
W
đ
=
2
1
mv
2
.
2. Thế năng
W
t
= mgl(1 - cosα) = 2mglsin
2
2
α
.
3. Cơ năng
Nếu bỏ mọi ma sát thì cơ năng của con
lắc đơn được bảo toàn và đúng bằng thế
năng của nó ở vị trí biên:
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
9
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
W = W
đ
+ W
đơn:
T = 2π
g
l
g =
T
l
2
4
π
.
Làm thí nghiệm với dao động của con
lắc đơn, đo T và l ta tính được g.
IV. CỦNG CỐ VÀ GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã
học trong bài.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 4,
5, 7 trang 17 sgk và 3.8, 3.9 sbt.
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong
bài.
Ghi các bài tập về nhà.
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
10
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Ngày soạn : 10/9/2014
Tiết 7. Bài 4. DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
I. MỤC TIÊU
- Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động
cưởng bức, sự cộng hưởng.
Cho biết quan hệ:
Gv: Chiều lực cản và chiều chuyển động
của vật, công lực cản và cơ năng.?
Hs: Nếu nhận xét ?
Gv: Dùng lập luận về bảo toàn năng lượng
suy ra sự giảm dần của biên độ. Nếu không
có ma sát thì cơ năng của con lắc biến đổi
thế nào?
Hs: Nếu nhận xét ?
Gv: Nếu có ma sát nhớt thì cơ năng biến
đổi thế nào?
Hs: Nếu nhận xét ?
I. Dao động tắt dần
1. Thế nào là dao động tắt dần?
Dao động có biên độ giảm dần theo thời
gian gọi là dao động tắt dần.
2. Giải thích
Nguyên nhân làm tắt dần dao động là do
lực ma sát và lực cản của môi trường làm
tiêu hao cơ năng của con lắc.
3. Ứng dụng
Các thiết bị đóng cửa tự động, các thiết
bị giảm xóc ô tô, xe máy, … là những
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
11
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Gv: Biên độ có liên quan với cơ năng thế
nào?
Hs: Nếu nhận xét ?
động cưỡng bức.
- Biên độ tăng dần. Sau đó biên độ không
thay đổi
Gv: Thuyết giảng về dao động cưỡng bức
như phần nội dung.
Hs: Quan sát đồ thị dao động thấy có dạng
sin.
III. Dao động cưởng bức
1. Thế nào là dao động cưởng bức?
Dao động chịu tác dụng của ngoại lực
cưởng bức tuần hoàn gọi là dao động
cưởng bức.
Ví dụ: Khi ô tô đang dừng mà không tắt
máy thì thân xe bị rung lên. Đó là dao
động cưởng bức dưới tác dụng của lực
cưởng bức tuần hoàn gây ra bởi chuyển
động của pit-tông trong xi lanh của máy
nổ.
2. Đặc điểm
Dao động cưởng bức có biên độ không
dổi và có tần số bằng tần số lực cưởng
bức.
Biên độ của dao động cưởng bức phụ
thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, vào
lực cản trong hệ và vào sự chênh lệch giữa
tần số cưởng bức f và tần số riêng f
0
của
hệ. Biên độ của lực cưởng bức càng lớn,
lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f
hình vẽ 17.2
trong sách giáo
khoa.
Theo dõi đường biểu diễn. Em thấy được
điều gì ?
Hs: Giá trị cực đại của biên độ A của dao
động cưỡng bức đạt được khi tần số góc
của ngoại lực bằng tần số góc riêng ω
0
của
hệ dao động tắt dần.
Gv: Hiện tượng cộng hưởng là gì ?
Hs: Định nghĩa hiện cộng hưởng. Vẽ
hình.Quan sát và rút ra mối qua hệ giữa
biên độ dao động cưỡng bức và độ lớn lực
cản môi trường .
- Nếu mat sát giảm thì giá trị cực đại của
biên độ tăng. Hiện tượng cộng hưởng rõ
nét hơn
- Trả lời C2.
Ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng
Gv: Thuyết giảng như phần nội dung và kể
một vài mẫu chuyện về tác dụng có lợi và
hại của cộng hưởng.
Hs:Nghiên cứu Sgk.
Vd: Lên dây đàn, Chế tạo các máy móc,
lắp đặt máy.
IV. Hiện tượng công hưởng
1. Định nghĩa
Hiện tượng biên độ của dao động cưởng
tần số bằng tần số riêng của chúng để
tránh sự cộng hưởng, gây gãy, đổ.
Hộp đàn của đàn ghi ta, viôlon, là
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
13
f
0
A
A
ma
x
fO
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
những hộp cộng hưởng với nhiều tần số
khác nhau của dây đàn làm cho tiếng đàn
nghe to, rỏ.
IV. CỦNG CỐ VÀ GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã
học trong bài.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5,
6 trang 21 sgk và 4.4, 4.5 sbt.
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong
bài.
Ghi các bài tập về nhà.
Ngày soạn : 12/9/2014
Tiết 6. Bài 5. TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
I. MỤC TIÊU
- Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay.
14
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
điểm của véc tơ quay.
HS:Xác định tọa độ hình chiếu P của điểm
M trên trục Ox.
Thực hiện C1.
A.
+ Hợp với trục Ox một góc bằng ϕ.
+ Quay đều quanh O theo chiều dương
(ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ
góc ω.
Hoạt động 3 (25 phút) : Tìm hiểu phương pháp giản đồ Fre-nen.
Hoạt động của GV và học sinh Nội dung cần đạt
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.
Hs: x
1
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
)
x
2
= A
2
cos(ωt + ϕ
2
∆ϕ=ϕ
2
–ϕ
1
không đổi nên hình bình hành OM
1
MM
2
cũng quay theo với vận tốc góc ω và không
biến dạng khi quay. Vectơ tổng
OM
uuuur
là
đường chéo hình bình hành cũng quay đều
quanh O với vận tốc góc ω.
• Mặt khác :
1 2
OP = OP + OP
hay x = x
1
+x
2
nên vectơ tổng
OM
uuuur
biểu diễn
cho dao động tổng hợp, và phương trình dao
động tổng hợp có dạng: x=Acos(ωt+ϕ).
Hs: Lập hệ thức lượng cho tam giác OMM
ta
dùng phương pháp giãn đồ Fre-nen.
2. Phương pháp giãn đồ Fre-nen
a) Biểu diễn các dao động thành phần và
dao động tổng hợp bằng véc tơ quay
Các dao động thánh phần x
1
và x
2
được
biểu diễn bởi hai véc tơ quay
→−−
1
OM
và
→−−
2
OM
khi đó dao động tổng hợp x = x
1
+
x
2
được biểu diễn bởi véc tơ quay
→−−
OM
với
→−−
OM
1
)
tanϕ =
2211
2211
coscos
sinsin
ϕϕ
ϕϕ
AA
AA
+
+
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
15
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
A
2
=
2 2
1 2 1 2 2 1
2 cos( )A A A A
ϕ ϕ
+ + −
tgϕ =
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
cos cos
A A
2
=
3
cos(10t)cm.
a. Dựng phương pháp vectơ quay để viết
phương trình dao động tổng hợp.
b. Tính vận tốc của vật khi qua vị trí cân
bằng.
Bài 2: Cho hai dao động điều hoà cùng
phương cùng chu kỳ T = 2s. Dao động thứ
nhất tại thời điểm t=0 có ly độ bằng biên độ
và bằng 1cm. Dao động thứ hai có biên độ
bằng
3
cm, tại thời điểm ban đầu có ly độ
bằng 0 và vận tốc âm. Viết phương trình dao
động tổng hợp của hai dao động trên.
3. Ảnh hưởng của độ lệch pha
Biên độ và pha ban đầu của dao động
tổng hợp phụ thuộc vào biên độ và pha
ban đầu của các dao động thành phần.
+ Khi hai dao động thành phần cùng pha
(ϕ
2
- ϕ
1
= 2kπ) thì dao động tổng hợp có
biên độ cực đại: A = A
1
+ A
π
) (cm)
x
2
= 2cos(10πt + π) (cm)
Biên độ của dao động tổng hợp
A
2
= A
1
2
+ A
2
2
+ 2 A
1
A
2
cos (ϕ
2
- ϕ
1
)
= 16 + 4 + 16.(-0,5) = 12
A = 2
3
(cm).
Pha ban đầu của dao động tổng hợp:
tanϕ =
2211
π
π
= +
IV. CỦNG CỐ VÀ GIAO NHIỆM VỤ VỀ NHÀ
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã
học trong bài.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 4,
5, 6 trang 25 sgk và 5.1, 5.5 sbt.
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong
bài.
Ghi các bài tập về nhà.
Ngày soạn : 16/9/2014
Tiết 7 - 8 . THỰC HÀNH
KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO 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 để 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 xác định:
- 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.
- Tìm ra bằng thí nghiệm
T a l
=
nghiệm với con lắc đơn có chu kì T ≈ 1,0 s, nếu đo thời gian của n = 10 dao động là t ≈
10 s, thì sai số phạm phải là:
0,21
2%
10
t T
t T
∆ ∆
= ≈ ≈
. Thí nghiệm cho
2
1. 0,02
100
T s∆ ≈ ≈
. Kết quả này đủ chính
xác, có thể chấp nhận được. Trong trường hợp dùng đồng hồ đo thời gian hiện số với
cổng quang điện, có thể đo T với sai số ≤ 0,001 s.
2. Học sinh
- Đọc kĩ bài thực hành để định ra 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.
3. Dụng cụ:
Mỗi lớp 6 bộ dụng cụ, mỗi bộ gồm: 3 quả nặng 50 g, 100 g, 150 g. Một số sợi dy
mảnh. Một giá thí nghiệm chắc chắn. Một đồng hồ bấm giây. Một thước 300 mm. Giấy
vẽ đồ thị hoặc giấy kẻ ô. Mẫu báo cáo thực hành.
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
Phương pháp: Phân tích, đàm thoại, thuyết trình.
IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Tiết 1
= 3 cm, A
2
= 6 cm,
A
3
= 9 cm, A
4
= 18 cm.
Yêu cầu học sinh rút ra định luật về mối
liên hệ giữa chu kì và biên độ dao động của
con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.
Chọn, lắp ráp con lắc đơn theo yêu cầu.
Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực
hiện 10 lần dao động, đo thời gian, tính
toán và ghi kết quả vào bảng 6.1.
Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì
và biên độ dao động của con lắc đơn dao
động với biên độ nhỏ.
Hoạt động 3 (15 phút): Thí nghiệm tìm hiểu sự phụ thuộc của chu kỳ dao động
của con lắc đơn vào khối lượng.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh chọn con lắc với l = 50
cm và khối lượng lần lượt là 50 g, 100 g và
150 g.
Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm đo
chu kì dao động của các con lắc đơn có
khối lượng khác nhau.
Yêu cầu học sinh rút ra định luật về mối
liên hệ giữa chu kì và khối lượng của vật
nặng của con lắc đơn dao động với biên độ
khi con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.
Với mỗi trường hợp cho con lắc đơn thực
hiện 10 lần dao động, đo thời gian, tính
toán và ghi kết quả vào bảng 6.1.
Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của T
2
vào l và rút ra nhận xét.
Rút ra định luật về mối liên hệ giữa chu kì
và chiều dài của con lắc đơn khi con lắc
đơn dao động với biên độ nhỏ.
Hoạt động 4 (25 phút) : Rút ra các kết luận, làm báo cáo thực hành.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh rút ra định luật về mối
liên hệ giữa T với A (S
0
, α
0
), m, l trong
dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ.
Yêu cầu học sinh so sánh kết quả đo a
trong công thức T = a
l
và giá trị
g
π
2
với
g = 9,8 m/s
2
và rút ra kết luận về công thức
Yêu cầu học sinh chuẩn bị cho bài sau Bài tập, Ôn tập
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
20
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Ngày soạn: 18/9/2014
Tiết 9 . BÀI TẬP
I. MỤC TIÊU
- Xác định được các đại lượng trong dao động điều hòa.
- Lập được phương trình dao động của con lắc lò xo.
- Giải được một số bài toán về dao động điều hòa và con lắc lò xo.
II. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC
1. Giáo viên: Xem kỉ các bài tập trong sgk, sbt. Chuẩn bị thêm một số bài tập trắc
nghiệm và tự luận.
2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về dao động điều hòa, con lắc lò xo.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức liên quan.
+ Li độ, vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa:
x = Acos(ωt + ϕ), v = x' = - ωAsin(t + ϕ), a = v' = x’’ = - ω
2
Acos(ωt + ϕ) = - ω
2
x
+ Sự biến thiên điều hòa của x, v và a: Trong dao động điều hòa x, v và a biến
thiên điều hòa cùng tần số nhưng v sớm pha
2
π
so với x, a sớm pha
2
π
so với x và ngược
đ
=
2
1
mv
2
=
2
1
kA
2
sin
2
(ωt + ϕ).
Thế năng: W
t
=
2
1
kx
2
=
2
1
k A
2
cos
2
(ωt + ϕ).
Cơ năng: W = W
Câu 7 trang 9: C
Câu 8 trang 9: A
Câu 9 trang 9 : D
Câu 4 trang 13: D
Câu 5 trang 13: D
Câu 6 trang 13: B
Hoạt động 3 (20 phút): Giải các bài tập tự luận.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung cần đạt
Yêu cầu học sinh xác
định tần số góc của dao Tính ω.
Bài 1.7
a) Phương trình dao động : x =
Acos(ωt + ϕ)
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
21
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
động.
Hướng dẫn học sinh
xác định pha ban đầu.
Yêu cầu học sinh viết
phương trình dao
động .
Hướng dẫn để học
sinh xác định li độ, vận
tốc và gia tốc của vật
tại thời điểm t = 0,5 s.
Hướng dẫn học sinh
Tìm nghiệm dương
nhỏ nhất trong hai họ
nghiệm đã giải được.
Tính ω.
Tính ϕ.
Viết phương trình dao
động.
Tính T và t ra giây.
Tính v.
ω =
4
22
ππ
=
T
= 0,5π (rad/s).
Khi t = 0 thì x = - A - A =
Acosϕ
cos ϕ =
A
A
−
= - 1 = cosπ ϕ =
π
Vậy : x = 24cos(0,5πt + π) (cm).
b) Tại thời điểm t = 0,5 s :
x = 24cos(0,5π.0,5 + π)
= 24cos
4
5
2
π
+ 2kπ; với k
∈ Z.
t = -
3
1
+ 4k hoặc t = -
3
10
+
4k.
Nghiệm dương nhỏ nhất trong hai
họ nghiệm này là t =
3
2
(s).
Bài 2.6
a) Phương trình dao động: x =
Acos(ωt + ϕ)
ω =
2,0
22
ππ
=
T
= 10π (rad/s).
Khi t = 0 thì x = 0 0 = Acosϕ
ϕ = ±
2
Hướng dẫn học sinh
tính trị đại số của lực
kéo về và nhận xét về
chiều của nó.
Tính a.
Nhận xét về chiều của
→
a
Tính F
Nhận xét chiều của
→
F
a = - (10π)
2
.0,2.cos(1,5π +
2
π
)
= - 200 (m/s
2
) < 0
Dó đó
→
a
hướng theo chiều âm của
trục Ox về phía vị trí cân bằng.
Lực kéo về:
F = ma = 0,05.(-200) = - 10 (N) <
0.
Véc tơ
= A
1
cos(ωt + ϕ
1
); x
2
=
A
2
cos(ωt + ϕ
2
) thì phương trình dao động tổng hơp của vật là:
x = x
1
+ x
2
= Acos(ωt + ϕ). Trong đó: A
2
= A
1
2
+ A
2
2
+ 2 A
1
A
2
cos (ϕ
2
thì: A
1
+ A
2
≥ A ≥ |A
1
- A
2
| .
Hoạt động 2 (10 phút): Giải các câu hỏi trắc nghiệm.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của HS Nội dung cần đạt
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D.
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B.
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B.
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C.
Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Giải thích lựa chọn.
Câu 4 trang 25: D
Câu 5 trang 25: B
Câu 5.1: B
Câu 5.2: C
Câu 5.3: D
GV: Nguyễn Ngọc Khuyên
24
Trung tâm GDTX Quan Hóa Giáo án Vật Lý 12
Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập tự luận.
dao động tổng hợp.
Viết phương trình dao
động tổng hợp.
Vẽ giãn đồ véc tơ.
Chuyển x
1
từ hàm sin
Bài 6 trang 25
Ta có: A
2
= A
1
2
+ A
2
2
+ 2 A
1
A
2
cos
(ϕ
2
- ϕ
1
)
= 0,75 + 3 + 3.0,5 = 5,25 => A =
2,3 (cm).
tanϕ =
2211
Bài 5.4
Ta có: A
2
= A
1
2
+ A
2
2
+ 2 A
1
A
2
cos
(ϕ
2
- ϕ
1
)
= 16 + 4 + 16.(-0,5) =
12
A = 2
3
(cm).
tanϕ =
2211
2211
coscos
sinsin
ϕϕ
Copyright: Tài liệu đại học ©