Giáo án 12NC Chương II - Pdf 37

Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 16
Ngày soạn : 10/8/2008
Tiết : 10&11
I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
- Thông qua quan sát rút ra khái niệm dao động, dao động tuần hoàn và chu kỳ.
- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động.
- Biết được đặc điểm động lực học của dao động điều hòa là lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn
hướng về vị trí cân bằng
- Phát biểu được định nghĩa về các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa: chu kỳ, tần số, tần số
góc, biên độ, pha, pha ban đầu.
2. Kỹ năng:
- Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay
- Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa.
- Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A và
ϕ

3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3
2. Học sinh :
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức
2. Giới thiệu mục tiêu chương II: (5
/
)
3. Tạo tình huống học tập
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức
HĐ 1: Hình thành các khái niệm dao động, dao động tuần hoàn, chu kỳ và tần số

(trong vùng không gian hẹp)
Dao động tuần hoàn:
+ là dao động mà một giai đoạn
của chuyển động được lặp lại
liên tiếp và mãi mãi.
+ Giai đoạn nhỏ nhất được lặp
lại gọi là một dao động toàn
phần hay một chu trình.
Chu kỳ:
Thời gian để thực hiện một dao
động toàn phần gọi là chu kỳ
của dao động tuần hoàn. Kí
hiệu T, đơn vị là (s).
Tần số:
Số dao động toàn phần thực
hiện được trong 1giây
Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương
CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ
BÀI 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 17
f =
1
T
. Đơn vị là Hz
HĐ2: Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo
20
+ Hs quan sát và mô tả
+ F = ma
+
P

⇒
x
’’
= -
ω
2
Acos(
ω
t +
ϕ
)
= -
ω
2
x
⇒
x
’’
+
2
ω
x = 0
+ Hs xem sách và phát biểu
+ Mô tả con lắc lò xo nằm ngang
và vẽ hình.
+ Chọn trục Ox, nêu khái niệm li
độ.
+ Viết phương trình định luật II
Niu tơn?
+ Phân tích lực tác dụng lên m?

k
m
x = 0.
Đặt
2
ω
=
k
m
⇒
x
’’
+
2
ω
x = 0 (1)
(1) Phương trình động lực học
của dao động.
3. Dao động điều hòa
Nghiệm của (1) là:
x = Acos(
ω
t +
ϕ
) (2)
trong đó A,
ϕ
là các hằng số
(2) gọi là phương trình dao
động.

) (2) trong
đó A,
ϕ
là các hằng số dương.
Nếu với A dương thì A là biên độ.
Vậy A ứng với giá trị nào của li
độ và ứng với lúc nào?
+ Hướng dẫn hs đọc sách với giá
trị A âm và nhận xét biên độ luôn
có giá trị như thế nào?
+ Nêu khái niệm pha dao động?
pha ban đầu ? Với một biên độ đã
cho thì nếu biết pha dao động ta
có thể xác định vị trí của vật
4. Các đại lượng đặc trưng
của dao động điều hòa
+ A là biên độ dao động : là giá
trị cực đại của li độ ứng với
lúc cos(
ω
t+
ϕ
) =1. A luôn
dương
+ (
ω
t +
ϕ
) là pha dao động tại
thời điểm t: là đối số của hàm

. (4)
Con lắc lò xo: f =
1 k
2 mπ
.
+ Hs trả lời theo hướng dẫn
không (li độ của dao động)?
+ Nêu khái niệm tần số góc. Đơn
vị?
+ Cho hs lập bảng biến thiên và
gv vẽ đồ thị của dao động điều
hòa:
x = Acos
ω
t
và nhận xét dao động điều hòa
chuyển động tuần hoàn không?
+ Chu kỳ, tần số dao động điều
hòa và biểu thức chu kỳ, tần số
con lắc lò xo?
+ Với x = Acos(
ω
t +
ϕ
) hãy viết
biểu thức v và nhận xét v có biến
thiên điều hòa không?
+ Nêu giá trị của v ở vị trí cân
bằng và ở vị trí hai biên.
+ Với x = Acos(

ω
. (3)
Con lắc lò xo: T =
m
2
k
π
.
Tần số : f =
1
T
=
2
ω
π
. (4)
Con lắc lò xo: f =
1 k
2 mπ
.
7. Vận tốc trong dao động
điều hòa
v = x
’
= -
ω
Asin(
ω
t +
ϕ

’
= x
’’
= -
ω
2
Acos(
ω
t +
ϕ
) = -
ω
2
x
Nhận xét ; a luôn trái dấu với li
độ ( a ngược pha với li độ)
HĐ 4: Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay. Xác định A và
ϕ
dựa vào điều kiện ban đầu
x =
OP
= Acos(
ω
t +
ϕ
)
+ Hướng dẫn hs biểu diễn vectơ
OM
uuuur
ở thời điểm ban đầu (t = 0),

quay đều quanh điểm O trong
mp chứa trục Ox với tốc độ góc
ω
. Ở thời điểm ban đầu t=0,
góc giữa Ox và
OM
uuuur
là
ϕ
Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương
Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 19
Kết luận
chiếu của
OM
uuuur
lên trục Ox và nêu
kết luận
+ Vẽ véc tơ quay của dao động
x = 5cos(0,5t +
3
π
)
+ Hướng dẫn hs giải hệ phương
trình tìm A,
ϕ
với những cách
kích thích khác nhau.
+ Ghi nhớ một số trường hợp đặc
biệt
+ Độ dài đại số của hình chiếu

A x
0
=


ϕ =

Nhận xét: Tùy theo cách kích
thích khác nhau ta có A,
ϕ

khác nhau
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
4. Củng cố kiến thức: (5
/
)
- Viết phương trình dao động , phương trình vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa
- Xét 3 đại lượng đặc trưng A,
ϕ
,
ω
cho dao động điều hòa của con lắc lò xo. Những đại lượng nào
có thể có giá trị khác nhau , tùy thuộc vào cách kích thích dao động? Đại lượng nào chỉ có một giá trị xác
định đối với con lắc lò xo đã cho?
- Bài 5 /35 SGK
Bài tập về nhà: Các bài tập còn lại trong SGK
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2
/
)
2. Kiểm tra bài cũ: (8
/
)
1. Viết phương trình dao động con lắc lò xo, phương trình vận tốc và phương trình gia tốc. Nhạn xét
và nêu giá tri của v, a ở các vị trí đặc biệt ( ở vị trí cân bằng, ở hai biên)
2. Điều kiện lực tác dụng lên vật như thế nào để vật dao động điều hòa?
3. Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay?
3. Tạo tình huống học tập
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức
HĐ 1: Xây dựng phương trình động lực học của con lắc đơn
30
+ Con lắc đơn gồm một vật
nặng có kích thước nhỏ, có
khối lượng m, treo ở đầu một
sợi dây mềm không dãn có
chiều dài l và có khối lượng
không đáng kể.
+ Dao động
+ Dao động điều hòa
+ Trọng lực
P
ur
và lực căng dây
R
ur

lực không làm thay đổi tốc độ của
1. Con lắc đơn : Con lắc đơn
gồm:
+ Vật nặng có khối lượng m
(chất điểm)
+ Sợi dây mềm không dãn có
chiều dài l và có khối lượng
không đáng kể.
2. Phương trình động lực học
* Các lực tác dụng lên vật
− Trọng lực
P
ur
− Phản lực
R
ur
của dây
* Phương trình chuyển động
(theo định luật II Niutơn)
P R ma+ =
ur ur r
(1)
Chiếu (1) lên trục Ox tiếp tuyến
với quỹ đạo, ta có :
− Psinα = ma
t

a
t
= s’’

nhỏ có thể dùng li độ góc α
hoặc dùng li độ dài s = lα.
Nêu kết luận (sgk)
+ T =
2
2
l
g
π
π
ω
=
+ f =
1 1
2
g
T l
π
=
vật?
Chọn chiều dương chiều O đến A.
ta có hệ thức s = lα. Viết phương
trình chuyển động của vật?
+ Với α ≤ 10
o
thì sin α ≈α =
s
l
tương tự con lắc lò xo. Hãy viết
phương trình pt động lực học dao

g
l
⇒
s’’ + ω
2
s = 0 (3)
3. Nghiệm của phương trình
động lực học của con lắc đơn
Phương trình : s’’ + ω
2
s = 0 có
nghiệm là phương trình dao
động của con lắc đơn.
s = Acos (ωt + ϕ)
hay α = α
o
cos(ωt + ϕ)
Dao động của con lắc đơn với
góc lệch nhỏ là dao động điều
hòa quanh vị trí cân bằng với
g
l
ω =
Chu kỳ − tần số
* Chu kỳ
T =
2
2
l
g

+ Mô tả con lắc vật lý?
+ Xác định trọng tâm G, trục
quay, góc lệch α?
+ Nêu phương trình dao động,
công thức tần số góc, chu kỳ?
+ So sánh khác nhau của con lắc
vật lý và con lắc đơn
+ Câu C1?
+ Xem sách phần chứng minh con
lắc vật lý dao động điều hòa .
+ Nêu cách đo g bằng cách dùng
con lắc vật lý?
4. Con lắc vật lý
+ Con lắc vật lý là một vật rắn
quay được quanh một trục nằm
ngang cố định.
+ Phương trình dao động :
α = α
o
cos(ωt + ϕ)
Trong đó:
- Tần số góc: ω =
mgd
I
m: khối lượng vật rắn
I: momen quán tính đối với trục
qua.
d: khoảng cách từ trọng tâm
đến trục quay GQ.
- Chu kỳ: T =

5. Hệ dao động :
+ Hệ dao động gồm vật dao
động cùng với vật tác dụng lực
kéo về (lực hồi phục) gây nên
dao động.
+ Dao động của hệ xảy ra dưới
tác dụng chỉ của nội lực gọi là
dao động tự do.
+ Một vật hay hệ dao động tự
do theo một tần số góc xác định
gọi là tần số góc riêng của vật
hay hệ ấy.
- Con lắc lò xo : ω =
k
m
- Con lắc đơn và trái đất : ω =
g
l
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
4. Củng cố kiến thức: (10
/
)
1. Dao động của vật nặng trong con lắc lò xo, con lắc đơn (góc lệch nhỏ) là dao động tịnh tiến (cung
gần trùng dây cung): vật nặng chuyển động tịnh tiến theo phương trình dạng hàm sin, vào một thời điểm đã
cho mọi điểm của vật nặng có cùng vận tốc và gia tốc. Dao động của con lắc vật lý có phải là dao động tịnh
tiến không? Nếu không thì dao động này khác dao động tịnh tiến ở điểm nào?
Dao động của con lắc vật lý là dao động điều hòa quay các điểm trên vật vạch nên các quỹ đạo khác nhau.
Mọi điểm trên vật rắn đều quay quanh một trục đều có cùng li độ góc, tốc độ góc và gia tốc góc (khác nhau
đại lượng dài)
2. - Lực kéo về con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng m: độ lớn F = kx . Lực kéo về

………………………………………………………………………………………………………………
Ngày soạn : 12/8/2008
Tiết : 14
Giáo viên: Dương văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương
BÀI 8: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO
ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
Giáo án Vật Lý 12 nâng cao – Năm học 2008 – 2009 Trang 23
I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
- Thiết lập và viết được biểu thức động năng, thế năng và cơ năng trong dao động điều hòa.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học
- Giải các bài toán cơ bản về năng lượng trong dao động điều hòa
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên : - Tranh vẽ SGK 8.1; 8.2.
2. Học sinh : Ôn lại kiến thức lớp 10 (lực thế, định luật bảo toàn cơ năng).
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2
/
)
2. Kiểm tra bài cũ: (5
/
)
1.Viết phương trình dao động con lắc đơn góc lệch nhỏ. Biểu thức chu kỳ, tần số con lắc đơn.
2. Viết biểu thức chu kỳ, tần số góc con lắc vật lý. Bài 5/SGK
3. Tạo tình huống học tập:
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL Hoạt động của HS Hoạt động của GV Kiến thức

2
+ W
đ
biến thiên tuần hoàn với
chu kì bằng ½ chu kỳ của dao
động
+ Con lắc lò xo, con lắc đơn chịu
tác dụng của những lực gì? Các
lực này còn được gọi một tên
chung là lực gì ?
+ Cơ năng của một vật chuyển
động trong trường lực thế như thế
nào ? Nêu kết luận cơ năng của
vật dao động.
Xét dao động điều hòa của con lắc
lò xo
+ Phương trình dao động của con
lắc lò xo?
+ Dưới tác dụng của lực đàn hồi
biểu thức thế năng của vật?
Suy ra biểu thức thế năng của con
lắc lò xo.
Hướng dẫn học sinh khảo sát sự
biến đổi thế năng theo thời gian?
(đồ thị h 8.1). Nhận xét về sự biến
đổi của thế năng C1.
+ Phương trình vận tốc của vật
nặng trong con lắc lò xo ?
+ Khi vật nặng m chuyển động
với vận tốc v thì biểu thức động

t
=
1
2
mω
2
A
2
cos
2
(ωt + ϕ)
(1)
3. Biểu thức động năng
v = −ωAsin(ωt + ϕ)
Động năng W
đ
=
2
1
mv
2
W
đ
=
2
1
m
2
ω
A

Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Giáo án 12NC Chương II - Pdf 37

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm