Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 10-11 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

112
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động của dao động,dao động tuần hòan và chu kỳ. - Biết cách thiết lập phương trình ĐLH của con lắc lị xo và dẫn đến phương trình của dao động. - Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng của DĐĐH: biên độ, pha, tần số góc, chu kỳ, tần số.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 10-11 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 10-11 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I/ MỤC TIU: - Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động của dao động,dao động tuần hòan và chu kỳ. - Biết cách thiết lập phương trình ĐLH của con lắc lị xo và dẫn đến phương trình của dao động. - Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng của DĐĐH: biên độ, pha, tần số góc, chu kỳ, tần số. - Biết tính tóan và vẽ đồ thị theo thời gian của ly độ và vận tốc trong dao động điều hòa. - Biết biểu diễn DĐĐH bằng véc tơ quay. - Biết viết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ A và pha ban đầu φ. - Có kỹ năng giải bài tập về DĐĐH. II/ CHUẨN BỊ:
1/ Gio vin : - Chuẩn bị con lắc dây, co lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang có đệm không khí. Cho học sinh quan sát chuyển động của 3 con lắc đó. - Chuẩn bị đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động con lắc dây. Nếu có thiết bị đo chu kỳ dao động của con lắc lò xo nằm ngang có đệm không khí bằng đồng hồ hiện số thì có thể thay việc đo chu kỳ con lắc dây bằng việc đo chu kỳ con lắc lò xo nằm ngang. 2/ Học sinh : - Ôn lại về đạo hàm, cách tính đạo hàm, ý nghĩa vật lý của đạo hàm: Trong chuyển động thẳng, vận tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ chất điểm theo thời gian, còn gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc. III/ KIỂM TRA BI CŨ: IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NỘI DUNG KIẾN THỨC HĐ CỦA GIÁO HĐ CỦA HỌC VIÊN SINH 1/ Dao động
- Vị trí cân bằng -Học sinh đọc - Vị trí cân bằng của vật l vị trí của vật l vị trí SGK thảo luận của vật khi nó đứng yên. và trả lời. ntn ? - Dao động là những chuyển - Dao động là gì động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần ? quanh một vị trí cân bằng xác định. -Học sinh đọc - Dao động tuần hoàn là - Thế nào là dao SGK thảo luận chuyển động được lặp đi lặp động tuần hoàn ? và trả lời. lại liên tiếp và mãi mãi quanh một VTCB xác định. - Dao động toàn -Học sinh đọc - Giai đọan nhỏ nhất được lặp phần là gì ? SGK thảo luận lại trong dao động tuần hoàn và trả lời. gọi là một dao động toàn phần - Chu kỳ của dao hay chu trình. động tuần hoàn -Học sinh đọc - Chu kỳ T của dao động tuần SGK thảo luận hoàn l thời gian thực hiện một là gì ? và trả lời. dao động toàn phần. Đơn vị của chu kỳ là giây (s) - Tần số l gì ? -Học sinh đọc - Tần số l số dao động toàn
SGK thảo luận phần mà vật thực hiện được và trả lời. trong một giây. Đơn vị của tần 1 số là gọi l Héc ký hiệu Hz. s 1 f= - Thông báo cho T HS về cấu tạo và 2/ Thiết lập phương trình hoạt động của - Học sinh lắng động lực học của vật dao con lắc lò xo. nghe và ghi nhớ. động trong con lắc lò xo. - Xét CĐ của vật nặng K.lượng m móc vào đầu của một lị xo có độ cứng k K.lượng không đáng kể đặt nằm ngang. Đầu còn lại của lò xo được giữ cố định. Bỏ qua - Hướng dẫn học ma sát. thiết lập sinh -Học sinh lắng - Chọn trục x như hình vẽ gốc phương trình nghe, theo dõi và O ứng với VTCB. Tọa độ x động lực học của ghi bài. của vật tính từ VTCB gọi là ly vật dao động độ. điều hòa trong - Lực F tc dụng ln vật nặng là con lắc lị xo.
lực đàn hồi của lị xo, lực này O luôn hướng về O (trái dấu với r F M O x ly độ ) và có độ lớn tỷ lệ với x ly độ, nên F = - kx trong đó k là độ cứng của lò xo. F luôn hướng về VTCB nên gọi là lực kéo về hay lực hồi phục. - F gy cho vật gia tốc a = x’’ - Áp dụng định luật 2 Niu Tơn: mx’’ = - kx - Thông báo cho học sinh về -Học sinh lắng Hay x ''+ k x = 0 đặt w = k 2 m m nghiệm của nghe, theo dõi và Ta có: x ''+ w x = 0 gọi là phương 2 phương trình ghi bài. trình ĐLH của dao động. động lực học và 3/ Nghiệm của phương trình hướng dẫn học động lực học: phương trình sinh nghiệm lại dao động điều hòịa. như SGK. - Phương trình ĐLH x ''+ w2 x = 0 có nghiệm dạng x = A cos(wt + j )
trong đó A và φ là những hằng số. - Phương trình x = A cos(wt + j ) biểu diễn sự phụ thuộc của ly -Thông báo cho -Học sinh lắng độ x vào thời gian, gọi là học sinh về tên nghe, theo dõi và phương trình dao động. gọi, đơn vị, ý ghi bài. -ĐN: DĐĐH là dao động mà nghĩa của các đại phương trình diễn tả sự phụ lượng đặc trưng thuộc của ly độ x vào thời của DĐĐH. gian là một hàm sin hoặc cosin. 4/ Các đại lượng đặc trưng của DĐĐH. - A là biên độ ,nó là giá trị cực đại của ly độ x ứng với lúc -Tại sao nói với cos(wt + j ) = 1. Biên độ luôn - Học sinh thảo một con lắc lò dương. luận và trả lời. xo đã cho thì tần gọi là pha của dao - (wt + j ) số góc là một động tại thời điểm t, là đối số hằng số ? của hàm côsin và là một góc.
Với một biên độ đã cho thì -Học sinh lắng pha xác định ly độ x của dao nghe, theo dõi và động. - ư là pha ban đầu, tứclà pha ghi bài. - Hướng dẫn học ở thời điểm t = 0. (wt + j ) sinh vẽ đồ thị ly - gọi là tần số góc của dao độ của dao động động. là tốc độ biến đổi góc điều hòa dựa trên của góc pha, có đơn vị rad/s số liệu biến thiên hoặc độ/s. Với con lắc lòxo đ của x theo t ở cho thì tần số góc l một hằng bảng 6.1 số. -Học sinh lắng 5/ Đồ thị ly độ của dao động nghe, theo dõi và điều hòa. ghi bài. x A - Từ đồ thị ly độ t T/2 O T thời gian hình -A T T T thnh khi niệm chu kỳ, tần số của DĐĐH.
-Học sinh tái hiện kiến thức và 6/ Chu kỳ và tần số của dao trả lời. Vận dụng động điều hòa - Vận tốc của kiến thức suy ra 2p chất điểm được - Thời gian thực hiện dao w biểu thức vận tốc xác định như thế của vật dao động động toàn phần là chu kỳ T nào ? Hãy suy ra của DĐĐH. T = 2p điều hịa. w biểu thức vận tốc - Tần số f của DĐĐH: của vật dao động 1 w điều hòa ? -Học sinh lắng f= = T 2p nghe và ghi nhớ. 7/ Vận tốc trong DĐĐH. - Thông báo cho - Vận tốc bằng đạo hàm bậc học sinh vận tốc nhất của ly độ theo thời gian: của vật ở một số -Học sinh tái v = x ' = - wA sin(wt + j ) vị trí đặc biệt. hiện kiến thức v - Vận tốc cũng biến đổi điều trả lời. Vận dụng hịa theo thời gian và có cùng kiến thức suy ra chu kỳ với ly độ. biểu thức gia tốc - Gia tốc của + Chú ý: của vật dao động chất điểm được - Ở vị trí giới hạn x = ± A (vị trí điều hòa. xác định như thế biên) thì vận tốc có giá trị
bằng không. nào ? Hãy suy ra biểu thức gia tốc - Ở VTCB x = 0 thì vận tốc và của vật dao động -Học sinh lắng có độ lớn cực đại bằng A hoặc điều hòa? nghe, theo dõi và – A. ghi bài. 8/ Gia tốc trong DĐĐH. - Gia tốc bằng đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo T.gian. a = - w2 Acos(wt + j ) = - w2 x - Hướng dẫn HS cách biểu diễn - Gia tốc luôn trái dấu với ly một DĐĐH bằng độ và có độ lớn tỷ lệ với độ một véc tơ quay. lớn của ly độ. Gia tốc ngược pha với ly độ. M A 9/ Biểu diễn DĐĐH bằng véc j O x tơ quay. Để biểu diễn DĐĐH - M ta dùng một véc + x = A cos(wt + j ) j uuur O x P tơ có độ dài bằng biên độ OM - Học sinh lắng A, quay đều quanh điểm O nghe, theo di để trong mặt phẳng chứa trục Ox biết cách xác
định các diều với tốc độ góc là . Ở thời điểm kiện ban đầu của ban đầu t = 0, góc giữa trục uuur dao động và áp Ox và véc tơ là pha ban OM dụng để viết đầu φ. phương trình dao - Độ dài đại số của hình chiếu uuur động. trn trục x của vc tơ quay OM biểu diễn DĐĐH chính là ly độ x của dao động. 10/ Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động. - Nếu biết ly độ x0 v vận tốc v0 ở thời điểm ban đầu t = 0 cùng với tần số góc ta có thể xác định được biên độ A và pha ban đầu φ từ đó ta sẽ viết được đầy đủ phương trình DĐĐH x = A cos(wt + j ) V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ
- Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi sau bài học. yêu cầu HS về làm các BT 1,2,3,4 sau bài học.