Giáo án vật lý 12 - Chương 1: Dao động và sóng cơ học

CON LẮC ĐƠN

 

 

A. MỤC TIÊU BÀI DẠY:

1. Kiến thức: Học sinh nắm 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, tần số dao động của con lắc đơn;

2. Kĩ năng: Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn; xác định được lực kéo về tác dụng lên con lắc đơn; Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc khi dao động; Vận dụng kiến thức về con lắc đơn và dao động điều hoà để giải một số bài tập cơ bản liên quan; Nắm được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do.

3. Giáo dục thái độ:

B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1. Giáo viên: Con lắc đơn.

2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực, cơ năng của con lắc lò xo

 

doc15 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 30/05/2013 | Lượt xem: 4181 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo án vật lý 12 - Chương 1: Dao động và sóng cơ học, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập ở sách giáo khoa; *Giáo viên yêu cầu học sinh xem trước bài mới: Con lắc lò xo.. *Học sinh làm việc cá nhân trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng: + Khái niệm về dao động tuần hoàn, dao động điều hoà (như sách giáo khoa); + Dao động điều hoà là dao động tuần hoàn vì chúng có tính chu kì, ngược lại dao động tuần hoàn không phải là dao động điều hoà, vì chưa hẳn chúng có li độ tuân theo quy luật dạng sin đối với thời gian. + Học sinh viết biểu thức theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên; D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..…E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..… Tiết CON LẮC LÒ XO A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh 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. 2. Kĩ năng: Học sinh giải thích được tại sao dao động của con lắc là dao động điều hoà, nêu được định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động; Áp dụng được công thức và đinh có trong bài để giải các bài tập cơ bản liên quan; Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Con lắc lò xo dao động theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ nhật “V” ngược chiều chuyển động trên đệm không khí. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi đã học lớp 10. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh làm bài tập; *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm. *Giáo viên nêu mục tiêu bài học. * Một học sinh lên bảng làm bài tập theo yêu cầu của giáo viên; * Học sinh làm việc theo nhóm, tìm kết quả và đánh giá bài làm của bạn; *Học sinh tiếp nhận thông tin, nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo của con lắc lò xo và chuyển động của vật khi vật bị lệch ra khỏi VTCB. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên cho học sinh quan sát con lắc lò xo và yêu cầu học sinh mô tả cấu tạo của nó. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét trạng thái ban đầu của vật khi lò xo không bị biến dạng. *Giáo viên tiến hành thí nghiệm: Đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng rồi buông vật để vật dao động, yêu cầu học sinh nhận xét trạng thái chuyển động của vật. * Vậy chuyển động của con lắc lò xo được mô tả bởi phương trình toán học nào. *Học sinh quan sát và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Câu trả lời đúng về cấu tạo của con lắc lò xo: + Một lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể (có thể bỏ qua trong quá trình khảo sát); + Một vật có khối lượng m, kích thước không đáng kể; *Học sinh thảo luận làm việc theo cặp, trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. Vật đứng yên, ở vị trí cân bằng (hợp lực tác dụng lên vật m bằng không). *Học sinh quan sát và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: Vật sẽ dao động xung quanh vị trí cân bằng. *Học sinh tiếp nhận thông tin, suy nghĩ và dự đoán dạng phương trình chuyển động của vật cần phải thiết lập. Hoạt động 3: Khảo sát dao động con lắc lò xo về mặt động lực học. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại phương pháp động lực học đã học ở lớp 10; * Giáo viên hướng dẫn học sinh chọn hệ trục toạ độ thích hợp. *Giáo viên yêu cầu học sinh xác định các lực tác dụng lên vật m tại vị trí cân bằng và tại vị trí lò xo dãn . * Giáo viên nhấn mạnh: * Giáo viên phân tích và dẫn dắt học sinh = x. *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức của định luật II Newton. *Giáo viên hướng dẫn học sinh đặt: w = *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, chứng minh rằng biểu thức có đơn vị là giây. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại mối liên hệ giữa gia tốc tức thời và li độ trong dao động điều hoà => Kết luận vấn đề. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại mối liên hệ giữa tần số góc, tần số và chu kì trong dao động điều hoà => Tìm biểu thức tính chu kì, tần số trong dao động điều hoà của con lắc lò xo. *Giáo viên yêu cầu học sinh phân tích lực tác dụng và tìm hướng của hợp lực khi vật ở li độ x? *Giáo viên nhấn mạnh: Lực kéo về còn được gọi là lực hồi phục, lực này gây ra gia tốc cho vật dao động điều hoà. *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, phân biệt lực đàn hồi và lực kéo về (lực hồi phục). *Học sinh làm việc theo nhóm, tái hiện lại kiến thức để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. *Học sinh xác định được hệ trục toạ độ để trong quá trình khảo sát được thuận lợi. *Học sinh thảo luận theo nhóm và trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; + Tại vị trí cân bằng: + Tại vị trí vật mà lò xo biến dạng . *Học sinh chiếu lên hệ trục toạ độ và vận dụng biểu thức của định luật Hooke để xác định được: a = - x *Học sinh làm việc theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. *Học sinh ghi nhận phương pháp. *Học sinh làm việc theo nhóm để rút ra được kết luận: Hệ dao động điều hoà, với li độ: x = Acos(wt + j) *Học sinh làm việc cá nhân, tái hiện lại kiến thức trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên: + Chu kì dao động của con lắc lò xo: T = 2p + Tần số dao động của con lắc lò xo: f = *Học sinh ghi nhận đặc điểm của lực kéo về (lực hồi phục); *Học sinh thảo luận theo nhóm, phân biệt lực hồi phục và lực đàn hồi. Hoạt động 4: Khảo sát đao dộng của con lắc lò xo về mặt năng lượng. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại biểu thức tính động năng của vật dao động. *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại biểu thức tính thế năng đàn hồi của lò xo. *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức cơ năng toàn phần của con lắc lò xo; *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm để chứng minh rằng cơ năng toàn phần của hệ dao động được bảo toàn. *Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận vấn đề. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm trả lời câu hỏi C2. + Khi con lắc chuyển động từ VTCB ® biên: Động năng giảm, thế năng tăng; + Khi con lắc chuyển động từ biên ® VTCB: Động năng tăng, thế năng giảm. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên? Wđ = mv2; Wt = k = kx2 *Học sinh viết được biểu thức của cơ năng toàn phần hệ dao động: W = mv2 + kx2; *Học sinh làm việc theo nhóm để chứng minh được: W = kA2 = mw2A2 = const *Học sinh kết luận vấn đề: + Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động; + Nếu bỏ qua masát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. *Học sinh làm việc theo nhóm, trả lời câu hỏi C2: Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống kiến thức và các công thức cơ bản của bài học; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm các bài tập ở sách giáo khoa trang 13; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà chuẩn bị bài tiếp theo. *Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG : ……………..…………………………………………………… …………………………………………………………..………………………………………… …………………………………………………………..………………………………………… Tiết CON LẮC ĐƠN A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm 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, tần số dao động của con lắc đơn; 2. Kĩ năng: Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn; xác định được lực kéo về tác dụng lên con lắc đơn; Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng của con lắc khi dao động; Vận dụng kiến thức về con lắc đơn và dao động điều hoà để giải một số bài tập cơ bản liên quan; Nắm được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực, cơ năng của con lắc lò xo. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nêu câu hỏi và bài tập để kiểm tra bài cũ của học sinh: 1. Viết biểu thức tính chu kì, tần số và cơ năng toàn phần của con lắc lò xo; 2. Giải bài tập 5,6/sgk – 13; *Giáo viên nhận xét và cho điểm. * Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu của bài học. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Hai học sinh lên bảng giải bài tập theo yêu cầu của giáo viên, các học sinh còn lại thảo luận theo nhóm, nhận xét bài làm của bạn. *Học sinh nhận thức vấn đề, hình thành ý tưởng nghiên cứu bài học. Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu tạo và chuyển động của con lắc đơn. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên giới thiệu con lắc đơn (con lắc toán học), yêu cầu học sinh mô tả cấu tạo; *Giáo viên giữ cho vật nằm ở vị trí cân bằng, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét đặc điểm của vị trí này. * Giáo viên tiến hành thí nghiệm: Đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng rồi buông tay, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét dạng chuyển động của con lắc đơn. * Vậy con lắc đơn có dao động điều hoà không? Để làm rõ vấn đề này, chúng ta cần phải thiết lập phương trình chuyển động của nó. *Học sinh quan sát và nhận xét về cấu tạo của con lắc lò xo: Vật nhỏ có khối lượng m được treo vào một đầu của một sợi dây không dãn dài l. Đầu kia của dây được treo vào một điểm cố định. *Học sinh quan sát và nhận xét được: + Khi vật ở vị trí cân bằng thì dây treo có phương thẳng đứng; + Học sinh quan sát và nhận xét được: Vật m dao động qua lại xung quanh vị trí cân bằng. *Học sinh suy nghĩ và phán đoán rằng: Vật dao động điều hoà. Hoạt động 3: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên hướng dẫn học sinh chọn hệ quy chiếu thích hợp; * Giáo viên yêu cầu học sinh phân tích các lực tác dụng lên vật m trong hai trường hợp: + Vật ở vị trí cân bằng; + Vật ở vị trí có li độ góc a; *Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích lực căng , trọng lực thành hai thành phần pháp tuyến và thành phần tiếp tuyến ; *Giáo viên phân tích và lập luận thành phần pháp tuyến không làm thay đổi tốc độ của vật. *Giáo viên phân tích để chứng tỏ rằng hợp lực của chúng là lực hướng tâm để giữ cho vật chuyển động trên cung tròn; *Giáo viên hướng dẫn để học sinh rút ra được biểu thức của lực kéo về: Pt = -mgsina; * Vậy con lắc đơn có dao động điều hoà không? Vì sao? Muốn con lắc đơn dao động điều hoà thì cần phải có điều kiện gì? *Giáo viên dẫn dắt học sinh vào điều kiện của con lắc đơn dao động điều hoà: Khi a≤ 10o => sina » a (rad) = *Giáo viên chứng tỏ rằng trong trường hợp này thì con lắc dao động điều hoà. *Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận vấn đề. *Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra biểu thức tính chu kì và tần số dao động của con lắc đơn: *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh phân tích lực tác dụng lên vật m: ,; + Tại vị trí cân bằng: + = 0; + Tại vị trí có li độ góc a: = + ¹ 0 *Học sinh làm việc theo trình tự dẫn dắt của giáo viên: + Phân tích trọng lực thành hai thành phần pháp tuyến và thành phần tiếp tuyến ; + Học sinh lập luận: Thành phần luôn vuông góc với phương chuyển động nên không làm thay đổi tốc độ chuyển động, vì vật + = 0; *Học sinh làm việc cá nhân, rút ra được biểu thức: Pt = -mgsina *Học sinh nhận xét được rằng, lực kéo về không tỉ lệ với li độ nên con lắc đơn không dao động điều hoà. * Học sinh làm việc theo nhóm, tìm điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà khi: Pt = -mga. Điều đó xảy ra khi chỉ khi: sina » a => a≤ 10o. *Học sinh thảo luận theo nhóm để thiết lập được biểu thức: Pt = - ms, so sánh và rút ra được phương trình dao động của con lắc đơn: s = socos(wt + j). *Học sinh làm việc cá nhân, rút ra biểu thức tính chu kì, tần số dao động của con lắc đơn: T = 2p (s) ; f = (Hz) Hoạt động 4: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh xác định các dạng năng lượng trong quá trình dao động của con lắc đơn; * Giáo viên yêu cầu học sinh xác định gốc thế năng trọng trường để dễ khảo sát thế năng; *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức tính động năng của vật; * Giáo viên yêu cầu học sinh thiết lập biểu thức tính thế năng tại vị trí có li độ góc a; *Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức cơ năng toàn phần của con lắc trong quá trình dao động; *Có nhận xét gì về cơ năng toàn phần của hệ trong quá trình dao động nếu bỏ qua sức cản của môi trường? *Giáo viên yêu cầu học sinh mô tả một cách định tính sự biến đổi năng lượng của con lắc đơn trong quá trình dao động. *Học sinh thảo luận để rút ra các dạng năng lượng trong quá trình dao động của con lắc đơn: động năng và thế năng trọng trường; *Học sinh nêu biểu thức động năng:Wđ = mv2 * Học sinh làm việc theo nhóm, chứng minh được biểu thức thế năng: Wt = mgl(1 - cosa); * Học sinh làm việc cá nhân, viết biểu thức cơ năng toàn phần: W = mv2 + mv2 *Học sinh tái hiện kiến thức đã học, nhận định được cơ năng toàn phần của hệ được bảo toàn: W = mv2 + mv2 = const * Học sinh thảo luận theo nhóm, tìm hiểu sự biến đổi năng lượng cảu con lắc đơn trong quá trình dao động. Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng của con lắc đơn để xác định gia tốc rơi tự do. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa để tìm hiểu nội dung. Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên. Hoạt động 6: Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu một học sinh đọc nội dung tóm tắt ở sách giáo khoa; * giáo viên yêu cầu hai học sinh lên bảng làm bài tập 6,7/sgk – 17; * Giáo viên yêu cầu học sinh chuẩn bị nội dung bài học tiếp theo. *Học sinh làm việc cá nhân theo yêu cầu của giáo viên; * Hai học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên, cả lớp làm việc theo nhóm, nhận xét và bổ sung bài làm; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………..…………… ………………………………………………………………………………………..…………… Tiết DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng; Nêu được điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng; Giải thích nguyển nhân của dao động tắt dần. 2. Kĩ năng: Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng; Vận dụng được điều kiện cộng hưởng để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan và giải một số bài tập định tính và định lượng cơ bản. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Chuẩn bị một số ví dụ về cộng hưởng có lợi và có hại. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về năng lượng dao động điều hoà. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nêu câu hỏi để kiểm tra bài cũ của học sinh: + Khi nào thì con lắc dao động điều hoà? + Con lắc đơn có dao động điều hoà mãi không? Vì sao? + Viết biểu thức cơ năng toàn phần của con lắc lò xo? *Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung bài học. *Học sinh làm việc cá nhân, trả lời câu hỏi của giáo viên: + Con lắc lò xo dao động điều hoà khi lực bỏ qua mọi masat. + Con lắc đơn dao động điều hoà khi bỏ qua mọi masat (và góc a bé); + W = kA2 = mw2A2 . *Học sinh tiếp nhận thông tin, nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu dao động tắt dần. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên tiến hành thí nghiệm với con lắc đơn và con lắc lò xo, yêu cầu học sinh quan sát và nhận xét. *Học sinh yêu cầu học sinh rút ra khái niệm về dao động tắt dần. * Giáo viên nhấn mạnh: Dao động điều hoà là dao động lí tưởng. *Nguyên nhân nào làm cho con lắc đơn và con lắc lò xo dao động tắt dần? *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để tìm nguyên nhân. *Giáo viên gợi ý: + Các lực tác dụng lên vật m; + Biểu thức cơ năng toàn phần của dao động. + Nguyên nhân làm cơ năng giảm dần. *Giáo viên yêu cầu học sinh kết luận vấn đề. *Giáo viên nêu và phân tích một số ứng dụng của dao động tắt dần trong thực tế. *Học sinh quan sát thí nghiệm và nhận xét kết quả thu được: Vật dao động với biên độ giảm dần và sau một thời gian thì vật dừng lại ở vị trí cân bằng. *Học sinh nằm được khái niệm về dao động tắt dần: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian; * Học sinh ghi nhận kiến thức. *Học sinh thảo luận theo nhóm để giải thích nguyên nhân của dao động tắt dần. + Các vật dao động trong môi trường thì chịu tác dụng của môi trường đó. + Vật thực hiện công để thắng lực cản của môi trường => Cơ năng của vật giảm dần theo thời gian. + Vì W~ A2 nên khi cơ năng giảm thì biên độ dao động cũng giảm. Kết quả là sau một thời gian thì W = 0 nên A = 0. Vậy vật đứng yên ở vị trí cân bằng. *Học sinh đọc sách giáo khoa, kết hợp với phân tích của giáo viên, nắm được một vài ứng dụng thực tế của dao động tắt dần. Hoạt động 3: Tìm hiểu dao động duy trì. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nhấn mạnh: Nguyên nhân tắt dần của dao động là do mất mát năng lượng. Vậy muốn giữ cho biên độ dao động của con lắc không đổi mà không làm thay đổi chu kì riêng của nó thì ta phải làm gì? * Giáo viên nhấn mạnh nguyên tắc là phải dùng một thiết bị cung cấp cho dao động một phần năng lượng đúng bằng phần năng lưọng tiêu hao do masat => Năng lượng của hệ dao động không thay đổi nên biên độ dao động không đổi theo thời gian => Dao động duy trì. *Giáo viên giới thiệu cơ cấu duy trì dao động của đồng hồ: + Đối với đồng hồ loại cũ thì người ta dùng dây cót. + Các loại đồng hồ mới thì dùng pin. *Học sinh ghi nhận kiến thức: Nguyên nhân mà các dao động tắt dần là do bị mất năng lượng để thực hiện công thắng lực cản môi trường, do đó muốn dao động không tắt dần thì cần phải cung cấp năng lượng để bù vào phần năng lượng tiêu hao do masat. *Học sinh làm việc theo nhóm để rút ra khái niệm về dao động duy trì. *Học sinh ghi nhận thông tin về cơ cấu duy trì dao động của con lắc đồng hồ: + Loại đồng hồ cũ thì dây cót có nhiệm vụ cung cấp năng lượng dưới dạng thế năng; + Đồng hồ loại mới (đồng hồ điện tử) thì bộ phận cung cấp năng lượng là pin. Hoạt động 4: Tìm hiểu dao động cưỡng bức. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên lấy vài ví dụ để học sinh rút ra khái niệm về dao động cưỡng bức. *Giáo viên lấy vài ví dụ để làm sáng tỏ dao động cưỡng bức. *Giáo viên dẫn dắt học sinh vào đặc điểm thứ nhất của dao động cưỡng bức. *Giáo viên giới thiệu đường thực nghiệm về sự phụ thuộc của biên độ dao động cưỡng bức vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. *Dựa vào đường thực nghiệm trên, giáo viên yêu cầu học sinh rút ra được đặc điểm thứ hai của dao động cưỡng bức. * Học sinh làm việc theo nhóm, phân tích ví dụ và hình thành khái niệm về dao động cưỡng bức: Dao động cưỡng bức là dao động dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. *Học sinh phân tích để làm sáng tỏ vai trò pittong dao động trong xi lanh của máy nổ. * Học sinh ghi nhận đặc điểm thứ nhất của dao động cưỡng bức: Có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. * Học sinh quan sát, thảo luận theo nhóm và rút ra được đặc điểm thứ hai: Biên độ của ngoại lực cưỡng bức phụ thuộc vào độ chênh lệch tần số , nếu Df càng nhỏ thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn. Hoạt động 5: Tìm hiểu hiện tượng cộng hưởng cơ. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét về biên độ dao động cưỡng bức khi tần số của ngoại lực cưỡng bức xấp xĩ gần bằng tần số dao động riêng của hệ; *Giáo viên yêu cầu học sinh rút ra định nghĩa về hiện tượng cộng hưởng cơ. *Giáo viên nhấn mạnh về điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ; *Giáo viên phân tích và dẫn dắt học sinh đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng. *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, giải thích kết quả của hiện tượng cộng hưởng cơ; *Giáo viên phân tích và dẫn dắt học sinh tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng. + Cộng hưởng có hại: - Tai nạn trên cầu sông Lorie (Pháp) năm 1950 ; - Tai nạn đường sắt cuối thế kỉ 19; => khắc phục. + Cộng hưởng có lợi: Hộp đàn ghi ta, violon… *Học sinh quan sát và nhận xét được: Khi tần số ngoại lực cưỡng bức xấp xĩ gần bằng tần số dao động riêng của hệ thì biên độ tăng nhanh đến giá trị cực đại. *Học sinh làm việc cá nhân, hình thành định nghĩa về hiện tượng cộng hưởng cơ; *Học sinh ghi nhận điều kiện cộng hưởng; *Học sinh ghi nhận đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng; *Học sinh ghi nhận đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng: Biên độ cực đại phụ thuộc vào lực cản của mội trường: Lực cản của môi trường càng nhỏ thì biên độ cực đại càng lớn, nói cách khác sự cộng hưởng thể hiện rõ nhất khi lực cản của môi trường không đáng kể. Trong trường hợp lực cản của môi trường khá lớn thì năng lượng do cưỡng bức cung cấp chủ yếu dùng để bù vào phần năng lượng bị tiêu hao do masát, do đó biên độ tăng không đáng kể. *Học sinh làm việc theo nhóm theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh ghi nhận thông tin và nguyên nhân của hiện tượng; *Học sinh nắm được các ứng dụng của hiện tượng cộng hưởng trong quân sự và thiết kế qua hai ví dụ giáo viên vừa nêu. *Học sinh phân tích và nắm được vai trò của hộp đàn ghi ta, violon….. Hoạt động : Củng cố bài học - Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại những kiến thức trọng tâm của bài học; *Yêu cầu học sinh làm các bài tập sách giáo khoa *Xem trước bài mới cho tiết học sau. *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. Tiết TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRESNEL A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh biểu diễn được phương trình dao động điều hoà bằng một vector quay. Vận dụng được phương pháp giản đồ vector quay Fresnel để tìm biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp, suy ra phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng được kiến thức để tìm được biên độ và pha ban đầu trong các trường hợp đặc biệt; Vận dụng được phương pháp để giải một số bài tập định lượng liên quan. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Các hình vẽ 5.1 và 5.2/sgk trang 51, 52; 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phương pháp chiếu vector lên hệ trục toạ độ. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh nếu định nghĩa hiện tượng cộng hưởng cơ và đặc điểm của hiện tượng cộng hưởng. * Giáo viên yêu cầu học sinh xác định hình chiếu của vector lên hệ trục toạ độ. * Giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung bài học. *Học sinh tái hiện lại kiến thức để trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên; *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên: Xác định hình chiếu của một vector lên hệ trục toạ độ. *Học sinh chú ý lắng nghe, nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu phương pháp vẽ vector quay. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nhấn mạnh: Trong bài 1 ta đã biết khi điểm M chuyển động tròn đều thì vector quay đều với vận tốc góc w. Khi ấy x=Acos(wt+j) là phương trình hình chiếu của vector lên trục Ox. Vậy ta có thể biểu diễn một dao động điều hoà bằng một vector được không? Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm tìm cách biểu diễn vector quay. *Giáo viên nhấn mạnh: Ta chọn chiều dương là chiều dương của vòng tròn lượng giác. *Học sinh ghi nhận thông tin do giáo viên cung cấp. *Học sinh làm việc theo nhóm và tìm đặc điểm của vector quay: + Gốc: Tại tâm O; + Có độ dài của vector tỉ lệ với biên độ dao động; +Hợp với trục Ox một góc có giá trị bằng pha ban đầu. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận kiến thức. Hoạt động 3: Xây dựng phương pháp giản đồ vector quay Fresnel. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu của nội dung; *Giáo viên nhấn mạnh: Trong trường hợp có A1=A2 thì ta dễ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChương 1 dao động điều hòa vật lý lớp 12.doc
Tài liệu liên quan