intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Chia sẻ: Lý Như Ngọc | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

498
lượt xem
24
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời quý thầy cô và các bạn tham khảo Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen để nâng cao kĩ năng và kiến thức soạn giáo án theo chuẩn kiến thức, kỹ năng trong chương trình dạy học. Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen được soạn với hình thức 3 cột phù hợp quy định bộ GD và nội dung súc tích giúp học sinh dễ dàng hiểu bài học hơn.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

BÀI 5: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

 

I- MỤC TIÊU

          1. Về kiến thức

          - Biết rằng có thể thay thế việc cộng hai hàm dạng Cosx1 và Cosx2 cùng tần số góc bằng việc cộng hai véc tơ quay tương ứng \({\overrightarrow X _1}\) và \({\overrightarrow X _2}\) ở thời điểm t = 0.

          -  Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp hai dao động.

          2. Về kỹ năng

          - Sử dụng giản đồ vec tơ quay để tổng hợp 2 dao động điều hòa cùng phương cùng tần số.

          3. Về thái độ

           - Rèn luyện phong cách làm việc khoa học, độc lập nghiên cứu, tác phong lành mạnh và có tính tập thể.

 

II- CHUẨN BỊ

          1. Giáo viên  

          - Giáo án, tài liệu tham khảo và đồ dùng dạy học cần thiết

          2. Học sinh

          - Kiến thức cũ về dao động điều hòa

          - Sách, vở, đồ dùng học tập đúng quy định

III- Tiến trình dạy  học

1. Kiểm tra bài cũ: “Có” – 5’

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

NỘI DUNG

GV: Nêu câu hỏi yêu cầu hs lên bảng trình bày

Câu1: Nêu đặc điểm của dao động tắt dần và nguyên nhân gây ra dao động tắt dần? Hãy lập luận dao động của con lắc là dao động tắt dần.

Câu2: Thế nào là hiện tượng cộng hưởng. Điều kiện cộng hưởng? Nêu vài ví dụ minh họa cộng hưởng có hại, cộng hưởng có lợi?

HS:  Lên bảng trả lời

GV: Nhận xét sửa sai nếu có và đánh giá cho điểm

HS: Lắng nghe và ghi nhận

 

 

 

2. Bài giảng mới: 

 

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

NỘI DUNG

Hoạt động 1: (1’)

“Đặt vấn đề vào bài giảng mới”

GV: Đặt vấn đề vào bài giảng mới

“ Ở chương sau , ta sẽ gặp nhiều trường hợp một vật chịu tác dụng của nhiều dao động như màng nhĩ của tai, màng rung của micô thường xuyên  nhận được nhiều dao động gây ra bởi các sóng âm. Hay khi các sóng cùng truyền tới một điểm trong môi trường thì điểm đó nhận được cùng một lúc các dao động gây ra bởi các sóng. Trong những trường hợp ấy vật sẽ dao động ntn? Bài học hôm nay chúng ta chỉ xét dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số”

HS: Lắng nghe và nhận thức vấn đề cần nghiên cứu – ghi tiêu đề của bài học.

 

Hoạt động 2:(7’)

 “ Nghiên cứu véc tơ quay”

Ở bài 1, khi điểm M chuyển động tròn đều thì hình chiếu của vectơ vị trí \(\overrightarrow {OM} \) lên trục Ox là một dao động điều hòa dạng:  \(\begin{array}{*{20}{l}}
{x = Acos(\omega t{\rm{ }} + \varphi )}
\end{array}\)

Dựa vào quan hệ trên người ta đưa ra cách biểu diễn phương trình dao động điều hoà bằng một vectơ quay được vẽ tại thời điểm ban đầu (hình vẽ)

HS: Lắng nghe và nhận thức vấn đề

GV: Nhìn vào hình vẽ em hãy cho biết véc tơ quay 0M có đặc điểm gì?

HS: Thực hiện yêu cầu của gv.

GV: Nhận xét và khái quát vấn đề.

HS: Lắng nghe và  ghi nhớ

GV: Yêu cầu hs trả lời câu hỏi C1

HS: Lên bảng thực hiện yêu cầu của gv

 

GV: Đặt vấn đề chuyển tiếp sang phần II

HS: Lắng nghe, nhận thức vấn đề và ghi tiêu đề phần II

 

Hoạt động 3: (23’)

“ Nghiên cứu giản đồ Fre-nen”

 

GV: Giả sử xét hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình lần lượt là:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{x_1} = {A_1}cos(\omega t + {\varphi _1})}
\end{array}\)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{x_2} = {A_2}cos(\omega t + {\varphi _2})}
\end{array}\)

Hãy tìm li độ tổng hợp của hai dao động thành phần đó.

GV:  Có những cách nào để tìm li độ tổng hợp x?

HS: trả lời

GV: Nhận xét và khái quát vấn đề

Li độ của dao động tổng hợp có thể tính bằng: x = x1 + x2

 phương pháp này có đặc điểm nó dễ dàng khi A1 = A2 nếu trường hợp A1 ≠ A2 thì phải dùng phương pháp khác thuận tiện hơn gọi là phương pháp giản đồ fre-nen”

HS: Lắng nghe và ghi nhớ

GV: Nêu phương pháp giản đồ véc tơ

Vẽ trục tọa độ đề các vuông góc  X0Y( chọn trục 0X tính pha)

Biểu diễn hai véc tơ quay  \(0{\vec M_1}\;,0{\vec M_2}\) lần lượt biểu diễn hai li độ X1 và X2

Áp dụng quy tắc HBH để tìm véc tơ tổng  \(\overrightarrow {OM} \).

HS: Ghi nhớ

GV: Khi hai véc tơ đơn vị   \(0{\vec M_1}\;,0{\vec M_2}\) quay với tốc độ góc w thì HBH  0M1MM2 có bị biến dạng không? Tại sao?

HS: Trả lời

GV: Nhận xét và khái quát vấn đề

HS: Lắng nghe và ghi nhớ

GV: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa là gì?

HS: Trả lời

GV: Nhận xét

HS: Ghi nhớ

GV: Véc tơ tổng   \(\overrightarrow {OM} \)có đặc điểm gì?

HS: Dựa vào HV trả lời

GV: Nhận xét và khái quát vân đề

HS: Ghi nhớ

GV: Để viết phương trình dao động tổng hợp tường minh ta làm như thế nào?

“ Phải tìm A và φ”

GV: Hướng dẫn hs dựa vào giản đồ véc tơ tìm A và \(\varphi\)

HS: Hợp tác với giáo viên

GV:  Đặt vấn đề chuyển tiếp sang tiểu mục 3 phần II

Trong (1) :

 \(({\phi _2} - {\phi _1}) = \Delta \phi \) gọi là độ lệch pha của dao động

Biên độ tổng hợp không chỉ phụ thuộc vào các biên độ dao động thành phần mà còn phụ thuộc vào độ lệch pha Dj. Thật vậy độ lệch pha ảnh hưởng như thế nào đến biên độ dao động tổng hợp? ta nghiên cứu tiểu mục 3 phần II

HS: Lắng nghe và nhận thức vấn đề

GV: Trình bày ảnh hưởng của độ lệch pha như SGK

HS: Lắng nghe và ghi nhớ

I- VÉCTƠ

 

Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véctơ quay được vẽ tại thời điểm ban đầu( HV)

Véctơ quay \(\overrightarrow {OM} \) có:

+ Gốc: tại O.

+ Độ dài OM = A.

+ \((\overrightarrow {OM} ,{\rm{Ox}}) = \varphi \)

( Chiều dương là chiều của vòng tròn lượng giác)

 

II- PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN

1. Đặt vấn đề:

- Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số:

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{x_1} = {A_1}cos(\omega t + {\varphi _1})}
\end{array}\)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{x_2} = {A_2}cos(\omega t + {\varphi _2})}
\end{array}\)

- Li độ của dao động tổng hợp:

 x = x1 + x2

2. Phương pháp giản đồ Fre-nen

a.

- Vectơ  \(\overrightarrow {OM} \) là một vectơ quay với tốc độ góc w quanh 0

- Mặc khác: 0M = 0M1 + 0M2

→  \(\overrightarrow {OM} \) biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp:

 \(\begin{array}{*{20}{l}}
{x = Acos(\omega t{\rm{ }} + \varphi )}
\end{array}\)

Nhận xét: (Sgk)

Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó 

b. Trong trường hợp tổng quát :

Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

\({A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}\cos ({\phi _2} - {\phi _2})\)  (1)

\(\tan \phi  = \frac{{{A_1}\sin {\phi _1} + {A_2}\sin {\phi _2}}}{{{A_1}\cos {\phi _1} + {A_2}\cos {\phi _2}}}\)  (2)

3. Ảnh hưởng của độ lệch pha

- Nếu các dao động thành phần cùng pha

\({\Delta \varphi  = {\varphi _2} - {\varphi _1} = 2n\pi }\)

(n = 0, ± 1, ± 2, …)

A = A1 + A2 (3)

- Nếu các dao động thành phần ngược pha

 \(\begin{array}{*{20}{l}}
{\Delta \varphi  = {\varphi _2} - {\varphi _1} = \left( {2n + 1} \right)\pi }
\end{array}\)

(n = 0, ± 1, ± 2, …)

A = |A1 - A2|

- Nếu các dao động thành phần vuông pha

\(A = \sqrt {A_1^2 + A_2^2} \)

 

Trên đây là trích đoạn một phần nội dung trong giáo án Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen. Để nắm bắt toàn bộ nội dung còn lại và các giáo án tiếp theo, mời quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải tài liệu về máy.

Ngoài ra, nhằm hỗ trợ các Thầy cô trong quá trình xây dựng bài 5 với nhiều phương pháp soạn bài hay, nội dung chi tiết và được trình bày khoa học, quý thầy cô có thể tham khảo ở  Bài giảng Vật lý 12 - Bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Thầy cô quan tâm có thể xem thêm các tài liệu được biên soạn cùng chuyên mục:

>>  Giáo án tiếp theo: Giáo án Vật lý 12 bài 6: Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2