BÀI 12 : KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Chia sẻ: Paradise6 Paradise6 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biết tính toán và vẽ đồ thị biến đổi theo thời gian của li độ, vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa (DĐĐH) Hiểu rõ khái niệm chu kì và tần số của DĐĐH. Biết biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay. Biết viết điều kiện sau đây tùy theo cách kích thích dao động, và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ A và pha ban đầu

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: BÀI 12 : KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

BÀI 12 : KHẢO SÁT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I / MỤC TIÊU : Biết tính toán và vẽ đồ thị biến đổi theo thời gian của li độ, vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa (DĐĐH) Hiểu rõ khái niệm chu kì và tần số của DĐĐH. Biết biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay. Biết viết điều kiện sau đây tùy theo cách kích thích dao động, và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ A và pha ban đầu  Củng cố kiến thức về DĐĐH, có kĩ năng giải bài tập về động học dao động. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Phương pháp chung của bài này là suy diễn, dùng toán học làm rõ những nội dung vật lí mô tả bởi phương trình dao động. 2 / Học sinh :  Xuất phát từ biểu thức Acos(t + ) của DĐĐH suy ra tính tuần hoàn và chu kì dao động, suy ra biểu thức của vận tốc và gia tốc. Vẽ đồ thị li độ, vận tốc theo thời gian và đối chiếu hai đồ thị, suy ra một số hệ quả cần thiết.
 Biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay.  Từ điều kiện ban đầu (biết li độ x(0) và vận tốc v(0)) tìm giá trị của biên độ A và pha ban đầu  của DĐĐH. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : GV : Viết phương trình ly độ của HS : x = Acos (  t +  ) dao động điều hòa ? GV : Chu kỳ dao động của hàm số HS : 2 cos là bao nhiêu ? x=Acos(t+)=Acos( GV : Giáo viên hướng dẫn biến đổi HS : để cho học sinh thấy được ly độ ở (t+2/)+) thời điểm t và t + 2/ HS : Chu kỳ (T) là khoảng thời gian GV : Chu kỳ là gì ? thực hiện một dao động toàn phần. GV : Đơn vị chu kỳ là gì ? HS : giây ( s ) GV : Tần số là gì ?
HS : Số dao động được thực hiện trong một giây. GV : Đơn vị của tần số là gì ? GV : Vận tốc bằng đạo hàm của ly HS : Hertz ( Hz ) độ theo thời gian. Hoạt động 2 : GV : Học sinh tự tìm biểu thức vận tốc. HS : v = x’ = Asin(t + ) GV : Ở ngay tại vị trí biên, vật HS : x = A nặng có ly độ như thế nào ? GV : Ở ngay tại vị trí biên, vật HS : v = 0 nặng có vận tốc như thế nào ? GV : Ở ngay tại vị trí cân bằng, vật HS : x = 0 nặng có ly độ như thế nào ? GV : Ở ngay tại vị trí cân bằng, vật HS : v = A nặng có vận tốc như thế nào ? HS : Người ta nói rằng vận tốc trễ pha GV : Pha của vận tốc v như thế nào so với pha của ly độ x  / 2 so với ly độ. Hoạt động 3 : GV : Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc theo thời gian.
HS : a = v’ = x’’= 2Acos(t + ) = GV : Học sinh tự tìm biểu thức gia tốc. 2x HS : Gia tốc luôn luôn ngược chiều GV : Gia tốc và ly độ có đặc điểm với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn gì ? GV : Để biểu diễn dao động điều của li độ. hòa người ta dùng vectơ OM có độ Hoạt động 4 : dài A ( biên độ ), quay điều quanh HS : Học sinh tự vẽ vectơ theo hướng điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox với vận tốc góc là . Vào thời dẫn của giáo viên. điểm ban đầu t = 0, góc giữa trục Ox và vectơ OM là  ( pha ban đầu ). Hoạt động 5 : HS : Trong một chuyển động cụ thể GV : Xét một vật dao động, ví dụ thì A và  có giá trị xác định, tùy theo vật nặng trong con lắc lò xo. Trong cách kích thích dao động và cách chọn bài trước, ta tìm được phương trình dao động của vật, trong đó có hai gốc thời gian. hằng số A và . Trong một chuyển động cụ thể thì A và  có giá trị xác
định, tùy theo cách kích thích dao động. IV / NỘI DUNG : 1. Chu kỳ và tần số của dao động điều hòa. a. Chu kỳ Chu kỳ (T) là khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật đi qua cùng một vị trí với cùng chiều chuyển động. Hay, chu kỳ (T) là khoảng thời gian thực hiện một dao động toàn phần. 2 T= {T : (s)  b. Tần số : Tần số f của dao động là số chu kỳ dao động (còn gọi tắt là số dao động) được thực hiện trong một đơn vị thời gian (1 giây) 1 f= {f : Hz  T 2 2. Vận tốc trong dao động điều hòa v = x’ = Asin(t + ) Chú ý :
Ở vị trí giới hạn (ở vị trí biên) : x = A thì v = 0 Ở VTCB : x = 0 thì v = A 3. Gia tốc trong dao động điều hòa a = v’ = x’’ => a = 2Acos(t + ) = 2x Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. 4. Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay. uuuu r Vectơ quay OM biểu diễn dao động điều hòa, có hình chiếu trên trục x là li độ của dao động. Vectơ quay biểu diễn dao động điều hòa được vẽ tại thời điểm ban đầu có :  Gốc tại gốc tọa độ của trục ox.  Độ dài bằng biên độ dao động : OM = A  Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu (chọn chiều dương là chiều lượng giác) 5. Điều kiện ban đầu : sự kích thích dao động Trong một chuyển động cụ thể thì A và  có giá trị xác định, tùy theo cách kích thích dao động và cách chọn gốc thời gian.
V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5 và các bài tập 1,2,3. Xem bài 13.