DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

Chia sẻ: Kata_5 Kata_5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hoàn, chu kì. - Bàiết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lị xo v dẫn đến phương trình dao động. - Hiểu r cc đặc trưng của dao động điều hịa: Bàin độ, pha, pha ban đầu, tần số góc - Bàiết Bàiểu diễn một dao động điều hịa bằng vectơ quay. 2) Kĩ năng: - Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được Bàiên độ, pha ban đầu. ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần ho àn, chu kì. - Bàiết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lị xo v dẫn đến phương trình dao động. - Hiểu r cc đặc trưng của dao động điều hịa: Bàin độ, pha, pha ban đầu, tần số góc - Bàiết Bàiểu diễn một dao động điều hịa bằng vect ơ quay. 2) Kĩ năng: - Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được Bàiên độ, pha ban đầu. - Giải tốt các bài tập về dao động điều hịa. II. Chuẩn bị: 1) Gio vin: chuẩn bị con lắc lị xo thẳng đứng, con lắc lị xo nằm ngang, đồng hồ bấm giây để đo chu kì. 2) Học sinh: Ôn tập về đạo hàm của hàm số, ý nghĩa cơ học của đạo hàm: trong chuyển động thẳng: Vận tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ theo thời gian; Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc. III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Tiết 1.
Hoạt động 1. (5’) Tìm hiểu DAO ĐỘNG: Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Cho HS quan sát chuyển -Quan st, Rút ra kết luận. 1.Dao động: động của con lắc dây, con + Cĩ một vị trí cn bằng. a) Định nghĩa: Dao động là lắc lị xo thẳng đứng, con chuyển động qua lại quanh một lắc lị xo nằm ngang. Nu + chuyển động qua lại vị trí cn bằng. cu hỏi gợi ý: quanh vị trí cân bằng. b) Dao động tuần hoàn: H1 . Nhận xét về các đặc điểm của các chuyển động -Dao động có một giai đoạn này? được lặp lại liên tiếp và mi mi gọi l dao động tuần hoàn. -Phn tích hình 6.1a v hình 6.2. Chỉ ra cho HS sự thay -Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại đổi của góc lệch . gọi là một dao động toàn phần -Tìm hiểu hình 6.2. Pht hay một chu trình. Giới thiệu dao động hiện một giai đoạn của tuần hoàn. -Chu kỳ T(s): là thời gian vật chuyển động được lặp lại thực hiện được một dao động H2 . Thế nào là dao động liên tiếp và mi mi. toàn phần tuần hoàn? Thế nào là chu trình? -Tần số f = 1/T (Hz): là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong 1 giây Hoạt động 2. (20’) Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lị xo Nghiệm phương trình động lực học.
1) con lắc lị xo: H1 . Mơ tả cấu tạo của con lắc O lị xo? a) H2 . Khi vật dao động, ở vị trí bất kì cĩ li độ x. Phân tích các M b) lực tác dụng vào vật. Trả lời cc cu hỏi gợi ý, thiết lập O x x Hình 6.3. Con laéc loø xo pt như nội dung SGK. a) Vaät naëng ôû vò trí caân baèng O, loø xo khoâng daõn. b) Vaät naëng ôû vò trí M, li ñoä x, vaät chòu löïc taùc duïng cuûa löïc ñaøn hoài F = - kx cuûa loø xo. H3 . Theo định luật II N, pt 2) Lập pt ĐLH: chuyển động của vật được viết thế nào? -Lập trục Ox (hình vẽ)Gọi x = OM : li H4 . Pt F = ma với F tính thế độ nào? Độ lớn gia tốc a xác định -Lực hồi phục (lực đàn hồi) F = -kx thế nào? (1) -Giới thiệu pt vi phn: -Theo định luật II Niutơn: F = ma x” + 2 x = 0 (2) (1) v (2): ma = -kx k k x"   x (*) Đặt  2  m m 2x  x" (*) -Giới thiệu pt ĐLH và nghiệm hay x "  2 x  0 của pt. 3)Nghiệm phương trình động lực học -Ghi nhận giới thiệu của GV. Yu cầu HS nhận xt  kết luận x "  2 x  0 cĩ dạng x  A cos t    về dao động điều hịa? *Định nghĩa dao động điều hịa:là dao
-Trả lời cu hỏi C2, để nghiệm động mà li độ là hàm côsin hay sin của lại pt x "  2 x  0 cĩ nghiệm thời gian nhân với một hằng số H5 . dao động điều hịa l gì? x  A cos t    Hoạt động 3. (15’) Tìm hiểu: Cc đặc trưng của DĐĐH, đồ thị (li độ) của DĐĐH. + A (dương): Bàiên độ. Cho HS phn tích pt: Sử dụng SGK, ghi nhận ý A ứng với = xmax x  A cos t    cos t     1 nghĩa của từng đại lượng Xác định ý nghĩa của từng trong pt x  A cos t    t   : pha dao động tại thời đại lượng trong pt. điểm t (rad) + : pha ban đầu ứng với pha t    vào thời điểm t=0 (rad) Cho HS quan sát đồ thị li độ DĐĐH   = 0 theo Ghi nhận cách vẽ đồ thị + : tần số góc của dao động theo hình 6.4 hình 6.4. (rad/s) hoặc (độ/s) Yu cầu HS tự luyện tập. Hoạt động 4. (5’) Củng cố. Cho HS vận dụng kiến thức bằng việc giải Bài tốn p dụng: Phương trình dao động của một vật là: x  6 cos  4 t    (cm).   6  a) Xác định Bàiên độ, tần số góc, chu kì v tần số của dao động.
b) Xác định pha của dao động tại thời điểm t = 0,25s, từ đó suy ra li độ tại thời điểm ấy. Tiết 2. Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu: Chu kì – Tần số của DĐĐH. -Yêu cầu Hs quan sát, -Chu kì: phân tích đồ thị li độ -Phân tích đồ thị và ghi 2 1 (hình 6.4) T ;f    T 2 nhận kiến thức. Nu nhận xt bằng việc trả -Thảo luận, lập cơng Với con lắc lị xo: lời cu hỏi: thức tính T v f của con m 1 k T  2 ;f  ? Nhận xt gì về khoảng lắc lị xo. 2 k m 2 thời gian ?  -Giới thiệu cho HS T và f của DĐĐH. Yêu cầu HS lập Bàiểu thức tính T và f đối với con lắc lị xo. Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu: Vận tốc, gia tốc trong DĐĐH
Hướng dẫn HS xác định 2)Vận tốc trong DĐĐH Bàiểu thức vận tốc, gia -Xác định pt vận tốc, v = x’  v   A sin  t    tốc bằng câu hỏi gợi ý. gia tốc trong DĐĐH. H1 . Từ pt li độ và ý Rút ra nhận xét. Vận tốc sớm pha /2 so với li độ x; nghĩa cơ học của đạo x trễ pha /2 so với v hàm, xác định Bàiểu 2) Gia tốc trong DĐĐH: thức vận tốc và gia tốc trong DĐĐH. a = v’ = x”  a   2 A cos t    H2 . hy so snh sự lệch pha của li độ và vận tốc; -Thảo luận nhóm, xác định pha ban đầu của x, Gia tốc ngược pha với li độ. li độ và gia tốc. v, a. -Hướng dẫn HS xác định  của x v v, a  sự lệch pha của chng Hoạt động 3. (20’) Bàiểu diễn dao động điều hịa bằng vect ơ quay. -Trình by nội dung ở cột -Để Bàiểu diễn DĐĐH chính. Vẽ hình 6.6; 6.7. x  A cos t   ta dùng 1 vec tơ dẫn đến công thức 6.11   và nêu kết luận ở cột này. OM có độ dài là A (Bàiên độ) -Đọc SGK, tìm hiểu v ghi nhận nội dung GV giới quay đều quanh điểm O trong mp chứa trục Ox với tốc độ góc
Cĩ thể gợi ý cho HS sau thiệu. . giới thiệu vectơ khi  -Ở thời điểm ban đầu t = 0, gĩc A (hình 6.6) bằng cu hỏi:   giữa trục Ox v OM l . H1 . Ở thời điểm bất kì t, -Ở thời điểm t, góc giữa trục gĩc giữa trục Ox và vectơ   Ox và OM l gĩc t + .     A  OM Bàiểu diễn đại lượng nào của DĐĐH? -Độ dài đại số của hình chiếu   OM trn trục x sẽ l: H2 . Xác định độ dài đại số của hình chiếu vectơ -Một HS lên bảng xác x  OP  A cos t      quay OM trên trục Ox định: vào một thời điểm t bất Kết luận: Độ dài đại số của   kì. Nhận xt. chOx OM  OP hình chiếu trn trục ox của vc t ơ quay Bàiểu diễn dao động điều -Phân tích hướng dẫn HS x  OP  A cos  t    hoà chính là li độ x của dao phát hiện mối quan hệ động. giữa DĐĐH x  A cos t    và một *Lưu ý: chuyển động trịn đều trên -kết luận trn có thể vận dụng để đường trịn tm O, tốc độ giải toán. góc , bán kính đường -Nu kết luận của SGK. trịn bằng A. -Cách chuyển đổi hàm lượng giác x = Asin( t + j) = Acos(t+j -  ) 2 Hoạt động 4. (10’) Điều kiện ban đầu: Sự kích thích dao động. Củng cố-Vận dụng.
- Mục ny HS cĩ thể tự nghin cứu. GV cĩ thể trình by một vi VD hướng dẫn HS xác định x và v vào thời điểm t = 0, từ đó rút ra kết luận A và  của một DĐĐH phụ thuộc vào cách kích thích dao động. - Hướng dẫn HS giải bài tập số 6: viết pt DĐĐH. + Lưu ý HS nhớ các giá trị đặc Bàiệt của  ứng với gốc thời gian lc vật  qua vị trí cn bằng:    2 - Yu cầu HS chuẩn bị ở nh: + Giải tất cả Bài tập SGK trang 35 v SBT. + Xem trước bài: Con lắc đơn. IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung.