Giáo án Vật lý 12 – Bài 1: Dao động điều hòa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Giáo án Vật lý 12 – Bài 1: Dao động điều hòa" với mục tiêu giúp học sinh nắm khái niệm về chuyển động dao động; các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa; công thức vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa; điều kiện đầu tùy theo cách kích thích dao động, củng cố kiến thức về dao động điều hòa.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 12 – Bài 1: Dao động điều hòa

(Dạy trong 2 tiết) Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Thông qua quan sát để có khái niệm về chuyển động dao động. - Biết các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà. - Hiểu rõ các khái niệm T và f. - Viết được công thức vận tốc, gia tốc trong dao động đều hoà. - Biết tính toán và vẽ đồ thị x(t), v(t) và a(t). - Biết viết điều kiện đầu tuỳ theo cách kích thích dao động và từ đó suy ra A và . Củng cố kiến thức về dao động điều hoà. - Vận dụng được kiến thức giải một bài tập đơn giản. 2. Kĩ năng: Khả năng tự tính toán của học sinh. 3. Thái độ: Làm việc như thế nào thì kết quả như thế đấy. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: - Hình vẽ miêu tả sự dao động hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2. - Giáo án giảng dạy. - Chuẩn bị một số bài tập vận dụng. 2. Học sinh: - Ôn lại chuyển động tròn đều: Chu kỳ, tần số, mối liên quan tốc độ góc với T, f, v. - Ôn lại đạo hàm, cách tính đạo hàm của các hàm số lượng giác. - Ý nghĩa vật lý của đạo hàm. III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY:
Hoạt động 1: Ổn định, yêu cầu môn học, vào bài HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS - Ổn định, kiểm tra sĩ số. - Báo học sinh vắng. - Yêu cầu môn học. - Ghi nhận, chuẩn bị cho các tiết sau. - Kiểm tra: Không. - Vào bài: trong đời sống ta nhận thấy có vô số những chuyển động. Có những chuyển động phúc tạp, co những chuyển động tuân theo một nguyên tắt. Vậy làm thế nào để mô tả những chuyển động đó? Nội dung chương sẽ cho ta một kiến thúc co bản để khảo sát những chuyển động đó. Hoạt động 2: Tìm hiểu dao động , dao động tuần hoàn HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG - Màng trống rung động, gió - Nhận xét về các đặc điểm của I. DAO ĐỘNG CƠ làm bông hoa lay động; quả lắc các chuyển động: chuyển động 1. Thế nào là dao động cơ đồng hồ đung đưa sang phải qua lại quanh 1 vị trí đặc biệt. Dao động cơ là chuyển động có sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây giới hạn trong không gian, lặp đàn rung khi gãy… đi lặp lại nhiều lần quanh một - Chuyển động của vật nặng vị trí cân bằng. trong 3 trường hợp trên có - Ví dụ: Chuyển động của quả những đặc điểm gì giống lắc đồng hồ, dây đàn ghi ta nhau ? rung động … - Dao động cơ học là gì? Phát biểu: Trở về vị trí cũ sau một khoảng thời gian. Phát biểu. - Nhận xét dao động của con lắc đồng hồ? 2. Dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn? Dao động tuần hoàn: là dao - Đơn giản nhất là dao động động mà sau những khoảng đều hoà. thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. VD: Dao động của lắc đồng hồ Hoạt động 3: Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa , khái niệm dao động điều hòa HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Xét một điểm M chuyển động Vẽ hình minh họa chuyển động II . PHƯƠNG TRÌNH DAO đều trên một đường tròn tâm O, tròn đều của chất điểm. ĐỘNG ĐIỀU HÒA . bán kính OM, với vận tốc góc là  (rad/s). Chọn C là điểm gốc trên đường
tròn. Tại: Xác định bởi góc  1Ví dụ . - Thời điểm ban đầu t = 0, xác Xét một điểm M chuyển động đều định vị trí của điểm M0, - Thời t +  trên một đường tròn tâm 0, bán điểm t  0, vị trí của điểm kính OM = A, y với vận tốc chuyển động là Mt, Xác định góc là  Mt bởi góc nào? x = OP (rad/s) wt + j Xác đinh hình chiếu của chất Thời wt Mo = OMt cos (t +  ). j x điểm M tai thời điểm t điểm Đều hoà. Hàm cos đều hoà x' C lên trục Oy? t  0, vị x P Dao động của P có đặc điểm trí của gì? Vì sao? điểm Nêu định nghĩa dao động điều chuyển động là Mt, Xác hòa Định nghĩa DĐĐH? định bởi góc (wt +): x = OP Trả lời C1: Thảo luận nhóm =OMt cos C1 (t +  ). Trả lời câu hỏi: Hay: x = Acos(t +  ). Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong biểu thúc thức Dương A,  ,  là các hằng số trên ? Đơn vị các đại lượng? 2. Định nghĩa Dương, âm, có thể là 0. Dao động điều hòa là dao động A nhận giá trị nào?  nhận giá trị nào? trong đó li độ của vật là một hàm Phát biểu. côsin (hay sin) của thời gian . 3. Phương trình x=Acos(t+) Mối quan hệ dao động đều hoà + x: li độ của vật ở thời điểm t và chuyển động tròn đều? (tính từ VTCB) +A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao động cực đại ứng với cos(t+) =1. +(t+): Pha dao động (rad) + : pha ban đầu.(rad) + : Gọi là tần số góc của dao động.(rad/s) 4. Chú ý: Một điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường kính là một đoạn thẳng đó. Hoạt động 4: Khái niện tần số góc, chu kì, tần số của dao động HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG III. CHU KÌ, TẦN SỐ , TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc, Định nghĩa các đại lượng chu ĐIỀU HÒA. chu kì, tần số giao viên hướng kì tần số, tần số góc. 1. Chu kì và tần số. dẫn hs đưa ra khái niệm chu kì a. Chu kì (T): tần số, tần số góc của dao động C1: Chu kỳ dao động tuần hoàn điều hòa. là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại
như cũ. C2: chu kì của dao động điều hòa là khoản thời gian vật thực hiện một dao động. b. Tần số (f) Tần số của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây . 1 ω = f = T 2π T= t/n n là số dao động toàn phần trong thời gian t 2. Tần số góc kí hiệu là  . đơn vị : rad/s Biểu thức : 2    2 f T Hoạt động 5: Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG Hãy viết biểu thức vận tốc trong v = x’ = Asin(t + ) IV. VẬN TỐC GIA TỐC giao động điều hòa? CỦA VẬT DAO ĐỘNG Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân x =  A v = 0 ĐIỀU HÒA . bằng, vật nặng có vận tốc như 1. Vận tốc thế nào? x = 0 : v =  A v = x/ = -Asin(t + ), GV hướng dẫn học sinh sử - vmax = A khi x = dụng vòng tròn lượng giác 0(VTCB). chuyển đổi hàm lượng giác. - vmin = 0 khi x =  A ở vị trí Pha của vận tốc v như thế nào biên so với pha của ly độ x ? v nhanh pha  / 2 so với x Vận tốc nhanh pha  / 2 so Tìm biểu thức gia tốc? a = v/ = -A2cos(t + )= - với ly độ. Gia tốc và ly độ có đặc điểm 2x gì?Độ l ệch pha a, v a luôn luôn ngược pha với x, 2. Gia tốc . có độ lớn tỉ lệ với độ lớn x.  a = v/ = -A2cos(t + )= - /2 2x - |a|max=A2 khi x = A - vật ở biên - a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi Chúng minh: đó Fhl = 0 . v2 KL : Gia tốc luôn luôn ngược x  2  A2 Thảo luận nhóm.  2 chiều (ngược pha) với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. * Công thức độc lập thời gian.
v2 x2   A2 2 Hoạt động 6: Đồ thị của dao động điều hòa HOẠT ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG CỦA NỘI DUNG GV HS x = Acos(t) = V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. Acos( 2π  Vẽ đồ thị cho trường hợp =0. T t) t 0 T/4 T/2 3T/4 T - Hướng dẫn Hs vẽ đồ v = -Asin( 2π T t) x A 0 -A 0 A thị x,v,a trong v 0 -A 0 A 0 trường hợp  = 0 a = -A2cos( 2π T t) a -A 0 A 2 2 0 A2 x Xác định li độ, vận A tốc, gia tốc tại các thời điểm t = 0 , t = T/4, O T T T 3T t 4 2 4 t = T/2, t = 3T/4, t = T -A v A O t -A a A 2 O t -A2 Hoạt động 7: Củng cố HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS - Phương trình dao động đều hoà, ý nghĩa, đơn vị - Trả lời. các đại lượng? - Suy nghĩ, thảo luận trả lời. - Bài tập 7, 8, 9, 10 SGK. - Liên hệ vận tốc, gia tốc, tốc độ góc, biên độ. - Bài tập 6, 11 SGK. - Làm bài tập sách bài tập.
Hoạt động 8: Nhiệm vụ về nhà HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS - Bài mới: - Ghi vở bài soạn + Xem lại cách biểu diễn bằng đồ thị một hàm lương giác. + Cách tính đạo hàm các hàm lượng giác + Xem nội dung IV, V SGK - Bài tập sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM. BỔ SUNG ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................