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

Sáng kiến kinh nghiệm chuyên đề dao động cơ

Chia sẻ: Thanhbinh225p Thanhbinh225p | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:43

Thêm vào BST
Báo xấu
148
lượt xem 26
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm: Chuyên đề dao động cơ được viết với hy vọng rằng học sinh Nguyễn Đình Chiểu nói riêng và toàn bộ học sinh khối 12 có thể tham khảo để các em có thể hiểu rõ hơn về chương “dao động cơ". Để hiểu rõ hơn về đề tài mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm chuyên đề dao động cơ

  1. SÔÛ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO ÑOÀNG NAI TRÖÔØNG THPT NGUYEÃN ÑÌNH CHIEÅU  Maõ soá: ……………………………… SAÙNG KIEÁN KINH NGHIEÄM Đề tài: CHUYÊN ĐỀ DAO ĐỘNG CƠ Ngöôøi thöïc hieän: HỒ THÚY HẰNG Lónh vöïc nghieân cöùu: Quaûn lyù giaùo duïc:  Phöông phaùp daïy hoïc boä moân  Phöông phaùp giaùo duïc  Lónh vöïc khaùc  Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học 2014 - 2015 1
  2. SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC ------------------------------ THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên : HỒ THÚY HẰNG 2. Ngày tháng năm sinh : 28 – 07 – 1982 3. Nam / Nữ : Nữ 4. Địa chỉ : Tổ 28 Khu Phước Hải– Huyện Long Thành – Tỉnh Đồng Nai 5. Điện thoại : 0978525950 6. Fax : E-mail 7. Chức vụ : Giáo viên 8. Nhiệm vụ được giao : Giảng dạy vật ly khối 12, 10 và kiêm nhiệm tổ trưởng chuyên môn 9. Đơn vị công tác : Trường THPT Nguyễn Đình Chiểu TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO  Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất :Tốt nghiệp Đại Học Sư Phạm TP HCM  Năm nhận bằng : 2005  Chuyên nghành đào tạo: Vật lý KINH NGHIỆM KHOA HỌC  Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Giảng dạy Vật lý THPT  Số năm kinh nghiệm : 10 Năm  Các sáng kiến kinh nghiêm đã có trong 5 năm gần đây : + Sử dụng đường tròn lượng giác trong dao động điều hòa . + Phương pháp giảng dạy bằng trắc nghiệm để gây hứng thú và phát huy tính tích cực của học sinh trong giờ giảng trên lớp . + Chuyên đề Dòng điện xoay chiều + Chuyên đề Sóng cơ và sóng âm 2
  3. SKKN: Chuyên đề dao động cơ CHUYÊN ĐỀ VỀ DAO ĐỘNG CƠ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Hiện nay, khi mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong kì thi “ KÌ THI THPT QUỐC GIA” thì yêu cầu về việc nhận dạng để giải nhanh và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết để có thể đạt được kết quả cao trong kì thi. Chương “DAO ĐỘNG CƠ” là một chương rất quan trọng có các dạng bài tập đa dạng. Chính vì vậy nếu chúng ta không có phương pháp giải cụ thể cho các bài tập dạng này thì học sinh sẽ không nắm vững kiến thức và làm bài đạt kết quả tốt. Tôi viết chủ đề này hy vọng rằng học sinh Nguyễn Đình Chiểu nói riêng và toàn bộ học sinh khối 12 có thể tham khảo để các em có thể hiểu rõ hơn về chương “DAO ĐỘNG CƠ” II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Đối với môn vật lý ở trường phổ thông, bài tập vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng. Việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trì tuệ học sinh. Vì thế đòi hỏi người giáo viên và học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lý nhằm giúp học sinh vận dụng được những kiến thức để tự giải quyết được những bài tập cụ thể, giúp phát triển tư duy và óc sáng tạo của học sinh. Điều tra hiện trạng a)Giải pháp đã có cần nghiên cứu : - Tóm tắt lý thuyết cơ bản về dao động cơ - Bài tập vận dụng về dao động cơ b)Nguyên nhân gây ra các hạn chế của giải pháp đã có : - Phần tóm tắt lý thuyết cơ bản không theo từng chủ đề - Các câu hỏi trắc nghiệm ít -Chưa có phần tổng hợp kiến thức c)Nguyên nhân muốn thay đổi : - Bổ sung các câu hỏi trắc nghiệm theo từng chủ đề và có hướng dẫn cho từng ví dụ minh họa - Tóm tắt lý thuyết cơ bản theo từng chủ đề - Bổ sung phần tổng hợp kiến thức về dao động cơ Đưa ra giải pháp thay thế a)Tìm hiểu lịch sử vấn đề : Sách phương pháp giải bài tập của Bùi Gia Nội b)Đưa ra giải pháp thay thế để giải quyết vấn đề : Trên cơ sở tham khảo sách Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 3
  4. SKKN: Chuyên đề dao động cơ phương pháp giải bài tập của Bùi Gia Nội và bổ sung phần tổng hợp kiến thức để học sinh có thể nắm rõ về dao động cơ Các vấn đề nghiên cứu : Gồm hai chủ đề : -Chủ đề 1 : Đại cương về dao động điều hòa -Chủ đề 2 : Con lắc lò xo -Chủ đề 3 : Con lắc đơn -Chủ đề 4 : Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số -Chủ đề 5 : Các loại dao động khác -Chủ đề 6 : Đánh giá *Đề tài này là giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP 1. Phương pháp nghiên cứu. 1.1 Phạm vi của chuyên đề này nhẳm mục đích tổng hợp đầy đủ các kiến thức của vật lý lớp 12 chương 1để học sinh có thể giải được đa số những bài tập thuộc về chương này. Vì vậy, trước hết cần phải nghiên cứu kỹ chương trình này. Đối tượng được tác động là học sinh trường THPT Nguyễn Đình Chiểu Công việc : tóm tắt lý thuyết theo từng chủ đề của chương 1, giải mẫu một số bài cho học sinh tham khảo, đánh giá học sinh thông qua phần lý thuyết và phần trắc nghiệm tổng hợp Thời gian thực hiện giải pháp : 2014-2015 1.2 Cách thức thực hiện phiếu khảo sát Để kiểm tra kết quả của việc giảng dạy chương 1 vật lý 12 tôi đã tổ chức lấy ý kiến của một số học sinh mà tôi trực tiếp giảng dạy. Kết quả cụ thể như sau: Trước khi thực hiện Sau khi thực hiện Mức độ Mức độ Tổng Không Khối Tổng Không Lớp số Rất thích Thích thích lớp số Rất thích Thích thích SL % SL % SL % SL % SL % SL % 12A1 37 9 24 12 32 16 43 12A1 37 25 68 12 32 0 0 12A2 34 3 9 10 29 21 62 12A2 34 14 41 16 47 4 12 12A3 35 10 29 12 34 13 37 12A3 35 28 80 6 17 1 3 Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 4
  5. SKKN: Chuyên đề dao động cơ 2. Nội dung giải pháp CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1 Tần số, tần số góc, chu kì: 1 1 f  T  T f 2   2f  T t T = (t là thời gian để vật thực hiện n dđ) n 2. Dao động: a. Thế nào là dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng. b. Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. c. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + ) + x: Li độ, đo bằng đơn vị độ dài cm hoặc m + A = xmax: Biên độ (luôn có giá trị dương) + 2A: Chiều dài quỹ đạo. +  : tần số góc (luôn có giá trị dương) + t   : pha dđ (đo bằng rad) ( 2    2 ) +  : pha ban đầu (tại t = 0, đo bằng rad) (      ) + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên dương:   0 + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí biên âm:     + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bằng theo chiều âm:   2  + Gốc thời gian (t = 0) tại vị trí cân bằng theo chiều dương:    2 * Chú ý: + Quỹ đạo là một đoạn thẳng dài L = 2A + Mỗi chu kì vật qua vị trí biên 1 lần, qua các vị trí khác 2 lần (1 lần theo chiều dương và 1 lần theo chiều âm)   - sina = cos(a + ) và sina = cos(a - ) 2 2 4. Phương trình vận tốc: v dx dt r   x '  v   Asin(t   )   A cos(t    ) 2 cms  hoặc   m s + v luôn cùng chiều với chiều cđ  + v luôn sớm pha so với x 2 + Vật cđ theo chiều dương thì v > 0, theo chiều âm thì v < 0. Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 5
  6. SKKN: Chuyên đề dao động cơ + Vật ở VTCB: x = 0; vmax = A; + Vật ở biên: x = ±A; vmin = 0; 5. Phương trình gia tốc: a dv dt r   s    v '  x ''; a   2 A cos(t   ) =   2 x hay a   2 A cos(t     ) cm 2 hoặc m 2 s + a luôn hướng về vị trí cân bằng;  + a luôn sớm pha so với v 2 + a và x luôn ngược pha + Vật ở VTCB: x = 0; vmax = A; amin = 0 + Vật ở biên: x = ±A; vmin = 0; amax = 2A 6. Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m 2 x =-kx + Fhpmax = kA = m  2 A : tại vị trí biên + Fhpmin = 0: tại vị trí cân bằng + Dao động cơ đổi chiều khi lực đạt giá trị cực đại. + Lực hồi phục luôn hướng về vị trí cân bằng. -A O A xmax  A x=0 xmax = A v=0 vmax  A v=0 amax = 2A a=0 amax = 2A Fhpmax Fhpmin = 0 Fhpmax = kA = m  2 A v2 7. Công thức độc lập: A  x  2 2 2 v2 a2 Và A  2  2 4 + Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi buông (thả)  A + Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi truyền v  x 8. Đồ thị của dđđh: đồ thị li độ là đường hình sin. - Giả sử vật dao động điều hòa có phương trình là: x  A cos(t   ) . - Để đơn giản, ta chọn φ = 0, ta được: x  A cos t .   v  x '   A sin t  A cos(t  ) 2  a   2 x   2 A cost Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 6
  7. SKKN: Chuyên đề dao động cơ Một số giá trị đặc biệt của x, v, a như sau: T 0 T/4 T/2 3T/4 T X A 0 -A 0 A V 0 -ωA 0 ωA 0 A  2 A 0 2 A 0  2 A Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin.  Đồ thị cũng cho thấy sau mỗi chu kì dao động thì tọa độ x, vận tốc v và gia tốc a lập lại giá trị cũ. 9. Thời gian và đường đi trong dao động điều hòa: a. Thời gian ngắn nhất: Biên âm VTCB Biên dương A 3 A 2 A A A 2 A 3 -A- - - O A 2 2 2 2 2 2 T + Từ x = A đến x = - A hoặc ngược lại: t  2 T + Từ x = 0 đến x =  A hoặc ngược lại: t  4 A T + Từ x = 0 đến x =  hoặc ngược lại: t  2 12 A 2 T + Từ x = 0 đến x =  hoặc ngược lại: t  2 8 A 3 T + Từ x = 0 đến x =  hoặc ngược lại: t  2 6 A T + Từ x =  đến x =  A hoặc ngược lại: t  2 6 Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 7
  8. SKKN: Chuyên đề dao động cơ b. Đường đi: + Đường đi trong 1 chu kỳ là 4A; trong 1 chu kỳ là 2A 2 + Đường đi trong 1 chu kỳ là A khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc 4 ngược lại (còn các vị trí khác phải tính) * Bài toán tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng T thời gian 0 < t < . 2 M 2 M 1 M 2 P  2 A P A -A -A P2 O P 1 x O  x 2 M 1 - Góc quét  = t.  t - Quãng đường lớn nhất: (H.1) Smax  2A sin  2 A sin 2 2   t - Quãng đường nhỏ nhất: (H.2) S min  2 A(1  cos )  2 A(1  cos ) 2 2 T Lưu ý: Trong trường hợp t > 2 T T Tách t  n  t ' trong đó n  N * ;0  t '  2 2 T + Trong thời gian n quãng đường luôn là 2nA 2 + Trong thời gian t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên.  ' t ' Smax  n2 A  2A sin  n2 A  2 A sin 2 2  ' t ' Smin  n2 A  2 A(1  cos )  n2 A  2 A(1  cos ) 2 2 Nếu bài toán nói thời gian nhỏ nhất đi được quãng đường S thì ta vẫn dùng các công thức trên để làm với S = Smax; Nếu bài toán nói thời gian lớn nhất đi được quãng đường S thì ta vẫn dùng các công thức trên để làm với S = S min; nếu muốn tìm n thì dùng S  n, p (n  0, p ) 2A Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 8
  9. SKKN: Chuyên đề dao động cơ s c. Vận tốc trung bình: v tb  t + Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t: S max S min vtb max  v  t và t với Smax; Smin tính như trên. tb min d. Quãng đường và thời gian trong dđđh. 1   2  T .( 1   2 ) 10. Tính khoảng thời gian: t      2 x x - Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 đến x2: cos 1  1 ;cos 2  2 A A - Thời gian để vật tăng tốc từ v1(m/s) đến v2(m/s) thì: v v cos 1  1 ; cos  2  2 A. A. - Thời gian để vật thay đổi gia tốc từ a1(m/s ) đến a2(m/s2) thì: 2 a1 a cos 1  ;cos  2  2 2 A. 2 A. 11. Chuyển động tròn đều và dao động điều hòa Dao động điều hòa được xem là hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. v Với: A  R;   R B1: Vẽ đường tròn (O, R = A); B2: t = 0: xem vật đang ở đâu và bắt đầu chuyển động theo chiều âm hay dương + Nếu   0 : vật chuyển động theo chiều âm (về biên âm) + Nếu   0 : vật chuyển động theo chiều dương (về biên dương) Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 9
  10. SKKN: Chuyên đề dao động cơ  .T t.3600 B3: Xác định điểm tới để xác định góc quét  : t    3600 T Chú ý: Phương pháp tổng quát nhất để tính vận tốc, đường đi, thời gian, hay vật qua vị trí nào đó trong quá trình dao động. Ta cho t = 0 để xem vật bắt đầu chuyển động từ đâu và đang đi theo chiều nào, sau đó dựa vào các vị trí đặc biệt trên để tính. + (C) M’ α  M O A x(cos) M’’ -A O A B. RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1. Chọn phương trình biểu thị cho dao động điều hòa : A. x  A(t)cos(t + b)cm B. x  Acos(t + φ(t)).cm C. x  Acos(t + φ) + b.(cm) D. x  Acos(t + bt)cm. Trong đó A, , b là những hằng số.Các lượng A(t), φ(t) thay đổi theo thời gian. Hướng dẫn : So sánh với phương trình chuẩn và phương trình dạng đặc biệt ta có x  Acos(t + φ) + b.(cm). Chọn C. Câu 2. Phương trình dao động có dạng : x  Acost. Gốc thời gian là lúc vật : A. có li độ x  +A. B. có li độ x  A. C. đi qua VTCB theo chiều dương. D. đi qua VTCB theo chiều âm. Hướng dẫn: Thay t  0 vào x ta được : x  +A Chọn : A Câu 3. Một chất điểm chuyển động trên đoạn thẳng có tọa độ và gia tốc liên hệ với nhau bởi biểu thức : a   25x (cm/s2)Chu kì và tần số góc của chất điểm là : A. 1,256s ; 25 rad/s. B. 1s ; 5 rad/s. C. 2s ; 5 rad/s. D. 1,256s ; 5 rad/s. Hướng dẫn : So sánh với a    x. Ta có 2  25    5rad/s, T  2  2  1,256s. Chọn : D Câu 4. Một vật dao động điều hòa có phương trình : x  2cos(2πt – π/6) (cm, s) Li độ và vận tốc của vật lúc t  0,25s là : A. 1cm ; ±2 3 π.(cm/s). B. 1,5cm ; ±π 3 (cm/s). Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 10
  11. SKKN: Chuyên đề dao động cơ C. 0,5cm ; ± 3 cm/s. D. 1cm ; ± π cm/s. Hướng dẫn : Từ phương trình x  2cos(2πt – π/6) (cm, s)  v   4πsin(2πt – π/6) cm/s. Thay t  0,25s vào phương trình x và v, ta được :x  1cm, v  ±2 3 (cm/s) Chọn : A Câu 5. Một vật dao động điều hòa có phương trình : x  5cos(20t – π/2) (cm, s). Vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật là : A. 10m/s ; 200m/s2. B. 10m/s ; 2m/s2. C. 100m/s ; 200m/s2. D. 1m/s ; 20m/s2. Hướng dẫn : Áp dụng : vmax  A và a max  2A Chọn : D Câu 6. Vật dao động điều hòa theo phương trình : x  10cos(4πt +  )cm. Biết li 8 độ của vật tại thời điểm t là 4cm. Li độ của vật tại thời điểm sau đó 0,25s là : Hướng dẫn : Tại thời điểm t : 4  10cos(4πt + π/8)cm. Đặt : (4πt + π/8)  α  4  10cosα Tại thời điểm t + 0,25 : x  10cos[4π(t + 0,25) + π/8]  10cos(4πt + π/8 + π)   10cos(4πt + π/8)  4cm. Vậy : x   4cm  Câu 7. Một vật dao động điều hoà với phương trình x 8cos(2t) cm. Thời điểm thứ nhất vật đi qua vị trí cân bằng là : A) 1 s. B) 1 s C) 1 s D) 1 s 4 2 6 3 Hướng dẫn 1 Cách 1 : Vật qua VTCB: x  0  2t  /2 + k2  t  + k với k  N 4 Thời điểm thứ nhất ứng với k  0  t  1/4 (s) Cách 2 : Sử dụng mối liên hệ giữa DĐĐH và CĐTĐ. B1  Vẽ đường tròn M 1  A A x O M0 M2 B2  Lúc t  0 : x0  8cm ; v0  0 (Vật đi ngược chiều + từ vị trí biên dương) B3  Vật đi qua VTCB x  0, v < 0 B4  Vật đi qua VTCB, ứng với vật chuyển động tròn đều qua M0 và M1. Vì φ  0, vật xuất phát từ M0 nên thời điểm thứ nhất vật qua VTCB ứng với vật qua M 1.Khi   đó bán kính quét 1 góc φ  t  0 T  1 s. 2  360 4 Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 11
  12. SKKN: Chuyên đề dao động cơ Chọn : A Câu 8. Một vật dao động điều hòa có phương trình x  8cos10πt. Thời điểm vật đi qua vị trí x  4 lần thứ 2015 kể từ thời điểm bắt đầu dao động là : A. 6043/30(s). B. 6403/30(s) C. 6430/30(s) D. 6,043/30(s) Hướng dẫn : Thực hiện theo các bước ta có :    1 k 10t  3  k2  t  30  5 kN Cách 1 : x  4     10t     k2 t   1  k k  N*  3  30 5 Vật qua lần thứ 2015(lẻ) ứng với vị trí M1 : v < 0  sin > 0, ta chọn nghiệm trên với k= (2015-1)/2=1007  t  1/30+1007/5 6043/30s Cách 2 :  M1     A M0  O A x  Lúc t  0 : x0  8cm, v0  0  Vật qua x 4 là qua M1 và M M22. Vật quay 1 vòng (1chu kỳ) qua x  4 là 2 lần. Qua lần thứ 2015 thì phải quay 1007 vòng rồi đi từ M0 đến M1.  Góc quét φ=(1007x 2 π) π/3  t  = (10071/6) x 0,2 6043/30s  Chọn : A Câu 9. Một vật dao động điều hòa với biên độ A  4cm và T  2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương của quỹ đạo. Phương trình dao động của vật là : A. x  4cos(2πt  π/2)cm. B. x  4cos(πt  π/2)cm. C. x  4cos(2πt  π/2)cm. D. x  4cos(πt  π/2)cm. Hướng dẫn :   2πf  π. và A  4cm  loại B và D.   0  cos     t  0 : x0  0, v0 > 0 : v  Asin   0   2 chọn φ  π/2  0  sin   0  x  4cos(2πt  π/2)cm. Chọn : A Câu 10. Một vật dao động điều hòa trên đoạn thẳng dài 4cm với f  10Hz. Lúc t  0 vật qua VTCB theo chiều dương của quỹ đạo. Phương trình dao động của vật là : A. x  2cos(20πt  π/2)cm. B.x  2cos(20πt  π/2)cm. C. x  4cos(20t  π/2)cm. D. x  4cos(20πt  π/2)cm. Hướng dẫn :   2πf  π. và A  MN /2  2cm  loại C và D. Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 12
  13. SKKN: Chuyên đề dao động cơ   0  cos      t  0 : x0  0, v0 > 0 :    2 chọn φ  π/2  0 v   A  sin   0  sin   0  x  2cos(20πt  π/2)cm. Chọn : B CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT Dạng 1: Đại cương về con lắc lò xo 1. Phương trình dđ: x = Acos(t + ) 2. Chu kì, tần số, tần số góc và độ biến dạng: k m 1 k + Tần số góc, chu kỳ, tần số:  ; T  2 ; f m k 2 m + k = m  Chú ý: 1N/cm = 100N/m 2 m l 0 mg + Nếu lò xo treo thẳng đứng: T  2  2 Với l0  k g k Nhận xét: Chu kì của con lắc lò xo + tỉ lệ thuận căn bậc 2 của m; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của k + chỉ phụ thuộc vào m và k; không phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu) 3. Tỉ số chu kì, khối lượng và số dao động: T2  m2  n1  k1 T1 m1 n2 k2 4. Chu kì và sự thay đổi khối lượng: Gắn lò xo k vào vật m1 được chu kỳ T1, vào vật m2 được T2, vào vật khối lượng m1 + m2 được chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2) được chu kỳ T4. Thì ta có: T32  T12  T22 và T42  T12  T22 5. Chu kì và sự thay đổi độ cứng: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2, và chiều dài tương ứng là l1, l2… thì có: kl = k1l1 = k2l2 = * Ghép lò xo: k1k 2 Nối tiếp: 1 1 1    ... hay k k k1 k 2 k1  k 2  cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: T2 = T12 + T22 Song song: k = k1 + k2 + …  cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: 1 1 1 T1T2 2  2  2  ...  T  T T1 T2 T12  T22 Dạng 2: Lực đàn hồi và lực hồi phục Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 13
  14. SKKN: Chuyên đề dao động cơ 1. Lực hồi phục: là nguyên nhân làm cho vật dđ, luôn hướng về vị trí cân bằng và biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ. Fhp = - kx =  m 2 x (Fhpmin = 0; Fhpmax = kA) 2. Lực đàn hồi: xuất hiện khi lò xo bị biến dạng và đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng. a. Lò xo nằm ngang: VTCB: vị trí lò xo không bị biến dạng + Fđh = kx = k l (x = l : độ biến dạng; đơn vị mét) + Fđhmin = 0; Fđhmax = kA lmin l0 -A b. Lò xo treo thẳng đứng: lcb Fđh = k l Với l  l0  x Dấu “+” nếu chiều dương cùng chiều dãn của lò xo l0 + Fđhmax = k( l0 +A) : Biên dưới: ở vị trí thấp nhất O + Fđhmax = k(A - l0 ): Biên trên: ở vị trí cao nhất. 0; khil 0  A lmax + Fđh min  k (l 0  A); khil 0  A A Chú ý: + Biên trên: l0  A  Fđh min  0  x  A + Fđh = 0: tại vị trí lò xo không bị biến dạng. 3. Chiều dài lò xo: + Chiều dài lò xo tại vị trí cân bằng: lcb  l0  l0  lmax  lmin l0  mg g  2 x 2 k  + Chiều dài cực đại (ở vị trí thấp nhất): lmax = lcb + A + Chiều dài cực tiểu (ở vị trí cao nhất): lmin = lcb – A 4. Tính thời gian lò xo giãn hay nén trong một chu kì: Trong một chu kì lò xo nén 2 lần và dãn 2 lần. a. Khi A > l0 (Với Ox hướng xuống): * Thời gian lò xo nén: t  2 với cos   l0  A * Thời gian lò xo giãn: Δtgiãn = T – tnén b. Khi A < l0 (Với Ox hướng xuống): Thời gian lò xo giãn trong một chu kì là t = T; Thời gian lò xo nén bằng không. Dạng 3: Năng lượng trong dđđh: 1. Lò xo nằm ngang: 1 1 1 a. Thế năng: Wt  kx 2  m 2 x 2  m 2 A 2 cos 2 (t   ) 2 2 2 1 1 b. Động năng: W đ  mv 2  m 2 A 2 sin 2 (t   ) 2 2 Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 14
  15. SKKN: Chuyên đề dao động cơ 1 2 1 c. Cơ năng: W  Wt  Wđ  kA  m 2 A2  const 2 2 -A O A W = Wtmax W = Wđmax W = Wtmax Nhận xét: + Cơ năng được bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ. + Vị trí thế năng cực đại thì động năng cực tiểu và ngược lại. + Thời gian để động năng bằng thế năng là: t  T 4 T + Thời gian 2 lần liên tiếp động năng hoặc thế năng bằng không là: 2 + Dđđh có tần số góc là , tần số f, chu kỳ T. Thì động năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T . 2 2. Lò xo treo thẳng đứng: 1 a. Cơ năng: W  k ( A  l 0 ) 2 2 1 b. Thế năng: Wt  k ( x  l 0 )  mgh 2 2 1 c. Động năng: Wđ  mv 2 2 3. Công thức xác định x và v liên quan đến mối liên hệ giữa động năng và thế năng: A n a. Khi Wđ  nWt  x    v   A n 1 n 1 A n b. Khi Wt  nWđ  v    x  A n 1 n 1 A W A c. Khi x    đ  n2  1  ( )2  1 n Wt x Dạng 4: Viết phương trình dđđh: Các bước lập phương trình dđdđ: * B1: Chọn: + Gốc tọa độ: + Chiều dương: + Gốc thời gian: (Thường bài toán đã chọn)  x  A cos(t   ) * B2: Phương trình có dạng:  v  A sin(    ) * B3: Xác định , A và  Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 15
  16. SKKN: Chuyên đề dao động cơ 2 k g  t 1. Cách xác định :   2f    ; T   T m l0  n mg g + l0 = = 2 : độ dãn của lò xo ở VTCB (đơn vị là mét) k  a a max v max + Đề cho x, v, a, A:   v    A x 2 2 x A A 2. Cách xác định A: A = xmax : vật ở VT biên (kéo vật khỏi VTCB 1 đoạn rồi buông x = A). v2 A  x  2 : Kéo vật khỏi VTCB 1 đoạn x rồi truyền cho nó v. 2 2  v2 a2 A2   : tại vị trí vật có vận tốc v và gia tốc a 2 4 L A= (L: quỹ đạo thẳng) 2 A = đường đi trong 1 chu kì chia 4. 2W A= (W: cơ năng; k: độ cứng) k vmax A= (: tần số góc)  Fhp max A= k v .T A = tb 4 a A = max2  A = lcb - lmin với lcb = l0 + l0 lmax  lmin lmax  lmin + A = lmax - lcb + A = với lcb  2 2 3. Cách xác định : Dựa vào điều kiện đầu: lúc t = t0  x  Acos(t0   ) (thường t0=0)    =? Tìm nhanh: Shift cos x 0 v   Asin(t0   ) A Lưu ý: + Vật cđ theo chiều dương thì v > 0  sin   0 + Vật cđ theo chiều âm thì v < 0  sin   0 + Tại vị trí biên v = 0 + Gốc thời gian tại vị trí biên dương:   0 + Gốc thời gian tại vị trí biên âm:     + Gốc thời gian tại vị trí cân bằng theo chiều âm:   2 + Gốc thời gian tại vị trí cân bằng theo chiều dương:     2 Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 16
  17. SKKN: Chuyên đề dao động cơ Cách 2: Lập bằng máy: Xác định dữ kiện: tìm , và tại thời điểm ban đầu (t = 0) v0 v0 tìm x0, (   A2  x02 )   Chú ý: vật chuyển động theo chiều dương thì v0 lấy dấu + và ngược lại Dùng máy tính FX570 ES trở lên + Mode 2 v0 + Nhập: x0  .i (chú ý: chữ i là ENG trong máy tính)  + Ấn: SHIFT 2 3 = Máy tính hiện A 4. Đặc biệt: Lò xo treo thẳng đứng a. Đưa vật về vị trí lò xo không biến dạng rồi * buông (thả) thì A = l0 * truyền vận tốc thì x = l0 b. Kéo vật xuống đến vị trí lò xo dãn một đoạn d rồi * buông (thả) thì A = d - l0 * truyền vận tốc thì x = d - l0 c. Đẩy vật lên một đoạn d * Nếu d < l0 + buông (thả) thì A = l0 - d; + truyền vận tốc thì x = l0 - d * Nếu d  l0 + buông (thả) thì A = l0 + d; + truyền vận tốc thì x = l0 + d B. RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1. Con lắc lò xo gồm vật m và lò xo k dao động điều hòa, khi mắc thêm vào vật m một vật khác có khối lượng gấp 3 lần vật m thì chu kì dao động của chúng A. tăng lên 3 lần B. giảm đi 3 lần C. tăng lên 2 lần D. giảm đi 2 lần Hướng dẫn : m m  3m 4m Chu kì dao động của hai con lắc : T  2 ; T '  2  2 k k k T 1   T' 2 Chọn C Câu 2. Khi treo vật m vào lò xo k thì lò xo giãn ra 2,5cm, kích thích cho m dao động. Chu kì dao động tự do của vật là : A. 1s. B. 0,5s. C. 0,32s. D. 0,28s. Hướng dẫn : Tại vị trí cân bằng trọng lực tác dụng vào vật cân bằng với lực đàn hồi của lò xo m l 2 m l0 0,025 mg  kl0   0  T   2  2  2  0,32  s  k g  k g 10 Chọn C Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 17
  18. SKKN: Chuyên đề dao động cơ Câu 3. Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng. Vật có khối lượng m=0,2kg. Trong 20s con lắc thực hiện được 50 dao động. Tính độ cứng của lò xo. A. 60(N/m) B. 50(N/m) C. 40(N/m) D. 55(N/m) Hướng dẫn : t Trong 20s con lắc thực hiện được 50 dao động nên ta phải có : T   0,4s N m 42 m 4.2 .0, 2 Mặt khác có: T  2  k   50(N / m) . k T2 0, 42 Chọn B Câu 4. Con lắc lò xo có độ cứng k=50N/m,dao động điều hòa theo phương ngang. Cứ sau 0,05 s thì vật nặng của con lắc lại cách vị trí cân bằng một khoảng cực đại. Khối lượng vật nặng bằng: A. 100g B. 50g C. 25g D. 12,5g Hướng dẫn : Ta có T = 2.0,05 = 0,1 s m T 2k 0,12.50 T = 2π -----> m = = = 0,0125 kg = 12,5 g ( lấy π2 = 10). k 4 2 4 2 Chọn D Câu 5: Một lò xo có chiểu dài tự nhiên 10 cm,gắn vật 200g, Từ VTCB kéo vật thẳng đứng xuống dưới đến khi lò xo dài 17cm rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa với f=10/π Hz. Tỷ số giữa Wđ và Wt lúc lò xo dài 15cm là A 56/25 B 25/24 C 16/9 D 51/49 Hướng dẫn : 1 g g f= -----> l = 2 = 2,5 cm 2 l 4 f 2 A = 7 – 2,5 = 4,5 cm, x = 5 -2,5 = 2,5 cm mv 2 kA2 kx 2 Wđ = = - Với k = m.42f2 = 0,2.40 = 8 N/m 2 2 2 Wđ = 0,0056 (J) kx 2 Wt = = 0,0025 (J) 2 Wđ 56 -----> = Wt 25 Chọn A Câu 6. Hai lò xo có chiều dài bằng nhau độ cứng tương ứng là k1, k2. Khi mắc vật m vào một lò xo k1, thì vật m dao động với chu kì T1  0,6s. Khi mắc vật m vào lò xo k2, thì vật m dao động với chu kì T2  0,8s. Khi mắc vật m vào hệ hai lò xo k1 song song với k2 thì chu kì dao động của m là. A. 0,48s B. 0,7s C. 1,00s D. 1,4s Hướng dẫn : Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 18
  19. SKKN: Chuyên đề dao động cơ  m  4 2 m T1  2 k1   k1  T12   Chu kì T1, T2 xác định từ phương trình:   k  4 m 2 T  2  m  2  2 T22  k2  T12  T22  k1  k 2  4  m 2 2 2 T1 T2 k1, k2 ghép song song, độ cứng của hệ ghép xác định từ công thức : k  k1 + k2. Chu kì dao động của con lắc lò xo ghép m m T12 T22 T12 T22 0,62.0,82 T  2  2  2 m. 2    0, 48  s  k k1  k 2  4 m T12  T22  T1 2  T22  0,62  0,82 Chọn A Câu 7. Con lắc lò xo treo vào giá cố định, khối lượng vật nặng là m  100g. Con lắc dao động điều hoà theo phương trình x  cos(10 5 t)cm. Lấy g  10 m/s2. Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu tác dụng lên giá treo có giá trị là : A. Fmax  1,5 N ; Fmin = 0,5 N B. Fmax = 1,5 N; Fmin= 0 N C. Fmax = 2 N ; Fmin = 0,5 N D. Fmax= 1 N; Fmin= 0 N. A  1cm  0,01m   g Hướng dẫn : Fmax  k(Δl + A) với l  2  0,02m   k  m2  50N / m  Fmax  50.0,03 1,5N Chọn : A Câu 8. Con lắc lò xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa với phương trình x  2cos20t(cm). Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0  30cm, lấy g  10m/s2. Chiều dài nhỏ nhất và lớn nhất của lò xo trong quá trình dao động lần lượt là A. 28,5cm và 33cm. B. 31cm và 36cm. C. 30,5cm và 34,5cm. D. 32cm và 34cm. Hướng dẫn : A  2cm  0,02m   g lmax = l0 + l + A.    l   0,025m  2 l0  0,3m  lmax = 0,3 + 0,025 + 0,02  0,345m  34,5cm lmin = l0 + l – A  0,3 + 0,025  0,02  0,305m  30,5cm   Chọn : C Người thực hiện: Hồ Thúy Hằng 19
  20. SKKN: Chuyên đề dao động cơ CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT Dạng 1: Đại cương về con lắc đơn Mô tả: Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng. l g 1 g 1. Chu kì, tần số và tần số góc: T  2 ;  ; f g l 2 l Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn + tỉ lệ thuận căn bậc 2 của l; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của g + chỉ phụ thuộc vào l và g; không phụ thuộc biên độ A và m. + ứng dụng đo gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường g) 2. Phương trình dđ: Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và 0
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2