Tiết 1: DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA – CON LẮC LÒ XO

Chia sẻ: Kata_5 Kata_5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

361
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số), của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Trọng tâm: Dao động điều hòa; T, f () của dao động điều hòa; Chuyển động của con lắc lò xo. * Phương pháp: Pháp vấn, thực nghiệm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiết 1: DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA – CON LẮC LÒ XO

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 1: DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA – CON LẮC LÒ XO I. Mục đích yêu cầu: - Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số), của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Trọng tâm: Dao động điều hòa; T, f () của dao động điều hòa; Chuyển động của con lắc lò xo. * Phương pháp: Pháp vấn, thực nghiệm. - GV: lò xo, quả nặng; (hoặc dây cao su thay cho lò xo). II. Chuẩn bị: - HS: xem sách GK. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn định: B. Kiểm tra: GV giới thiệu chương trình. C. Bài mới. NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP I/ * GV nêu ví dụ: gió rung làm bông I. DAO ĐỘNG: Dao động là chuyển động có giới hạn trong không hoa lay động; quả lắc đồng hồ đung
gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn bằng. sóng; dây đàn rung khi gãy… * GV nhận xét: những ví dụ trên, ta - Vị trí cân bằng thường là vị trí khi vật đứng yên. thấy vật chuyển động trong một vùng không gian hẹp, không đi quá xa một vị trí cân bằng nào đó -> chuyển động như vậy gọi là dao động. II/ * GV nêu ví dụ về dao động tuần II. DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN: Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái hoàn: dao động của con lắc đồng hồ. * Hs nhắc lại ở lớp 10, các khái niệm, chuyển động của vật được lặp đi lặp lại như cũ sau ký hiệu, đơn vị của: những khoảng thời gian bằng nhau. Chu kỳ: là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng - Chu kỳ? (Là khoảng thời gian ngắn thái dao động lặp lại như cũ (hay là khoảng thời nhất vật thực hiện 1 lần dao động; [T], gian để vật thực hiện được một lần dao động). (s)) - Tần số? (Là số lần dao động vật quay Ký hiệu: T, đơn vị:s (giây) Tần số: là đại lượng nghịch đảo của chu kì, là số được trong 1s. [n]: (Hz)) lần dao động trong một đơn vị thời gian. 1 dao động -> T(s) VD: 1 f= f dao động
A. Con lắc lò xo: Xét con lắc lò xo gồm: một hòn bi có khối lượng m, gắn vào một lò xo có khối lượng không đáng kể, lò xo có độ cứng k. Cả hệ thống được đặt trên một rãnh nằm ngang, chuyển động của hòn bi là chuyển động không ma sát. - Chọn hệ trục x’Ox nằm ngang, chiều dương từ trái sang phải. Gốc tọa độ O là lúc hòn bi đứng yên (vị trí cân bằng). - Hs nhắc lại: bt đluật Hooke? bt đl II - Kéo hòn bi ra khỏi vị trí cân bằng (O) một khoảng x = A, làm xuất hiện một lực đàn hồi F có xu hướng Newton? * Lưu ý: bt: F = -kx, trong đó: kéo hòn bi về vị trí cân bằng. Khi buông tay, dưới k: hệ số đàn hồi. tác dụng của lực đàn hồi F , hòn bi dao động quanh x: độ dời của vật hay độ biến dạng. vị trí cân bằng (Ngoài ra còn xuất hiện hai lực cân Dấu “-“ chỉ rằng lực đàn hồi luôn luôn bằng là trọng lực và phản lực của thanh ngang, hai hướng về vị trí cân bằng, nghĩa là khi lực này xuất hiện theo phương thẳng đứng không chiếu lực lên trục x’x thì nó luôn ảnh hưởng gì tới chuyển động của viên bi). ngược dấu với x. Theo định luật Hooke, trong giới hạn đàn hồi: F = - kx (Dấu trừ chứng tỏ lực F luôn ngược chiều với độ dịch chuyển x của hòn bi) .
Áp dụng định luật II Newton: F = ma => ma = - kx k k Đặt:   hay  2  m m Vậy ta có pt: a = -2x (1) * Ta biết, theo định nghĩa thì: Mặt khác, theo ý nghĩa đạo hàm: + Vận tốc bằng đạo hàm bậc nhất của quãng đường: x - Vận tốc tức thời: v t v = x’ v - Gia tốc tức thời: a t + Gia tốc bằng đạo hàm bậc nhất của vận tốc (hay Khi t vô cùng nhỏ, thì trở thành đạo bằng đạo hàm bậc hai của quãng đường): a = v’ = hàm của x theo t, hoặc v theo t. Vậy, ta x’’ có thể viết: Từ (1) ta có thể viết lại: x’’ + 2 x (2) Δv dx v  x' hay : v   lim Phương trình (2) là một phương trình vi phân bậc Δt -- 0 Δt dt hai nghiêm có dạng: x = Asin(t + j) (4) đây là Δv dv d 2 x a  v' hay : a  lim   dt dt 2 Δt -- 0 Δt phương trình chuyển động của con lắc lò xo. Từ pt dao động: x = A.sin(t = j) + Vận tốc tức thời: v = x’ = A.cos (t + j). + Gia tốc tức thời: a = v' = x” = - 2A.sin (t + j). * GV hướng dẫn và nhắc thêm:
- HS có thể cho biết đồ thị hàm sin là B. Dao động điều hòa: một đồ thị như thế nào? Hàm sin là một hàm dao động điều hòa nên ta nói - Ngoài phương trình dạng sin, chúng con lắc lò xo dao động điều hòa. ta còn có phương trình dạng cos: x = 1. Định nghĩa dao động điều h òa: dao động điều hòa A.cos(t + j) - Nhắc lại đơn vị của các đại lượng là một dao động được mô tả bằng một định luật dạng trong phương trình x? ([x]: (m); [A]: sin (cosin) đối với thời gian. (m); [j]: (rad); [t + j]: (rad); []: 2. Phương trình dao động điều hòa: x = Asin(t + j) (rad/s)) hoặc x = Acos(t + j) Trong đó: A, , j là những hằng số. x: li độ dao động: là độ lệch của vật ra khỏi vị trí cân bằng. A: biên độ dao động: là giá trị cực đại của li độ dao động (xmax = A). j : pha ban đầu của dao động (pha ban đầu của dao động khi t = 0). (t + j) : pha của dao động (pha dao động của vật ở tại thời điểm t).
: tần số gốc: là đại lượng trung gian cho phép xác định tần số (f) và chu kỳ (T) của dao động: 2   2f T * Hs nhắc lại: hàm sin là một hàm 4. Chu kỳ của dao động điều hòa: Chúng ta biết hàm tuầnhoàn có chu kỳ bằng bao nhiêu? sin là một hàm tuần hoàn có chu kỳ 2p, do đó: A.sin(t+ j) = A.sin(t + x= 2p + j) 2    A sin (t  )       2  Vậy, li độ của dao động ở thời điểm cũng t     bằng li độ của nó ở thời điểm t => khoảng thời gian T= 2 là chu kỳ của dao động điều hòa.  1 2 5. Một số điểm lưu ý: * Ta có: f maø T   f  ? T   1 ; vậy: tần số của dao động điều * Ta có: f f k 2 2 T * Con lắc lò xo: => T , maø T   m  hòa. =? m 2 * Đối với con lắc lò xo, ta có: và T  2 * Nếu có phương trình dạng cos: k  x = Acos(t + j), thì: v, a =? k 1 f m 2 (v = x’ = -A.sin(t+j) * Cách chuyển phương trình dao động từ dạng cos a = v' = - 2Acos(t+j)) sang dạng sin:
 x = A. cos(t + j) = A sin(t+j + ) 2 D. Củng cố: * Nhắc lại: - Định nghĩa về: dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số) của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Hướng dẫn trả lời các câu hỏi Sgk trang 7. E. Dặn dò: Hs xem trước bài: “Khảo sát dao động điều hòa”.