Giáo án Vật lý 12 bài 1: Dao động điều hoà mới nhất

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu dao động cơ.

Ở lớp dưới các em đã học một số chuyển động: thẳng đều ,thẳng biến đổi đều,tròn đều,chuyển động ném Vậy .  

Chuyển động là gì?

Nếu chuyển động có đặc điểm di chuyển qua lại quanh vị trí nào đó có giới hạn ta gọi là gì?ta gọi loại chuyển động đó là dao động

Vậy dao động là gì?

Quan sát chuyển động của quả xoài ,con lắc đồng hồ,con thuyền trên bến có nhận xét gì?(cho các em xem dao động của con lắc đơn)

Nếu vật đứng yên ta thấy có đặc điểm gì ?

Vị trí đó người ta gọi là vị tri cân bằng,thường là vị trí vật đứng yên .Chuyển động như thế gọi là dao động

Vậy dao động là gì ?

Cho một số thí dụ về dao động? so sánh dao động và chuyển động?

Trong quá trình dao động, ta thấy thời gian vật dao động có đặc điển gì ?

Nếu thời gian thực hiện dao động của vật là giống nhau thì ta gọi dao động như thế là gì ?

Bên toán ở lớp 11 ta có học về phương trình hàm sin và cos  đồ thị của chúng người ta nói phương trình đó có tính chất gì ?

Dao động như thế ta gọi là dao động tuần hoàn 

Dao động tuần hoàn là gì ?

So sánh điểm giống và khác của dao động và dao động tuần hoàn

Chuyển động là sự dời chỗ của vật này so với vật khác

Các vật nói trên đều chuyển động qua lại quanh vị trí đặc biệt nào đó

Các lực tác dụng cân bằng nhau

Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng

Vd: đưa võng, xích đu …..

Thời gian dao động của vật có thể  khác nhau

Học sinh lắng nghe suy nghĩ có thể trả lời câu hỏi

Là dao động mà trạng thái chuyển động được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau

Học sinh lắng nghe câu hỏi và so sánh

I. Dao động cơ

1. Thế nào là dao động cơ?

  Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh một vị trí cân bằng.

2. Dao động tuần hoàn

  Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.

Hoạt động 3 (20 phút): Tìm hiểu phương trình của dao động điều hòa.                       

Ôn tập lại cho học sinh mối quan hệ giữa bán kính độ dài cung tròn và góc quét

 Vẽ hình 1.1

Giả sử điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O có bán kính R với tốc độ góc ω.Gọi P là hình chiếu điểm M lên trục ox trùng với đường kính của đường tròn và có gốc trùng với tâm O của đường tròn.

Quan sát khi M chuyển động trên vòng tròn thì điểm P dao động qua lại quanh điểm O.Ta hãy xét xem dao động của P có đặc điểm gì?

Giả sử tại thời điểm t=0 chất điểm đang ở vị trí M₀, điểm P đang ở vị trí P₁ trên đường thẳng với góc (P₁OM₀)=φ(rad)

Sau thời gian t chất điểm chuyển động đến điểm M trên vòng tròn thì điểm P đến vị trí P trên đường thẳng với góc quét tương ứng là (POM)=ωt

Vậy góc quét ứng với đường thẳng là ωt+φ

Độ dài đoạn OP trên đường thẳng được tính bởi công thức  nào?

Gọi Q là hình chiếu điểm M lên trục oy Chứng minh Q hình chiếu của điểm M cũng dao động điều hòa ?

Giới thiệu khái niệm dao động điều hòa.

  Giới thiệu phương trình dao động điều hòa và các đại lượng trong phương trình.

Nêu qui ước chọn trục làm gốc để tính pha dao động.

  .

Chia học sinh thành nhiều nhóm mỗi nhóm 4 học sinh thảo luận tronh 1 phút

Học sinh chia thành nhiều 4 nhóm mỗi nhóm là một dãy thảo luận trong 3  phút cho kết quả trên bảng

  Ghi nhận phương trình.

Ghi nhớ tên gọi và đơn vị của các đại lượng trong phương trình dao động điều hòa.

Ghi nhận qui ước chọn trục làm gốc để tính pha dao động.

X = OP = OMcos(ωt+φ) vậy vật dao động điều hòa

II. Phương trình của dao động điều hòa

1. Ví dụ

Học sinh xem sách giáo khoa ở nhà không cần ghi phần này.

2. Định nghĩa

  Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.

3. Phương trình

Phương trình dao động:

x = Acos(ωt + φ)

Trong đó:

 A là biên độ dao động (A > 0). Nó là độ lệch cực đại của vật; đơn vị m, cm.

 (ωt + φ)  là pha của dao động tại thời điểm t.

φ là pha ban đầu của dao động; đơn vị rad; có giá trị nằm trong khoảng từ - π đến π.

4. Chú ý

+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.

+ Đối với phương trình dao động điều hòa   

x = Acos(ωt + φ) ta qui ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động,và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc  trong chuyển động tròn đều (tức ngược chiều kim đồng hồ).

- Trong dao động

X_Max=A ở vị trí biên

X_min=0 ở vị trí cân bằng

Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu đồ thị của dao động điều hòa.

 Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị.

 Yêu cầu học sinh nhận xét về đồ thị của dao động điều hòa.

- Vẽ đồ thị ứng với góc φ=90⁰.

  Vẽ đồ thị của dao động điều hòa ứng với trường hợp pha ban đầu φ = 0.

  Nhận xét đồ thị.

Học sinh làm việc.

V. Đồ thị của dao động điều hòa

  Đồ thị của dao động điều hòa là một đường hình sin.

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Hoàn thành 5 câu hỏi trắc nghiệm trong sách trắc nghiệm(từ câu 1 đến câu 5)

- Viết phương trình dao động điều hòa nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị

- Các đặc điểm liên quan đến dao động điều hòa.

- Xem lại chu kỳ, tần số, tần số góc của chuyển động tròn đều.

- Công thức tính vận tốc, gia tốc trong chuyển động thẳng.

- Công thức tính đạo hàm của đa thức phương trình hàm cos hoặc sin

- Các công thức lượng giác của toán

- Học sinh làm việc

- Học sinh làm việc ở nhà

- Đọc sách giáo khoa trước ở nhà

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

Nội dung cơ bản

Quan sát chuyển động của điểm M và P ta có nhận xét gì ?

Chu kỳ, tần số là gì?

Viết biểu thức mối quan hệ T, f, ?Nêu ý nghĩa vật lý,đơn vị ?

Trong quá trình dao động vận tốc của vật thay đổi , lúc nhanh , lúc chậm. Vậy vận tốc có thể biểu diễn bằng phương trình được không? Tại sao?

Khi M chuyển động hết một vòng thì P thực hiện 1 dao động toàn phần lại trở về vị trí cũ, theo hướng cũ

Chu kỳ là khoảng thời gian thực hiện 1 dao động toàn phần

Tần số là số dao động toàn phần thực hiện trong 1 đơn vị thời gian

T: chu kỳ dao động (s )

f: tần số dao động(Hz )

III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa

1. Chu kỳ (T) (s)

Chu kỳ của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần

2. Tần số (f) (Hz)

Tần số của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện trong 1s

3. Tần số góc

Hoạt động của giáo viên

Hoạt động của học sinh

- Hoàn thành 5 câu trắc nghiệm tiếp theo.

- Xem lại bài dao động điều hòa

- Làm các bài tập và câu trắc nghiệm trong sách giáo khoa, sách bài tập và tài liệu tham khảo.

- Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.

- Giải các bài tập và trắc nghiệm.

- Lập sơ đồ tư duy cho bài dao động cơ.