Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương II

I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
- Thông qua quan sát rút ra khái niệm dao động, dao động tuần hoàn và chu kỳ.
- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động.
- Biết được đặc điểm động lực học của dao động điều hòa là lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng
- Phát biểu được định nghĩa về các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa: chu kỳ, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu.
2. Kỹ năng:
- Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay
- Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa.
- Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A và
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3
2. Học sinh :
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức
2. Giới thiệu mục tiêu chương II: (5/)
23 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1692 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương II, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
con lắc vật lý.
3) Biểu thức và đặc điểm của lực kéo về (lực hồi phục) trong con lắc đơn 
4) Viết các phương trình động lực học và phương trình dao động của con lắc đơn, con lắc vật lý. 
5) Viết phương trình vận tốc và gia tốc theo ly độ góc và ly độ dài của con lắc đơn.
6) Hệ thức độc lập của x và v; a và x. 
7) Khái niệm hệ dao động, dao động tự do và chu kỳ riêng.
8) Vận tốc và lực căng của sợi dây trong con lắc đơn
Phương trình dao động :
 s = s0cos(wt + φ) hay a = a0cos(wt + φ) trong đó a = s/l
Chu kỳ dao động : ; 
Vận tốc:
Khi qua ly độ góc bất kỳ: v2 = 2gl(cos- cos)
Khi vị trí biên = 
 v = vmin = 0
Khi qua VTCB : = 0 cos=1 v = vmax = 
	Nếu 100 thì áp dụng 1- cos= 2sin2 = 
 vmax = 
	Lực căng dây:
Khi qua ly độ góc bất kỳ : T = mg(3cos- 2cos)
Khi vị trí biên = cos = cos
 T = Tmin = mg cos
Khi qua VTCB : = 0 cos=1 
T = Tmax = mg(3 - 2 cos)
	Nếu 100 thì áp dụng 1- cos= 2sin2 = 
 Tmin = mg (1- ) ; Tmax = mg(1 + )
HĐ2: Phương pháp giải toán về chu kỳ & tần số
10
 + Hướng dẫn học sinh lập tỷ lệ tần số
+ Nhận xét tần số con lắc đơn phụ thuộc vào chiều dài như thế nào?
+ Từ đó nhận xét chiều dài con lắc tăng hay giảm trong bài toán trên?
Bài 1: Tại một nơi trên mặt đất, một con lắc đơn dao động điều hòa. Trong khoảng thời gian Dt, con lắc thực hiện 60 dao động toàn phần; thay đổi chiều dài con lắc một đoạn 44 cm thì cũng trong khoảng thời gian Dt ấy, nó thực hiện 50 dao động toàn phần. Chiều dài ban đầu của con lắc là
 .
Bài 1: 
; 
 (1)
Mặt khác: 
 (2)
(1) &(2) 
HĐ3: Phương pháp giải toán về viết phương trình dao động
15
+ = phụ thuộc vào đặc tính của hệ
+ t = 0 thì xo = 0; vo = 20cm/s
+ A, phụ thuộc vào điều kiện ban đầu cách thích dao động 
A: phụ thuộc cơ năng cung cấp cho vật
 phụ thuộc vào chọn gốc thời gian
Bài 2: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1m dao động tại nơi có g = p2 m/s2. Ban đầu kéo vật khỏi phương thẳng đứng một góc a0 = 0,1rad rồi thả nhẹ, chọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu dao động, chiều dương là chiều lệch vật ban đầu. Viết phương trình li độ dài của vật 
+ Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng phương trình dao động có dạng như thế nào?
+ Định ? Nhận xét
+ Định A, . Nhận xét phụ thuộc vào yếu tố nào?
+ Nêu phương pháp chung. Chú ý các trường hợp đặc biệt.
+ Hệ thức độc lập giữa x và v?
Bài 2
a) Phương trình dao động:
s = S0cos()
 = = p (rad/s)
t=0 thì so=a0.l=0,1m; 
vo= 0cm/s
S0cos = 0,1; sin= 0 
 = 0 và S0 = 0,1m 
Vậy s = 0,1cos(pt ) (m)
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	 Củng cố kiến thức: (5/) 
Trả lời hệ thống câu hỏi trắc nghiệm
 	 Bài tập về nhà 
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 8: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
Ngày soạn : 12/8/2009 
Tiết : 14
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức:
	- Thiết lập và viết được biểu thức động năng, thế năng và cơ năng trong dao động điều hòa.
	2. Kỹ năng:
	- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế có liên quan đến bài học
	- Giải các bài toán cơ bản về năng lượng trong dao động điều hòa 
	3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
	1. Giáo viên : - Tranh vẽ SGK 8.1; 8.2. 
	2. Học sinh :  Ôn lại kiến thức lớp 10 (lực thế, định luật bảo toàn cơ năng).
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ: (5/)
	1.Viết phương trình dao động con lắc đơn góc lệch nhỏ. Biểu thức chu kỳ, tần số con lắc đơn.
	2. Viết biểu thức chu kỳ, tần số góc con lắc vật lý. Bài 5/SGK 
3. Tạo tình huống học tập: 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Xây dựng biểu thức tính thế năng, động năng của vật dao động điều hòa và định luật bảo toàn cơ năng.
3
10
10
10
 + Trọng lực và lực đàn hồi . các lực này được gọi chung là lực thế.
+ Bảo toàn
+ Nêu kết luận
+ x = Acos ( wt + j )
+ Wt = 
+ Wt biến thiên tuần hoàn với chu kì bằng ½ chu kỳ của dao động 
+ v = - wAsin (wt + j )
+ Wđ =
+ Wđ biến thiên tuần hoàn với chu kì bằng ½ chu kỳ của dao động 
+ Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng.
W = Wt + Wđ 
+ Cơ năng bảo toàn và tỉ lệ với bình phương A. 
+ W = kA2 A = 
+ W = kA2 = kxmax2
+ W = mw2A2 = mvmax2 
+ Con lắc lò xo, con lắc đơn chịu tác dụng của những lực gì? Các lực này còn được gọi một tên chung là lực gì ?
+ Cơ năng của một vật chuyển động trong trường lực thế như thế nào ? Nêu kết luận cơ năng của vật dao động.
Xét dao động điều hòa của con lắc lò xo
+ Phương trình dao động của con lắc lò xo?
+ Dưới tác dụng của lực đàn hồi biểu thức thế năng của vật?
Suy ra biểu thức thế năng của con lắc lò xo.
Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi thế năng theo thời gian?
(đồ thị h 8.1). Nhận xét về sự biến đổi của thế năng C1.
+ Phương trình vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo ?
+ Khi vật nặng m chuyển động với vận tốc v thì biểu thức động năng của vật? Suy ra biểu thức của con lắc lò xo.
Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi động năng theo thời gian? (đồ thị h 8.2). Nhận xét về sự biến đổi của động năng C2.
+ Cơ năng là gì ? biểu thức ?
+ Hướng dẫn học sinh biến đổi để dẫn tới công thức cơ năng của con lắc lò xo là kA2
Cơ năng của con lắc lò xo có phụ thuộc vào thời gian không và tỉ lệ như thế nào với biên độ dao động?
Từ công thức (3) có thể tính cơ năng theo biên độ A hoặc ngược lại. Viết công thức liên hệ giữa cơ năng W và vận tốc cực đại vmax của vật nặng.
1. Sự bảo toàn cơ năng
Cơ năng của vật dao động được bảo toàn.
2. Biểu thức của thế năng
Xét vật nặng trong con lắc lò xo :
	x = Acos(wt + j)
Thế năng :Wt = 
= 
mà:	w2 = 
Wt = mw2A2cos2(wt + j) (1)
3. Biểu thức động năng
v = -wAsin(wt + j)
Động năng Wđ = 
 Wđ = A2sin2(wt + j)
(2)
4. Biểu thức cơ năng
W = Wt + Wđ
mw2A2[cos2(wt+j)+sin2(wt j)
W = mw2A2= kA2 = const
(3)
Vậy : 
- Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ dạng thế năng sang dạng động năng và ngược lại.
- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.
 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	4. Củng cố kiến thức: (5/)
	Sự biến thiên năng lượng trong dao động điều hòa
	+ Khi vật ở vị trí 2 biên : x = xmax = A, v = 0, thế năng cực đại, động năng bằng không.
	+ Khi vật lại gần vị trí cân bằng : giảm, tăng, thế năng giảm, động năng tăng.
	+ Khi vật ở tại vị trí cân bằng x = 0, vmax, thế năng bằng không, động năng cực đại.
	+ Khi vật rời xa vị trí cân bằng : tăng, giảm, thế năng tăng, động năng giảm.
	 Bài tập về nhà: 1 đến 4/43 SGK. Đọc và làm bài tập 2 và 3 về dao động điều hòa 
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 9: BÀI TẬP VỀ
DAO ĐỘNG ĐIÊU HÒA
Ngày soạn: 15/8/2009 
Tiết thứ: 17 
I. MỤC TIÊU:
	1. Kiến thức: 
	- Hệ thống kiến thức về dao động điều hòa 
	2. Kĩ năng: 
	- Giải được các bài tập về con lắc lò xo và con lắc đơn.
- Vận dụng được công thức tính chu kỳ dao động của con lắc vật lý.
- Biểu diễn được một dao động điều hòa bằng vectơ quay.
	3. Thái độ:
	- Tình cảm: có hứng thú với bộ môn.
II. CHUẨN BỊ:
	1. Chuẩn bị của thầy: Hệ thống bài tập. Phiếu học tập
	2. Chuẩn bị của trò: Làm bài tập
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ 
	3. Tạo tình huống học tập 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Hệ thống kiến thức
10
Dùng phiếu học tập để hệ thống kiến thức
1) Thế nào là dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa.
2) Chu kỳ, tần số của dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. Đơn vị? Công thức chu kỳ tần số của con lắc lò xo, con lắc đơn, con lắc vật lý.
3) Đặc điểm của lực kéo về (lực hồi phục) trong dao động điều hòa 
4) Viết các phương trình động lực học và phương trình dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn. 
5) Biểu diễn véc tơ quay của dao động điều hòa ở thời điểm t = 0
6) Viết phương trình vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa và nhận xét (chu kỳ, pha so với li độ).
7) Hệ thức độc lập của x và v; a và x.
8) Viết biểu thức tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc lò xo và của con lắc đơn. Nhận xét.
HĐ2: Phương pháp giải toán về viết phương trình dao động 
10
+ = phụ thuộc vào đặc tính của hệ
+ t = 0 thì xo = 0; vo = 20cm/s
+ A, phụ thuộc vào điều kiện ban đầu cách thích dao động 
A: phụ thuộc cơ năng cung cấp cho vật
 phụ thuộc vào chọn gốc thời gian
Bài 3
+ Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng phương trình dao động có dạng như thế nào?
+ Định ? Nhận xét
Chọn chiều dương trùng với chiều vận tốc ban đầu. Chọn gốc thời gian lúc truyền vận tốc thì x và v ở thời điểm này như thế nào?
+ Định A, . Nhận xét phụ thuộc vào yếu tố nào?
+ Nêu phương pháp chung. Chú ý các trường hợp đặc biệt.
+ Hệ thức độc lập giữa x và v?
Bài 3
a) Phương trình dao động:
x = Acos()
 = = 10 rad/s
t = 0 thì xo = 0; vo = 20cm/s
Acos = 0 = 
-10Asin= 20 = - và A = 2 cm 
(Loại nghiệm vì sin= 1 thì
File đính kèm:
CII.doc