Chương I: DAO ĐỘNG Cho học sinh quan sát dao động của bài CƠ của chiếc đồng hồ quả lắc. Dao Tiết 1,2: DAO ĐỘNG động của quả lắc đồng hồ là dao ĐIỀU HOÀ động như thế nào? GV đi vào bài HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức (20’) Mục tiêu: Dao động, dao động tuần hoàn, chu kì dao động, tần số dao động và dao động điều hòa. - dạng phương trình dao động, xác định được các đại lượng đặc trưng của vật dao động điều hòa. Viết được phương trình vận tốc, gia tốc và hiểu được đặc điểm vận tốc gia tốc của vật DĐĐH.
- Vẽ được đồ thị của vật dao dộng điều hòa. Từ đồ thị xác định được PT vật dao động Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Dao động cơ - Lấy ví dụ về dao động - Theo gợi ý của GV 1.
Thế nào là dao động cơ? trong thực tế mà hs có định nghĩa dao động cơ. Dao động cơ là chuyển động là thể thấy từ đó yêu cầu hs chuyển động qua lại quanh một vị định nghĩa dao động cơ. trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng. - Lấy một con lắc đơn - Quan sát và trả lời câu 2.
Dao động tuần hoàn cho dao động và chỉ cho hỏi của GV - Dao động tuần hoàn là dao động hs dao động như vậy là - Đình nghĩa dao động mà trạng thái chuyển động của vật dao động tuần hoàn tuần hòan (SGK) được lặp lại như cũ (vị trí cũ và - Dao động tuần hoàn là hướng cũ) sau những khoảng thời gì? - Ghi tổng kết của GV gian bằng nhau. - Kết luận - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa II. Phương trình của dao động - Vẽ hình minh họa ví - Quan sát điều hòa dụ 1. Ví dụ - Giả sử M chuyển động ngược chiều dương vận tốc góc là ω, P là hình - M có tọa độ góc φ + ωt chiếu của M lên Ox.
- Yêu cầu hs xác định Tại t = 0, M có tọa độ góc φ góc MOP sau khoảng Sau t, M có tọa độ góc φ + ωt thời gian t. Khi đó: OP=x ⇒ điểm P có x=OM cos(ωt+ϕ) phương trình là: x=OM cos (ωt+ϕ) - Yêu cầu hs viết - Đặt A = OM ta có: phương trình hình chiếu x= A cos(ω.t +ϕ ) của OM lên x x= A cos (ω.t +ϕ ) Trong đó A, ω, φ là hằng số - Đặt OM = A yêu cầu - Do hàm cosin là hàm điều hòa nên hs viết lại biểu thức - Hàm cosin là hàm điều điểm P được gọi là dao động điều - Nhận xét tính chất của hòa hòa hàm cosin - Tiếp thu 2. Định nghĩa - Rút ra P dao động điều Dao động điều hòa là dao động hòa trong đó li độ của vật là một hàm - Định nghĩa (SGK) cosin (hay sin) của thời gian. - Yêu cầu hs định nghĩa 3.
Phương trình dựa vào phương trình -Tiếp thu và chuẩn bị trả - Phương trình x = A cos(ωt + φ) - Giới thiệu phương lời các câu hỏi cuảt GV gọi là phương trình của dao động trình dao động điều hòa điều hòa - Giải thích các đại * A là biên độ dao động, là li độ lượng cực đại của vật. +A * (ωt + φ) là pha của dao động tại thời điểm t + (ωt + φ) * φ là pha ban đầu tại t = 0 (φ < 0, φ>0, φ = 0) +φ - Phân tích ví dụ để cùng 4. Chú ý GV rút ra các chú ý về a) Điểm P dao động điều hòa trên - Nhấn mạnh hai chú ý quỹ đạo dao động và một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi của dao động liên hệ với cách tính pha cho dao là hình chiếu của điểm M chuyển bài sau. động điều hòa động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.
- Tổng kết TIÊT 2 III. Chu kì, tần số, tần số góc của - Giới thiệu cho hs Hiểu - Tiếp thu dao động điều hòa được thế nào là dao 1. Chu kì và tần số động tòn phần. Khi vật trở về vị trí cũ hướng cũ thì ta nói vật thực hiện 1 dao động - Yêu cầu hs nhắc lại - Nhắc lại kiến thức lớp toàn phần.
cách định nghĩa chu kì 10: “chu kì là khoảng * Chu kì (T): của dao động điều và tần số của chuyển thời gian vật chuyển hòa là khoảng thời gian để vật thực động tròn? động 1 vòng” hiện một dao động toàn phần. Đơn “Tần số là số vòng vị là s chuyển động trong 1 * Tần số (f): của dao động điều giây” hòa là số dao động tuần hoàn thực hiện trong một s. Đơn vị là 1/s hoặc Hz. - Liên hệ dắt hs đi đến - Theo gợi ý của GV 2.
Tần số góc định nghĩa chu kì và tần phát biểu định nghĩa của Trong dao động điều hòa ω được số, tần số góc của dao các đại lượng cần tìm gọi là tần số góc. hiểu Giữa tần số góc, chu kì và tần số - Nhận xét chung có mối liên hệ: - Ghi nhận xét của GV 2π ω= =2 πf T IV. Vận tốc và gia tốc của dao - Yêu cầu hs nhắc lại lim Δf ( x ) =f ' ( x ) động điều hòa biểu thức của định nghĩ Δt→ 0 Δx 1. Vận tốc đạo hàm Vận tốc là đạo hàm của li độ theo - Gợi ý cho hs tìm vận - Khi Δt → 0 thì v = thời gian.
tốc tại thời điểm t của x’ v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) vật dao động ⇒ v=x ' Tiến hành lấy đạo hàm - Vận tốc cũng biến thiên theo thời - Hãy xác định giá trị v = x’ = -ωA sin(ωt + φ) gian của v tại * Tại x=± A thì v = 0 * Tại x=± A thì v = 0 + Tại x=± A * Tại x = 0 * Tại x = 0 thì v = vmax = ω.A + Tại x = 0 thì v = vmax = ω. Gia tốc Gia tốc là đạo hàm của vận tốc - Tương tự cho cách tìm theo thời gian hiểu gia tốc - Theo sự gợi ý của GV a = v’ = x” = -ω2A cos(ωt + φ) tìm hiểu gia tốc của dao a = - ω2 x - Nhận xét tổng quát động điều hòa. * Tại x = 0 thì a = 0 - Ghi nhận xét của GV * Tại x=± A thì a = amax = ω2A - Yêu cầu hs lập bảng - Khi φ = 0 V. Đồ thị của dao động điều hòa giá trị của li độ với đk x = A cosωt pha ban đầu bằng không t ωt x t 0 0 A T T/4 π/2 0 T/2 π -A - Nhận xét gọi hs lên 3T/4 3π/2 0 Đồ thị của dao động điều hòa với bản vẽ đồ thị.
T 2π A φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin. - Củng cố bài học HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10') Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung về dao động điều hòa Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình Định hướng phát triển năng lực: Năng lực thực nghiệm, năng lực quan sát, năng lực sáng tạo, năng lực trao đổi. Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Chọn câu đúng.
Dao động điều hoà là dao động có: A. Li độ được mô tả bằng định luật dạng sin (hay cosin) theo thời gian. Vận tốc của vật biến thiên theo hàm bậc nhất đối với thời gian. Sự chuyển hoá qua lại giữa thế năng và động năng nhưng cơ năng luôn luôn bảo toàn.
Chọn câu đúng. Chu kỳ của dao động tuần hoàn là A. khoảng thời gian mà trạng thái dao động được lặp lại như cũ. khoảng thời gian ngắn nhất mà trạng thái dao động được lặp lại như cũ.
khoảng thời gian vật thực hiện dao động. B và C đều đúng 3. Chọn câu đúng. Chu kỳ dao động của con lắc lò xo là: A.
Chọn câu đúng. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà có phương trình dao động: và thì biên độ dao động tổng hợp là: A. A = A1 + A2 nếu hai dao động cùng pha B. A = nếu hai dao động ngược pha C.
< A < A1 + A2 nếu hai dao động có độ lệch pha bất kỳ. Chọn câu đúng. Dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà khi: A. Chu kỳ dao động không đổi B.
Biên độ dao động nhỏ. Khi không có ma sát. Không có ma sát và dao động với biên độ nhỏ. Chọn câu đúng.
Dao động tự do là dao động có: A. Tần số không đổi. Biên độ không đổi. Tần số và biên độ không đổi.
Tần số chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ và không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. Chọn câu đúng. Trong dao động điều hoà giá trị gia tốc của vật: A. Tăng khi giá trị vận tốc của vật tăng.
Giảm khi giá trị vận tốc của vật tăng. Không thay đổi. Tăng hay giảm tuỳ thuộc vào giá trị vận tốc đầu của vật lớn hay nhỏ. Chọn câu đúng.
Trong phương trình dao động điều hoà , các đại lượng là những đại lượng trung gian cho phép xác định: A. Ly độ và pha ban đầu B. Biên độ và trạng thái dao động. Tần số và pha dao động.
Tần số và trạng thái dao động. Chọn câu đúng. Trong quá trình dao động, năng lượng của hệ dao động điều hoà biến đổi như sau: A. Thế năng của hệ dao động giảm khi động năng tăng và ngược lại.
Cơ năng của hệ dao động là hằng số và tỷ lệ với biên độ dao động. Năng lượng của hệ được bảo toàn. Cơ năng của hệ giảm bao nhiêu thì nội năng tăng bấy nhiêu. Năng lượng của hệ dao động nhận được từ bên ngoài trong mỗi chu kỳ đúng bằng phần cơ năng của hệ bị giảm do sinh công để thắng lực cản.
Cho dao động điều hoà có phương trình dao động: trong đó A, là các hằng số. Chọn câu đúng trong các câu sau: A. Đại lượng gọi là pha dao động. Biên độ A không phụ thuộc vào và , nó chỉ phụ thuộc vào tác dụng của ngoại lực kích thích ban đầu lên hệ dao động.
Đại lượng gọi là tần số dao động, không phụ thuộc vào các đặc điểm của hệ dao động.