Giáo án Vật lí 12 - Học kì 1 - Trường THPT Đoàn Kết
CHỦ ĐỀ 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
(Tích hợp bài 1,2,3)
I. NỘI DUNG CHỦ ĐỀ
A. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
A.1. Dao động cơ (Tự học có hướng dẫn):
1. Thế nào là dao động cơ?
- Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn
- Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau.
- Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa
A.2. Phương trình của dao động điều hoà
1. Định nghĩa:
- Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.
2. Phương trình
- Phương trình dao động điều hoà:
x = Acos(wt + j)
+ x: li độ của dao động.
+ A: biên độ dao động, là xmax. (A > 0)
+ w: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s.
+ (wt + j): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad.
+ j: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm.
3. 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(wt + j) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc là ngược chiều quay của kim đồng hồ.
A.3. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa
1. Chu kì và tần số(Tự học có hướng dẫn):
- Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần.
+ Đơn vị của T là giây (s).
- Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây.
+ Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz).
2. Tần số góc của dao động điều hòa:
- Trong dao động điều hoà w gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo án Vật lí 12 - Học kì 1 - Trường THPT Đoàn Kết
Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết: 1,2,3,4 CHỦ ĐỀ 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. (Tích hợp bài 1,2,3) I. NỘI DUNG CHỦ ĐỀ A. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA A.1. Dao động cơ (Tự học có hướng dẫn): 1. Thế nào là dao động cơ? - Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn - Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau. - Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa A.2. Phương trình của dao động điều hoà 1. Định nghĩa: - Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 2. Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(wt + j) + x: li độ của dao động. + A: biên độ dao động, là xmax. (A > 0) + w: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s. + (wt + j): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad. + j: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm. 3. 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(wt + j) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc là ngược chiều quay của kim đồng hồ. A.3. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa 1. Chu kì và tần số(Tự học có hướng dẫn): - Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. + Đơn vị của T là giây (s). - Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz). 2. Tần số góc của dao động điều hòa: - Trong dao động điều hoà w gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. A.4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - wAsin(wt + j) - Ở vị trí biên (x = ±A): ® v = 0. - Ở VTCB (x = 0): ® |vmax| = wA 2. Gia tốc a = v’ = - w2Acos(wt + j) = - w2x - Ở vị trí biên (x = ±A): ® |amax| = - w2A - Ở VTCB (x = 0): ® a = 0 A.5. Đồ thị trong dao động điều hoà Đồ thị dao động điều hòa là một đường hình sin B. CON LẮC LÒ XO.k F = 0 m B.1. Con lắc lò xo k m v = 0 1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định. 2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng. B.2. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. Bỏ qua lực ma sát. - Lực đàn hồi của lò xo ® F = -kx 2. Hợp lực tác dụng vào vật: - Vì ® Do vậy: Nghiệm của phương trình: x = Acos(ωt +φ) 3. Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo và 4. Lực kéo về - Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hoà chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ. - Công thức lực kéo về F = - kx. B.3. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc lò xo 2. Thế năng của con lắc lò xo 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc. b. Khi không có ma sát - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. - Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. C. CON LẮC ĐƠNm l α C.1. Cấu tạo con lắc đơn 1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. 2. VTCB: dây treo có phương thẳng đứng. C.2. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học(Chỉ khảo sát định tính) Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà. * khi dao động nhỏ (sina » a (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì: . * Phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo: s = socos(ωt+φ) trong đó so = lo.αo C.3. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng trọng trường. - Động năng của con lắc đơn: - Thế năng của con lắc đơn: Wt = mgl(1-cosα) 2. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. W = Wđ + Wt = hằng số C.4. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do - Đo gia tốc rơi tự do D. BÀI TẬP VẬN DỤNG PHIẾU HỌC TẬP 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Câu 1. Trong các phương trình sau phương trình nào không biểu thị cho dao động điều hòa ? A. x = 5cosπt + 1(cm). B. x = 3tcos(100πt + π/6)cm C. x = 2sin2(2πt + π/6)cm. D. x = 3sin5πt + 3cos5πt (cm). Câu 2. Phương trình dao động của vật có dạng : x = Asin2(wt + π/4)cm. Chọn kết luận đúng ? A. Vật dao động với biên độ A/2. B. Vật dao động với biên độ A. C. Vật dao động với biên độ 2A. D. Vật dao động với pha ban đầu π/4. Câu 3. Phương trình dao động có dạng : x = Acos(wt + π/3). Gốc thời gian là lúc vật có : A. li độ x = A/2, chuyển động theo ch...ật là 1 m/s thì gia tốc của vật là 5 m/s2. Lấy gia tốc trọng trường 10 m/s2. Tần số góc có giá trị là: A. 2 rad/s. B. 3 rad/s. C. 4 rad/s. D. 5√3 rad/s. Kết quả Câu 1 2 3 4 5 6 ĐA C C A C A A Câu 7 8 9 10 11 12 ĐA D A A D C D PHIẾU HỌC TẬP 3. CON LẮC ĐƠN Câu 1: Một con lắc đơn gồm sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn, có chiều dài l và viên bi nhỏ có khối lượng m. Kích thích cho con lắc dao động điều hoà ở nơi có gia tốc trọng trường g. Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng của viên bi thì thế năng của con lắc này ở li độ góc α có biểu thức là mg l (1 - cosα). B. mg l (1 - sinα). C. mg l (3 - 2cosα). D. mg l (1 + cosα). Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường)? A. Khi vật nặng ở vị trí biên, cơ năng của con lắc bằng thế năng của nó. B. Chuyển động của con lắc từ vị trí biên về vị trí cân bằng là nhanh dần. C. Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng, thì trọng lực tác dụng lên nó cân bằng với lực căng của dây. D. Với dao động nhỏ thì dao động của con lắc là dao động điều hòa. Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc a0. Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc là m, chiều dài dây treo là , mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là A. . B. C. . D. . Câu 4: 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 A. 144 cm. B. 60 cm. C. 80 cm. D. 100 cm. Câu 5: Tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2, một con lắc đơn và một con lắc lò xo nằm ngang dao động điều hòa với cùng tần số. Biết con lắc đơn có chiều dài 49 cm và lò xo có độ cứng 10 N/m. Khối lượng vật nhỏ của con lắc lò xo là A. 0,125 kg B. 0,750 kg C. 0,500 kg D. 0,250 kg Câu 6: Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc a0 nhỏ. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có động năng bằng thế năng thì li độ góc a của con lắc bằng A. B. C. D. Câu 7: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động của con lắc đơn (bỏ qua lực cản của môi trường)? A. Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng, thì trọng lực tác dụng lên nó cân bằng với lực căng của dây. B. Chuyển động của con lắc từ vị trí biên về vị trí cân bằng là nhanh dần. C. Khi vật nặng ở vị trí biên, cơ năng của con lắc bằng thế năng của nó. D. Với dao động nhỏ thì dao động của con lắc là dao động điều hòa. Câu 8: Một con lắc đơn có chu kỳ dao động với biên độ góc nhỏ là 1s dao động tại nơi có g = m/s2. Chiều dài của dây treo con lắc là: A. 0,25cm B. 0,25m C. 2,5m D. 2,5cm Câu 9: Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m, đầu trên treo vào trần nhà, đầu dưới gắn với vật có khối lượng m = 0,1 kg. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một góc α = 45° và buông tay không vận tốc đầu cho vật dao động. Biết g = 10 m/s2. Hãy xác định cơ năng của vật? A. 0,293 J B. 0,3 J C. 0,319 J D. 0.5 J Câu 10: Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m, đầu trên treo vào trần nhà, đầu dưới gắn với vật có khối lượng m = 0,1 kg. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một góc α = 45° và buông tay không vận tốc đầu cho vật dao động. Biết g = 10 m/s2. Hãy xác định động năng của vật khi vật đi qua vị trí có α = 30°. A. 0,293 J B. 0,3 J C. 0,159 J D. 0.2 J Câu 11: Một con lắc đơn dao động điều hoà theo phương trình li độ góc α = 0,1cos(2πt + π/4) rad. Trong khoảng thời gian 5,25 s tính từ thời điểm con lắc bắt đầu dao động, có bao nhiêu lần con lắc có độ lớn vận tốc bằng 1/2 vận tốc cực đại của nó? A. 11 lần B. 21 lần C. 20 lần D. 22 lần Câu 12: Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, một con lắc đơn có chiều dài 1 m, dao động với biên độ góc 60°. Trong quá trình dao động, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30°, gia tốc của vật nặng của con lắc có độ lớn là A. 1232 cm/s2 B. 500 cm/s2 C. 732 cm/s2 D. 887 cm/s2 Kết quả Câu 1 2 3 4 5 6 ĐA A C A D C C Câu 7 8 9 10 11 12 ĐA A B A C C D PHIẾU HỌC TẬP 4. Tự luận: Một chất điểm dao động điều hoà xung quanh vị trí cân bằng, dọc theo trục x’ox có li độ thoả mãn phương trình: (cm) a.Viết phương trình vận tốc , gia tốc. b.Tính vận tốc ,gia tốc của chất điểm tại thời điểm t = 0,5s c.Tính li độ và vận tốc ,gia tốc của dao động khi pha dao động của li độ là -300. d. Khi vật đi qua vị trí cần bằng, vị trí biên chất điểm có vận tốc ,gia tốc là bao nhiêu? e.Tính vận tốc ,gia tốc của vật khi nó đang dao động ở vị trí có li độ x = 3(cm). f.Tính vận tốc ,gia tốc của vật khi nó đang dao động ở vị trí có li độ x = -1,5(cm) g.Tính li độ,gia tốc của chất điểm tại thời điểm nó có vận tốc là 7,5(cm/s) h.Tính li độ,vận tốc của chất điểm tại thời điểm nó có gia tốc là 37,5(cm/s) Trắc nghiệm Câ...êu: - Huy động các kiến thức đã được học của HS và tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới của HS - Chuyển động của cành cây khi có gió thổi, của dây đàn khi gảy đàn ... có thuộc loại chuyển động nào đã học ở lớp 10 hay không? - Cho HS quan sát dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn: dao động của chúng như thế nào, các đại lượng vật lý đặc trưng.... * Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ -GV yêu cầu HS lấy ví dụ về các loại chuyển động trong cuộc sống -Quan sát chuyển động của con lắc lò xo và dao động của con lắc đơn. Nhận xét chuyển động của chúng. - Các đại lượng vật lý của của các dao động trên 2 Thực hiện nhiệm vụ GV cho HS hoạt động chung cả lớp và mời từng HS trên lớp phát biểu. Vì các hoạt động tạo tình huống/ nhu cầu học tập của nên GV không chốt kiến thức mà chỉ liệt kê những câu hỏi/ vấn đề chủ chốt mà HS đã nêu ra, các vấn đề này sẽ được giải quyết ở hoạt động hình thành kiến thức và HĐ luyện tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận HS hoàn thành các câu GV đưa ra và báo cáo 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập -Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí -Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức về dao động điều hòa (70 phút) Hoạt động 2.1: Dao động cơ (Học sinh tự học có hướng dẫn - 3 phút) + Mục tiêu: HS nắm được dao động cơ, dao động tuần hoàn. + Yêu cầu: Học sinh đọc sách giáo khoa để trả lời câu hỏi: thế nào là dao động? Dao động tuần hoàn là gì? Lấy ví dụ minh họa. Hoạt động 2.2: Phương trình của dao động điều hòa (25 phút) + Mục tiêu: Định nghĩa dao động điều hòa, phương trình dao động điều hòa, ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ GV tổ chức hoạt động nhóm: Chia lớp 4 nhóm. Các nhóm hoàn thành nội dung câu hỏi sau: Nhóm 1,2: Gọi Q là hình chiếu của điểm M lên trục x. Chứng minh rằng điểm Q dao động điều hòa? Nhóm 3,4: Gọi Q là hình chiếu của điểm M lên trục y. Chứng minh rằng điểm Q dao động điều hòa? Cả 4 nhóm: Thế nào là dao động điều hòa? Ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình dao động điều hòa. 2 Thực hiện nhiệm vụ Hoạt động nhóm: Các nhóm hoàn thành câu hỏi trên 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - HĐ chung cả lớp: GV mời một số nhóm trình bày kết quả, các nhóm khác góp ý, bổ sung (lưu ý mời các nhóm có kết quả khác nhau trình bày để khi thảo luận chung cả lớp được phong phú, đa dạng và HS sẽ được rút kinh nghiệm thông qua sai lầm của mình). 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 2.3: Chu kì. Tần số. Tần số góc của dao động điều hòa( 7 phút) + Mục tiêu: Nắm chu kì, tần số, tần số góc trong dao động điều hòa + Yêu cầu: - HS Tự học có hướng dẫn: Chu kì là gì? Công thức? Đơn vị? - HS Tự học có hướng dẫn: Tần số là gì? Công thức? Đơn vị? - HS Tự học có hướng dẫn: tần số góc? Công thức? Đơn vị? Hoạt động 2.4: Vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa. Đồ thị dao động điều hòa (15 phút) + Mục tiêu: HS nắm được vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Nhiệm vụ: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = Acos(wt + j) a) Lập phương trình vận tốc và gia tốc b) Ở vị trí nào thì vận tốc bằng 0? Ở vị trí nào gia tốc = 0? c) Ở vị trí nào vận tốc cực đại? Ở vị trí nào gia tốc cực đại? Chia lớp 4 nhóm: Yêu cầu mỗi nhóm hoàn thành câu hỏi trên 2 Thực hiện nhiệm vụ Hs làm việc theo nhóm, tìm hiểu và trả lời phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - HĐ chung cả lớp: GV mời một số nhóm trình bày kết quả, các nhóm khác góp ý, bổ sung (lưu ý mời các nhóm có kết quả khác nhau trình bày để khi thảo luận chung cả lớp được phong phú, đa dạng và HS sẽ được rút kinh nghiệm thông qua sai lầm của mình). 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - wAsin(wt + j) - Ở vị trí biên (x = ±A): ® v = 0. - Ở VTCB (x = 0): ® |vmax| = wA 2. Gia tốc a = v’ = - w2Acos(wt + j) = - w2x - Ở vị trí biên (x = ±A): ® |amax| = - w2A - Ở VTCB (x = 0): ® a = 0 V. Đồ thị trong dao động điều hoà: Đồ thị (x, t) của dao động điều hòa là đường hình sin. Hoạt động 3: Hình thành kiến thức về con lắc lò xo (30 phút) Hoạt động 3.1: Con lắc lò xo. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về ...mình được phân công nghiên cứu) các nhóm khác góp ý, bổ sung hoặc đưa ra các thắc mắc của mình cho nhóm báo cáo. 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. GV chốt nội dung kiến thức: III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Có sự chuyển hóa qua lại giữa động năng và thế năng trọng trường. 2. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do - Đo gia tốc rơi tự do Hoạt động 5: Làm các câu hỏi, bài tập vận dụng(40 phút) Hoạt động 5.1: Luyện tập về dao động điều hòa (20 phút) + Mục tiêu: Củng cố, vận dụng kiến thức về dao động điều hòa, phương trình dao động điều hòa để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Học sinh hoàn thành phiếu học tập 1 theo 3 mức độ: Củng cố lý thuyết, bài tập vận dụng lý thuyết vào đời sống thực tế, bài tập mở rộng, nâng cao 2 Thực hiện nhiệm vụ Hoạt động cá nhân: Từng HS hoàn thành phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 5.2: Luyện tập về con lắc lò xo (20 phút) + Mục tiêu: Áp dụng các công thức về tần số góc, chu kì, tần số, động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Học sinh hoàn thành phiếu học tập 2 theo 3 mức độ: Củng cố lý thuyết, bài tập vận dụng lý thuyết vào đời sống thực tế, bài tập mở rộng, nâng cao. 2 Thực hiện nhiệm vụ Hoạt động cá nhân: Từng HS hoàn thành phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 5.3: Luyện tập về con lắc đơn( 20 phút) + Mục tiêu: Vận dụng kiến thức ở trên để làm các bài trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Mỗi học sinh hoàn thành phiếu học tập 3 theo 3 mức độ: Củng cố lý thuyết, bài tập vận dụng lý thuyết vào đời sống thực tế, bài tập mở rộng, nâng cao 2 Thực hiện nhiệm vụ Hoạt động cá nhân: Từng HS hoàn thành phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 6. Vận dụng tìm tòi mở rộng(5 phút) + Mục tiêu: Tìm tòi mở rộng kiến thức tại nhà. + Yêu cầu: Tìm hiểu các ví dụ thực tế về dao động điều hòa mà em gặp làm bài tập trong phiếu học tập 4. V. CÂU HỎI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Câu 1: Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm một vật khối lượng m treo vào lò xo. Độ biến dạng của lò xo khi ở vị trí cân bằng là. Chu kì dao động của co lắc lò xo là : A. . B. . C. . D. . Câu 2: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, tại vị trí cân bằng người ta thấy lò xo bị dãn 10cm. Lấy g=10m/s2. Chu kì và tần số của con lắc là: A. B. C. D. Câu 3: Một vật nặng treo vào một đầu lò xo làm cho lò xo dãn ra 1,6cm. Đầu kia treo vào một điểm cố định O. Hệ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Cho biết g = 10 m/s2 .Tìm chu kỳ dao động của hệ. A. 1,8s B. 0,50s C. 0,55s D. 0,25s Câu 4: Một con lắc lò xo nằm ngang lò xo nhẹ có độ cứng k=100N/m và vật nhỏ có khối lượng m=100g. Kích thích cho con lắc dao động, lấy . Tần số của con lắc là: A. 5 Hz B. 6 Hz C. 10 Hz D. 12 Hz Câu 5: Một con lắc lò xo có vật nặng m = 200g dao động điều hòa. Trong 10s thực hiện được 50 dao động. Lấy π2 = 10. Độ cứng của lò xo này là: A. 50 N/m B. 100 N/m C. 150 N/m D. 200 N/m Câu 6: Một con lắc lò xo dao động điều hòa có thời gian giữa hai lần liên tiếp đi qua vị trí cân bằng là 0,2s. Độ cứng lò xo là 100 N/m. Lấy π2 = 10. Vật nặng có khối lượng là: A. 100g B. 75g C. 400g D. 200g Câu 7: Một con lắc treo thẳng đứng dao động điều hòa, thời gian vật nặng đi từ vị trí cao nhất đến vị trí thấp nhất là 0,5s. Tần số dao động của con lắc là: A. 0,5Hz B. 1Hz C. 2Hz D. 5Hz Câu 8: Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng m = 200g dao động điều hòa với chu kì T = 0,4s. Lấy g=10m/s2, π2=10. Nếu treo con lắc theo phương thẳng đứng thì độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là: A. 4cm B. 8cm C. 10cm D. 5cm Câu 9: Một vật có khối lượng m = 400g được treo vào lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k=40N/m. Đưa vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ, vật dao động điều hòa. Chọn gốc tọa độ tại VTCB, chiều dương hướng...í cân bằng lò xo bị giãn 5cm. Lấy g=10m/s. Trong quá trình dao động lực đàn hồi cực đại là 7,5N. Năng lượng của con lắc là. A. 0,2J B. 0,5J C. 0,25J D. 0,4J Câu 26: Một con lắc dao động điều hòa theo phương ngang. Khi vật đi qua vị trí cân bằng có tốc độ 96cm/s. Biết khi cm thì thế năng bằng động năng. Chu kì dao động của con lắc là: A. 0,2s B. 0,32s C. 0,45s D. 0,52s Câu 27: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A. Tỉ số giữa động năng và thế năng của con lắc khi vật đi qua vị trí có là: A. 3 B. C. 2 D. Câu 28 (CĐ 2010) Một con lắc lò xo gồm viên bị nhỏ và lò xo có độ cứng k=100N/m, dao động điều hòa với biên độ 0,1m. Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Khi viên bị cách vị trí cân bằng 6cm thì động năng của con lắc bằng: A. 0,64J B. 3,2mJ C. 6,4mJ D. 0,32J k1 k2 k1 k2 M M Hình 1 Hình 2 Câu 29. Một vật có khối lượng m = 2 kg được nối với 2 lò xo cố định vật có thể trượt không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang, k1 = 150 N/m và k2 = 50 N/m. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng đến vị trí x=10cm rồi thả không vận tốc đầu cho vật dao động. Chọn gốc thời gian là lúc vật cách vị trí cân bằng 10cm về hướng dương của trục tọa độ. Phương trình dao động của vật là: k1 k2 A. . B. C. . D. Câu 30 : Vật M khối lượng 2 kg khi được nối với 2 lò xo k1 và k2 vào 2 điểm cố định theo hình 1 và kích thích để vật dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang thì chu kì dao động đo được là ; Khi được nối với hai lò xo theo hình 2 thì chu kì dao động của M là . Bỏ qua ma sát và khối lượng các lò xo. Độ cứng k1 và k2 của các lò xo là. A. k1 = 4N/m; k2 = 3N/m. B. k1 = 6N/m; k2=12N/m. C. k1 = 12N/m; k2=6N/m. D. Cả B, C đều đúng. Kết quả Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10 B B D A D C B A C A Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 Câu 16 Câu 17 Câu 18 Câu 19 Câu 20 D D B B B B C C A A Câu 21 Câu 22 Câu 23 Câu 24 Câu 25 Câu 26 Câu 27 Câu 28 Câu 29 Câu 30 C C B C C D A D B D * RÚT KINH NGHIỆM . Tiết: 5 BÀI TẬP BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA - CON LẮC LÒ XO I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1. Về kiến thức: - Nêu được các đại lượng đặc trưng cho dđ đh - Viết được công thức tính chu kì, tần số của CLLX 2.Về kỹ năng: - Xác định được các đại lượng trong dao động điều hòa. - Lập được phương trình dao động của con lắc lò xo. - Giải được một số bài toán về dao động điều hòa và con lắc lò xo. 3. Về thái độ: Tạo cho học sinh sự say mê học tập, nghiên cứu. 4. Năng lực: - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực giao tiếp - Năng lực hợp tác - Năng lực tính toán II- CHUẨN BỊ BÀI HỌC 1. HỌC SINH: - Chuẩn bị kiến thức. Ôn lại kiến thức về dao động điều hòa, con lắc lò xo. - Chuẩn bị tài liệu học tập; thí nghiệm, thực hành, dụng cụ học tập: SGK, SBT 2.GIÁO VIÊN: - Chương trình giảng dạy: Cơ bản - Chuẩn bị thiết bị, đồ dùng dạy học: Xem kỉ các bài tập trong sgk, sbt. Chuẩn bị thêm một số bài tập trắc nghiệm và tự luận. III- TIẾN TRÌNH BÀI HỌC Hoạt động 1: Khởi động( 3 phút) + Mục tiêu: Yêu cầu HS vận dụng kiến thức về dao động điều hòa và con lắc lò xo để giải bài tập + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Gv: Yêu cầu Hs tìm hiểu và trả lời các câu hỏi liên quan đến các kiến thức trong bài 2 Thực hiện nhiệm vụ Hs làm việc theo nhóm, tìm hiểu và trả lời phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Các nhóm nộp bản trình bày. Hai nhóm lên trình bày trực tiếp 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức ( 12 phút) + Mục tiêu: Yêu cầu HS hệ thống hóa kiến thức về dao động điều hòa và con lắc lò xo + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ GV chia lớp 4 nhóm: Nhóm 1: Viết phương trình dao động điều hòa? Ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình? Công thức chu kì, tần số, tần số góc? Nhóm 2: Phương trình vận tốc và gia tốc? Đặc điểm của li độ, vận tốc và gia tốc ở vị trí cân bằng và vị trí biên? Nhóm 3: Công thức tính chu kì, tần số, tần số góc của con lắc lò xo? Đặc điểm của lực hồi phục? Đặc điểm của lực đàn hồi của con lắc lò xo? Nhóm 4: Viết công thức động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo? Khi con lắc lò xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng biến đổi qua lại như thế nào? GV yêu cầu các nhóm trình bày ra bảng phụ 2 Thực hiện nhiệm vụ - HĐ nhóm: GV cho HS HĐ nhóm để hoàn thành bảng trong phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - HĐ chung cả lớp: GV mời từng nhóm trình bày kết quả (từng nhóm phải nêu được tất cả các kiến thức lý thuyết và cách làm dạng bài tập của nhóm mình được phân công nghiên cứu) các nhóm khác góp ý, bổ sung hoặc đưa ra các thắc mắc của mình cho nhóm báo cáo. 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã ...eo phương trình x = 5cos(5πt –π/3)(cm) (t tính bằng s). Kể từ t = 0, thời điểm vật qua vị trí có li độ x = 2,5 cm lần thứ 2017 là A. 401,6 s. B. 403,4 s. C. 401,3 s. D. 403,5 s. Câu 4: Một chất điểm dao động điều hoà trên trục Ox có vận tốc bằng 0 tại hai thời điểm liên tiếp và , tốc độ trung bình trong khoảng thời gian đó là . Toạ độ chất điểm tại thời điểm là A. -8 cm B. -4 cm C. 0 cm D. -3 cm Câu 5: Một con ℓắc ℓò xo treo thẳng đứng. Kích thích cho con ℓắc dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Chu kì và biên độ dao động của con ℓắc ℓần ℓượt ℓà 0,4 s và 8 cm. Chọn trục x’x thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2 và π2 = 10. Thời gian ngắn nhất kể từ khi t = 0 đến khi ℓực đàn hồi của ℓò xo có độ ℓớn cực tiểu ℓà A. s. B. s C. s D. s Câu 1 2 3 4 5 ĐA C C B D B * RÚT KINH NGHIỆM .. BÀI TẬP CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Biết vận dụng các công thức đã học để tính T, f, a, v, Wđ, Wt, của con lắc đơn. - Biết viết phương trình dao động cho con lắc. 2. Kĩ năng: Rèn kĩ năng tính toán , tư duy logic và kĩ năng trình bày bài toán 3. Thái độ: Nghiêm túc, hứng thú trong học tập. 4. Năng lực hướng tới a, Phẩm chất năng lực chung Phẩm chất: Tự lập, tự tin, tự chủ; Có trách nhiệm bản thân và cộng đồng Năng lực chung: Năng lực tự học; năng lực giải quyết vấn đề; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực tính toán. b, Năng lực chuyên biệt môn học Năng lực sử dụng ngôn ngữ, năng lực tính toán, năng lực thực hành, thí nghiệm II.Phương pháp - Kĩ thuật dạy học 1. Phương pháp PP Dạy học nhóm, PP gợi mở - Vấn đáp 2. Kĩ thuật dạy học kĩ thuật động não công khai, kĩ thuật đặt câu hỏi III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2. Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà, con lắc đơn, con lắc lò xo. IV. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Hoạt động 1: Khởi động( 3 phút) + Mục tiêu: Yêu cầu HS vận dụng kiến thức về dao động điều hòa và con lắc đơn và con lắc lò xo để giải bài tập + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Gv: Yêu cầu Hs tìm hiểu và trả lời các câu hỏi liên quan đến các kiến thức trong bài 2 Thực hiện nhiệm vụ Hs làm việc theo nhóm, tìm hiểu và trả lời phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Các nhóm nộp bản trình bày. Hai nhóm lên trình bày trực tiếp 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức ( 12 phút) + Mục tiêu: Yêu cầu HS hệ thống hóa kiến thức về dao động điều hòa và con lắc đơn và các loại dao động + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ GV chia lớp 4 nhóm: Phiếu học tập 1 Nhóm 1,2: Thế nào là con lắc đơn?. Viết công thức tính chu kì, tần số, tần số góc của con lắc đơn? Nhóm 3,4: Viết biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn ở vị trí có góc lệch a bất kì. Khi con lắc dao động thì động năng và thế năng của con lắc như thế nào GV yêu cầu các nhóm trình bày ra bảng phụ 2 Thực hiện nhiệm vụ - Các học sinh trong từng nhóm nghiên cứu và thảo luận các vấn đề mà nhóm mình được phân công: - HĐ nhóm: GV cho HS HĐ nhóm để hoàn thành bảng trong phiếu học tập số 1 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - HĐ chung cả lớp: GV mời từng nhóm trình bày kết quả (từng nhóm phải nêu được tất cả các kiến thức lý thuyết và cách làm dạng bài tập của nhóm mình được phân công nghiên cứu) các nhóm khác góp ý, bổ sung hoặc đưa ra các thắc mắc của mình cho nhóm báo cáo. 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. GV chốt kiến thức: Chu kì, tần số, tần số góc, phương trình dao động. Chu kì, tần số và tần số góc: ; ; Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn + tỉ lệ thuận với căn bậc 2 của l ; tỉ lệ nghịch với căn bậc 2 của g + chỉ phụ thuộc vào l và g; không phụ thuộc biên độ A và m. Phương trình dao động: Gia tốc gồm 2 thành phần: gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm) Lưu ý: + Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và α0 << 1 rad hay α0 << 100 + S0 đóng vai trò như A, còn s đóng vai trò như x 3. Hệ thức độc lập: ; ; 4. Lực hồi phục: + Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng. + Với con lắc lò xo lực hồi phục không phụ thuộc vào khối lượng. 5. Chu kì và sự thay đổi chiều dài: Tại cùng một nơi, con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, con lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2, con lắc đơn chiều dài l3 = l1 + l2 có chu kỳ T3, con lắc đơn chiều dài l4 = l1 - l2 (l1 > l2) có chu kỳ T...g góc 300, gia tốc của vật nặng của con lắc có độ lớn là A. 1232 cm/s2 B. 500 cm/s2 C. 732 cm/s2 D. 887 cm/s2 Câu 16(Đề thi ĐH năm 2013) : Hai con lắc đơn có chiều dài lần lượt là 81 cm và 64 cm được treo ở trần một căn phòng. Khi các vật nhỏ của hai con lắc đang ở vị trí cân bằng, đồng thời truyền cho chúng các vận tốc cùng hướng sao cho hai con lắc dao động điều hòa với cùng biên độ góc, trong hai mặt phẳng song song với nhau. Gọi Dt là khoảng thời gian ngắn nhất kể từ lúc truyền vận tốc đến lúc hai dây treo song song nhau. Giá trị Dt gần giá trị nào nhất sau đây? A. 8,12s. B. 2,36s. C. 7,20s. D. 0,45s. Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 ĐA B D A A C D D C Câu 9 10 11 12 13 14 15 16 ĐA C C C B C C B D Hoạt động 4. Hoạt động tìm tòi và mở rộng (5’) Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức Phương pháp dạy học: dạy học nêu và giải quyết vấn đề Định hướng phát triển năng lực: Phẩm chất tự tin, tự lập, giao tiếp. Hướng dẫn về nhà: - Về nhà học bài và làm các bài tập trong phiếu học tập số 3. - Giờ sau chữa bài tập. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Câu 1: Tìm phát biểu sai về con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang. A. Vật có gia tốc bằng 0 khi lò xo có độ dài tự nhiên. B. Vật có gia tốc cực đại khi độ lớn vận tốc cực tiểu. C. Vật có độ lớn vận tốc nhỏ nhất khi lò xo không biến dạng. D. Vật đổi chiều chuyển động khi lò xo biến dạng lớn nhất. Câu 2: Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Muốn tần số tăng lên ba lần thì A. Tăng k ba lần, giảm m chín lần. B. Tăng k ba lần, giảm m ba lần. C. Giảm k b lần, tăng m ba lần. D. Giảm k ba lần, tăng m chín lần. Câu 3: Tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2, một vật nặng khi treo vào một lò xo làm lò xo dãn ra Δl = 2,4 cm. Chu kì dao động của con lắc lò xo này là A. 0,18 s B. 0,31 s C. 0,22 s D. 0,90 s Câu 4: Một con lắc lò xo dao động trên mặt phẳng nằm ngang có quả nặng khối lượng m = 100 g và độ cứng lò xo k = 100 N/m. Lấy gần đúng π2≈ 10. Kéo quả nặng ra cách vị trí cân bằng +5 cm rồi thả tay nhẹ. Phương trình dao động của con lắc là A. x = 5cos(πt) (cm). B. x = 10cos(10πt) (cm). C. x = 5cos(πt+π/2) (cm). D. x = 5cos(10πt) (cm). Câu 5: Một con lắc lò xo có quả nặng khối lượng m và lò xo độ cứng k thì chu kì dao động T = 0,5 s. Để có tần số dao động của con lắc f = 1 Hz thì phải thay quả nặng m bằng quả nặng có khối lượng m’ là A. 4m B. 16m C. 2m D. m/2 Câu 6: Vật m1 gắn với một lò xo dao động với chu kì T1 = 0,9 s. Vật m2 gắn với lò xo đó thì dao động với chu kì T2 = 1,2 s. Gắn đồng thời cả hai vật m1, m2 với lò xo nói trên thì hệ vật sẽ dao động với chu kì A. T12 = 1,5 s B. T12 = 1,2 s C. T12 = 0,3 s D. T12 = 5,14 s Câu 7: Một con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với chu kì π/5 (s). Trong quá trình dao động độ dài của con lắc biến thiên từ 20 cm đến 30 cm. Lấy g = 10 m/s2. A. 35 cm B. 15 cm C. 45 cm D. 40 cm Câu 8: Một vật khối lượng m = 288 g được treo vào một đầu lò xo thì con lắc dao động với tần số f1 = 6,5 Hz. Gắn thêm vào m một vật nhỏ khối lượng Δm bằng A. 12 g B. 32 g C. 50 g D. 60 g Câu 9: Tại cùng một vị trí địa lí, nếu độ dài con lắc đơn tăng 6,25 lần, thì số dao động điều hòa của nó A. tăng 2 lần. B. giảm 2,5 lần. C. giảm 1,5 lần. D. tăng 4 lần. Câu 10: Có hai con lắc đơn mà độ dài của chúng hơn kém nhau 24 cm. Trong cùng một khoảng thời gian, con lắc (l) thực hiện được số dao động gấp 2 lần so với con lắc (2). Độ dài của mỗi con lắc là A. 32 cm và 56 cm B. 16 cm và 40 cm C. 32 cm và 8 cm D. 16 cm và 32 cm Câu 11: Một con lắn đơn có độ dài bằng l. Trong khoảng thời gian Δt nó thực hiện 5 dao động. Nếu giảm bớt độ dài của nó 15 cm thì trong cùng khoảng thời gian Δt như trước, nó thực hiện được 20 dao động. Cho g = 9,8 m/s2 A. l = 16 cm; f ≈ 1,25 Hz. B. l = 17 cm; f ≈ 1,21 Hz. C. l = 18 cm; f ≈ 1,18 Hz. D. l = 20 cm; f ≈ 1,16 Hz. Câu 12: Chọn câu đúng. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động của con lắc đơn: A. Khi gia tốc trọng trường không đổi thì dao động nhỏ của con lắc đơn được xem là dao động tự do. B. Dao động của con lắc đơn là một dao dộng điều hoà. C. Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào đặc tính của hệ. D. A, B, C đều đúng. Câu 13: Người ta tiến hành thí nghiệm đo chu kì con lắc đơn có chiều dài 1 m tại một nơi trên Trái Đất. Khi cho con lắc thực hiện 10 dao động mất 20 s (lấy π = 3,14). Chu kì dao động của con lắc và gia tốc trọng trường của Trái Đất tại nơi làm thí nghiệm là A. 4 s; 9,86 m/s2. B. 2 s; 9,96 m/s2. C. 4s; 9,96 m/s2. D. 2 s; 9,86 m/s2. Câu 14: Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m, dao động điều hòa ở nơi có gia tốc trọng trường g = π2 = 10 m/s2. Lúc t = 0, con lắc đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương với vận tốc 0,5 m/s. Sau 2,5 s vận tốc của con lắc có độ lớn là A. 0 B. 0,125 m/s C. 0,5 m/s D. 0,25 m/s. Câu 15: Một con lắc đơn mỗi ngày chạy chậm 1,5 phút. Cần phải điều chỉnh chi...Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí - Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. GV chốt kiến thức: I. Dao động tắt dần 1. Thế nào là dao động tắt dần - Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. 2. Giải thích - Do lực cản của môi trường. 3. Ứng dụng (Sgk) II. Dao động duy trì 1. Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng gọi là dao động duy trì. 2. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động duy trì. III. Dao động cưỡng bức 1. Thế nào là dao động cưỡng bức - Dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là dao động cưỡng bức. 2. Ví dụ (Sgk) 3. Đặc điểm - Dao động cưỡng bức có A không đổi và có f = fcb. - A của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào Acb mà còn phụ thuộc vào chênh lệch giữa fcb và fo. Khi fcb càng gần fo thì A càng lớn. IV. Hiện tượng cộng hưởng 1. Định nghĩa - Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f0 của hệ dao động gọi là hiện tượng cộng hưởng. - Điều kiện fcb = f0 2. Giải thích (Sgk) 3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng - Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, khung xe - Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon Hoạt động 3: Luyện tập, vận dụng ( 7 phút) + Mục tiêu: HS vận dụng kiến thức trên để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ Mỗi học sinh hoàn thành phiếu học tập số 6 theo 3 mức độ: Củng cố lý thuyết, bài tập vận dụng lý thuyết vào đời sống thực tế, bài tập mở rộng, nâng cao 2 Thực hiện nhiệm vụ Hoạt động cá nhân: Từng HS hoàn thành phiếu học tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Nhận xét hoạt động của các nhóm, kết quả thu được từ các nhóm, hoàn chỉnh kiến thức, sửa những chỗ sai nếu có. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 6: Câu 1: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về dao động cơ học? A. Hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) xảy ra khi tần số của ngoại lực điều hoà bằng tần số dao động riêng của hệ. B. Biên độ dao động cưỡng bức của một hệ cơ học khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng (sự cộng hưởng) không phụ thuộc vào lực cản của môi trường. C. Tần số dao động cưỡng bức của một hệ cơ học bằng tần số của ngoại lực điều hoà tác dụng lên hệ ấy. D. Tần số dao động tự do của một hệ cơ học là tần số dao động riêng của hệ ấy. Câu 2: Khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng cơ thì vật tiếp tục dao động A. với tần số bằng tần số dao động riêng. B. mà không chịu ngoại lực tác dụng. C. với tần số lớn hơn tần số dao động riêng. D. với tần số nhỏ hơn tần số dao động riêng. Câu 3: Nhận định nào sau đây sai khi nói về dao động cơ học tắt dần? A. Dao động tắt dần có động năng giảm dần còn thế năng biến thiên điều hòa. B. Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. C. Lực ma sát càng lớn thì dao động tắt càng nhanh. D. Trong dao động tắt dần, cơ năng giảm dần theo thời gian. Câu 4: Khi nói về một hệ dao động cưỡng bức ở giai đoạn ổn định, phát biểu nào dưới đây là sai? A. Tần số của hệ dao động cưỡng bức bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức. B. Tần số của hệ dao động cưỡng bức luôn bằng tần số dao động riêng của hệ. C. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào tần số của ngoại lực cưỡng bức. D. Biên độ của hệ dao động cưỡng bức phụ thuộc biên độ của ngoại lực cưỡng bức. Câu 5: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về dao động tắt dần? A. Dao động tắt dần có biên độ giảm dần theo thời gian. B. Cơ năng của vật dao động tắt dần không đổi theo thời gian. C. Lực cản môi trường tác dụng lên vật luôn sinh công dương. D. Dao động tắt dần là dao động chỉ chịu tác dụng của nội lực. Câu 6: Khi nói về dao động cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Dao động của con lắc đồng hồ là dao động cưỡng bức. B. Biên độ của dao động cưỡng bức là biên độ của lực cưỡng bức. C. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức. D. Dao động cưỡng bức có tần số nhỏ hơn tần số của lực cưỡng bức. Câu 7: Một vật dao động tắt dần có các đại lượng giảm liên tục theo thời gian là A. biên độ và gia tốc B. li độ và tốc độ C. biên độ và năng lượng D. biên độ và tốc độ Câu 8: Vật dao động tắt dần có A. cơ năng luôn giảm dần theo thời gian. B. thế năng luôn giảm theo thời gian. C. li độ luôn giảm dần theo thời gian. D. pha dao động luôn giảm dần theo thời gian. Kết quả Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 B A A B A C C A Hoạt động 4: Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà + Mỗi HS về nhà hoàn thành phiếu học tập số 7 PHIẾU HỌC TẬP SỐ 7: Câu 1: Một vật dao động tắt dần có các...hợp: Hai dao động thành phần cùng pha. Hai dao động thành phần ngược pha. Hai dao động thành phần vuông pha 2 Thực hiện nhiệm vụ - Các học sinh trong từng nhóm nghiên cứu và thảo luận các vấn đề mà nhóm mình được phân công: - HĐ nhóm: GV cho HS HĐ nhóm để hoàn thành bảng trong phiếu học tập số 1 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - HĐ chung cả lớp: GV mời từng nhóm trình bày kết quả (từng nhóm phải nêu được tất cả các kiến thức lý thuyết và cách làm dạng bài tập của nhóm mình được phân công nghiên cứu) các nhóm khác góp ý, bổ sung hoặc đưa ra các thắc mắc của mình cho nhóm báo cáo. 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập + Thông qua quan sát: Trong quá trình HS HĐ nhóm, GV cần quan sát kĩ tất cả các nhóm, kịp thời phát hiện những khó khăn, vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo các nhóm và sự góp ý, bổ sung của các nhóm khác, GV biết được HS đã có được những kiến thức nào, những kiến thức nào cần phải điều chỉnh, bổ sung các HĐ tiếp theo. GV chốt kiến thức: II. Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Đặt vấn đề - Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số: x1 = A1cos(wt + j1) x2 = A2cos(wt + j2) - Li độ của dao động tổng hợp: x = x1 + x2 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen a. O x y y1 y2 x1 x2 j1 j2 j M1 M2 M A A1 A2 - Vectơ là một vectơ quay với tốc độ góc w quanh O. - Mặc khác: OM = OM1 + OM2 ® biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: x = Acos(wt + j) Nhận xét: (Sgk) b. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha - Nếu các dao động thành phần cùng pha Dj = j1 - j1 = 2np (n = 0, ± 1, ± 2, ) A = A1 + A2 - Nếu các dao động thành phần ngược pha Dj = j1 - j1 = (2n + 1)p (n = 0, ± 1, ± 2, ) A = |A1 - A2| Hoạt động 3: Luyện tập, vận dụng và mở rộng( 7 phút) + Mục tiêu: Yêu cầu HS vận dụng kiến thứ để làm các bài tập trắc nghiệm + Yêu cầu: STT HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG 1 Chuyển giao nhiệm vụ GV yêu cầu HS mỗi HS hoàn thành câu trả lời trong phiếu học tập số 3 2 Thực hiện nhiệm vụ GV cho HS hoạt động chung cả lớp và mời từng HS trên lớp phát biểu. Vì các hoạt động tạo tình huống/ nhu cầu học tập của nên GV không chốt kiến thức mà chỉ liệt kê những câu hỏi/ vấn đề chủ chốt mà HS đã nêu ra, các vấn đề này sẽ được giải quyết ở hoạt động hình thành kiến thức và HĐ luyện tập 3 Báo cáo kết quả và thảo luận HS hoàn thành các câu GV đưa ra và báo cáo 4 Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập GV nhận xét bài làm của học sinh, chốt lại đáp án và hướng giải bài tập sao cho hiệu quả. Bài nào HS không làm được GV hướng dẫn cả lớp làm PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Câu 1: Hai dao động điều hòa, cùng phương, cùng tần số, cùng pha, có biên độ lần lượt là A1, A2. Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động này là A. . B. . C. D. Câu 2: . Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, ngược pha nhau có biên độ lần lượt là A1 và A2. Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ là A. . B. C. D. . Câu 3: . Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ và pha ban đầu lần lượt là A1, j1 và A2, j2. Dao động tổng hợp của hai dao động này có pha ban đầu j được tính theo công thức A. . B. . C. . D. . Câu 4: Cho hai dao động điều hoà cùng phương có phương trình dao động lần lượt là x1 = 3√3sin(5πt + π/2)(cm) và x2 = 3√3sin(5πt - π/2)(cm). Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động trên bằng A. 0 cm. B. 3 cm. C. 63 cm. D. 3 3 cm. Câu 5: Chất điểm có khối lượng m1 = 50 gam dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động x1 = sin(5πt + π/6 ) (cm). Chất điểm có khối lượng m2 = 100 gam dao động điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động x2 = 5sin(πt – π/6 )(cm). Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của chất điểm m1 so với chất điểm m2 bằng A. 1/2. B. 2. C. 1. D. 1/5. Câu 6: Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và có các pha ban đầu là và . Pha ban đầu của dao động tổng hợp hai dao động trên bằng A. B. . C. . D. . Câu 7: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là (cm) và (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là A. 100 cm/s. B. 50 cm/s. C. 80 cm/s. D. 10 cm/s. Câu 8: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x1 = 3cos10t (cm) và x2 = (cm). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại bằng A. 7 m/s2. B. 1 m/s2. C. 0,7 m/s2. D. 5 m/s2. Kết quả Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 A A C A A D D A RÚT KINH NGHIỆM . Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết: 9 BÀI TẬP TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1. Về kiến thức: - Ôn tập, củng cố kiến thức về tổng hợp dao động 2.Về kỹ năng: - Tính được biên độ, pha ban đầu và viết được phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. - Mở rộng được ra để viết được phương trình dao động tổng hợp của nhều ... điều hoà quanh vị trí cân bằng của nó với phương trình dao động x2 = 5sin(πt – π/6 )(cm). Tỉ số cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của chất điểm m1 so với chất điểm m2 bằng A. 1/2. B. 2. C. 1. D. 1/5. Câu 10: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Hai dao động này có phương trình lần lượt là x1 = 3cos10t (cm) và x2 = (cm). Gia tốc của vật có độ lớn cực đại bằng A. 7 m/s2. B. 1 m/s2. C. 0,7 m/s2. D. 5 m/s2. Câu 11: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình li độ (cm). Biết dao động thứ nhất có phương trình li độ (cm). Dao động thứ hai có phương trình li độ là A. (cm). B. (cm). C. (cm). D. (cm). Câu 12: Dao động của một chất điểm có khối lượng 100 g là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là x1 = 5cos10t và x2 = 10cos10t (x1 và x2 tính bằng cm, t tính bằng s). Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Cơ năng của chất điểm bằng A. 0,1125 J. B. 225 J. C. 112,5 J. D. 0,225 J. Câu 13: Một vật khối lượng m = 100g thực hiện dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình dao động là ; . Giá trị của lực tổng hợp tác dụng lên vật cực đại là A. 50N B. 5N C. 0,5N D. 5N Câu 14: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình dao động tổng hợp x=5cos(pt+5p/12)(cm) với các dao động thành phần cùng phương, cùng tần số là x1=A1 cos(pt + j1) và x2=5cos(pt+p/6)(cm), Biên độ và pha ban đầu của dao động 1 là: A. 5cm; j1 = 2p/3 B.10cm; j1= p/2 C.5(cm) j1 = p/4 D. 5cm; j1= p/3 Câu 15: Một vật đồng thời tham gia 3 dao động cùng phương có phương trình dao động: x1= 2cos(2πt +) cm, x2 = 4cos (2πt +) cm ;x3= 8cos (2πt -) cm. Giá trị vận tốc cực đại của vật và pha ban đầu của dao động lần lượt là: A. 12πcm/s và rad . B. 12πcm/s và rad C. 16πcm/s và rad. D. 16πcm/s và rad. Câu 16: Một vật thực hiện đồng thời 2 dao động điều hòa x1 = 3cos(4πt + ) cm và x2 = 3cos(4πt + ) cm. Hãy xác định dao động tổng hợp của hai dao động trên? A. x = 3cos(4πt + ) cm B. x = 3cos(4πt + ) cm C. x = 3cos(4πt + ) cm D. x = 3cos(4πt + ) cm Câu 17: Hai dao động cùng phương lần lượt có phương trình x1 = (cm) và x2 = (cm). Dao động tổng hợp của hai dao động này có phương trình (cm). Thay đổi A1 cho đến khi biên độ A đạt giá trị cực tiểu thì A. B. C. D. Kết quả Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Đáp án D A D B C C C A A Câu 10 11 12 13 14 15 16 17 Đáp án A D A C A A B C PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Câu 1. Vật có khối lượng m = 0,2 kg thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số: x1 = cos(20t - p/3) cm; x2 = A2 cos(20t + p/3) cm. Động năng cực đại của vật là 0,036 J. Tìm A2? A. cm B. 2 cm C. cm D. 4 cm Câu 2. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà theo các phương trình: x1 = cos(10pt + p/2) cm và x2 = 6cos(10pt) cm. Cho khối lượng của vật là m = 100 g. Lực phục hồi tác dụng lên vật ở thời điểm t = 2 s là: A. 6 N B. 60 N C. 600 N D. 0,6 N Câu 3. Một vật thực hiện đồng thời ba dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc 10 rad/s. Dao động thứ nhất có biên độ A1 = cm, pha ban đầu j1 = 0. Dao động thứ hai có biên độ A2 = 6 cm, pha ban đầu j2 = p/2. Dao động thứ ba có biên độ A3 = 10 cm, pha ban đầu j3 = -p/2. Phương trình dao động tổng hợp là A. x = 8cos(10t + p/3) cm B. x = 4cos(10t + p/6) cm C. x = 8cos(10t - p/6) cm D. x = 4cos(10t - p/3) cm Câu 4. Cho ba dao động điều hoà cùng phương: x1 = 1,5sin(100pt) cm, x2 = sin(100pt + p/2) cm và x3 = sin(100pt + 5p/6) cm. Phương trình dao động tổng hợp của ba dao động trên là A. x = sin(100πt) cm B. x = sin(200πt) cm C. x = cos(100πt) cm D. x = cos(200πt) cm Câu 5. Một vật tham gia đồng thời hai dao động có phương trình: x1 = 4cos(2πt) cm và x2 = 4cos(2πt + π/2) cm. Gia tốc của vật ở thời điểm t = 1 s là A. a = -160 cm/s2 B. a = 160 cm/s2 C. a = -16 cm/s2D. a = 0,16 m/s2 Câu 6. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà theo các phương trình: x1 = sin(2pt) cm và x2 = cos(2pt + α) cm. Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị nhỏ nhất khi a bằng A. a = 0 B. a = -p/2 C. a = p/2 D. a = p Câu 7. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là x1 = 4sin(pt + α) và x2 = sin(πt) cm. Biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị lớn nhất khi A. α = 0 rad B. α = π rad C. α = π/2 rad D. α = -π/2 rad Kết quả Câu 1 2 3 4 5 6 7 Đáp án A A C C A C A * RÚT KINH NGHIỆM .. Trực Ninh, ngày...., tháng ....., năm ..... BGH kí duyệt Ngày soạn: Ngày giảng: Tiết: 10 Bài 6 THỰC HÀNH: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: 1. Về kiến thức: - Nhận biết có 2 phương pháp dùng để phát hiện ra một định luật vật lí. - Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào một thuyết hay một định luật đã biết để suy ra định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra sự đúng đắn của nó. - Phương pháp thực nghiệm: Dùng một hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng có liên quan nhằm tìm ra định
File đính kèm:
- giao_an_vat_li_12_hoc_ki_1_truong_thpt_doan_ket.docx