Giáo án 12 cơ bản - HKI

TIẾT 5 CON LẮC ĐƠN
I- MỤC TIÊU
• Nêu được cấu tạo của con lắc đơn -Nêu điều kiện để con lắc đơn đao động điều hòa .
• Viết công thức chu kỳ ; công thức tính thế năng cơ năng của con lắc đơn .
• Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.
• Nêu được định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng con lắc khi dao động .
• Nêu được ứng dụng xác định gia tốc rơi tự do , giải bài tập .
II- CHUẨN BỊ
1) Giáo viên : con lắc đơn 2) Học sinh :Ôn kiến thức phân tích lực .
III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1) Kiểm tra bài cũ :
2) Bài mới :
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN
GV: Cho HS xem một con
lắc đơn
-Nêu định nghĩa con lắc đơn
?
-Đặt vấn đề: khảo sát con
lắc đơn về mặt động lực học
như con lắc lò xo ?
-Hướng dẫn HS phân tích
lực tác dụng lên con lắc?
-Chú ý phân tích trọng lực P
thành 2 thành phần
P
n
và P
t

-Thành phần P
t
theo phương
tiếp tuyến với quỹ đạo là
lực kéo về vị trí cân bằng
(nói chung dao động chưa
phải là dao động điều hòa )
Chỉ khi
α
nhỏ sin
s
α α
≈ =
l
con lắc đơn mới
dao động điều hòa.
-Nêu phương trình dao động
điều hòa con lắc đơn ?
-Công thức chu kỳ ? nhận
xét ?
-Đặt vấn đề : khảo sát năng
lượng dao động con lắc
đơn ? Có bảo toàn hay
không ?
-Tính độ cao h ?
-Ứng dụng ?
h =
cos (1 cos )
α α
− = −l l l
I-THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN
1) Định nghĩa :Gồm vật nhỏ ,khối lượng m treo
vào đầu một sợi dây không dãn ,khối lượng không
đáng kể , dài
l
.
2) Vị trí cân bằng 0 là vị trí dây treo có phương
thẳng đứng .
II- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC
ĐƠN VỀ MẮT ĐỘNG LỰC HỌC
1) Chọn chiều + từ trái sang phải ,gốc tọa độ O tại
vị trí cân bằng .
Li độ góc
·
OCM
α
=
; li độ cong s =
¼
OM
α
= l
2) Xét m ở góc lệch
α
bất kỳ :
Định luật 2 :
T P ma+ =
ur ur r

n t
T P P ma⇒ + + =
ur uur ur r
Chiếu xuống trục 0x : -
sin
t
P mg
α
= −
= ma
Với
α
nhỏ sin
s
α α
≈ =
l

⇒
-mg
//
s
mg ms
α
= − =
l

⇒

// 2
s s
ω
= −
Với
g
ω
=
l
Con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình :
0
cos( )s s t
ω ϕ
= +

0 0
s
α
= l
là biên độ dđ.
Với chu kỳ T =
2
g
π
l
III-KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC
ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG
1-Động năng : W
đ
=
2
1
2
mv
2-Thế năng ( Chọn gốc thế năng là VTCB ) ở góc
lệch
α
bất kỳ : W
t
=
(1 cos )mg
α
−l
3-Thế năng biến đổi thành động năng và ngược lại
trong quá trình dao động .Nhưng cơ năng bảo toàn :
W =
2
1
(1 cos )
2
mv mg hs
α
+ − =l
IV-ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI
TỰ DO

2
2
4
g
T
π
=
làm TN nhiều lần mỗi lần rút ngắn
chiều dài .




α

O

M




+
T
ur
t
P
ur
P
ur
c
n
P
uur
0
h
m
α
H
C
l
IV-CỦNG CỐ :
1-Chu kỳ con lắc đơn thay đổi như thế nào ? khi tăng chiều dài 2 lần và giảm gia tốc 2 lần ( chu kỳ tăng 2 lần )
2-Ơ vị trí nào động năng cực đại ? Thế năng cực đại ?
3-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 qua vị trí biên ,cơ năng của con lắc bằng thế năng .
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 vật cân bằng với lực căng dây .
D.Với dao động nhỏ thì dao động của con lắc là dao động điều hòa .( Chọn C )
V-DẶN DÒ : BÀI TẬP
TIẾT 6 BÀI TẬP
I-MỤC TIÊU
Vận dụng được công thức:
+ Tính chu kỳ ,thế năng , động năng và cơ năng của con lắc lò xo và con lắc đơn .
+ Lực đàn hồi , lực kéo về , định luật bảo toàn cơ năng để giải bài tập của con lắc lò xo và con lắc đơn.
II- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1) Kiểm tra bài củ : Viết công thức tính chu kỳ , thế năng , động năng , cơ năng , của con lắc lò xo và
con lắc đơn ? Thế năng và động năng biến thiên như thế nào ? có tần số bằng bao nhiêu ?( f
/
= 2f )
2) Bài mới :
Bài 1 :
Cho con lắc lò xo có K = 80 N/m thực hiện 100 dao
động mất thời gian t = 31,4 (s)
a) Tính khối lượng m ?
b) Nếu cho khối lượng tăng 2 lần thì tần số thay đổi như
thế nào ?
HD :
a)
0,314( )
t
T s
N
= =

⇒
m = 0,2 kg
b)
/
/
/
1 1
2
2 2
f m f
f
f m
= = = ⇒ =
Bài 2 :
Cho con lắc đơn dao động tại nơi có g =
2 2
( / )m s
π
Thực hiện 20 dao động mất thời gian 40 (s)
a) Tính chiều dài
l
của con lắc ?
b) Chiều dài phải thay đổi như thế nào để
/
3T T=
?
c) Con lắc dao động điều hòa trên cung tròn dài 6cm
.Tính thời gian để con lắc đi từ vị trí cân bằng đến vị trí
có li độ bằng 1,5 cm ?
HD :
a)
2( )
t
T s
N
= =

⇒

l
= 1 m
b)
/ /
3
T
T
= =
l
l

⇒
/
9=l l
c) A = 3 cm s = 1,5 cm Thời gian t =
12
T
=
1
6
( s)
Phương trình lấy gốc thời t = 0 lúc vật đi qua VTCB
theo chiều dương :
cos( )
2
x A t
π
ω
= −
cos( )
2 2
A
x A t
π
ω
= = − ⇒
t =
12
T
Bài 3 :
Một con lắc lò xo có m = 0,4 kg ; độ cứng K = 40N/m
Kéo m lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5 cm rồi
buông nhẹ cho nó dao động .
a) Viết x ? chọn t = 0 lúc buông nhẹ vật ở trên .
b) Tính động năng khi vật có li độ x = 4 cm ?
c) Định vi trí của vật mà tại đó động năng = 3 thếnăng?
HD:
a)
5cos(10 )( )x t cm=
b) W
đ
=
2 2
1
( )
2
k A x−
= 0,018 J
c)
2,5( )
2
A
x cm= ± = ±
Bài 4:
Một vật có khối lượng m = 1 kg dao động điều hòa theo
phương ngang cới chu kỳ T = 2s .Vật qua vị trí cân
bằng với vận tốc V
0
= 31,4 cm/s = 10
π
m/s .Chọn t = 0
là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương .Tại thời
điểm t = 0,5 s thì lực hồi phục tác dụng lên vật là bao
nhiêu ?
HD :
max
v
A
ω
=
= 10cm ;
10cos( )( )
2
x t cm
π
π
= −
Tại t = 0,5s thì x = 10cos0 = 10cm = 0,1m
Lực hồi phục F = k
x
=
2
1m x N
ω
≈
DẶN DÒ : Xem “dao động tắt dần và dao động cưỡng
bức”
TIẾT 7 DAO ĐỘNG TẮT DẦN –DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC
I- MỤC TIÊU
• Nêu được những đặc điểm của dao động tắt dần , dao động duy trì , dao động cưỡng bức , sự cộng hưởng .
• Nêu điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng .Nêu ví dụ về tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng .
• Giải thích nguyên nhân dao động tắt dần –Vẽ và giải thích được đường cong cộng hưởng .
• Vận dụng hiện tượng cộng hưởng để giải thích hiện tượng vật lý và giải bài tập .
II- CHUẨN BỊ
1-Giáo viên :Chuẩn bị thêm một số ví dụ về cộng hưỏng có hại và có hại .
2-Học sinh : Ôn tập về cơ năng con lắc : W =
2 2
1
2
m A
ω
III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1-Kiểm tra bài cũ :
2-Bài mới :
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN
GV : cho HS quan sát TN
con lắc lò xo trong các môi
trường khác nhau
Rút ra nhận xét ?
-Giải thích nguyên nhân?
-Lực cản có chiều như thế
nào so với chiều chuyển
động ?
-Bằng nào duy trì dao động
con lắc không tắt dần ?
-Phải bù phần năng lượng
tiêu hao do ma sát .
-GV :
Giới thiệu dao động của
con lắc đống hồ .
-Diễn giảng phần dao động
cưỡng bức .
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 ( F
ms
) làm tiêu hao cơ
năng của con lắc ,chuyển hóa thành nhiệt năng .
⇒
A giảm dần và dừng lại
3) Ứng dụng :
Các thiết bị đóng cửa tự động –giảm xóc ôtô.
II- DAO ĐỘNG DUY TRÌ
1) Là dao động được duy trì bằng cách giữ cho
biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kỳ
riêng
*Con lắc dao động điều hòa ( f
ms
= 0 ) với tần số
riêng ( f
0
)Vì nó chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của
hệ.
2) Dao động con lắc đồng hồ là dao đông duy trì .(
Nhờ dây cót –Pin cung cấp năng lượng bù phần
năng lượng tiêu hao do ma sát)
III- DAO ĐỘNG CUỠNG BỨC
1) Thế nào là dao động cưỡng bức ?
Là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng
bức tuần hòan .
2) Đặc điểm :
a) Có biên độ không đổi và có tần số f bằng tần
số của lực cưỡng bức .
b) Biên độ dđcb không chỉ phụ thuộc vào biên độ
của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào độ chêch
lệch giữa f của lực cưỡng bức và f
0
hệ .Khi f lực
cưỡng bức càng gần f
0
thì biên độ dđcb càng lớn.
IV- HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG
1-Định nghĩa :
Hiện tượng biên độ dđcb tăng đến giá trị cực đại
khi tần số f của lực cưỡng bức bằng tần số riêng
f
0
của hệ.
+ĐKCH : f = f
0

2) Giải thích :
Khi f = f
0

⇒
hệ được cung cấp năng lượng nhịp
nhàng đúng lúc
⇒
biên độ hệ tăng lên
đạt cực đại khi tốc độ tiêu hao năng lượng bằng
tốc độ cung cấp năng lượng .
3) Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng
-Xậy dựng nhà , cầu ,khung xe . . . không để cho
hệ chịu tác dụng các lực cưỡng bức mạnh có f = f
0
dẫn đến hư, gãy ,công trình .
-Hộp đàn ghita viôlon . . có hộp công hưởng
x
t
O
h.a
x
t
O
h.b
x
t
O
h.d
x
t
O
h.c
f
0
A
A
max
fO
a
t
b
IV-CỦNG CỐ :
1-Biên độ dao động cưỡng bức không phụ thuộc :
A.pha ban đầu của ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật .
B. biên độ ngoại lực tuần hòan tác dụng lên vật .
C.tần số ngoại lực tuần hoàn tác dụng lên vật .
D. hệ số lực cản ( của ma sát nhớt )tác dụng lên vật .
( Chọn A )
2- Một xe ô tô chạy trên đường cứ cách 8 m lại có một cái mô nhỏ .Chu kỳ dao động tự do của khung xe trên các lò xo là
1,5 s .Xe chạy với vận tốc nào thì bị rung mạnh nhất?
( ĐS : 19,2 km/h)
V-DẶN DÒ : Xem bài “Tổng họp dao động điều hòa”
Bài 1: a. Người đi bộ bước đều xách xô nước. Chu kì dao động của nước trong xô là T
0
= 0,9s, mỗi bước đi dài l = 60cm.
Nước trong xô sánh mạnh nhất khi người đi với vận tốc là bao nhiêu.
b.Con lắc đơn treo vào trần tàu lửa chạy thẳng đều. Chu kì dao động của con lắc đơn T
0
=1s. Tàu bị kích động khi
qua chổ nối hai thanh ray. Khi tàu chạy với vận tốc 45km/h, thì con lắc dao động với biên độ lớn nhất. Tính chiều dài mỗi
thanh ray.
Bài 2: Con lắc lò xo treo trên toa xe lửa đang chạy thẳng đều với vận tốc v = 4m/s, con lắc bị kích động khi qua chổ nối
hai thanh ray. Cho mỗi đoạn ray dài 4m, khối lượng vật m = 100g.
Tìm độ cứng k của lò xo để con lắc dao động với biên độ lớn nhất.
TIẾT 8 TỖNG HỌP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG ,CÙNG TẦN SỐ
PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN
I- MỤC TIÊU
• Biểu diễn được phương trình của dao động điều hòa bằng một véctơ quay.
• Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp.
II- CHUẨN BỊ
1) Giáo viên : Các hình vẽ 5-1;5-2 SGK
2) Học sinh : Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một véctơ xuống hai trục tọa độ .
II- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1) Kiểm tra bài cũ :
2) Bài mới :
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN
GV :
Nêu các bài toán thực tế
cần phải tổng hợp 2 hay
nhiều dao động điều hòa
cùng phương , cùng tần số
.
GV giảng:
•Khi các véc tơ
1 2
OM ,OM
uuuur uuuur
quay với
cùng vận tốc góc ω ngược
chiều kim đồng đồ, thì do
góc hợp bởi giữa
1 2
OM ,OM
uuuur uuuur
∆ϕ=ϕ
2
–ϕ
1
không đổi nên hình bình
hành OM
1
MM
2
cũng quay
theo với vận tốc góc ω và
không biến dạng khi
quay. Véc tơ tổng
OM
uuuur

là đường chéo hình bình
hành cũng quay đều
quanh O với vận tốc góc
ω.
•Mặt khác :
1 2
OP = OP + OP

hay x = x
1
+x
2
nên véc tơ
tổng
OM
uuuur
biểu diễn cho
dao động tổng hợp, và



I-VÉCTƠ QUAY

cos( )x A t
ω ϕ
= +
được biểu diễn bằng một véctơ
quay
OM
uuuur
vẽ tại thời điểm ban đầu ,có những đặc điểm
sau :
- Có độ dài OM = A
-Có gốc tại tọa độ 0x
-Tại t = 0
·
( ; )OM Ox
ϕ
=
uuuur
( chọn chiều + là chiều + của
đường tròn lượng giác )
II- PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỔ FRE-NEN
1) Đặt vấn đề :
Tìm dao động tổng hợp 2 dao động điều cùng phương ,
cùng tần số sau :

1 1 1
cos( )x A t
ω ϕ
= +
và
2 2 2
cos( )x A t
ω ϕ
= +
Dao động tổng hợp :
1 2
x x x= +
2) Phương pháp giản đồ Fre-nen:
x
1
→
1
OM
uuuur
Gốc : tại O
Độ lớn : OM
1
= A
1


·
( )
1
1
t 0
OM ,
=
= ϕ
uuuur
Ox

x
2
→
2
OM
uuuur
Gốc : tại O
Độ lớn : OM
2
= A
2


·
( )
2
2
t 0
OM ,
=
= ϕ
uuuur
Ox

P
P
1
P
2
x
ϕ
∆ϕ
M
1
M
2
M
O
y
0
x
M
ϕ
+
phương trình dao động
tổng hợp có dạng:
x=Acos(ωt+ϕ).
Xét các trường hợp A phụ
thuộc độ lệch pha như thế
nào ?
-Công thức tính góc lệch
pha
ϕ
?
HS : Dựa vào định lý cosin
Áp dụng cho tam giác OMM
1

để tính A ?
HS : Xét tam giác OMP
Để tính tan
ϕ
?
HS : Làm ví dụ SGK ?
• Vẽ
1
OM
uuuur
,
2
OM
uuuur
và véc tơ tổng:

OM
uuuur
=
1
OM
uuuur
+
2
OM
uuuur
Vì
1 2
X X XO O O
Ch OM Ch OM Ch OM= +
uuuur uuuur uuuur
nên
1 2
OP OP OP= +
Hay : x = x
1
+ x
2
.
Vậy: véc tơ
OM
uuuur
biểu diễn cho dao động tổng hợp và
có dạng: x = Acos(ωt + ϕ).
3) Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
a. Biên độ: Tam giác OMM
1
cho :
·
2 2 2
1
1 1 1
OM OM M M 2OM M Mc M)
1
os(OM= + −
A
2
= A
2
2
+ A
1
2
+2A
1
A
2
cos(ϕ
2
– ϕ
1
)
Các trường hợp đặc biệt:
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= 2kπ → A = A
max
= A
1
+A
2
.
• Nếu: ϕ
2
– ϕ
1
= (2k+1)π → A = A
min
=
1 2
A - A

• Nếu ϕ
2
– ϕ
1
= π/2+kπ →A =
2 2
1 2
A + A
b. Pha ban đầu:
• Ta có tgϕ =
y
x
=
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ + ϕ
• Vậy:
1 1 2 2
1 1 2 2
A sin A sin
tg
A cos A cos
ϕ + ϕ
ϕ =
ϕ + ϕ
4-Ví dụ :
Cho 2 dao động điều hòa :
1
3cos(5 )( )x t cm
π
=
và
2
4cos(5 )( )
3
x t cm
π
π
= +
Tìm phương trình dao động tổng hợp x ?
Giải
2 2 0
3 4 2.3.4.cos60 6,08 6,1A cm= + + = ≈
0
0
0 4sin 60
tan 0,6928 0,19
3 4cos60
ϕ ϕ π
+
= = ⇒ =
+
Vậy : x = 6,1cos( 5
0,19 )( )t cm
π π
+
IV-CỦNG CỐ :
1-Nêu ảnh hưởng của độ lệch pha (
2 1
ϕ ϕ
−
) đến biên độ của dao động tổng hợp trong các trường hợp:
a) 2 dao động cùng pha
b) 2 dao động ngược pha
c) 2 dao động có pha vuông góc
(
2 1
ϕ ϕ
−
=
2 )
2
k
π
π
± +
2) Hai dao động điều hòa cùng phương , cùng tần số
Có biên độ lần lượt là 8 cm và 12 cm .Biên độ dao động tổng hợp chỉ có thể là :
A. A= 2 cm B. A = 3 cm
C. A = 5 cm D. A= 21 cm
Chọn ( C )
V-DĂN DÒ : BÀI TẬP
TIẾT 9 BÀI TẬP
I- MỤC TIÊU
-Học sinh vận dụng được phương pháp giản đồ Fre-nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của
hai dao động điều hòa cùng phương ,cuàng tần số .
II- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
1) Kiểm tra bài cũ :
-Nêu cách biểu diễn một dao động điều hòa bằng vétơ quay ?
-Viết công thức tính biên độ dao động tổng hợp ? Nêu ảnh hưởng của độ lệch pha đến biên độ dđth ?
2) Bài mới :
Bài 5-1 SBT Cho 2 dao động điều hòa :
1
4cos(4 )
2
x t
π
π
= +
cm x
2
=
3cos(4 )t
π π
+
cm
Tìm phương trình dao động tổng hợp x = x
1
+ x
2
?
HD : x =
5cos(4 0,2 )
2
t
π
π π
+ +
(cm )
Với
3
tan 0,75
4
α
= =

0
37
α
⇒ ≈
Bài 5-5 SBT Cho 2 dao động điều hòa :
Cho :
1
5
6sin
2
x t
π
=
( cm ) ;
2
5
6cos
2
x t
π
=
(cm)
Tìm x = x
1
+ x
2
?
HD:
1
5 5
6sin 6cos( )
2 2 2
x t t
π π π
= = −
(cm)
A= 6
2
(cm) ;
5
6 2 cos( )
2 4
x t
π π
= −
(cm)
Bài 5-2 SBT : Cho 2 dao động điều hòa :
1
5cos(2 )
4
x t
π
π
= +
cm ;
2
3
5cos(2 )
4
x t
π
π
= +
cm
Tìm dao động tổng hợp x = x
1
+x
2
?
HD:
5 2 cos(2 )
2
x t
π
π
= +
( cm)
Bài 5-3 SBT : Cho 2 dao động điều hòa :
1
3cos(2,5 )
6
x t
π
π
= +
cm;
2
3cos(2,5 )
3
x t
π
π
= +
Tìm dao động tổng hợp : x = x
1
+x
2
?
HD : A= 2A
1
cos15
0
=5,8 cm

6 12 4
π π π
ϕ
= + =
5,8cos(2,5 )
4
x t
π
π
= +
( cm )
DẶN DÒ : TIẾT 10-11 THỰC HÀNH
x
0
A
ur
1
A
uur
2
A
uur
α
x
0
A
ur
1
A
uur
2
A
uur
ϕ
A
ur
x
0
1
A
uur
2
A
uur
α
x
0
1
A
uur
2
A
uur
α
A
ur
TIẾT 10-11 THỰC HÀNH : KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM
CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN
I- MỤC ĐÍCH
Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ , khối lượng , chiều dài con lắc đối với chu kỳ
T .Từ đó tìm ra công thức tính chu kỳ T =
2
g
π
l
và ứng dụng tính gia tốc trọng trường tai nơi làm thí
nghiệm .
II- DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Ba quả nặng có móc treo 50 g ; một sợi dây mảnh 1 m ;một giá làm TN ;một đồng hồ bấm giây (sai số
±
0,2s) hoặc đồng hồ đo thời gian có cổng quang điện ; một thước 500m ; một tờ giấy kẻ ô milimét (hoặc giấy kẻ ô
vuông )
III- TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1) Chu kỳ T con lắc đơn phụ thưộc và biên độ như như thế nào ?
-Chọn m = 50 g ,dây treo
l
= 50 cm ; kéo m lệch khỏi VTCB một khoảng A = 3cm rồi thả ra cho nó dao động .
-Đo thời gian t com lắc thực hiện 10 dao động toàn phần .Ghi vào bảng kết quả 1
-Thực hiện tương tự với các biên độ A = 6 , 9 , 18 cm ) ghi kết quả vào bảng 1
Bảng kết quả 1:
A ( cm)
sin
A
α
=
l
Góc lệch
0
α
Thời gian t (s) Chu kỳ T ( s)
A
1
= 3 cm
A
2
= 6 cm
A
3
= 9 cm
A
4
= 18 cm
Rút ra định luật về chu kỳ T của con lắc đơn với biên độ nhỏ :. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2) Chu kỳ T phụ thuộc khối lượng m như thế nào ?
-Mắc thêm các quả cân ( m = 50 g , 100g , 150 g )vào con lắc đơn .Cho chiều dài
l
= 50 cm .Mỗi trường hợp ghi
bảng kết quả 2.
Bảng kết quả 2 (
l
= 50 cm ; A = 3 cm )
m ( gam) Thời gian 10 dao động t ( s) Chu kỳ T ( s )
50g T
1
100g T
2
150g T
3
- So sánh T
1
với T
2
và T
3
rút ra định luật về khối lượng của con lắc đơn
- Phát biểu địng luật về khối lượng của con lắc đơn doa động với biên độ nhỏ (
0
10
α
<
):
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3) Chu kỳ T phụ thưộc vào chiều dài như thế nào ?
- Cho m = 50 g ,chiều dài
1
l
= 40 cm đo thời gian t thực hiện 10 dao động toàn phần .
-Làm TN tưong tự với
2
l
= 50 cm ;
3
l
= 60 cm
-Tính T
1
2
; T
2
2
; T
3
2
và các tỉ số :
2
2 2
3
1 2
1 2 3
; ;
T
T T
l l l
Ghi vào bảng kết quả 3
Bảng kết quả 3:
Chiều dài
l
( cm )
Thời gian t = 10T Chu kỳ T (s) T
2
( s
2
)
2
T
l
( s
2
/cm )
1
l
= 40 cm
t
1
= T
1
= T
1
2

=
2
l
= 50 cm
t
2
= T
2
= T
2
2

=
3
l
= 60 cm
t
3
= T
3
= T
3
2
=
-Vẽ đồ thị của T theo chiều dài
l
.Rút ra nhận xét ?
-Vẽ đồ thị của T
2
theo chiều dài
l
.Rút ra nhận xét ?
-Phát biểu định luật về chiều dài của con lắc đơn :
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4-KẾT LUẬN
a) Từ các kết quả nhận được ỏ trên suy ra : Chu kỳ dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ ,tại cùng một nơi
,không phụ thuộc vào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mà tỉ lệ với . . . . . . . . . . . . . . của con lắc theo
công thức :
.T a= l
, trong đó kết quả TN cho ta giá trị a = . . . . . . . . . . . .
b) Theo công thức lý thuyết T =
2
g
π
l
(*) trong đó
2
2
g
π
≈
với g = 9,8 m/s
2

So sánh kết quả đo a cho thấy công thức ( * ) đã được ( không được ) nghiệm đúng .
c) Tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm TN : Theo giá trị a thu được từ TN .
Hay từ công thức :
2
2
4
g
T
π
=
l
Bảng kết quả 4 :
Chiều dài
l
(cm ) T ( s) g ( m/s
2

)
1
l
= 40 cm
2
l
= 50 cm
3
l
= 60 cm
BÁO CÁO THỰC HÀNH
KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN
HỌ VÀ TÊN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Lớp . . . . . . . . . . . Tổ . . . . . . . . . .
Ngày làm thí nghiệm : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I- MỤC ĐÍCH THỰC HÀNH
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II- CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1-Con lắc đơn có cấu tạo như thế nào ? chiều dài
l
của con lắc được đo như thế nào ?
2- Cần làm thế nào để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kỳ dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ
nhỏ vào biên độ dao động ?
3- Cần làm thế nào để phát hiện ra sự phụ thuộc của chu kỳ dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ
nhỏ vào chiều dài con lắc đơn ?
III- KẾT QUẢ
1-Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kỳ T con lắc đơn .
-Chu kỳ T
1
=
1
10
t
= T
2
=
2
10
t
= T
3
=
3
10
t
=
-Phát biểu định luật về chu kỳ của con lắc đơn dao động vời biên độ nhỏ :
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng m con lắc đối với chu kỳ T
-Con lắc m
1
= 50 g có chu kỳ T
1
=
-Con lắc m
2
= 100 g có chu kỳ T
2
=
-Con lắc m
3
= 150 g có chu kỳ T
3
=
-Phát biểu định luật về khối lượng của con lắc đơn :
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3-Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn đối với chu kỳ T
-Vẽ đồ thị của T phụ thuộc
l
và đồ thị của T
2
phụ thưộc vào
l
:
NHẬN XÉT :
a) Đường biểu diễn T = f (
l
) có dạng . . . . . . . . . . cho thấy rằng : Chu kỳ dao động T . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
với độ dài con lắc đơn.
Đường biểu diễn T
2
= f (
l
) có dạng . . . . . . . . . . . . cho thấy rằng : bình phương chu kỳ dao động T
2
. . . . . . . .
. . . . . . . . . với độ dài con lắc đơn .T
2
= k
l
, suy ra T = a.
l
Phát biểu định luật về chiều dài của con lắc đơn .
“Chu kỳ dao động của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ , tại cùng một nơi ,không phụ thuộc vào . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mà tỉ lệ với . . . . . . . . . . . . của con lắc , theo công thức :
T = a.
l
với a =
k
, trong đó a là hệ số góc của đường biểu diễn T
2
= f (
l
).
b) Công thức lý thuyết về chu kỳ dao động của con lắc đơn : T =
2
g
π
l
đã được nghiệm đúng ,
với tỉ số :
2
a
g
π
= =
. . . . . . . . Từ đó tính gia tốc trọng trường tại nơi làm thí nghiệm :
2
4
g
a
π
= =
. . . . . . . . . . . . . . . . (m/s
2
)
4- Xác định công thức về chu kỳ dao động của con lắc đơn
Từ các kết quả thực nghiệm suy ra : Chu kỳ dao động của con lắc đơn dfao động với biên độ nhỏ không
phụ thưộc vào . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mà tỉ lệ . . . . . . . . . . . . . . của chiều dài con của lắc đơn
và tỉ lệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . của gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm , hệ số tỉ lệ bằng .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . T = . . . . . . . . . . .
CHƯƠNG II SÓNG CƠ HỌC VÀ SÓNG ÂM
0
T(s)
( )ml
0
T
2
(s
2
)
( )ml
TIẾT 12-13 SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
I-MỤC TIÊU
• Phát biểu được định nghĩa sóng cơ –Sóng dọc-sóng ngang
• Phát biểu được định nghĩa các khái niệm :-Tốc độ truyền sóng -chu kỳ -tần số -bước sóng –pha
• Viết được phương trình sóng
• Nêu được các đại lượng đặc trưng của sóng là biên độ ,chu kỳ ,tần số, bước sóng ,năng lượng sóng .
• Giải các bài tập đơn giản về sóng .
II- CHUẨN BỊ
1) Giáo viên : Các TN mô phỏng trong bài 7 SGK ( H 7.1 ; H7.2 , H7.3 )
2) Học sinh : Ôn lại các bài về dao động điều hòa
III- TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
Bài mới :( TIẾT 12 )
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG CƠ BẢN
Đặt vấn đề : Sóng
hình thành như thế nào
?
Có những đặc điểm gì?
GV : giới thiệu TN
trong SGK ( Hình 7-1)
Trả lời C1?
( Thấy các gơn sóng
tròn , đồng tâm 0 lan
rộng dần .Nút chai bị
đẩy ra xa 0 )
-Nêu định nghĩa sóng
ngang –sóng dọc.
-Sóng dọc truyền được
trong các môi trường
nào ?
-Có truyền được trong
chân không hay
không?
-GV : Mô tả TN dùng
một sợi dây mềm
(Hình 7-3)
Định nghĩa (2): Bước
sóng là khoảng cách
ngắn nhất giữa 2 điểm
dao động cùng pha
trên phương truyền
sóng .
Trả lời C2 :
Nếu sóng truyền từ
trái sang phải thì M
đang đi lên .Mũi tên
chỉ chiều chuyển động
của M phải hướng lên
trên.
TIẾT 13
I-SÓNG CƠ
1) Thí nghiệm :
-Cho mũi nhọn S vừa chạm mặt nước
-Gõ nhẹ cho cần rung dao động sau thời
gian ngắn nút chai tại M cũng dao động.
-Dao động tại O đã truyền đến M
2) Định nghĩa :
Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong
một môi trường
3) Sóng ngang :
Các phần tử của môi trường dao dộng theo
phương vuông góc với phương truyền sóng.
• Trừ sóng nước –sóng ngang chỉ
truyền được trong chất rắn .
4) Sóng dọc :
Các phần tử của môi trường dao dộng theo
phương trùng với phương truyền sóng
• Sóng dọc truyền được trong chất khí
Chất lỏng , chất rắn.
• Sóng cơ không truyền được trong
chân không .
II- CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG
HÌNH SIN
1) Sự truyền của một sóng hình sin:
-Sau thời gian T dao động của điểm P đã
truyền đến điểm P
1
ở cách P một đoạn :
PP
1
=
vT
λ
=

và P
1
bắt đầu dao động giống như ở P
2) Các đặc trưng của sóng hình sin :
a) Biên độ( A ): của sóng là biên độ dao
động của một phần tử của môi trường có
sóng truyền qua .
b) Chu kỳ ( T ) : của sóng là chu kỳ dao
động của một phần tử của môi trường có
sóng truyền qua .
Tần số của sóng :
1
f
T
=
c) Tốc độ truyền sóng (
v
) : là tốc độ lan
truyền dao động trong môi trường .
d) Bước sóng (
λ
) : là quãng đường sóng
truyền đi được trong một chu kỳ
Công thức :
v
vT
f
λ
= =

M
O
a
a)lúc đầu
b)lúc sau
b
c
d
e
f
P
P
P
P
P
P
1
P
λ
t = 0
t =
4
T
t =
2
T
t =
3
4
T
t =
T
t =
5
4
T
V
ur
M
g
M
v
uur

Xem chi tiết: Giáo án 12 cơ bản - HKI