Giáo án Vật lý 12 - Tiết 1 - Bài 1: Dao động điều hòa

Chương I : DAO ĐỘNG CƠ
 Ngày, tháng soạn: 
 Ngày, tháng giảng:
Tiết 1 - §1 
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. MỤC TIÊU TIẾT HỌC
1. Kiến thức:
- Nêu được định nghĩa của dao động cơ, dao động tuần hoàn và dao động điều hòa 
- Viết được biểu thức của dao động điều hòa.
- Nêu được mối quan hệ giữa dao động điều hòa và dao động tròn đều
- Nắm được những đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa: Chu kì, tần số, tần số góc, vận tốc , gia tốc và đồ thị .
2. Kỹ năng:
 Vận dụng các kiến thức cơ vào việc giải các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập.
3. Tình cảm, thái độ:
 Giáo dục lòng yêu thích môn khoa học vật lí ở học sinh
II. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Con lắc lo xo nằm ngang. 
2. Học sinh
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG CHO HỌC SINH
1. Ổn định trật tự lớp:
+ Ổn định lớp:
+ Kiểm tra sĩ số:
10A1..
10A1..
10A1..
10A1..
10A1
2. Kiểm tra bài cũ: ( không)
Câu hỏi:
3. Bài mới:
Hoạt động 1:( 7 Phút)
Tìm hiểu khái niệm dao động. 
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
- Học sinh tiếp thu và ghi nhớ
- Suy nghĩ hoặc nghiên cứu sách để trả lời câu hỏi của giáo viên
- Cá nhân học sinh đọc sách và trả lời câu hỏi của giáo viên
- Học sinh nhận thức vấn đề nghiên cứu
GV: Lấy một số ví dụ về dao động trong thực tế: Dao động của dây đàn, sóng nước, pít tông lên xuống, mặt trống, màng loa ..
? Qua các ví dụ đó hãy cho biết thế nào là dao động?
? Lấy các ví dụ về dao động?
? Thế nào là dao động tuần hoàn? Lấy ví dụ minh họa?
GV: Trong các loại dao động có một loại dao động đặc biệt mà ta sẽ xét trong bài hôm nay đó là dao động điều hòa
Hoạt động 2:( 20 Phút)
Tìm hiểu định nghĩa và phương trình của dao động điều hòa
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
- Học sinh tiếp thu và ghi nhớ
- Học sinh đọc sách và trả lời câu hỏi của giáo viên
- Ta thấy điểm P dao dộng trên trục ox xung quanh gốc tọa độ O
- Học sinh tiếp thu và ghi nhớ
- Tọa độ x có phương trình là:
 x = OM cos (wt +j)
Đặt OM = A ta có : 
 x = A cos (wt +j)
 Trong đó A, w, j là những hằng số
- Hàm cosin là hàm điều hòa , nên dao động của điểm P là dao động điều hòa
- Suy nghĩ và trả lời câu hỏi C1 (lớp chia làm các nhóm, mỗi nhóm gồm hai bàn)
 Tại t = 0 : M ở vị trí M0 được xác định bởi góc = j
Tại thời điểm t bất kì, nó ở vị trí M được xác định bởi góc = (wt +j)
Gọi y = là tọa độ của điểm Q tại thời điểm t 
Ta có : y = OQ si n(wt +j) hay 
 y = A si n(wt +j)
- Học sinh đọc sách và trả lời câu hỏi của giáo viên
- Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin ( hay sin) của thời gian
 ( Li độ là tọa độ x, nó cho biết độ lệch và chiều lệch của vật ra khỏi gốc tọa độ)
 P2 P x > 0 P1 
 O x
 Chiều lệch
 P2 x< 0 P1
 P O x
 Chiều lệch
- Phương trình dao động điều hòa:
 x = A cos (wt +j)
Trong đó:
 A: Biên độ dao dộng, A = xmax và có giá trị luôn dương
 (wt +j) là pha dao động tại thời điểm t ( rad), Với A đã cho thì pha xác định vị trí và chiều chuyển động của vật tại thời điểm t
j là pha ban đầu , j > 0 hoặc j < 0
- Điểm P dao động trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể là hình chiếu của điểm M của chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó
GV: Xét một chuyển động tròn đều như hình vẽ
 M +
 M0
 P1 P2 
 x
GV: Giả sử có điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương( Ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc w.
P hình chiếu của M trên trục ox trùng với đường kính của đường tròn tâm O
? Có nhận xét gì về hình chiếu P của điểm M trên trục ox?
GV: Ta đi xét xem dao động của điểm P có đặc điểm gì
Tại t = 0 : M ở vị trí M0 được xác định bởi góc = j
Tại thời điểm t bất kì, nó ở vị trí M được xác định bởi góc = (wt +j)
Gọi x = OP là tọa độ của điểm P tại thời điểm t 
? Tọa độ x được xác định như thế nào?
? có nhận xét gì về hàm cosin? Từ đó nhận xét về dao động của điểm P?
? hãy trả lời câu hỏi C1?
GV: Xét tương tự như với điểm P trên trục ox
? Thế nào là dao động điều hòa?
? Li độ là gì? Ý nghĩa của li độ?
? Hãy nêu phương trình của dao động điều hòa? Và giải thích và nêu ý nghĩa của các đại lương trong phương trình đó?
? Giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều có mối quan hệ với nhau như thế nào?
GV: Người ta quy ước chọn trục ox làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc trong chuyển động tròn đều( ngược chiều kim dồng hồ)
Hoạt động :( Phút)
Tìm hiểu về chu kì, tần số và tần số góc của dao động điều hòa
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
- Học sinh tiếp thu và ghi nhớ
- Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ.
- chu kì của dao động điều hòa là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần .
- Tần số của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây .
 f = 
 T= t/n 
n là số dao động toàn phần trong thời gian t 
- Tần số góc
kí hiệu là w .
đơn vị : rad/s
Biểu thức : 
 GV: Từ mối liên hệ giữa tốc độ góc , chu kì , tần số giao viên hướng dẫn hs đưa ra khái niệm chu kì tần số , tần số góc của dao động điều hòa .
? đinh nghĩa các đại lượng chu kì tần số , tần số góc ?
GV: Phân tích về dao động toang phần
? Thế nào là tần số góc? 
? Nêu công thức liên hệ giữa tần số góc với chu kì, tần số?
Hoạt động 4:( Phút)
Tìm hiểu và vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa .
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
- Ta có: v = x’ = -wAsin(wt + j)
 Tại x = ± A v = 0: Vật ở vị trí biên
 Tại x = 0 => vmax = ± wA: Vật qua vị trí cân bằng.
KL: Người ta nói rằng vận tốc trễ pha p / 2 so với li độ.
+. Gia tốc .
a = v/ = -Aw2cos(wt + j)= -w2x
- |a|max=Aw2 khi x = ±A - vật ở biên
- a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi đó Fhl = 0 .
- Gia tốc luôn hướng ngược dâu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng)
KL :	Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
? Hãy viết biểu thức vận tốc trong dao động điều hòa?
 ? Ở ngay tại vị trí biên, vị trí cân bằng, vật nặng có vận tốc như thế nào ??
 ? Pha của vận tốc v như thế nào so với pha của li độ x ?
GV: Viết biểu thức của gia tốc trong dao động điều hòa ?
? Gia tốc và li độ có đặc điểm gì ?
Hoạt động 5:( Phút)
Đồ thị của dao động điều hòa
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
· Vẽ đồ thị cho trường hợp j=0.
t
 0 T/4 T/2 3T/4	 T
x
 A 0 -A 0	 A
v
 0 -Aw 0 Aw	 0
a
-Aw2 0 Aw2 0	 Aw2 
GV:Hướng dẫn Hs vẽ đồ thị x,v,a trong trường hợp j = 0
x
v
 a
 t
 t
 t
T
O
O
O
A
-A
Aw
-Aw
-Aw2
Aw2
x = Acos(wt) = Acos(t) 
v = -Awsin(t)
a = -Aw2cos(t)
 Xác định li độ , vận tốc , gia tốc tại các thời điểm t= 0 , t = T/4 , 
t = T/2 , t = 3T/4 , t = T
Hoạt động 1:( Phút)
Củng cố dặn dò-Bài tập về nhà
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
+ Nhận nhiệm vụ học tập ở nhà
GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ bản trong bài
- Giao bài tập về nhà cho học sinh: Từ bài 7 – 11( Trang 9- sgk)
IV: RÚT KINH NGHIỆM:
Xác nhận của tổ chuyên môn
 Ngày..tháng..năm.