Giáo án điện tử Vật lí 11 Bài 1 Chân trời sáng tạo: Mô tả dao động

Vật lí 11
CHÀO MỪNG CẢ LỚP
ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI! KHỞI ĐỘNG
Quan sát một số vật dao động trong thực tế sau:
Vậy dao động có đặc điểm gì và được mô tả như thế nào? CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG
BÀI 1: MÔ TẢ DAO ĐỘNG
1. Khái niệm dao động tự do NỘI DUNG BÀI HỌC
2. Dao động điều hòa
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
Chia HS thành 6 đến 8 nhóm, làm việc nhóm lần lượt theo
các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK - tr5).
Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn, vật nặng và giá đỡ.
a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:
 TN1: Cố định một đầu của lò xo, gắn vật nặng vào đầu còn
lại của lò xo như Hình 1.2a. Kéo vật nặng xuống một đoạn
theo phương thẳng đứng và buông nhẹ.
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
Chia HS thành 6 đến 8 nhóm, làm việc nhóm lần lượt theo
các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK - tr5).
Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn, vật nặng và giá đỡ.
a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:
 TN2: Cố định một đầu của dây nhẹ không dãn, gắn
vật nặng vào đầu còn lại của dây. Kéo vật nặng để
dây treo lệch một góc xác định và buông nhẹ.
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
b) Quan sát và mô tả chuyển động của các vật, nêu điểm giống nhau
về chuyển động của chúng.
Mô tả chuyển động: con lắc lò
xo và con lắc đơn dao động
xung quanh một vị trí xác định. Điểm giống:
 Chuyển động có tính lặp lại.
 Chuyển động có giới hạn trong không gian. KẾT LUẬN
Dao động cơ học là sự chuyển động
có giới hạn trong không gian của
một vật quanh một vị trí xác định gọi là vị trí cân bằng. Quan Q sát sát t hêm video vi những thí t hí nghiệ nghi m về m d về ao a động KẾT LUẬN
Dao động mà trạng thái chuyển động
của vật được lặp lại như cũ sau những
khoảng thời gian bằng nhau được gọi là dao động tuần hoàn. Nêu
Nê một số ví dụ về dao động dao độn tuần tuần hoàn ho
Ví dụ về dao động tuần hoàn: Chuyển động của Chuyển động của
Chuyển động lên xuống con lắc đơn con lắc đồng hồ của lò xo Hãy nêu một ứng dụng
của dao động tuần hoàn
Dao động điện từ của dòng điện trong cuộc sống.
sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO 2. Dao động tự do
Xét các hệ thực hiện dao động: con lắc lò xo gồm vật nặng được
gắn vào một đầu của lò xo (Hình 1.2a), con lắc đơn gồm vật nặng
được gắn vào đầu một dây không dãn (Hình 1.2b).
Em hãy xác định các lực
tác dụng lên con lắc lò xo và con lắc đơn. a) b) Hình 1.2
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO 2. Dao động tự do
Xét các hệ thực hiện dao động: con lắc lò xo gồm vật nặng được
gắn vào một đầu của lò xo (Hình 1.2a), con lắc đơn gồm vật nặng
được gắn vào đầu một dây không dãn (Hình 1.2b). Trọng lực Lực đàn hồi a) b) Hình 1.2
I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO 2. Dao động tự do
Lực đàn hồi tác dụng lên vật trong con
lắc lò xo và trọng lực tác dụng lên vật
trong con lắc đơn gọi là nội lực của hệ.
Khái niệm của dao động tự do a) b) Hình 1.2
Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng
chỉ của nội lực được gọi là dao động tự do (dao động riêng).
Nêu một số ví dụ về các vật dao động tự do trong thực tế. Thuyền nhấp nhô Chuyển động của
Chuyển động của dây tại chỗ neo xích đu
đàn guitar sau khi gảy
II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc tọa độ của vật dao động theo thời gian
 Dụng cụ thí nghiệm:
 Tiến hành thí nghiệm:
Thực hiện thí nghiệm như hướng dẫn SGK trang 7.
 Tọa độ của vật nặng tại những
 Đồ thị tọa độ - thời gian của thời điểm khác nhau:
vật dao động trong thí nghiệm:
 Đồ thị tọa độ - thời gian của
vật dao động trong thí nghiệm:
Nhận xét về hình dạng đồ
thị tọa độ - thời gian của vật
dao động trong hình 1.4. Đồ thị có dạng hình sin
II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
2. Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số dao động
Quan sát vị trí của vật nặng trong hệ con lắc lò xo tại các
thời điểm khác nhau: Thảo luận và cho biết
thế nào là li độ, biên độ, chu kì dao động và tần số dao động. CÁC KHÁI NIỆM
 Li độ của vật dao động là tọa độ của vật mà gốc
tọa độ được chọn trùng với vị trí cân bằng.
 Biên độ là độ lớn cực đại của li độ.
 Chu kì dao động là khoảng thời gian để vật thực hiện
được một dao động (đơn vị: s)
 Tần số dao động được xác định bởi số dao động mà
vật thực hiện được trong một giây (đơn vị: Hz): 1 f = T
Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9) TL5
Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:
a) Có toạ độ dương, âm hoặc bằng không.
b) Có khoảng cách đến vị trí cân bằng cực đại.
c) Gần nhau nhất có cùng trạng thái chuyển động.
Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9) TL5
Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm: a)
 Điểm G, P có toạ độ dương;
 Điểm E, M, R có tọa độ âm;
 Điểm F, H, N, Q có tọa độ bằng không.
Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9) TL5
Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:
b) Điểm E, G, M, P, R có khoảng cách
đến vị trí cân bằng cực đại.
c) Điểm gần nhau nhất có cùng
trạng thái chuyển động: điểm G và
P; điểm E và M; điểm M và R.
Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9) LT6 L
Một con ong mật đang bay tại chỗ trong không trung (Hình 1.6), đập cánh
với tần số khoảng 300 Hz. Xác định số dao động mà cánh ong mật thực
hiện trong 1 s và chu kì dao động của cánh ong.
Số dao động mà con ong thực hiện:
n = f. t = 300. 1 = 300 (dao động)
Chu kì dao động của cánh ong: 1 1 T = = (s) Hình 1.6 f 300
II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
3. Khái niệm dao động điều hòa
Khi lực cản trong quá trình dao động là
không đáng kể, đồ thị tọa độ - thời gian
cũng chính là đồ thị li độ - thời gian.
Khái niệm: Dao động điều hòa là
dao động tuần hoàn mà li độ của
vật dao động là một hàm cosin
(hoặc sin) theo thời gian.
II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Pha dao động, độ lệch pha, tần số góc
Pha dao động là một đại lượng đặc trưng cho
trạng thái của vật trong quá trình dao động.
Khi xét hai dao động cùng chu kì
(cùng tần số), ta thường quan tâm
đến độ lệch pha giữa chúng.
Quan sát Hình 1.7, so sánh biên độ và li độ của hai dao động
1 và 2 tại mỗi thời điểm.
Tại thời điểm t = 0, vật 1 đi qua vị trí cân
bằng theo chiều dương của trục toạ độ.
Sau một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t,
vật 2 mới đạt được trạng thái tương tự.
Khái niệm: Độ lệch pha giữa hai dao động điều hòa cùng
chu kì (cùng tần số) được xác định theo công thức:
Thảo luận nhóm đôi tìm hiểu về tần số góc: 
Thế nào là tần số góc của dao động? Kí hiệu của tần số góc? 
Nêu công thức xác định tần số góc.
 Tần số góc của dao động là đại  Đối với dao động điều hoà, tần
lượng đặc trưng cho tốc độ biến
số góc có giá trị không đổi và thiên của pha dao động.
được xác định theo công thức: ∆ 𝜑 2 𝜋
 Trong hệ SI, tần số góc có đơn
𝜔= ∆𝑡 = 𝑇
vị là radian trên giây (rad/s).
Thảo luận nhóm đôi TL8
Dựa vào dữ kiện trong câu thảo luận 6, xác định tần số góc khi ong đập cánh.
Tần số góc khi ong đập cánh: 2 𝜋
𝜔= 𝑇 =2𝜋 𝑓 =2 𝜋.300=600 𝜋 (rad/s) Hình 1.6
II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
5. Vận dụng các đại lượng vật lí đặc trưng để mô tả dao động điều hòa
Đọc và phân tích Ví dụ 1, Ví dụ 2
trong SGK - tr.11 để hiểu về cách
xác định các đại lượng biên độ, chu
kì, tần số, tần số góc và độ lệch pha
trong dao động điều hòa. TL9 TL
Xác định độ lệch pha giữa hai dao động trong Hình 1.9
Trong quá trình dao động, vật thứ nhất đi
qua vị trí biên thì vật thứ hai đi qua vị trí
cân bằng. Nghĩa là khoảng thời gian
ngắn nhất để 2 vật có cùng trạng thái dao động là:
Độ lệch pha giữa hai dao động là: Hai dao động vuông pha với n hau. LUYỆN TẬP x
Câu 1: Cho hai dao động điều hòa x 1 x1
và x quanh vị trí cân bằng O trên trục 2 t
Ox. Đồ thị li độ theo thời gian của hai
dao động được cho như hình vẽ. Độ x2
lệch pha giữa hai dao động là π π 7π A. 0,5 π B. C. D. 3 4 12 LUYỆN TẬP x
Câu 2: Hai dao động điều hòa (2)
cùng tần số có đồ thị như hình (1) t
vẽ. Độ lệch pha của dao động (1) so với dao động (2) là π A. 0,5 2π rad B. rad 3 3 π C. rad -π D. rad 4 6 LUYỆN TẬP
Câu 3: Theo định nghĩa, dao động điều hoà là:
A. chuyển động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại
như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.
B. chuyển động của một vật dưới tác dụng của một lực không đổi.
C. hình chiếu của chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm
trong mặt phẳng quỹ đạo.
D. là dao động tuần hoàn mà li độ của vật dao động là một hàm
cosin (hoặc sin) theo thời gian. LUYỆN TẬP
Câu 4: Đồ thị vận tốc biến thiên theo thời gian được biễu diễn theo
hình vẽ bên. Pha ban đầu và chu kỳ dao động của vật lần lượt là: v (cm/s) 50 0,2 t(s) -50 LUYỆN TẬP x (cm)
Câu 5: Đồ thi biễu diễn hai dao A
động điều hòa cùng phương, (2)
cùng tần số, cùng biên độ A như t(s) (1)
hình vẽ. Hai dao động này luôn - A A. Có li độ đối nhau.
B. Cùng qua vị trí cân bằng theo cùng một phương.
C. Có độ lệch pha là 2π.
D. Có biên độ dao động tổng hợp là 2A. VẬN DỤNG
Câu 1: Quan sát đồ thị li độ - thời gian của hai vật dao động điều hoà
được thể hiện trong Hình 1.8. Hãy xác định biên độ, chu kì, tần số,
tần số góc của mỗi vật dao động và độ lệch pha giữa hai dao động.
• 2 vật dao động cùng biên độ: A = 10 cm
• 2 vật dao động cùng chu kì: T = 1 s 1
• Tần số dao động của 2 vật: f = = 1 (Hz) T
• Tần số góc của 2 vật là: ω = 2π. f = 2π.1 = 2π (rad/s)
• Trong quá trình dao động, vật 1 đi qua biên dương thì vật 2 đi
qua biên âm. Nghĩa là khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật có T
cùng trạng thái dao động là: ∆t = 2 ∆t
Độ lệch pha giữa hai dao động là: ∆φ = 2π = π (rad) T
2 vật dao động ngược pha.
Câu 2: Vẽ phác đồ thị li độ - thời gian của hai dao động điều hòa
trong các trường hợp sau:
a) Cùng biên độ, chu kì của
b) Biên độ của dao động thứ nhất
dao động thứ nhất bằng ba lần
bằng hai lần biên độ của dao động
chu kì của dao động thứ hai.
thứ hai, cùng chu kì, cùng pha.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ Đọc thêm phần Chuẩn bị bài sau Hoàn thành mối liên hệ giữa Ôn lại kiến
- Bài 2. Phương
bài tập còn lại dao động điều thức đã học trình dao động trong SGK hòa và chuyển điều hòa động tròn đều CẢM ƠN CÁC EM
ĐÃ LẮNG NGHE BÀI GIẢNG!
Document Outline

• Slide 1
• Slide 2
• Slide 3
• Slide 4
• Slide 5
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Slide 12
• Slide 13
• Slide 14
• Slide 15
• Slide 16
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• Slide 24
• Slide 25
• Slide 26
• Slide 27
• Slide 28
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• Slide 35
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42