Vật lí lớp 12 - Tiết 08: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN. 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Biểu diễn được phương trình của dao động điều hoà bằng một vectơ quay. b) Về kỹ năng: - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre- nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập. 2. Chuẩn bị của GV và HS: a) Chuẩn bị của GV: - Các hình vẽ 5.1, 5.2 Sgk. b) Chuẩn bị của HS: - Ôn tập kiến thức về hình chiếu của một vectơ xuống hai trục toạ độ. 3. Tiến trình bài dạy: * Ổn định lớp: (1 phút) a) Kiểm tra bài cũ: (10 phút) Câu hỏi: c1. Thế nào là dao động tắt dần, dao động cưỡng bức. Cho biết nguyên nhân của dao động tắt dần và đặc điểm của dao động cưỡng bức. c2. Thế nào là hiện tượng cộng hưởng, điều kiện cộng hưởng và giải thích hiện tượng cộng hưởng. Đáp án: c1. Định nghĩa dao động tắt dần, dao động cưỡng bức (SGK). Nguyên nhân: do lực cản môi trường. Đặc điểm của dao động cưỡng bức: đặc điểm tần số và biên độ. c2. Định nghĩa hiện tượng cộng hưởng (SGK). Điều kiện: 0 n f f  . Giải thích (SGK). * Đặt vấn đề (1 phút). - Có những trường hợp 1 vật chịu tác động đồng thời của nhiều dao động. Khi đó vật sẽ dao động như thế nào? - Bài này chỉ xét 2 dao động cùng phương, cùng tần số. b) Dạy nội dung bài mới: Hoạt động 1 (5 phút): Tìm hiểu về vectơ quay Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Ở bài 1, khi điểm M chuyển động tròn đều thì hình chiếu của vectơ vị trí OM uuuuur lên trục Ox như thế nào? - Cách biểu diễn phương trình dao động điều hoà bằng một vectơ quay được vẽ tại thời điểm ban đầu. - Phương trình của hình chiếu của vectơ quay lên trục x: x = Acos(t + ) I. Vectơ quay - Dao động điều hoà x = Acos(t + ) được biểu diễn bằng vectơ quay OM uuuuur có: + Gốc: tại O. + Độ dài OM = A. + ( ,Ox)OM   uuuuur (Chọn chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác). - Y/c HS hoàn thành C1 Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu phương pháp giản đồ Fre-nen Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Giả sử cần tìm li độ của dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số: x 1 = A 1 cos(t +  1 ) x 2 = A 2 cos(t - Li độ của dao động tổng hợp có thể tính bằng: x = x 1 + II. Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Đặt vấn đề - Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số: x 1 = A 1 cos(t +  1 ) O x M +  +  2 )  Có những cách nào để tìm x? - Tìm x bằng phương pháp này có đặc điểm nó dễ dàng khi A 1 = A 2 hoặc rơi vào một số dạng đặc biệt  Thường dùng phương pháp khác thuận tiện hơn. - Y/c HS nghiên cứu Sgk và trình bày phương x 2 - HS làm việc theo nhóm vừa nghiên cứu Sgk. + Vẽ hai vectơ quay 1 OM uuuur và 2 OM uuuur biểu diễn hai dao động. + Vẽ vectơ quay: 1 2 OM OM OM   uuuur uuuur uuuur - Vì 1 OM uuuur và x 2 = A 2 cos(t +  2 ) - Li độ của dao động tổng hợp: x = x 1 + x 2 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen a. - Vectơ OM uuuur là một vectơ quay với tốc độ góc  quanh O. O x y y 1 y 2 x 1 x 2  1  2  M 1 M 2 M A A 1 A 2 pháp giản đồ Fre-nen - Hình bình hành OM 1 MM 2 bị biến dạng không khi 1 OM uuuur và 2 OM uuuur quay?  Vectơ OM uuuur cũng là một vectơ quay với tốc độ góc  2 OM uuuur có cùng  nên không bị biến dạng. OM = OM 1 + OM 2  OM uuuur biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: x = Acos(t + ) - Là một dao động điều hoà, - Mặc khác: OM = OM 1 + OM 2  OM uuuur biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: x = Acos(t + ) Nhận xét: (Sgk) b. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: os(c 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 ) A A A AA       1 1 2 2 1 1 2 2 s s tan cos cos A in A in A A         quanh O. - Ta có nhận xét gì về hình chiếu của OM uuuur với 1 OM uuuur và 2 OM uuuur lên trục Ox?  Từ đó cho phép ta nói lên điều gì? - Nhận xét gì về dao động tổng hợp x với các dao động thành phần x 1 , x 2 ? - Y/c HS dựa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó. - HS hoạt động theo nhóm và lên bảng trình bày kết quả của mình. vào giản đồ để xác định A và , dựa vào A 1 , A 2 ,  1 và  2 . Hoạt động 3 (3 phút): Tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha đến dao động tổng hợp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Từ công thức biên độ dao động tổng hợp A có phụ thuộc vào độ lệch pha của các dao động thành phần. - Các dao động thành phần cùng pha   1 -  1 bằng - HS ghi nhận và cùng tìm hiểu ảnh hưởng của độ lệch pha.  =  1 -  1 = 2n (n = 0,  1,  2, 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha - Nếu các dao động thành phần cùng pha  =  1 -  1 = bao nhiêu? - Biên độ dao động tổng hợp có giá trị như thế nào? - Tương tự cho trường hợp ngược pha? - Trong các trường hợp khác A có giá trị như thế nào? …) - Lớn nhất.  =  1 -  1 = (2n + 1) (n = 0,  1,  2, …) - Nhỏ nhất. - Có giá trị trung gian |A 1 - A 2 | < A < A 1 + A 2 2n (n = 0,  1,  2, …) A = A 1 + A 2 - Nếu các dao động thành phần ngược pha  =  1 -  1 = (2n + 1) (n = 0,  1,  2, …) A = |A 1 - A 2 | Hoạt động 4 (10 phút): Vận dụng Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản [...]... (Có thể: OM2 = M2M2 – M2O2) c) Củng cố, luyện tập: (3 phút) - Nhắc lại các bước giải bài toán tổng hợp dao động? (1 Xác định các dao động thành phần Lập giản đồ véc tơ 2 Dựng véc tơ biểu diễn dao động tổng hợp 3 Từ giản đồ tìm kết quả bài toán.) d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút) - Lý thuyết: Trả lời câu hỏi 1-3 - BTVN: 4-6 SGK 5. 4-5 .5 SBT(Tr 9) * RÚT KINH NGHIỆM .. .- Hướng dẫn HS + Vẽ hai vectơ làm bài tập ví dụ quay OM và ở Sgk uuur u OM 2 4 Ví dụ uuur u 1 biểu diễn 2 dao động thành  x1  4cos(10 t  ) (cm) 3 x1  2cos(10 t   ) (cm) y phần ở thời điểm ban đầu  3 M2 O + Vectơ tổng uuur u OM biểu diễn M1 M x - Phương trình cho dao động tổng hợp uuuur u (OM,Ox)   dao động tổng hợp bằng bao x = Acos(t + nhiêu? ) Với A = OM và uuuur u (OM,Ox)   - Vì . Vật lí lớp 12 - Tiết 08: TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN. 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Biểu diễn được phương trình của dao động. động điều hoà bằng một vectơ quay. b) Về kỹ năng: - Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre- nen để tìm phương trình của dao động tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số. . đề (1 phút). - Có những trường hợp 1 vật chịu tác động đồng thời của nhiều dao động. Khi đó vật sẽ dao động như thế nào? - Bài này chỉ xét 2 dao động cùng phương, cùng tần số. b) Dạy nội