Giáo án và PPT Vật lí 11 kết nối Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hoà

BÀI 3: VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (2 TIẾT)

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV cho HS đọc và trả lời câu hỏi ở ví dụ mở đầu bài học:

Ta có thể dựa vào đồ thị (x – t) của dao động điều hoà để xác định vận tốc và gia tốc của vật được không?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. VẬN TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Hoạt động 1: Xây dựng phương trình vận tốc của dao động điều hoà

- GV cho HS đọc phần đọc hiểu trong mục I.1, GV đưa ra câu hỏi và yêu cầu HS trả lời.

- GV yêu cầu HS và liên hệ tìm các ví dụ thực tế để giúp các em nhận biết được phương trình vận tốc.

Hãy viết phương trình vận tốc, giải thích các đại lượng và nêu đơn vị tương ứng. Xác định vận tốc của vật dao động điều hòa khi vật ở: (1) biên, (2) vị trí cân bằng? Em hãy cho biết đồ thị vận tốc của một dao động điều hòa có dạng hình gì?

Sản phẩm dự kiến:

1. Phương trình của vận tốc

- Phương trình của vận tốc là:

- Vận tốc của vật dao động điều hòa cũng biến thiên tuần hoàn theo quy luật hàm sin (cosin) cùng chu kì T của li độ.

- Độ lớn của vận tốc:

+ Khi vật ở vị trí biên thì v = 0.

2. Đồ thị của vận tốc

- Đồ thị vận tốc của một dao động điều hòa là một đường hình sin.

II. GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Hoạt động 2: Tìm hiểu phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa.

- GV cho HS đọc phần đọc hiểu trong mục II.1, GV đưa ra câu hỏi và yêu cầu HS trả lời.

- GV yêu cầu HS và liên hệ tìm các ví dụ thực tế để giúp các em nhận biết được phương trình gia tốc.

-  HS thực hiện yêu cầu của giáo viên thông qua PHT:

Em hãy nêu phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa, giải thích các đại lượng và cho biết đơn vị tương ứng. Chứng minh rằng một vật dao động điều hòa có gia tốc tức thời bằng độ dốc đồ thị vận tốc tại điểm đang xét?

Sản phẩm dự kiến:

1. Phương trình của gia tốc

- Phương trình của gia tốc là: 

2. Đồ thị của gia tốc

- Đồ thị gia tốc của một dao động điều hòa là một đường hình sin.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Vận tốc của một vật dao động điều hoà khi đi qua vị trí cân bằng là 1 cm/s và gia tốc của vật khi ở vị trí biên là 1,57 cm/s². Chu kì dao động của vật là 

A. 3,24 s.

B. 6,28 s.

C. 4 s.

D. 2 s.

Câu 2: Một chất điểm dao động điều hoà với tần số 4 Hz và biên độ dao động 10 cm. Độ lớn gia tốc cực đại của chất điểm bằng

A. 2,5 m/s².

B. 25 m/s².

C. 63,1 m/s².

D. 6,31 m/s².

A. 6 cm; 2 rad/s.

B. 6 cm; 12 rad/s.

C. 12 cm; 20 rad/s.

D. 12cm; 10 rad/s.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: C

Câu 2: C

Câu 3: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một dao động điều hoà trên đoạn thẳng dài 10 cm và thực hiện được 50 dao động trong thời gian 78,5 s. Tìm vận tốc và gia tốc của vật khi đi qua vị trí có li độ x = –3 cm theo chiều hướng về vị trí cân bằng.

Câu 2: Một vật dao động điều hoà với tần số góc ω = 5 rad/s. Khi t = 0, vật đi qua vị trí có li độ x = −2 cm và có vận tốc 10 cm/s hướng về vị trí biên gần nhất. Hãy viết phương trình dao động của vật.