Giáo án môn Vật lí 12 - Tiết 8 - Bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cung phương, cùng tần số - Phương pháp giản đồ fre – nen

Tiết ( PPCT): 8
Ngày soạn: / 09 / 2017
Lớp 12 A1; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A2; tiết( TKB ) .; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A3; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Lớp 12 A4; tiết ( TKB ).; Ngày /./ 2017; Sỹ số: ../.; Vắng: 
Bài 5
TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CUNG PHƯƠNG, 
CÙNG TẦN SỐ - PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE – NEN 
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Biết cách biểu diễn dao động điều hòa bằng một véc tơ quay
- Biết cách sử dụng giản đồ Fre – Nen để tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số
2. Kĩ năng
- Vận dụng được phương pháp giản đồ Fre – nen để tìm phương trình dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số 
3. Thái độ
- Nghiêm túc, yêu thích bộ môn.
II. CHUẨN BỊ CỦA GV VÀ HS
1. Chuẩn bị của GV
- Các hình vẽ 5.1, 5.2 SGK
2. Chuẩn bị của HS
- Ôn lại kiến thức về hình chiếu của một véc tơ xuống hai trục tạo độ
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1. Ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ: ( Không )
3. Nội dung bài mới
Hoạt động 1: Biểu diễn một dao động điều hòa bằng một véctơ quay
Hoạt động GV- HS
Nội dung
Gv: Trong bài 1 chúng ta biết rằng khi điểm M chuyển động tròn đều thì véctơ quay đều với cùng tốc độ góc. Khi đó là phương trình hình chiếu của véc tơ quay lên trục x. Người ta có thể biểu diễn phương trình này bằng một véc tơ được vẽ tại thời điểm ban đầu
Hs: Cá nhân nhận thức vấn đề
Gv: Để xác định một véc tơ ta cần những biết những yếu tố nào?
 Hs: Cá nhân trả lời câu hỏi của GV
Gợi ý: xác định gốc của véc tơ, xác định góc hợp bởi véc tơ và trục Ox, xác định chiều dài véc tơ
Gv yêu cầu hs trả lời yyeu cầu C1
HS: Hoàn thành yêu cầu C1 SGK
I. VÉCTƠ QUAY
Véc tơ quay được vẽ tại thời điểm ban đầu được quy ước như sau:
+ Có gốc tại gốc tạo độ của trục Ox
+ Có độ dài bằng biên độ dao động, OM = A
+ Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu ( chiều dương là chiều của đường tròn lượng giác )
Hoạt động 2: Sử dụng phương pháp giản đồ Fre – nen
Gv: Giả sử có hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số:
Nếu A1 = A2 
Gv: Nếu A1 khác A2 thì ta phải dùng phương pháp khác. Để giải quyết được vấn đề trên nhà vật lý Fre – nen đã đưa ra một cách rất đơn giản
Hs: Nhận thức vấn đề
GV: Giới thiệu phương pháp giản đồ Fre – nen
Sử dụng hình vẽ 5.2 SGK giảng cho HS
Hs: Nghe và tiếp thu
Gv ?/ Chứng tỏ rằng véc tơ quay biểu diễn phương trình dao động điều hòa tổng hợp ?
Hs: Cá nhân trả lời
G/ý: - Xét thời điểm vẽ hai véc tơ , , từ đó suy ra thời điểm của véc tơ .
- So sánh tốc độ góc của hai véc tơ , , suy ra tốc độ góc và hình dạng của hình bình hành tạo bới các véc tơ và tốc độ góc của véc tơ 
- Rút ra kết luận 
Hs: Cá nhân tự rút ra kết luận
GV: Nhận xét , đánh giá câu trả lời của HS
Gv?/ Hãy xác định biên độ dao động và pha ban đầu của dao động tổng hợp?
Hs: Cá nhân trả lời
Gv: G/Ý: - Áp dụng định lí hàm số cosin
- Áp dụng công thức 
Trong đó OMy và OMx lần lượt là hình chiếu của véc tơ lên các trục Oy và Ox.
Gv ?/ Có nhận xét gì về biên độ của dao động tổng hợp?
Hs trả lời
Gv: Xét biên độ dao động tổng hợp trong hai trường hợp sau
HS tự tìm biên độ dao động tổng hợp, pha ban đầu của dao động tổng hợp
G/Ý: Sử dụng phương pháp giản đồ Fre – nen, vẽ các véc tơ thành phần và véc tơ tổng hợp trong từng trường hợp
Gv: Yêu cầu HS biểu diễn hai véc tơ quay và biểu diễn dao động thành phần tại thời điểm ban đầu
Gv: Yêu cầu HS tự tìm hiểu VD
HS đọc mục 4 SGK
P
P1
P2
x
j
Dj
M1
M2
M
O
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE – NEN
1. Đặt vấn đề
Giả sử có hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số:
Nếu A1 = A2 	
2. Phương pháp giản đồ Fre – nen
a. Ta lần lượt vẽ véc tơ quay , biểu diễn hai li độ
, tại thời điểm ban đầu. sau đó vẽ véc tơ tổng của hai véc tơ trên bằng quy tắc hình bình hành
Véc tơ quay biểu diễn phương trình dao động 
Vậy, dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương, cùn tần số với hai dao động đó
b. Biên độ dao động tổng hợp
 ( 1 )
 ( 2 )
Biên độ của dao động tổng hợp phụ thuộc vào hiệu hai góc 
 gọi là độ lệch pha của hai dao động
3. Ảnh hưởng của độ lệch pha 
· Nếu: j2 – j1 = 2kp ® A = Amax = A1+A2.
 · Nếu: j2 – j1 =(2k+1)p ®A=Amin = 
 · Nếu j2 – j1 = p/2+kp ®A = 
Với 
4. Ví dụ
Vậy phương trình của dao động tổng hợp là: 
4. Củng cố, vận dụng
GV: đưa ra phương pháp tổng hợp hai dao động điều hòa
- Đk: Hai dao động thành phần phải cùng phương, cùng tần số
- Xác định véc tơ 
- Biểu diễn các véc tơ, tổng hợp theo quy tắc hình bình hành
* Trường hợp đặc biệt: 
- Muốn tổng hợp ba dao động cùng tần số trở lên, thì ta tổng hợp hai dao động lại với nhau, rồi dùng dao động tổng hợp này để tổng hợp với dao động thứ ba, thứ tư  cứ thế ta thực hiện cho đến dao động cuối cùng.
5. Hướng dẫn tự học
- Yêu cầu HS làm bài tập 6 trong SGK
- Làm các bài tập trong SBT chuẩn bị cho giờ chữa bài tập