Giáo án vật lý -Tiết 6:SỰ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

Tiết 6: SỰ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG (Tiết 2: Sự tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số, biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp) I. Mục đích yêu cầu: Nắm được phương pháp tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ và vận dụng được phương pháp đó vào những trường hợp đơn giản). * Trọng tâm: Phương pháp tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ, công thức xác định A, j * Phương pháp: Pháp vấn, diễn giảng. II. Chuẩn bị: HS xem Sgk. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn định: B. Kiểm tra: Trình bày tóm tắt phương pháp vectơ quay của Fresnen? C. Bài mới. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG IV. Áp dụng phương pháp vectơ IV. Sự tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần quay Fresnen: Từ 2 dao động: x1 = A1 sin(t+j1) x2 = A2 sin(t+j2) Gọi hs xác định và vẽ các vectơ 21 A,A,A lên cùng một giản đồ vectơ? số: Muốn tổng hợp hai dao động điều hòa có pt x1, x2 ta có thể có cộng trực tiếp các pt của chúng: x = x1+ x2. Giả sử có một vật tham gia đồng thời 2 dao động, có biên độ A1, A2 và pha ban đầu là khác nhau j1, j2. Hai dao động trên cùng tần số w, cùng phương. Ta có: x1 = A1 sin(t+j1) x2 = A2 sin(t+j2) Chuyển động của vật là sự tổng hợp của 2 dao động trên: x = x1 + x2 = A sin(t+j). - Dùng phương pháp vectơ quay: vẽ vectơ 21 A,A biểu diễn x1, x2 và hợp với trục () một góc j1, j2. Vẽ A là vectơ tổng hợp của hai vectơ thành phần 21 A,A A hợp với trục () một góc j. => Vậy: 21 AAA  là vectơ biểu diễn dao động tổng hợp của 2 dao động x1 và x2. V. HS cho biết: Xét  OMN2, áp dụng định luật cosin: OM2 = ? Xét hình bình hành OM1MM2, hs nhận xét gì về hai góc (MM2O) và (M2OM1). Xét trên giản đồ vectơ: (M2OM1) =? V. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: + Phương trình của dao động tổng hợp là: x = x1 + x2 = A sin(t+j). * Tính A? Xét OMN2, ta có: )MOMcos(MM.OM.2MMOMOM 222 2 2 2 2 2  => A2 = A22 + A12 – 2.A2.A1. cos OM2M Vì 2 góc OM2M và M2OM là bù nhau, nên: cos(OM2M) = -cos(M2OM1). Mà (M2OM1) = j1 - j2 Vậy: A2 = A22 + A12 + 2A2A1cos (j1 - j2) (*) * Cũng xét trên giản đồ vectơ: tgj =? Hs xác định các giá trị của OP1, OP2, OP1’, OP2’ =? => tgj = ? * Nếu 2 dao động cùng pha: j1 - j2 = 0 => cos (j1 - j2) =? => A =? * Nếu 2 dao động ngược pha: j2 - j2 * Tính j? 2211 2211 21 21 cosAcosA sinAsinA 'OP'OP OPOP 'OP OP 'OP 'MPtg       Vậy: 2211 2211 cosAcosA sinAsinA tg    * Các trường hợp đặc biệt: + Hai dao động cùng pha (j2 - j1 = 2np) thì: cos (j2 - j1) = 1 = p => cos (j2 - j1) = ? => A = ?  biên độ của dao động tổng hợp là lớn nhất và bằng: A = A1 + A2. + Hai dao động ngược pha (j2 - j1 = (2n + 1)p) thì: cos (j2 - j1) = -1  biên độ của dao động tổng hợp là lớn nhất và bằng: A = 2A1A  + Nếu độ lệch pha là bất kỳ, thì : 2A1A  < A < A1 + A2 D. Củng cố: * Nhắc lại: Sự tổng hợp 2 dao động cùng phương, cùng tần số: x1 = A1 sin(t+j1) x2 = A2 sin(t+j2) là một dao động điều hòa: x = x1 + x2 = A sin(t+j) Trong đó: A2 = A12 + A22 + 2A1A2 cos (j2 - j1) * Bài tập áp dụng: Dùng phương pháp vectơ quay để tìm dao động tổng hợp của 2 phương trình: x1 = 2 sin t (cm) x2 = 2 cos t (cm) Giải: 21 AA  Phương trình dao động tổng hợp có dạng tổng quát: x = x1 + x2 = A sin(t+j) Biến đổi phương trình (2) về dạng sin: x = 2 cos wt = 2 sin (t + p/2) Biểu diễn các vectơ A,A,A 21 lên giản đồ vectơ Nhận xét: A1 = A2 = 2 (cm) Góc A2OA1 = 900 => Tứ giác A2AA1O là hình vuông Vậy A = 22 (cm) và j = 450 Hay:              0 2211 2211 1221 2 2 2 1 451 0.21.2 1.20.2 cosAcosA sinAsinA tg )cm(2244)cos(AA2AAA => x = 22 sin (t + 2  ) (cm) E. Dặn dò: - BTVN: bài tập 5 – Sgk trang 20. - Chuẩn bị tiết sau “Bài tập”