Giáo án Vật Lý 12 học kì I

1. Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì? 2. Kĩ Năng: - Viết được: + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà. - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0. - Làm được các bài tập tương tự như Sgk. 3. Thái độ: Yêu thích môn học, chủ động tư duy

doc131 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2496 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Giáo án Vật Lý 12 học kì I, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Ngày soạn: Ngày dạy: Tuần: Tiết: Chương I. DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ Tiết 1 - 2 MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Nêu được: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu là gì? 2. Kĩ Năng: - Viết được: + Phương trình của dao động điều hoà và giải thích được cá đại lượng trong phương trình. + Công thức liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số. + Công thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà. - Vẽ được đồ thị của li độ theo thời gian với pha ban đầu bằng 0. - Làm được các bài tập tương tự như Sgk. 3. Thái độ: Yêu thích môn học, chủ động tư duy II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hình vẽ mô tả dao động của hình chiếu P của điểm M trên đường kính P1P2 và thí nghiệm minh hoạ. 2. Học sinh: Ôn lại chuyển động tròn đều (chu kì, tần số và mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì hoặc tần số). III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1:Ổn định lớp, giới thiệu chương trình học, yêu cầu môn học, đặt vấn đề -Ổn định lớp: giới thiệu tên, hỏi sĩ số. -Giới thiệu chương trình học: gồm 8 chương học trong 35 tuần -Yêu cầu: tập ghi, sách giáo khoa, SBT, nháp,bút chì,máy tính... -ĐVĐ: phần cơ học trong VL phổ thông ta đã được làm quen từ lớp 6, đến lớp 12 ta sẽ tìm hiểu về Dao động cơ, sóng cơ và sóng âm.Vào chương I: Dao động cơ, Bài 1: Dao động điều hòa Hoạt động 2: Tìm hiểu về dao động cơ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản 1/- Lấy các ví dụ về dao động trong đời sống: chiếc thuyền, chiếc lá nhấp nhô trên mặt nước, dây đàn ghita rung động, màng trống, loa rung động ® ta nói những vật này đang dao động cơ ® Như thế nào là dao động cơ? -VTCB là gì? 2/- Khảo sát các dao động trên, ta so sánh sự khác nhau với dđ của quả lắc đồng hồ? -DĐ của quả lắc mang tính tuần hoàn. - Dao động cơ có thể tuần hoàn hoặc không. Nhưng nếu sau những khoảng thời gian bằng nhau (T) vật trở lại vị trí như cũ theo hướng cũ ® dao động tuần hoàn. 1/ - Là chuyển động qua lại của một vật quanh một vị trí cân bằng. -- VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên. Ghi bài. 2/ Sau một khoảng thời gian nhất định nó trở lại vị trí cũ theo hướng cũ. -Ghi bài I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - VTCB: thường là vị trí của vật khi đứng yên. 2. Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí như cũ theo hướng cũ. Hoạt động 3: Tìm hiểu phương trình của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản -Dđ tuần hoàn đơn giản nhất là dđđh. 1/- Minh hoạ chuyển động tròn đều của một điểm M - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương với tốc độ góc w. - P là hình chiếu của M lên Ox. - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớirad -- Nhận xét gì về dao động của P khi M chuyển động? - Khi đó toạ độ x của điểm P có phương trình như thế nào? (cos=kề/huyền) - Toạ độ x = của điểm P có phương trình: x = OMcos(wt + j) Đặt OM = A x = Acos(wt + j) - Có nhận xét gì về dao động của điểm P? (Biến thiên theo thời gian theo định luật dạng cos) - Y/c HS hoàn thành C1 Vậy: Dao động của điểm P là dao động điều hoà vì hàm cos(sin) là hàm điều hòa. 2/ - Hình dung P không phải là một điểm hình học mà là chất điểm P ® ta nói vật dao động quanh VTCB O, còn toạ độ x chính là li độ của vật. 3/- Gọi tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong phương trình. - Lưu ý: + A, w và j trong phương trình là những hằng số, trong đó A > 0 và w > 0. + Để xác định j cần đưa phương trình về dạng tổng quát x = Acos(wt + j) để xác định. - Với A đã cho và nếu biết pha ta sẽ xác định được gì? ((wt + j) là đại lượng cho phép ta xác định được gì?) - Tương tự nếu biết j? 4/- Qua ví dụ minh hoạ ta thấy giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hoà có mối liên hệ gì? - Trong phương trình: x = Acos(wt + j) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc trong chuyển động tròn đều. 1/ - Trong quá trình M chuyển động tròn đều, P dao động trên trục Ox quanh gốc toạ độ O. x = OMcos(wt + j) - Vì hàm sin hay cosin là một hàm điều hoà ® dao động của điểm P là dao động điều hoà. - Tương tự,ta được :x = Asin(wt + j) 2/- HS ghi nhận định nghĩa dao động điều hoà. 3/- Ghi nhận các đại lượng trong phương trình. - Chúng ta sẽ xác định được x ở thời điểm t. - Xác định được x tại thời điểm ban đầu t0. 4/- Một điểm dao động điều hoà có thể được coi là hình chiếu của một điểm chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó. II. Phương trình của dao động điều hoà 1.Ví dụ : M M0 P1 x P O wt j + - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M0 với (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, vớirad - Toạ độ x = của điểm P có phương trình: x = OMcos(wt + j) Đặt OM = A x = Acos(wt + j) Vậy: Dao động của điểm P là dao động điều hoà vì hàm cos(sin) là hàm điều hòa. 2. Định nghĩa - Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian. 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(wt + j) + x: li độ, cho biết độ lệch và chiều lệch của vật,đv :cm + A:biên độ dao động, là li độ cực đại của vật:xmax .đv :cm.(A > 0) + w: tần số góc của dao động, đv : rad/s. (w>0) + (wt + j): pha của dao động,xđ trạng thái dđ tại thời điểm t, đv :rad. + j: pha ban đầu của dao động,xđ trạng thái dđ tại t=0,đv :rad .(j>0 hoặc j<0 hoặc j=0 ) 4. Chú ý (Sgk) Hoạt động 4: Tìm hiểu về chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản 1/- Dao động điều hoà có tính tuần hoàn ® từ đó ta có các định nghĩa 2/- Trong chuyển động tròn đều giữa tốc độ góc w, chu kì T và tần số có mối liên hệ như thế nào? 1/- HS ghi nhận các định nghĩa về chu kì và tần số. 2/ III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hoà 1. Chu kì và tần số - Chu kì (T) là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. + Đơn vị : giây (s). - Tần số (f) là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. + Đơn vị : 1/s gọi là Héc (Hz). 2. Tần số góc - Trong dao động điều hoà w gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. Hoạt động 5: Tìm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản 1/- Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ theo thời gian ® biểu thức? ® Có nhận xét gì về v? 2/- Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc theo thời gian ® biểu thức? - Dấu (-) trong biểu thức cho biết điều gì? 1/ x = Acos(wt + j) ® v = x’ = - wAsin(wt + j) - Vận tốc là đại lượng biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ. 2/® a = v’ = - w2Acos(wt + j) = - w2x - Gia tốc luôn ngược dấu với li độ (vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB) IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà 1. Vận tốc v = x’ = - wAsin(wt + j) - Ở vị trí biên (x = ±A): ® v = 0. - Ở VTCB (x = 0): ® |vmax| = wA 2. Gia tốc a = v’ = - w2Acos(wt + j) a= - w2x (gia tốc luôn ngược dấu với li độ, vectơ gia tốc luôn luôn hướng về VTCB và có độ lớn tỉ lệ li độ) - Ở vị trí biên (x = ±A): ® |amax| = w2A - Ở VTCB (x = 0): ® a = 0,F=0 Hoạt động 6: Vẽ đồ thị của dao động điều hoà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Hướng dẫn HS vẽ đồ thị của dao động điều hoà x = Acoswt (j = 0) - Dựa vào đồ thị ta nhận thấy nó là một đường hình sin, vì thế người ta gọi dao động điều hoà là dao động hình sin. - HS vẽ đồ thị theo hướng dẫn của GV. V. Đồ thị trong dao động điều hoà:là 1 đường hình sin t 0 x T Hoạt động 7: Củng cố, dặn dò: Qua bài này chúng ta cần nắm được (theo chuẩn kiến thức) + Định nghĩa dao động điều hoà. + Li độ, biên độ, tần số, chu kì, pha, pha ban đầu Dặn dò: -Về nhà làm các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV/Rút kinh nghiệm: Bài 2: CON LẮC LÒ XO Tiết 3 MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Viết được: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. 2.Kĩ năng: - Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. 3.Thái độ: Tập trung, tích cực tham gia đóng góp bài học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Con lắc lò xo theo phương ngang. 2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1: ổn định lớp, KTBC, ĐVĐ 1. Ổn định tổ chức: sĩ số: 2. Kiểm tra bài cũ: + Định nghĩa dao động điều hoà. + Viết phương trình của dao động điều hoà và giải thích được các đại lượng trong phương trình. 3. ĐVĐ: Bài trước ta đã khảo sát dđđh về mặt động học.Trong bài này ta sẽ khảo sát tiếp dđđh về mặt động lực học và năng lượng, ta dùng mô hình con lắc lò xo để nghiên cứu. Hoạt động 2: Tìm hiểu về con lắc lò xo Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Minh hoạ con lắc lò xo, vật m có thể trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát và Y/c HS cho biết gồm những gì? k F = 0 m k m v = 0 k m O A A x - HS dựa vào hình vẽ minh hoạ của GV để trình bày cấu tạo của con lắc lò xo. - HS trình bày minh hoạ chuyển động của vật khi kéo vật ra khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay. I. Con lắc lò xo 1. Cấu tạo: CLLX là 1 hệ dđdđh.Gồm 1 vật nhỏ m gắn vào một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, 1 đầu lò xo được giữ cố định. k F = 0 m 2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2: Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học Xét xem dđ của CLLX có phải là 1 dđđh ko? 1/- Vật chịu tác dụng của những lực nào khi CB? khi vật bị kéo ra khỏi VTCB, buông tay? - Ta có nhận xét gì về 3 lực này? - Khi con lắc nằm ngang, li độ x và độ biến dạng Dl liên hệ như thế nào? - Giá trị đại số của lực đàn hồi? - Dấu trừ ( - ) có ý nghĩa gì? 2/- Áp dụng ĐL II Niuton:F=ma.Từ đó biểu thức của a? 3/- So sánh với phương trình vi phân của dao động điều hoà :a = -w2x ® ta có nhận xét gì về dao động của con lắc lò xo? - Từ đó w và T được xác định như thế nào? 4/- Nhận xét gì về lực đàn hồi tác dụng vào vật trong quá trình chuyển động? - Trường hợp trên lực kéo về cụ thể là lực nào? - Trường hợp lò xo treo thẳng đứng? 1/CB: có trọng lực CB phản lực, vật đứng yên - Khi bị kéo:Trọng lực , phản lực của mặt phẳng, và lực đàn hồi của lò xo. - Vì nên hợp lực tác dụng vào vật chỉ còn lực đàn hồi của lò xo. F = -kx - Dấu trừ chỉ rằng luôn luôn hướng về VTCB. 2/ 3/-dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Đối chiếu để tìm ra công thức w và T. 4/- Lực đàn hồi luôn hướng về VTCB. - Lực kéo về là lực đàn hồi. - Lực kéo về là một phần của lực đàn hồi vì F = -k(Dl0 + x) II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục Ox song song với trục của lò xo, O tại VTCB,chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo: ® F = -kx k m v =0 0 2. Hợp lực tác dụng vào vật: - Vì ® Do vậy: 3. - Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo và 4. Lực kéo về: - luôn hướng về VTCB - có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dđđh. Hoạt động 4 : Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản 1/- Khi dao động, động năng của con lắc lò xo (động năng của vật) được xác định bởi biểu thức? 2/- Khi con lắc dao động thế năng của con lắc được xác định bởi biểu thức nào? 3/- Xét trường hợp khi không có ma sát ® cơ năng của con lắc thay đổi như thế nào? - Cơ năng của con lắc tỉ lệ như thế nào với A? - Không đổi. Vì Vì k = mw2 nên - W tỉ lệ với A2. III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng: 1. Động năng của con lắc lò xo 2. Thế năng của con lắc lò xo:là thế năng đàn hồi,mốc thế năng ở VTCB 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc. b. Khi không có ma sát : - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. - Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Hoạt động 5:củng cố, dặn dò: Qua bài này chúng ta cần nắm được (theo chuẩn kiến thức) . + Nêu được quá trình biến đổi năng lượng trong dđđh. + Công thức tính chu kì(tần số) dđđh của con lắc lò xo. + Viết được pt dđđh của con lắc lò xo:x=Acos(wt + j) - Về nhà học bài và xem trước bài mới -Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV/ RÚT KINH NGHIỆM Tiết 4 BÀI TẬP Mục tiêu: Kiến thức: nắm vững kiến thức về dđđh. Kĩ năng: - Từ phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán. Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu. - Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà. 3. Thái độ: độc lập tư duy II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2. Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà III.Tiến trình bài dạy : Hoạt động 1:Ổn định lớp,KTBC 1. Ổn định lớp:sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: Nêu cấu tạo con lắc lò xo, công thức tính chu kì? Khi con lắc dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào? 3. Bài mới : Hoạt động 2: giải bài tập trắc nghiệm Hoạt động GV Hoạt động H.S Nội dung * Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 7,8,9 trang 8,9 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Gọi HS trình bày từng câu * Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 13 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án. *Cho Hs trình bày từng câu * HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích Câu 7 trang 9: C Câu 8 trang 9: A Câu 9 trang 9: D Câu 4 trang 13: D Câu 5 trang 13: D Câu 6 trang 13: B Hoạt động 3: giải bài tập tự luận về dao động điều hoà của vật năng, con lắc lò xo Bài 1: Một vật được kéo lệch khỏi VTCB một đoạn 6cm thả vât dao động tự do với tần số góc ω = π(rad) Xác định phương trình dao động của con lắc với điều kiện ban đầu: a. lúc vật qua VTCB theo chiều dương b. lúc vật qua VTCB theo chiều âm *Hướng dẫn giải: - Viết phương trình tổng quát của dao động. - Thay A = 6cm -Vận dụng điều kiện banđầu giải tìm ra φ Bài 2: Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ cố định, đầu dưới treo vật nặng có khối lượng m = 100g, lò xo có độ cứng k = 25 N/m. Kéo vật rời khỏi VTCB theo phương thẳng đứng hướng xuống một đoạn 2cm, truyền cho nó vận tốc . (cm/s) theo phương thẳng đứng hướng lên. Chọn gốc tg là lúc thả vật, gốc toạ độ là VTCB, c dương hướng xuống. a. Viết PTDĐ. b. Xác định thời điểm vật đi qua vị trí mà lò xo giãn 2 cm lần thứ nhất. * Hương dẫn Học sinh về nhà làm câu b * HS tiếp thu * Đọc đề tóm tắt bài toán * HS thảo luận giải bài toán Dl l0 0(VTCB) x - Dl • • • * Đọc đề tóm tắt bài toán * HS thảo luận giải bài toán Giải Phương trình tổng quát: x = Acos(ωt + φ) ó x = 6cos(πt + φ) a. t = 0, x = 0, v>0 x = 6cosφ =0 v = - 6πsinφ > 0 cosφ = 0 sinφ < 0 => φ = -π/2 Vậy p.trình dđ:x = 6cos(πt – π/2) cm b. t = 0, x = 0, v<0 x = 6cosφ = 6 v = - 6 sinφ < 0 cos φ= 0 sinφ > 0 => φ =π/2 Vậy p.trình dđ: x = 6cos(πt + π/2) cm Giải a) Tại vị trí cân bằng O Dl l0 0(VTCB)) x - Dl • • • thì kDl = mg Þ Dl = (m) + w = (Rad/s) + m dao động điều hoá với phương trình x = Asin (wt + j) t = 0 x = 2 cm > 0 v = 10p (cm/s) <0 Ta có 2 = Acosj ®Cos j >0 -10p = -5p.Asinj ®Sinj >0 =>cotanj = 1/Þ j = π/3(Rad) ®A= 4(cm) Vậy PTDĐ: x = 4cos (5pt + ) (cm) Hoạt động 4:củng cố, dặn dò: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được - Phương trình dao động điều hoà xác định được: biên độ, chu kì, tần số góc - Lập được phương trình dao động điều hoà, phương trình vận tốc, gia tốc, từ các giả thuyết của bài toán. - Chú ý tìm pha ban đầu dựa vào điều kiện ban đầu. Dặn dò - Về nhà xem lại bài tập và xem trứơc bài mới - Về nhà làm bài tập trong sách bài tập IV. Rút kinh nghiệm: Ngày soạn: Ngày dạy: Tuần: Tiết: Bài 3: CON LẮC ĐƠN Tiết 5 I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà. - Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. - Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động. - Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 2. Kĩ năng: - Giải được bài tập tương tự như ở trong bài. 3. Thái độ: Yêu thích môn học. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1: ổn định lớp,KTBC, ĐVĐ 1. Ổn định tổ chức: sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ: như tiết BT 3. ĐVĐ:nghiên cứu mô hình con lắc đơn cũng tương tự như CLLX Hoạt động 2 : Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Mô tả cấu tạo của con lắc đơn m l α - Khi ta kéo nhẹ m cho dây treo lệch khỏi VTCB thì con lắc dao động, nó sẽ dao động như thế nào? - Ta hãy xét xem dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hoà? - HS thảo luận để đưa ra định nghĩa (cấu tạo) về con lắc đơn. - Dao động qua lại vị trí cân bằng. I. Thế nào là con lắc đơn ? 1. Cấu tạo :Con lắc đơn gồm vật m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài . 2. VTCB: là vị trí dây treo có phương thẳng đứng. Hoạt động 3 :Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. M l α > 0 α < 0 O + s = lα C Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Con lắc chịu tác dụng của những lực nào và phân tích tác dụng của các lực đến chuyển động của con lắc? - Dựa vào biểu thức của lực kéo về ® nói chung con lắc đơn có dao động điều hoà không? - Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để sinα » a (rad). Khi đó a tính như thế nào thông qua s và l. - Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong trường hợp này? - Trong công thức mg/l có vai trò là gì? ® có vai trò gì? - Dựa vào công thức tính chu kì của con lắc lò xo, tìm chu kì dao động của con lắc đơn. - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ … - Con lắc chịu tác dụng của hai lực và . - P.tích ® không làm thay đổi tốc độ của vật ® lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn. - Thành phần là lực kéo về. - Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung Pt không tỉ lệ với α . s = la ® - Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s) ® dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà. - Có vai trò là k. ® có vai trò II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học: 1. Chọn chiều (+) từ trái sang phải, gốc toạ độ tại O. + Vị trí của vật m được xác định bởi li độ góc hay bởi li độ cong ;(α , s >0) 2. Vật chịu tác dụng của các lực và . - Phân tích là lực kéo về có giá trị: Pt = -mg.sinα NX: Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà. - Nếu a nhỏ thì sinα » a (rad), khi đó: Vậy, khi dao động nhỏ (sina » a (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà theo phương trình: S = Socos(wt + j) với chu kì: Trong đó So=lao Hoạt động 4: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Trong quá trình dao động, năng lượng của con lắc đơn có thể có ở những dạng nào? - Động năng của con lắc là động năng của vật được xác định như thế nà
Tài liệu liên quan