Vật lý 12 Phân ban: VẬN TỐC, GIA TỐC, LỰC VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA doc

VẬN TỐC, GIA TỐC, LỰC VÀ NĂNG LƯỢNG
TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I MỤC TIÊU
 Viết được công thức của vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa.
 Vẽ được đồ thị biến thiên của vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa
theo thời gian.
 Dựa vào định luật II Niutơn, lập được công thức tính lực trong dao động
điều hòa.
 Chứng minh được dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ là dao động
điều hòa. Lập được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn.
II CHUẨN BỊ
Giáo viên
 Một con lắc đơn có chiều dài dây thay đổi được từ 1m đến 0,25m.
 Một đồng hồ bấm đếm giây.
III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC
1. Giúp HS ôn lại định nghĩa vận tốc tức thời, gia tốc tức thời và cách lấy đạo hàm
bậc nhất, bậc hai của hàm số sin và côsin.
2. Yêu cầu HS áp dụng công thức định nghĩa vận tốc tức thời và gia tốc tức thời để
tìm công thức vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa (hiểu là vận tốc và gia tốc
tức thời).
3. Xác định lực trong dao động điều hòa.
Yêu cầu HS nhắc lại cách giải bài toán ngược : Biết gia tốc của chuyển
động, xác định lực tác dụng.
Yêu cầu HS tự lực áp dụng định luật II Niutơn cho trường hợp dao động
điều hòa để tìm công thức liên hệ giữa lực tác dụng với gia tốc rồi biến đổi công
thức đó để tìm mối liên hệ giữa lực tác dụng và li độ x (F = kx).
GV thông báo kết quả suy luận ngược : Nếu biết lực tác dụng lên vật chuyển
động có dạng F = kx thì có thể suy ra rằng chuyển động của vật là dao động điều
hòa.
4. Vận dụng để chứng minh dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ là dao động

điều hòa.
GV cần lưu ý giúp HS nhớ lại công thức tính góc  ra rađian
( =

Cung
s


)

Bán kính R

so sánh với cách tính gần đúng tg =
s
R
để áp dụng vào trường hợp con lắc đơn.
GV nên làm thí nghiệm biểu diễn chứng tỏ chu kì dao động của con lắc đơn
không phụ thuộc khối lượng quả nặng và tỉ lệ với căn bậc hai của chiều dài l.
5. Khảo sát sự biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa. Dựa vào thí nghiệm
với con lắc đơn, giúp HS nhận biết được rằng muốn cho con lắc dao động thì đầu
tiên cần cung cấp cho nó thế năng ban đầu để đưa nó ra khỏi vị trí cân bằng. Sau
đó thả cho con lắc tự do, nó dao động. Trong quá trình dao động, thế năng được
biến đổi thành động năng và ngược lại.
Quan sát con lắc đơn dao động trong một số chu kì đầu có thể nhận thấy
rằng, sau mỗi chu kì nó luôn luôn đạt đến biên độ bằng biên độ ban đầu, có nghĩa
là cơ năng được bảo toàn. Do có ma sát nên biên độ giảm dần, cơ năng giảm dần.