Giáo án vật lý 12 bài 2 con lắc lò xo

VnDoc.com - Tải tài liệu miễn phí.
Bài 2: CON LẮC LÒ XO
I - Mục tiêu bài học: Qua bài học thì học sinh cần nắm:
1) Kiến thức:
+ Viết được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà.
+ Công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo.
+ Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo.
2) Kỹ năng:
+ 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.
+ Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải được các bài tập căn bản.
+ Viết được phương trình động học của con lắc lò xo.
3) Tư tưởng thái độ: Tỉ mỉ, cẩn thận, ham học tập tìm hiểu khoa học.
II – Phương pháp giảng dạy:
+ Phương pháp nêu vấn đề.
+ Phương pháp thí nghiệm trực quan.
+ Phương pháp phân tích giảng giải.
III – Phương tiện giảng dạy:
 GV: 02 lò xo, 02 quả nặng, các ví dụ về dao động.
 HS: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.
IV - Trọng tâm: Dao động điều hoà của con lắc lò xo.
V - Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV và HS NỘI DUNG CẦN ĐẠT
Hoạt động 1: (5min) Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số, kiểm tra chuẩn bị bài học.
? Nêu công thức và đặc điểm của lực
đàn hồi.
? Nêu khái niệm và công thức của thế
năng đàn hồi.
HS: Lớp trưởng báo cáo sĩ số.
HS: Lên bảng viết biểu thức lực đàn hồi và phân tích.
HS: Suy nghĩ và trả lời.

Hoạt động 2: : (10min) Tìm hiểu CON LẮC LÒ XO.
G: Cho học sinh xem và giới thiệu con
lắc lò xo.
Cấu tạo con lắc gồm có những gì?
? Vị trí cân bằng có đặc điểm gì.
HS: Thảo luận và trả lời?
GV: Kêt luận.
I. CON LẮC LÒ XO.
1. Gồm một con lắc lò xo, vật nhỏ m gắn vào đầu của
lò xo, khối lượng của lò xo không đáng kể ; đầu kia
của lò xo gắn cố định.
VnDoc.com - Tải tài liệu miễn phí.
2. Vị trí cân bằng của vật là vị trí lò xo không bị giản.
Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo giản ra một
đoạn rồi buông tay, ta thấy lò xo dao động quanh vị
trí cân bằng.
Hoạt động 3: : (7min) Tìm hiểu KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ
MẶT ĐỘNG LỰC HỌC.
ĐVĐ: Khi cho con lắc dđ phương trình
dao động của con lắc?
Gợi ý:
-Tại VT cĩ độ lệch x lực tác dụng lên
con lắc?
-Theo định luật II NewTon F =?
G: Dao động của con lắc lò xo gọi là
dao động điều hòa.
Vậy thế no l dao động điều hòa?
H: Dđ được diễn tả bằng định luật
dạng …
G: Đại lượng 2


/

gọi l chu kì.
Chu kỳ dao động của con lắc lò xo?
H: T=2

k
m
Thực tế: dao động của mẫu xốp trên
mặt nước, dao động của bông hoa trên
cành cây không phải là dao động tuần
hoàn.
Xét trong thời gian ngắn dao động dây
đàn là dao động tuần hoàn.
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ
XO VẾ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC.
1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo.
Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng. Khi vật có li độ
x ta có:
F = - kx
2. Áp dụng định luật II – Niutơn, ta được:
k
a x
m
 
3. Đặt
2 " 2
k
x x

m
 
   
=> Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà
theo phương trình là:
x = Acos(
t
 

)
+ Tần số góc và chu kì dao động của con lắc lò xo là:
; 2
k m
T
m k
 
 
4. Lực kéo về: luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là
lực kéo về. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực
gây ra gia tốc cho dao động điều hoà.
Hoạt động 4: : (10min) Tìm hiểu KHẢO ST DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG
LƯỢNG.
Xt con lắc lò xo:
P O P’
ĐVĐ: trong quá trình dđđh NL biến
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ
MẶT NĂNG LƯỢNG
1. Động năng của con lắc lò xo.
+ Động năng của con lắc lò xo là động năng của vật
m:

VnDoc.com - Tải tài liệu miễn phí.
đổi?
G: Ở P năng lượng của hệ dưới dạng gì?
H: Thế năng.
G: Giá trị của thế năng?
H: Cực đại.
G: Thả viên bi ra thế năng,động năng
thay đổi như thế nào?
H: Thế năng giảm, động năng tăng.
G: Đến O động năng thế nào?
H: Cực đại.
G: Quá trình chuyển động từ O đến P’thì
động năng, thế năng thay đổi thế nào?
H: Động năng giảm, thế năng tăng.
G: Đến P’ thì sao?
H: Động năng bằng không thế năng cực
đại
G: Quá trình từ P’ về O ngược lại.
Vây trong quá trình dđđh của con lắc lo
xo động năng và thế năng thay đổi thế
nào?
ĐVĐ: Trong quá trình dao động điều
hòa đó động năng và thế năng thay
đổi.Vậy cơ năng có thay đổi hay không?
G: Động năng của viên bi?
H H: E
đ
=1/2m

2

A
2
Cos
2
(

t+

)
G: Thế năng của viên bi?
H: Eđ = 1/2K A
2
sin
2
(t +  )
G: Mà k = m

2
,
nên động năng ….
G: Cơ năng của con lắc?
H: Cơ năng của con lắc……
G:Từ biểu thức E = ½KA
2

đđ cơ năng
của hệ?
H: Không đổi.
+ Công thức:
2 2 2 2

1 1
sin ( )
2 2
W mv mA t
  
  
đ
2. Thế năng của con lắc lò xo.
+ Thế năng của con lắc lò xo có được là do sự biến
dạng của nó.
+ Công thức:
2 2 2
1 1
cos ( )
2 2
W kx kA t
 
  
t
3. Cơ năng của con lắc lò xo.
+ Cơ năng của con lắc lò xo là tổng động năng và thế
năng của con lắc.
+ Công thức:
2 2
1 1
2 2
W mv kx 
Kết hợp các biểu thức ta có:
2 2 2
1 1

(2.8)
2 2
W kA m A CONST

  
o Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của
biên độ dao động.
o Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua
mọi ma sát.
Hoạt động 5: : (10min)VẬN DỤNG KIẾN THỨC.
GV: Yêu cầu học sinh hảo luận và làm ĐÁP SỐ
VnDoc.com - Tải tài liệu miễn phí.
bài tập SGK 4,5,6.
HS: Thảo luận và giải các bài tập.
Bài 4: D
Bài 5: D
Bài 6: B
Hoạt động 6: : (5min) CỦNG CỐ KIẾN THỨC.
- Sự biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa.
- Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hòa.
Bài tập: 8 trang 14 SGBT.
RÚT KINH NGHIỆM SAU BÀI GIẢNG.