Giáo án vật lý 12 học kì 1 tiết 3

Tuần: 2
Tiết: 3

 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản

Trường THPT Phú Hữu

CON LẮC LÒ XO
I. MỤC TIÊU
- Viết được công thức lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa, công thức tính chu kì của con lắc lò
xo, công thức tính động năng, thế 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 hòa.
- 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 bài tập tương tự như ở trong phần bài tập.
- Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Con lắc lò xo
2. Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa. Nêu
mối liên hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc của dao động điều hòa.
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu con lắc lò xo.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
I. Con lắc lò xo
1. Cấu tạo
Giới thiệu con lắc lò xo.
Vẽ con lắc lò xo.
Gồm một vật nho, khối lượng m gắn vào
đầu của một lò xo có độ cứng k, có khối

lượng không đáng kể. Đầu kia của lò xo
Nêu cấu tạo của con lăc lò xo.
Yêu cầu học sinh nêu cấu tạo
được giữ cố định. Vât m có thể trượt trên
của con lắc lò xo.
một mặt phẵng ngang không có ma sát.
2. Nhận xét
Giới thiệu vị trí cân bằng.
+ Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo
Yêu cầu học sinh nhận xét về
không bị biến dạng.
Nhận
xét
về
vị
trí
cân
bằng.
vị trí cân bằng.
+ Kéo vật nặng ra khỏi vị trí cân bằng cho
lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay,
Kéo lò xo giãn ra rồi thả ra.
ta thấy vật dao động trên một đoạn thẳng
Nhận xét chuyển động.
Yêu cầu học sinh nhận xét.
quanh vị trí cân bằng.
Hoạt động 3 (20 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo
về mặt động lực học
Vẽ hình 2.1
1. Phương trình chuyển động
Xác định các lực tác dụng lên
Vật chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực
→
→
→
vật.
, phản lực
và lực đàn hồi .

N

P

Viết biểu thức định luật II
Newton.
Viết phương trình chiếu.
Xác định trị đại số của lực đàn
→

hồi F
Dẫn dắt học sinh đi đến kết luận
cuối cùng là con lắc lò xo dao
động điều hòa.
Yêu cầu học sinh xác định tần
số góc ω.

→

Xác định tần số góc ω của con
lắc lò xo.

→

→

→

ma = P +N +F
Chiếu lên trục Ox ta có:
ma = F = - kx  a = Đặt ω2 =

Thử lại để công nhận nghiệm
của phương trình: a = - ω2 x là:
x = Acos(ωt + ϕ).

F

Theo định luật II Newton:

k
x.
m

k
ta có: a = - ω2 x
m

Nghiệm của phương trình này có dạng :
x = Acos(ωt + ϕ)
Như vậy con lắc lò xo dao động điều
hòa.
2. Tần số góc và chu kì


 Giáo án Vật Lý 12 – Ban cơ bản

Yêu cầu h/s xác định chu kì T.
Yêu cầu học sinh thực hiện C1
Giới thiệu lực kéo về ở con lắc
lò xo vừa nêu và một số trường
hợp khác.

Xác định chu kì dao động.
Thực hiện C1.

Trường THPT Phú Hữu

Tần số góc: ω =

k
.
m

2π
m
= 2π

.
ω
k

Chu kì: T =
Nêu khái niệm lực kéo về.

3. Lực kéo về
Lực luôn 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 vật
dao động điều hòa.
Hoạt động 4 (10 phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản
III. Khảo sát dao động của con lắc lò xo
về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc lò xo
Dẫn dắt để học sinh viết được
Viết biểu thức tính động năng
1
1
Wđ = mv2 = mω2A2sin2(ωt+ϕ)
biểu thức tính động năng của nói chung.
2
2
con lắc lò xo.
Áp dụng cho con lắc lò xo.
1

= kA2sin2(ωt + ϕ) .

2

2. Thế năng của con lắc lò xo
Dẫn dắt để học sinh viết được
biểu thức tính thế năng của
con lắc lò xo.

Viết biểu thức tính thế năng của
lò xo bị biến dạng.
Áp dụng cho con lắc lò xo.

Dẫn dắt để học sinh viết
được biểu thức tính cơ năng
của con lắc lò xo.

Viết biểu thức tính cơ năng nói
chung.
Áp dụng cho con lắc lò xo.

Yêu cầu học sinh rút ra các
Rút ra các kết luận.
kết luận.
Yêu cầu học sinh thực hiện
Thực hiện C2.
C2.
Hoạt động 5 (5 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.
Hoạt động của giáo viên
Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học trong

bài.
Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 4, 5, 6 trang
13 sgk và 2.6, 2.7 sbt.

Wt =

1 2 1
kx = k A2cos2(ωt + ϕ)
2
2

3. Cơ năngcủa con lắc lò xo. Sự bảo toàn
cơ năng
W = Wt + Wđ =
=

1
k A2
2

1
mω2A2 = hằng số.
2

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương
của biên độ dao động.
Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ
qua mọi ma sát.
Hoạt động của học sinh
Tóm tắt lại những kiến thức đã học trong bài.

Ghi các bài tập về nhà.

IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BGH DUYỆT

TỔ DUYỆT

GIÁO VIÊN SOẠN

DANH HOÀNG KHẢI