Giáo án vật lý 12 tiet 5 t3

 Giáo án Vật lí 12 cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 1

Bài 3 : CON LẮC ĐƠN

Tiết 5Tuaàn 3
Ngaøy:9/8/2010

I. Mục tiêu:
- Thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc đơn. Nắm vững các công thức về con lắc
và vận dụng trong các bài toán đơn giản
-Liên hệ thực tế: Con lắc đồng hồ , quả lắc với dao động nhỏ.
II.PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC:

Thí nghiệm + Giảng giải + đàm thoại

III. Chuẩn bị:
1. Giáo viên: Con lắc đơn , hình vẽ con lắc đang dao động.
2. Học sinh: Ôn lại các khái niệm vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều
IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY
Hoạt động 1 : Ổn định lớp
Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ:
-Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Công thức kéo về ?
-Viết công thức tính chu kì của con lắc lò xo ?
- Viết công thức tính động năng, thế năng và cơ năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào ?
Hoạt động 3:. Tìm hiểu con lắc đơn.
HOẠT ĐỘNG CỦA G.V
HOẠT ĐỘNG CỦA H.S
NỘI DUNG
GV treo hình con lắc đơn cho -Con lắc đơn gồm một vật I. THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN
hs quan sát. Hãy nêu cấu tạo
nhỏ có khối lượng m, treo ở 1. Cấu tạo.

con lắc đơn ?
đầu một sợi dây có chiều dài Gồm :
l và có khối lượng không
Một vật nhỏ có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây
đáng kể.
không dãn có chiều dài l và có khối lượng không đáng
-Cho biết phương dây treo - khi con lắc cân bằng dây
kể.
khi con lắc cân bằng?
treo có phương thẳng đứng
2. Kích thích dao động
Mô tả dao động
Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng
-Nêu cách kích thích cho con - Kéo nhẹ quả cầu cho dây một góc rồi thả
nhẹ
lắc đơn dao động ?
treo lệch khỏi vị trí cân bằng
Q
một góc rồi thả nhẹ

α

O

M

s s
0

Hoạt động 4 : Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động học .

* GV treo hình vẽ sẳn lên -Quan sát hình vẽ trên bảng
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN
bảng cho hs quan sát(hình
VỀ MẶT ĐỘNG HỌC
3.2)
-Con lắc chịu tác dụng của - Con lắc chịu tác dụng: Với những dao động nhỏ của con lắc đơn ( α <100 ),
Trọng lực và lực căng dây
những lực nào ?
sinα ≈ α, con lắc dao động điều hoà theo phương
-Theo định luật II Newton -Theo định II Niutơn phương
g
trình :
s//+( )s = 0.
phương trình chuyển động của trình chuyển động của vật:
l
vật được viết như thế nào ?
r P + T =m. a
Nghiệm của phương trình dao động điều hòa của con
-Xác định hình chiếu của m a ,
lắc đơn:
s = S0 cos(ωt + ϕ).
r
u
r
-Chiếu P + T = m . a
P , và T trên trục Mx?
lên trục Mx .
Với : S 0 = α 0 l (biên độ cong)
=> d đ của con lắc đơn − P sin α = m.at
không phải d đ đ h

g
* Thông báo: Nếu góc lệch α -Nghe gv thông báo và nghe
(tần số góc)
ω=
l
nhỏ thì con lắc dao động điều gv vào tập.
hoà : sinα ≈ α =

s
l

(3.1)=> Pt = − mgα = − mg

T = 2π
s
l

l
(chu kì dao động)
g


 Giáo án Vật lí 12 cơ bản  Biên soạn : Nguyễn Văn Khai - Trường THPT Cầu Quan  Trang 2

Đặt :ω2 =

g
l

, khi vật dao

động nhỏ sinα ≈ α, con lắc
dao động điều hoà theo
phương trình: s//+(

g
)s = 0.
l

ta được: s//+ω2s = 0 (3.3)
Nghiệm của phương trình
-Giáo viên giới thiệu đây là
phương trình vi phân bậc 2,
nghiệm số của phương trình
có dạng :
s = So cos ( ωt + ϕ ).
Chu kỳ:

T = 2π

l
g

Hoạt động 5: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng
-Trong quá trình dao động của
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC
con lắc lò xo thì động năng và
ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG
thế năng của con lắc đơn biến
1 2

1. Động năng của con lắc đơn: Wd = mv
đổi qua lại, nhưng cơ năng tại
2
mọi điểm không đổi.
1 2
2.Thế năng của con lắc đơn: Wt = mgl (1 − cos α )
Wd = mv
-Hãy viết công thức tính động
2
3. cơ năng của con lắc đơn
năng, thế năng của con lắc
W
=
mgl
(1
−
cos
α
)
t
1 2
đơn ?(đã học lớp 10)
- Cơ năng của con lắc đơn là W = Wd + Wt = 2 mv + mgl (1 − cos α ) = hằng số
-Cơ năng của con lắc đơn
1 2
trong quá trình dao động bằng
tổng Wđ và Wt .Hãy viết công W = Wd + Wt = 2 mv + mgl (1 − cos α )
thức cơ năng ?
Hoạt động 6. ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO
*Thông báo: Để đo gia tốc

IV. ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ
trọng trường ở 1 nơi nào đó.
DO
Dùng 1 con lắc có chiều dài l
l
4π2 l
tính đến tâm của quả cầu. Đo -Hs tư ghi nhận vào tập.
T = 2π
=> g = 2 => Muốn đo g cần đo
g
T
thời gian của 1 số dao động
toàn phần => chu kỳ T. Sau
chiều dài và chu kỳ của con lắc đơn
đó tính g theo công thức

g=

4π2 l
. Lặp lại thí nghiệm
T2

nhiều lần, mỗi lần rút ngắn
chiều dài con lắc đi 1 đoạn,
lấy giá trị trung bình g ở các
lần đo,ta được gia tốc rơi tự
do ở nơi đó.
Hoạt động 7:Củng cố-giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên
-Nhắc lại kiến thức cơ bản trong bài học

-Về nhà xem bài mới.
- Làm các bài tập: 7 trang 17 Sgk

Hoạt động của học sinh
-Nắm vững kiến thức cơ bản trong bài học
-Nhận nhiệm vụ về nhà.
-Nhận nhiệm vụ về nhà.