Giáo án Vật lý 12 bài 2: Con lắc lò xo

Giáo án VẬT LÝ 12 cơ bản
Xương

Trường THPT Nguyễn Đáng

Giáo viên: Huỳnh Thế

CON LẮC LÒ XO


I/. MỤC TIÊU:








Viết được:
+ công thức tính 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.
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 bài tập sách
giáo khoa.
Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.

II/. CHUẨN BỊ:

a) Giáo viên:
+ Con lắc lò xo dao động theo phương ngang.
+ Hình vẽ 2.1 sgk
b) Học sinh:
+ Ôn lại khái niệm lực đàn hồi, thế năng đàn hồi, động năng. Định luật bảo toàn cơ
năng.
+ Nhớ kỹ công thức tính gia tốc trong dao động điều hoà.
III/. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
a) Ổn định lớp, kiểm diện: (1 phút)
b) Kiểm tra bài cũ - Sửa bài tập: (8 phút)
+ Viết phương trình dao động điều hoà. Viết công thức tính vận tốc, gia tốc.
+ Nhắc lại công thức tính thế năng đàn hồi, công thức tính động năng, thế năng.
c) Bài mới: (30 phút)
+ Đặt vấn đề vào bài: Ta đã khảo sát dao động điều hoà về mặt động học, còn về năng
lượng thì sao? Muốn thế, ta nghiên cứu tiếp dao động của con lắc lò xo.
+ Giới thiệu bài mới: Trong bài này, ta khảo sát con lắc lò xo về mặt động lực học và về
mặt năng lượng.
+ Hoạt động dạy học:
I/. Con lắc lò xo:
NỘI DUNG

HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY

HOẠT ĐỘNG CỦA TRÒ

1) Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn
Vừa lập luận vừa ghi
Ghi
vào đầu của một lò xo có độ cứng k, như hình vẽ. Vật m bảng, vẽ hình trên dung.
có thể trượt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát.

bảng.
2) Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo không biến
dạng. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo dãn ra một
đoạn nhỏ rồi thả nhẹ, vật dao động quanh vị trí cân bằng.

nhớ

nội

II/. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học:
NỘI DUNG

HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY

HOẠT ĐỘNG CỦA TRÒ


Giáo án VẬT LÝ 12 cơ bản
Xương

Trường THPT Nguyễn Đáng

Giáo viên: Huỳnh Thế

1) Chọn trục toạ độ x trùng với phương dao động. Gốc tại
Vừa lập luận vừa ghi
Ghi
vị trí cân bằng. Chiều
dung.
r u

rdương
ur theo
r chiều kéo vật. bảng.
Khi vật ở li độ x, ta có: F  P  N  ma .
u
r ur
Vì P  N  0 và F = - kx
� kx  ma Hay: a  

k
x
m

Trả lời câu hỏi
của thầy.

k
� a  2 x
Đặt:  
m

2) Tần số góc :  

k
m
Chu kỳ: T  2
m
k

nội

Ta có nhận xét gì?

2

Vậy dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa theo
phương trình: x  A cos  t   

nhớ

Tần số góc, chu kỳ,
Trả lời câu hỏi
tần số của con lắc được của thầy.
tính bởi công thức nào?

1 k
Vừa lập luận vừa ghi
2 m
bảng.
3) Lực kéo về: Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là
lực kéo về (lực hồi phục). Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li
độ, là lực gây ra gia tốc cho vật dao động.
Tần số: f 

III/. Khảo sát dao động của co lắc lò xo về mặt năng lượng:
NỘI DUNG

HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY

HOẠT ĐỘNG CỦA TRÒ

Xét con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình
Động năng của một
Trả lời câu hỏi
vật
được
tính
bởi
công
của
thầy.
x  A cos  t    .
thức nào?
1
2
Wđ  mv
1) Động năng:
2
Hay:

Wđ 

1
m2 A 2 sin 2  t   
2
Wt 

2) Thế năng:

1 2

kx
2

1
m2 A 2 cos 2  t   
2
Khi vật dao động điều hoà thì động năng và thế năng
cũng biến thiên điều hoà theo thời gian. Động năng và thế
năng chuyển hoá qua lại lẫn nhau.
3) Cơ năng (năng lượng dao động). Sự bảo toàn cơ
năng:
1
1
Cơ năng: W  Wđ  Wt  mv 2  kx 2
2
2
Hay:

Thế năng đàn hồi
Trả lời câu hỏi
của lò xo được tính bởi của thầy.
công thức nào?

Wt 

Cơ năng là gì?

Trả lời câu hỏi
của thầy.

Nêu nhận xét

Nhận xét và trả
lời.


Giáo án VẬT LÝ 12 cơ bản
Xương

Trường THPT Nguyễn Đáng

Giáo viên: Huỳnh Thế

1
1
m2 A 2  kA 2 = hằng số.
2
2
Trong dao động điều hoà, cơ năng không đổi và tỉ lệ với
bình phương biên độ dao động.
Hay:

W

d) Củng cố: (5 phút)
+ Nhắc lại nội dung chính của bài. Nêu sơ lược theo dàn bài, nhấn mạnh trọng tâm.
+ Hướng dẫn và gọi học sinh làm các bài tập cơ bản ( sgk và sbt).
e) Dặn dò: (1phút)
+ Ghi nhớ nội dung bài và làm bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập.
+ Đọc và nắm sơ lược dàn bài kế tiếp.