giáo án vật lí 12- tuần 3

Ngày soạn: 16/08/2010
Tiết số: 05 Tuần: 03
Bài 3: CON LẮC ĐƠN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn.
- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà. Viết được c.thức tính chu kì dđộng của con lắc đơn.
- Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn.
- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.
- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động.
- Giải được bài tập tương tự như ở trong bài.
- Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do.
2. Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức trên để giải các bài tập trong sgk và tương tự…
3. Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập,…
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn.
2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực.
III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục,…
2. Kiểm tra bài cũ:
3. Bài mới:
Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Mô tả cấu tạo của con lắc đơn
- Khi ta cho con lắc dao động, nó
sẽ dao động như thế nào?
- Ta hãy xét xem dao động của
con lắc đơn có phải là dao động
điều hoà?
- HS thảo luận để đưa ra định nghĩa
về con lắc đơn.

- Dao động qua lại vị trí
dây treo có phương thẳng đứng → vị
trí cân bằng.
I. Thế nào là con lắc đơn
1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối
lượng m, treo ở đầu của một sợi dây
không dãn, khối lượng không đáng
kể, dài l.
2. VTCB: dây treo có phương thẳng
đứng.
Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu
Sgk về cách chọn chiều dương, gốc
toạ độ …
- Con lắc chịu tác dụng của hai lực
T
r

và
P
r
.
- P.tích
t n
P P P
= +
r r r
→
n

T P
+
r r
không
làm thay đổi tốc độ của vật → lực
hướng tâm giữ vật chuyển động trên
II. Khảo sát dao động của con lắc
đơn về mặt động lực học
1. Chọn chiều (+) từ phải sang trái,
gốc toạ độ tại O.
+ Vị trí của vật được xác định bởi li
độ góc
·
OCM
α
=
hay bởi li độ cong
¼
s OM l
α
= =
.
+ α và s dương khi con lắc lệch khỏi
VTCB theo chiều dương và ngược lại.
2. Vật chịu tác dụng của các lực
T
r
và
P
r

.
m
l
α
M
l
α > 0
α < 0
O
+
T
ur
P
ur
n
P
uur
t
P
ur
s = lα
C
- Con lắc chịu tác dụng của những
lực nào và phân tích tác dụng của
các lực đến chuyển động của con
lắc.
- Dựa vào biểu thức của lực kéo
về → nói chung con lắc đơn có
dao động điều hoà không?
- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ

để sinα ≈ α (rad). Khi đó α tính
như thế nào thông qua s và l.
- Ta có nhận xét gì về lực kéo về
trong trường hợp này?
- Trong công thức mg/l có vai trò
là gì?
→
l
g
có vai trò gì?
- Dựa vào công thức tính chu kì
của con lắc lò xo, tìm chu kì dao
động của con lắc đơn.
cung tròn.
- Thành phần
t
P
r
là lực kéo về.
- Dù con lắc chịu tác dụng của lực
kéo về, tuy nhiên nói chung P
t
không
tỉ lệ với α nên nói chung là không.
s = lα →
s
l
α
=
- Lực kéo về tỉ lệ với s (P

t
= - k.s) →
dao động của con lắc đơn được xem
là dao động điều hoà.
- Có vai trò là k.
→
l
g
có vai trò
m
k
2 2
m l
T
k g
π π
= =
- Phân tích
t n
P P P
= +
r r r
→ thành phần
t
P
r
là lực kéo về có giá trị:
P
t
= -mg.sinα

NX: Dao động của con lắc đơn nói
chung không phải là dao động điều
hoà.
- Nếu α nhỏ thì sinα ≈ α (rad), khi
đó:
t
s
P mg mg
l
α
= − = −
Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈ α
(rad)), con lắc đơn dao động điều hoà
với chu kì:
π
=
2
l
T
g
Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Trong quá trình dao động, năng
lượng của con lắc đơn có thể có ở
những dạng nào?
- Động năng của con lắc là động
năng của vật được xác định như
thế nào?
- Biểu thức tính thế năng trọng
trường?

- Trong quá trình dao động mối
quan hệ giữa W
đ
và W
t
như thế
nào?
- Công thức bên đúng với mọi li
độ góc (không chỉ trong trường
hợp α nhỏ).
- HS thảo luận từ đó đưa ra được:
động năng và thế năng trọng trường.
- HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn
thành các yêu cầu.
W
t
= mgz trong đó dựa vào hình vẽ z
= l(1 - cosα)
→ W
t
= mgl(1 - cosα)
- Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi
ma sát thì cơ năng được bảo toàn.
III. Khảo sát dao động của con lắc
đơn về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc
2
ñ
1
W

2
mv
=
2. Thế năng trọng trường của con lắc
đơn (chọn mốc thế năng là VTCB)
W
t
= mgl(1 - cosα)
3. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng
của con lắc đơn được bảo toàn.
cos
2
1
W (1 )
2
mv mgl
α
= + −
= hằng số.
Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản
- Y/c HS đọc các ứng dụng của
con lắc đơn.
- Hãy trình bày cách xác định gia
tốc rơi tự do?
- HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu các
ứng dụng của con lắc đơn.
+ Đo chiều dài l của con lắc.
+ Đo thời gian của số dao động toàn
phần → tìm T.

IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi
tự do
- Đo gia tốc rơi tự do
2
2
4 l
g
T
π
=
+ Tính g theo:
2
2
4 l
g
T
π
=
IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được
- Cấu tạo của con lắc đơn.
- Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hồ.Viết được cơng thức tính chu kì dao động của con lắc
đơn.
- Viết được cơng thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn.
- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.

V.DẶN DỊ:
- Về nhà học bài và xem trứơc bài mới
-Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập
IV. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................................................
BÀI TẬP
I. Mục tiêu:
1. Khiến thức:
- Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn.
- Kỹ năng: Giải được các bài tốn đơn giản về dao động điều hồ, và con lắc đơn.
2. Kĩ năng: Vận dụng kiến thức trên để giải các bài tập sgk và tương tự…
3. Thái độ: Vui thích mơn học, tập trung học tập,trung thực…
II. Chuẩn bị:
1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận
2. Học sinh: ơn lại kiến thức về dao động điều hồ, con lắc đơn.
3. Thái độ: Vui thích mơn học, tập trung học tập,trung thực…
III.Tiến trình bài dạy :
1. Ổn định lớp:
2. Kiểm tra bài cũ:
- Nêu những đặc điểm của dao động tắt dần, dao động duy trì, dao động cưỡng bức, sự cộng hưởng.
- Nêu được điều kiện để hiện tượng cộng hưởng xảy ra.
3. Bài mới :
Hoạt động 1: Giải một số câu hỏi trắc nghiệm
Hoạt động GV Hoạt động H.S Nội dung
* Cho Hs đọc lần lượt các câu
trắc nghiệm 4,5,6 trang 17 sgk
* Tổ chức hoạt động nhóm, thảo
luận tìm ra đáp án
*Gọi HS trình bày từng câu
* HS đọc đề từng câu, cùng suy
nghĩ thảo luận đưa ra đáp án
đúng
* Thảo luận nhóm tìm ra kết quả
* Hs giải thích

Câu 4 trang 17: D
Câu 5 trang 17: D
Câu 6 trang 17: C
Hoạt động 2: Giải một số bài tập trắc nghiệm
1. Con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì 1 s tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8m/s
2
, chiều dài của con lắc là
Ngày soạn: 16/08/2010
Tiết số: 06 Tuần: 03
A. l = 24,8 m B. l = 24,8cm C. l = 1,56 m D. l = 2,45 m
2. Ở nơi mà con lắc đơn đếm giây (chu kì 2 s) có độ dài 1 m, thì con lắc đơn có độ dài 3m sẽ dao động với chu kì là
A. T = 6 s B. T = 4,24 s C. T = 3,46 s D. T = 1,5 s
3. Một com lắc đơn có độ dài l
1
dao động với chu kì
T
1
= 0,8 s. Một con lắc đơn khác có độ dài l
2
dao động với chu kì T
1
= 0,6 s. Chu kì của con lắc đơn có độ dài
l
1
+ l
2
là
A. T = 0,7 s B. T = 0,8 s C. T = 1,0 s D. T = 1,4 s
4. Một con lắc đơn có độ dài l, trong khoảng thời gian
t

∆
nó thực hiện được 6 dao động. Người ta giảm bớt độ dài
của nó đi 16cm, cũng trong khoảng thời gian
t
∆
như trước nó thực hiện được 10 dao động. Chiều dài của con lắc
ban đầu là
A. l = 25m. B. l = 25cm. C. l = 9m. D. l = 9cm.
5. Tại một nơi có hai con lắc đơn đang dao động với các biên độ nhỏ. Trong cùng một khoảng thời gian, người ta
thấy con lắc thứ nhất thực hiện được 4 dao động, con lắc thứ hai thực hiện được 5 dao động. Tổng chiều dài của hai
con lắc là 164cm. Chiều dài của mỗi con lắc lần lượt là.
A. l
1
= 100m, l
2
= 6,4m. B. l
1
= 64cm, l
2
= 100cm.
C. l
1
= 1,00m, l
2
= 64cm. D. l
1
= 6,4cm, l
2
= 100cm.
6. Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 4s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vò trí có li độ cực đai là

A. t = 0,5 s B. t = 1,0 s C. t = 1,5 s D. t = 2,0 s
7. Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 3 s, thời gian để con lắc đi từ VTCB đến vò trí có li độ x = A/ 2 là
A. t = 0,250 s B. t = 0,375 s C. t = 0,750 s D. t = 1,50 s
8. Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 3s, thời gian để con lắc đi từ vò trí có li độ x = A/ 2 đến vò trí có li độ cực
đại x = A là
A. t = 0,250 s B. t = 0,375 C. t = 0,500 s D. t = 0,750 s
IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được
- Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn.
- Giải được các bài tốn đơn giản về dao động điều hồ, và con lắc đơn
V.DẶN DỊ:
- Về nhà xem lại bài tập và xem trứơc bài mới
- Về nhà làm bài tập trong sách bài tập
VI. RÚT KINH NGHIỆM
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
Tổ trưởng kí duyệt
16/08/2010
HOÀNG ĐỨC DƯỠNG