Bai 3 Con lac don

CON LẮC ĐƠN
I. Mục tiêu bài học:
1. Kiến thức:
 Học sinh biết và hiểu được các khái niệm về con lắc đơn và các bước khảo sát
chuyển động của con lắc đơn.
 Nắm được các cơng thức tính chu kì, năng lượng của con lắc đơn.
 Biết được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do.
2. Kỹ năng:
 Áp dụng các công thức tính chu kì, tần số, năng lượng của con lắc đơn.
 Giải quyết được các bài tập định tính liên quan đến con lắc đơn
3. Thái độ:
 Rèn luyện cho học sinh có thái độ nghiêm túc trong học tập.
 Học sinh ứng dụng kiến thức đã học giải thích các hiện tượng đời sống.
II. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
 Chuẩn bị Powerpoint bài giảng.
 Con lắc đơn để làm thí nghiệm tại lớp.
2. Học sinh:
 Học bài cũ.
 Xem trước bài mới.
III. Các hoạt động tại lớp:
1. Kiểm tra bài cũ
2. Giới thiệu sơ qua về bài mới
3. Tiến hành giảng dạy:
Các hoạt động trên lớp
Nôi dung bài học
Hoạt động 1: Giới thiệu về con lắc đơn.
I, Thế nào là con lắc đơn?
 Giáo viên giới vật dụng phục vụ thí
 Cấu tạo: Con lắc đơn gồm một vật
nghiệm, bố trí thí nghiệm.

nhỏ, khối lượng m, treo trên một
 Trình bày các khái niệm về con lắc
sợi dây không dãn, chiều dài l.
đơn.
 Vị trí cân bằng là vị trí vật có v=0,
có phương thẳng đứng. Nếu kéo vật
 Giáo viên đặt câu hỏi: Dao động
ra khỏi vị trí cân bằng một góc thì


của con lắc là dao động gì? Dao
động đó có phải là dao động điều
hồ khơng?
Hoạt động 2: Chứng minh chuyển động
của con lắc đơn là chuyển động đàn hồi ?
 Giáo viên tiến hành thí nghiệm, kéo
con lắc ra khỏi vị trí cân bằng một
góc α và thả cho con lắc chuyển
động.
 Xác định các lực tác động lên hệ
vật, khi hệ đứng yên, và khi hệ
chuyển động.
 Đưa ra quan điểm, lý luận. Chứng
minh các công thức.
 Xây dựng các cơng thức và đưa ra
cơng thức tính chu kỳ của con lắc
đơn dựa trên lý thuyết.

vật sẽ chuyển động xung quanh vị
trí cân bằng cho đến khi dừng hẳn.

II, Khảo sát dao động của con lắc đơn về
mặt động lực học:
 Vẽ hình:

Xác định các lực tác dụng lên vật M ( vì
sợi dây có khối lượng khơng đáng kể ):
 Khi dao động, các lực tác dụng lên
vật M gồm: Trọng lực ⃗P , lực
căng của sợi dây ⃗
T .
 Áp dụng quy tắc hình bình hành, ta
phân tách trọng lực ⃗P thành
tổng của hai lực là ⃗P n ( bằng
lực căng của sợi dây về độ lớn ) và
⃗
P t , hay ta có thể viết là:
⃗
P= ⃗
P n+ ⃗
Pt

Xét tam giác vuông ∆ PtPPn ta có:

Pt=−mgsin α
 Vì α ≪ ( α < 10° ¿ thì
sin α ≈ α (rad ) nên:
s
Pt=−mgα=−mg
l
mg

Ta thấy
đóng vai trị tương tự như
l
g
k trong con lắc lị xo, do đó
có vai
l
m
trị
trong cơng thức tính chu kỳ của
k

con lắc.
 Cơng thức tính chu kỳ của con lắc
α≈α

l

đơn ( sin ¿ ¿ : T =2 π
g
 Phương trình chuyển động:
S=So cos ( ωt + φ )

Trong đó: So=lαo


Hoạt động 3: Tìm năng lượng của con lắc
đơn.
 Giáo viên đưa ra cơng thức tính
động năng của con lắc đơn và đưa

ra lời giải thích.
 Cơng thức tính thế năng của con
lắc đơn ( chứng minh ).
 Cơ năng của con lắc đơn trong
trường hớp không kể đến ma sát.

III, Khảo sát dao động của con lắc về mặt
năng lượng:
 Động năng của con lắc:
1
Wđ = m v 2
2

 Thế năng của con lắc là thế năng
trọng trường của vật:
α
1−cos ¿
Wt=mgl ¿

 Cơ năng của con lắc ( bỏ qua ma
sát ):
α
1−cos ¿
1
W = mv 2 +mgl ¿
2

Hoạt động 4: Ứng dụng của con lắc đơn
 Giáo viên giới thiệu cho học sinh
về ứng dụng của con lắc đơn trong

việc đo gia tốc trọng trường.
 Một số ứng dụng khác của con lắc
đơn trong đời sống.

( W= Const )
IV, Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do:
 Con lắc lò xo được ứng dụng để đo
gia tốc trọng trường của trái đất.
 Cho một đoạn dây chiều dài l, được
nối đến tâm của một quả cầu khối
lượng m, kéo quả cầu lệch góc
α và cho dao động nhiều lần để
tìm ra chu kì trung bình, sau đó
người ta sẽ xác định được gia tốc
trọng trường g theo công thức:
g=

4 π2 l
T´ 2

4. Củng cố kiến thức và làm bài tập:
 Giáo viên kiểm tra lại các khái niệm, chuyển động của con lắc đơn, giải thích lại
thí nghiệm, các cơng thức tính chu kỳ, động năng, thế năng, cơ năng, ứng dụng
của con lắc đơn trong việc đo gia tốc trọng trường trái đất thông qua một số bài
trắc nghiệm nhỏ.
5. Tổng kết buổi học:
 Giáo viên đưa ra đánh giá về buổi học.
 Giáo viên hướng dẫn các bài tập khó, hướng dẫn cách tự học ở nhà, yêu cầu học
sinh làm bài tập và chuẩn bị cho bài học dao động tắt dần, dao động cưỡng bức.