baigiang.1

CON LẮC LÒ XO CON LẮC LÒ XO GVHDGVHD GS Nguy GS Nguyễn Bảo Hoàng Thanhễn Bảo Hoàng Thanh NSVTH Nhóm I KIỂM TRA BÀI CỦ Câu 1 Dao độ ng điều hoà là gì?vị tr í,vận tốc và gia tốc của vậ t dao động điều h[.]

CON LẮC LÒ XO

GVHD : GS.Nguyễn Bảo Hoàng Thanh

NSVTH: Nhóm I

KIỂM TRA BÀI CỦ

Câu 1: Dao động điều hoà là gì?vị trí,vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà được xác định như thế nào ?

Câu 2: Vật biến đổi chuyển động thì có gia tốc.vậy có thể xác định gia tốc của vật theo định luật II Niu-ton như thế

nào?

KIỂM TRA BÀI Cũ

Câu 1

 Dao động điều hoà là dao động trong đó li

độ của vật là một hàm cos hay sin theo thời

gian.

x= A cos( t + φ) v=-A Sin( t + φ)

a = -A cos( t + φ)



 

2

 

vị trí ,vận tốc,gia tốc được xác

định như sau :

Câu 2:

Biểu thức xác định gia tốc theo định luật II Niu-ton

a = Fhl/m

Trả Lời

Đúng rồiĐúng rồi

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ

CƠ NĂNG

ĐỘNG NĂNG

THẾ NĂNG

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ

ĐỘNG

NĂNG

2

2

1

W d  mv

Là dạng năng lượng của vật có được khi vật chuyển động:

NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ

THẾ

NĂNG Thế năng của vật là dạng năng lượng của vật có được do tương tác của các vật hoặc các phần của vật dưới tác

dụng của trọng lực,lực đàn hồi

Thế năng có hai loại:

Thế năng trọng trường:

Wt = mgh.

Thế năng đàn hồi:

Wdh= 1/2k∆l2

 MỞ ĐẦU:

 - Các em đã biết rất nhiều loại chuyển động

chẳng hạn như thẳng biến đổi đều, thẳng đều,

tròn, chuyển động ném, và tiết trước chúng ta đã biết thêm một loại dao động nữa là dao động điều hòa

Các em quan sát hình ảnh con lắc lò

xo rồi đưa

ra nhận xét của mình về nó?

I: CẤU TẠO CON LẮC LÒ XO:

.Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ

cứng k, một đầu được gắn với quả cầu

nhỏ có khối lượng không đáng kể m,

một đầu được gắn cố định Tuỳ theo

cách bố trí mà ta có con lắc lò xo

chuyển động nằm ngang hay thẳng

đứng Để đơn giản chúng ta nghiên cứu

chuyển động của con lắc lò xo chuyển

động trên mặt phẳng nằm ngang không

ma sát

Vậ t

Lò xo

II: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC

 Hiện tượng gì xảy ra khi ta kéo vật sao cho lò

xo dãn ra một đoạn rồi thả nhẹ nhàng để con lắc

lò xo chuyển động?

 Em hảy cho biết chuyển động của lò xo là chuyển động gì?

:Từ thí nghiệm chúng

ta có thể mô phỏng bằng

các hình vẽ:

:Tổng kết sau thí nghiệm:

: Quan sát chúng ta thấy con lắc dao

động xung quanh một vị trí xác định

Vị trí đó là vị trí lò xo không bị biến

dạng goi là VTCB

: Rất có thể nó dao động điều hòa

Vậy ta sẽ tiến hành khảo sát chuyển

động của con lắc lò xo về mặt động

lực học

Là Vị trí cân bằng x

→ N

→ N

→

N

→ N

→ P

→

P

→ P

O

Fđh

Fđh

Fđh

→

P

b) a)

c)

d)

HÌNH VẼ MÔ PHỎNG

II.THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ

PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

 Chọn trục tọa độ ox, o trùng với vị trí cân bằng, chiều dương như hình vẽ Giả

sử xết vật tại vị trí M (đánh dấu trên hình vẽ)

 Lúc này tại điểm M: có trọng lực P,phản lực N,lực đàn hồi Fđh

 Vì trọng lực P cân bằng với phản lực N nên:

hl

Định luật II Niuton:

Thay 2.1 vào 2.2 ta được

Đặt

Theo toán học ta có:

Ta viết được:

Pt (2.4) có nghiệm là X = Asin(ωt + φ) Với :A, φ là const

Phương trình (2.5) là phương trình dao động điều hòa, pt động lực học

2

,,

x    x

2

2

k

hl

F a

m





(2.3)

,,

a x 

(2.5)

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

CHU KÌ DAO ĐỘNG

CỦA CON LẮC LÒ

XO ĐƯỢC XÁC

ĐỊNH NHƯ THẾ

NÀO?

CHU KÌ DAO ĐỘNG

CỦA CON LẮC LÒ

XO ĐƯỢC XÁC

ĐỊNH NHƯ THẾ

động điều hòa vói:

m

k





Tần số góc ω:

Cho nên chu kì dao động:

k

m

T  2 

Trả lời

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA

LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG:

Giả sử tại thời điểm t, li độ x của hòn bi là X = Asin(ωt + φ)

Vận tốc của hòn bi: V = X’ = Aω sin(ωt + φ)

Động năng của hòn bi : Eđ = 1/2mω2A2 cos2(ωt + φ)

.Thế năng của kò xo bằng công của lực đàn hồi đưa hòn bi từ li độ x về

vị trí cân bằng : Et = 1/2k x2

thay k = mω2 và X = Asin(ωt + φ), ta được :

Et = 1/2 mω2A2 sin2(ωt + φ) Cơ năng của con lắc tại thời điểm đó :

E = Eđ + Et =1/2 mω2A2 {sin2(ωt + φ) + cos2(ωt + φ)}

E = 1/2 mω2A2 = const

Kết luận: Vậy trong quá trình chuyển động nếu bỏ qua ma sát thì động năng chuyển hóa sang thế năng và ngược lại, nhưng cơ năng của

con lắc lò xo bảo toàn Nó tỉ lệ với bình phương biên độ

 CON LẮC LÒ XO LÀ MỘT HỆ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

 CÔNG THỨC CỦA LỰC KÉO VỀ TÁC DỤNG VÀO CON LẮC LÒ XO LÀ

F = - kx Trong đó x là li độ của vật m ; k là độ cứng của lò xo ; dấu trừ chỉ răng lực F luôn hướng về vị trí cân bằng

 CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO LÀ :

 ĐỘNG NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO LÀ :

Wđ = 1/2mv2 (m là khối lượng của vật)

 THẾ NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO( mốc thế năng ơ vị trí cân bằng) :

Wt = 1/2 kx2 (x là li độ của vật)

 CƠ NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO:

E = 1/2 mω2A2 = const

 CƠ NĂNG CỦA CON LẮC TỈ LỆ VỚI BÌNH PHƯƠNG BIÊN DỘ DAO ĐỘNG

 CƠ NĂNG CỦA CON LẮC BẢO TOÀN NẾU BỎ QUA MA SÁT

k m

T  2

BÀI

TẬP

VẬN

DỤNG

Câu 1: Chọn đáp án đúng

Công thức tính chu kì dao đông của con lắc là:

m

k

T  2 

m

k T



2

1



k

m T



2

1



k

m

T  2 

A)

D) C)

B)

Đúng rồi

.

.

Sai rồi

BÀI

TẬP

VẬN

DỤNG

Câu 2: Khi đi qua vị trí nào sau đây vận tốc của con lắc lo xo đat giá trị lớn nhất :

A Khi đi qua VTCB

B Khi ở vị trí cao nhất

C Khi ở vị trí thấp nhất

D Vận tốc không đổi

Trả lời:

Đáp án:

Sai rồi Sai rồi Sai rồi

BÀI

TẬP

VẬN

DỤNG

Câu 3: Trong dao động điều hòa của con lắc lò xo phát biểu nào sau đây không đúng

A Cứ sau một khoảng thời gian T(chu kì) thì vật lại trở về vị trí ban đầu

B Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu

C Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu

D Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ của vật lại trở về giá trị ban đầu

.

.

.

ĐÁP ÁN:

D Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ của vật lại trở về giá trị ban đầu

BẠN SAI BẠN SAI BẠN SAI