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

MỤC TIÊU : 1 Kiến thức : -Viết được cơng thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hịa .Cơng thức tính chu kì ,thế năng , động năng và cơ năng của con lắc lị xo -Giải thích dao

CON LẮC LỊ XO

I MỤC TIÊU :

1) Kiến thức :

-Viết được cơng thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hịa Cơng thức tính chu kì ,thế năng , động năng và cơ năng của con lắc lị xo

-Giải thích dao động của con lắc lị xo là dao động điều hịa

2) Kĩ năng :

-Ápdụng được các cơng thức và định luật cĩ trong bài để giải bài tập tương tự như ở trong phần bài tập

3) Thái độ :Giáo dục cho học sinh về tính cách : Tự giác ,tích cực và nổ lực trong học tập.

II CHUẨN BỊ :

1) Giáo viên :

Con lắc lị xo dao động theo phương ngang

2) Học sinh :

Ơn khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10

III PHƯƠNG PHÁP :

Phân tích , đàm thoại , diễn giảng.

IV TIẾN TRÌNH CỦA TIẾT DẠY :

1) Ổn định tổ chức :

- Ổn định lớp

-Kiểm tra sỉ số

-Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh

2)Kiểm tra bài cũ :

Câu 1 :.

Thế nào là dao động điều hoà? Vị trí, vận tốc, gia tốc của một 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-tơn như thế nào?

Câu 3 : Vật chuyển động cơ học thì dạng năng lượng của nó là cơ năng Vậy

cơ năng là gì? Động năng và thế năng của vật là gì? Được xác định như thế nào?

Đáp án :

Câu 1 : 4đ

+Định nghĩa dao động điều hòa : 1đ ; vị trí : 1đ ; Vận tốc :1đ ; Gia tốc :1đ Câu 2 : 3đ

Câu 3 :3đ

+Cơ năng là gì ? 1đ ;Động năng và biểu thức : 1đ ; Thế năng và biểu thức : 1đ

3) Giảng bài mới :

Hoạt động của Thầy , Trò Nội dung bài học

*Hoạt động 1 : CON LẮC LÒ XO

Mục tiêu : Hình thành một số biểu

tượng cụ thể về dao động điều hòa của

con lắc lò xo

I.CON LẮC LÒ XO : -Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một

lò xo có độ cứng K và có khối lượng x/ O

x

N

N

N

P

GV: thông qua mô hình con lắc lò xo

giới thiệu

+Hệ dao động

+Vị trí cân bằng

+Vị trí biên

+Biên độ dao động

*Hoạt động 2 :KHẢO SÁT DAO

ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ

MẶT ĐỘNG LỰC HỌC

Mục tiêu :Vận dụng phương pháp động

lực học đễ khảo sát chuyển động của

con lắc

GV:Phân tích các lực tác dụng vào vật

Trọng lực P = mg

phản lực, N

lực đàn hồi F

Hs: Thử lại nghiệm x=Acos(t+) là

nghiệm của phương trình

Hãy suy luận tìm công thức tính chu kỳ

T , tần số góc của con lắc lò xo ?

Gv :Gọi học sinh trã lời câu hỏi C 1

HS: Trả lời câu hỏi C1

không đáng kể -Vị trí cân bằng : Là vị trí lò xo không biến dạng Nếu vật giữ yên ở

vị trí cân bằng thì khi thả ra, vật sẽ đứng yên mãi

-Vị trí biên :Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng thả ra vật dao động quanh

vị trí cân bằng, giữa hai vị trí biên II.KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC :

Tại thời điểm t bất kỳ bi có li độ x Lực đàn hồi của lò xo F = -kx.

 Áp dụng định luật II Niutơn ta

*Hoạt động 3 :KHẢO SÁT DAO

ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ

MẶT NĂNG LƯỢNG

Mục tiêu :Hình thành công thức tính

động năng , thế năng và cơ năng của

con lắc lò xo

GV :Khi vật chuyển động, động năng

của vật được xác định như thế nào ?

 W đ dao động điều hoà với chu kỳ T/2

( T là chu kỳ dao động li độ).

Dưới tác dụng của lực đàn hồi thế năng

của vật được xác định như thế nào ?

 W t dao động điều hoà với chu kỳ T/2 (

T là chu kỳ dao động li độ).

có:

ma = –kx  a + k

mx = 0 Hay : a=

-k

mx

 Đặt :  2 = k

m Ta có :

Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa

Tần số góc và chu kì của con lắc lò

xo :

k

m

  ;

k

m

T  





2 2

*L

ực kéo về :

- Lực luôn luôn hướng về vị trí cân bằng.

- có độ lớn tỉ lệ với li độ

III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA

LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG

1 Động năng của con lắc lò xo:

2

1 2

d

W  mv

W đ =1

2mv

2 =1

2mA

22 sin 2 (t+) (1)

2 Thế năng của lò xo:

2

1 2

t

W  kx

GV Hãy biến đổi toán học để dẫn đến

biểu thức bảo toàn cơ năng ?

GV gọi học sinh nhận xét về cơ năng

của con lắc lò xo

Đồ thị động năng ứng với  =0

Đồ thị thế năng

W t =1

2 kx

2 =1

2 kA

2 cos 2 (t+) (2)

3 Cơ năng của con lắc lò xo Sự bảo toàn cơ năng

1 1

2 2

W W W  mv  kx

1 1

2 2

- cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động

- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bở qua mọi ma sát

Wd

t 2

T

4

T

O

m 2 A 2

m 2 A 2

Wt

t 2

T

4

T

O

m 2 A 2

m 2 A 2

4) Củng cố và luyện tập :

Trả lời câu hỏi 2,3 trang 13 SGK

5) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà :

Làm các bài tập: 4,5, 6 trang 13 Sgk

V RÚT KINH NGHIỆM :

Gi áo vi

ên -

-H ọc

sinh -

-Thiết

bị -

-Sách giáo

khoa -