CON LẮC ĐƠN - CON LẮC VẬT LÍ

Chia sẻ: Kata_5 Kata_5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

434
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí. - Củng cố kiến thức về DĐĐH. 2) Kĩ năng: - Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong những bài toán đơn giản. II.Chuẩn bị: 1) Giáo viên: - Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CON LẮC ĐƠN - CON LẮC VẬT LÍ

CON LẮC ĐƠN - CON LẮC VẬT LÍ. I.Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí. - Củng cố kiến thức về DĐĐH. 2) Kĩ năng: - Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong những bài toán đơn giản. II.Chuẩn bị: 1) Giáo viên: - Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp. Nên chuẩn bị con lắc vật lí bằng bìa hoặc tấm gỗ phẳng, trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay đến khố i tâm G. - Nhắc HS ôn tập về chuyển động quay của vật rắn từ tiết trước. 2) Học sinh: - Ôn tập các khái niệm: vận tốc, gia tốc trong chuyển động tròn; momen quán tính, momen của lực đố i với một trục; phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục. III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Tiết 1. CON LẮC ĐƠN.
Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra: -Dùng hai câu trắc nghiệm phát cho các nhóm chuẩn bị. -Nêu một bài toán với nộ i dung áp dụng công thức tính T, f của con lắc lò xo. Kiểm tra bài tập HS chuẩn bị ở nhà. Hoạt động 2. Tìm hiểu Qui luật dao động của con lắc đơn (35’) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung *Cho HS quan sát hình 7.1a Quan sát hình 7.1a. Một HS I. Dao động của con lắc đơn. mô tả cấu tạo. Hướng dẫn HS tìm hiểu cấu 1)Con lắc đơn. tạo của con lắc đơn. -Hệ gồm vật nặng có kích thước -Một hS định nghĩa VTCB nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu sợi H1 .(Quan sát hình vẽ) Cho và mô tả chuyển động của dây không dãn có độ dài l, khối Biết con lắc đơn là gì? vật nặng nếu được đưa ra lượng không đáng kể. H2 . Vị trí cân bằng của con khỏ i VTCB. -Vị trí cân bằng (hình vẽ) vật nặng lắc đơn là vị trí nào? Vật ở vị trí O thấp nhất (dây thẳng nặng chuyển động thế nào? đứng) -Dao động trên Câung ¼ nếu AOB được đưa đến A và thả tự do: » OA  s0 -Vẽ hình 7.2, chỉ rõ hai lực u r u r P và R tác dụng lên vật ở vị trí bất kì. Nêu câu hỏi -Vẽ hình 7.2 SGK. hướng dẫn. 2) Phương trình ĐLH: Thảo luận, trả lời câu hỏ i gợi
Vật nặng ở vị trí bất kì M: ý. ¼ H3 . Vật nặng chịu tác dụng OM  s : li độ cong. của những lực nào?Phân ¼ tích tác dụng của những lực OQM   : li độ góc. đó. Chiều dương tính  và s: chiều từ -Cần nhấn mạnh điều kiện O đến A. khảo sát chuyển động:   1 với  s  l s  l ¼   1; s  l : OM là đoạn  -Thiết lập pt (7.5a) như SGK ¼ OM  OM thẳng. bằng cách thảo luận nhóm và cá nhân thực hiện. -Lực tác dụng: u r H4 . Theo định luật II P : thẳng đứng. Niutơn pt chuyển động của u r R : hướng theo MQ. vật được viết như thế nào? Hãy thực hiện những Bàiến u r uu ur r -Phân tích P  Pn  Pt đổi xác định Biểu thức tính độ lớn gia tốc của vật. uu u uur rr Pn  R  Fht giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn. ur H5 . Nếu chọn li độ góc  Pt : gây ra dao động của vật quanh để xác định vị trí của vật O. nặng, hãy viết lại pt: g s  0 . Hãy nhận xét s s " (1) Pt   mg sin    mg l l dạng các Biểu thức trên. -Phương trình chuyển động:
(2) Pt  ma  ms " -Thảo luận nhóm, lập pt g (1) và (2): s " s0 (*) (7.3b) và pt (7.5b) l g Với   -Cho HS ghi nhận thêm pt l (7.3b) và (7.5b) SGK để HS hiểu được: vị trí của vật có (*)  s” + 2 s =0 thể xác định bằng s và . Nghiệm pt có dạng: s  s0 cos t    hoặc: H6 . (So sánh với pt của CLLX    0 cos  t    -HS trả lời câu hỏ i bằng cách dựa vào nghiệm của pt x”+ 2 x=0) thì phương trình x” + 2 x = 0 có dạng: 2 s”+  s =0 có nghiệm thế -Chu kì của dao động nhỏ (Với nào? x  A cos  t      1rad ) Nhận xét gì về dao động Và kết luận dao động của 2 l  2 T của CLĐ với góc lệch nhỏ?  g CLĐ là dao động điều hòa. -HS đọc SGK tìm hiểu với cách kích thích dao động H7 . Có thể tính chu kì dao (SGK) để có: động của CLĐ bằng công    0 cos t hay thức nào? s  s0 cos t -Giới thiệu sơ lược về ứng dụng dao động của CLĐ. Hoạt động 3. (5’) Củng cố:
GV: Giới thiệu bài toán 4 SGK trang 40. Hướng dẫn HS: + Viết Biểu thức tính chu kì của hai con lắc với chiều dài l1 và l2 (Chú ý: gia tốc hai trường hợp bằng nhau). + Lập tỉ số hai chu kì, tìm kết quả. HS: Luyện tập và trình bày kết quả. Tiết 2. CON LẮC VẬT LÍ – HỆ DAO ĐỘNG. Hoạt động 1. (15’) Lập phương trình ĐLH của CLVL. Yêu cầu HS quan sát hình -Quan sát hình vẽ, phát 1)Con lắc vật lí: vẽ 7.3. Nêu câu hỏi gợi ý: Biểu định nghĩa CLVL. a)Định nghĩa: Con lắc vật lí là một vật rắn quay được quanh một trục H1 . Con lắc vật lí là gì? nằm ngang cố định. GV vẽ hình 7.3. Giới thiệu b)Phương trình dao động: chi tiết trên hình vẽ. Yêu cầu HS đọc SGK để xem Với   1rad thì    0 cos  t    cách xây dựng các công thức 7.12 và 7.13 sau khi +Tần số góc:   mgd yêu cầu HS trả lời tiếp các -Đọc SGK, tìm hiểu cách I câu hỏ i. lập các công thức. d = QG: khoảng cách từ trục quay H2 . Lực nào gây ra dao đến khố i tâm. động của con lắc? Momen của lực đối với trục quay I: momen quán tính. xác định bằng Biểu thức
nào? I +Chu kỳ T  2 mgd -Ghi nhận các công thức H3 . Viết pt ĐLH cho 7.11; 7.12 và 7.13. chuyển động quay của CLVL. Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu về HỆ DAO ĐỘNG – DAO ĐỘNG TỰ DO. -Phân tích lại dao động của Thảo luận nhóm, tìm hiểu: 2) Hệ dao động: CLLX; CLĐ (CLVL) cùng *Với CLLX: -Là hệ vật gồm vật dao động cùng với TĐ yêu cầu HS tìm hiểu: với vật tác dụng lực kéo về lên vật tác dụng của mỗ i vật trong -Vật nặng: dao động quanh dao động. hệ. VTCB. -Giới thiệu thế nào là hệ dao -Lò xo: tạo ra lực kéo về động và dùng câu hỏi gợi ý gây ra dao động của vật. sau để giới thiệu dao động tự do. *Phát Biểu định nghĩa hệ dao động. ? Với CLLX và CLĐ, lực kéo về là lực đàn hồ i và trọng lực. Có nhận xét gì về hai lực ấy đố i với mỗ i hệ -Dao động của hệ xảy ra dưới tác vật. *Thảo luận nhóm, tìm hiểu: dụng chỉ có nộ i lực gọ i là dao lực kéo về là nội lực của hệ. động tự do hoặc dao động riêng. -Có thể phân tích thêm trường hợp CLLX dao động uur thẳng đứng để thấy Fkv có -Tần số góc của hệ dao động tự do u uuu r r thể là hợp lực P  Fdh vẫn gọi là tần số góc riêng của hệ ấy. +Phát Biểu định nghĩa dao
là nội lực. động tự do. Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dò: 1) GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏ i 1 (câu hỏi khó, nên gợi ý để HS so sánh) -Dao động của CLVL quanh VTCB là dao động quay. Mọ i điểm của con lắc đều quay quanh cùng một trục với cùng một góc quay  cùng tốc độ góc ’ và gia tốc góc ”. -Trong dao động điều hòa quay, góc quay Bàiến đổi theo thời gian; trong dđđh t ịnh tiến li độ dài Bàiến đổi theo thời gian. Tất cả đều Bàiến đổi theo pt có dạng hàm cos hoặc sin theo t. 2) Giới thiệu thêm sự Bàiến thiên T của CLĐ theo nhiệt độ. Yêu cầu HS chuẩn bị các bài tập 2.33; 2.35 SBT và tất cả bài tập của SGK. 3) Ôn tập lại hai dạng năng lượng: thế năng và động năng.