Vật lí lớp 12 - Tiết 03: CON LẮC LÒ XO

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

183
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Viết được: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vật lí lớp 12 - Tiết 03: CON LẮC LÒ XO

Vật lí lớp 12 - Tiết 03: CON LẮC LÒ XO 1. Mục tiêu: a) Về kiến thức: - Viết được: + Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà. + Công thức tính chu kì của con lắc lò xo. + Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. - Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. - Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động. - Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo. b) Về kỹ năng:
- Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. c) Về thái độ: - Có thái độ nghiêm túc học tập. 2. Chuẩn bị của GV và HS: a) Chuẩn bị của GV: - Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm không khí. b) Chuẩn bị của HS: - Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. 3. Tiến trình bài dạy: * Ổn định lớp: (1 phút)
a) Kiểm tra bài cũ: (5 phút) Câu hỏi: - Viết phương trình tọa độ, vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa, giải thích các đại lượng trong phương trình. Đáp án: - x = Acos(t + ) - v = x’ = - Asin( t + ) - a = v’ = - 2Acos( t + ) = - 2x * Đặt vấn đề (1 phút). - Các bài trước mới khảo sát dao động về mặt động học. Dao động của hệ xét ở mặt động lực học và năng lượng như thế nào? Muốn thế ta dùng con lắc lò xo làm mô hình để nghiên cứu. b) Dạy nội dung bài mới: Hoạt động 1 (8 phút): Tìm hiểu về con lắc lò xo.
Hoạt động của Hoạt động Kiến thức cơ bản GV của HS - Minh hoạ con - HS dựa vào I. Con lắc lò xo lắc lò xo trượt hình vẽ minh r N k F=0 m r trên một mặt hoạ của GV P phẳng nằm để trình bày r r Nm F k cấu tạo của ngang không rv = 0 P con lắc lò xo. ma sát và Y/c 1. Con lắc lò xo HS cho biết gồm vật nhỏ khối gồm những gì? lượng m gắn vào - HS trình đầu một lò xo có độ bày minh hoạ cứng k, khối lượng chuyển động không đáng kể, đầu của vật khi kia của lò xo được kéo vật ra giữ cố định. khỏi VTCB cho lò xo dãn ra một đoạn
r r r nhỏ rồi v N F k m r P buông tay. x A O A 2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng. Hoạt động 2 (15 phút): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học. Hoạt động của Hoạt động của Kiến thức cơ GV HS bản r - Vật chịu tác - Trọng lực P , II. Khảo sát r dụng của những phản lực của dao động của N lực nào? mặt phẳng, và con lắc lò xo r lực đàn hồi về mặt động F
- Ta có nhận xét gì của lò xo. lực học về 3 lực này? rr - Vì nên PN0 hợp lực tác 1. Chọn trục dụng vào vật là toạ độ x song lực đàn hồi của song với trục lò xo. của lò xo, - Khi con lắc nằm chiều dương là ngang, li độ x và chiều tăng độ x = l độ biến dạng l dài l của lò xo. liên hệ như thế Gốc toạ độ O nào? F = -kx tại VTCB, giả - Giá trị đại số của - Dấu trừ chỉ sử vật có li độ lực đàn hồi? r rằng F luôn x. - Dấu trừ ( - ) có ý luôn hướng về - Lực đàn hồi nghĩa gì? VTCB. của lò xo k a x r r F=- m F  kl kx - Từ đó biểu thức
của a? - So sánh với 2. Hợp lực tác phương trình vi dụng vào rrr r phân của dao vật: P  N  F  ma - Từ biểu thức đó, động điều hoà rr  - Vì ta có nhận xét gì PN0 a = -2x  dao r r về dao động của F  ma động của con con lắc lò xo? k Do vậy: a x m lắc lò xo là dao động điều hoà. 3. - Dao động - Đối chiếu để của con lắc lò tìm ra công xo là dao động - Từ đó  và T thức  và T. điều hoà. được xác định như thế nào? - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo - Lực đàn hồi k và  m luôn hướng về - Nhận xét gì về m T  2 VTCB. k
lực đàn hồi tác - Lực kéo về là 4. Lực kéo về dụng vào vật trong lực đàn hồi. - Lực luôn quá trình chuyển hướng về động. VTCB gọi là - Là một phần - Trường hợp trên của lực đàn hồi lực kéo về. Vật lực kéo về cụ thể vì F = -k(l + dao động điều 0 là lực nào? hoà chịu lực x) kéo về có độ - Trường hợp lò xo lớn tỉ lệ với li treo thẳng đứng? độ. Hoạt động 3 (10 phút): Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng. Hoạt động của Hoạt động của Kiến thức cơ GV HS bản 12 - Khi dao động, III. Khảo sát Wñ  mv 2 động năng của dao động của lò con lắc lò xo xo về mặt năng
(động năng của lượng vật) được xác 1. Động năng định bởi biểu của con lắc lò thức? xo 1 1 Wt  k(l )2  W  kx2 2 2 12 Wñ  mv 2 2. Thế năng của con lắc lò xo 12 Wt  kx 2 - Không đổi. Vì - Khi con lắc 3. Cơ năng của 1 m 2 A2 sin 2 ( t   ) W dao động thế 2 con lắc lò xo. 1  kA2 cos 2 ( t   ) năng của con 2 Sự bảo toàn cơ lắc được xác 2 Vì k = m nên năng định bởi biểu 121 kA  m 2 A2  const W a. Cơ năng của 2 2 thức nào? - W tỉ lệ với A2. con lắc lò xo là tổng của động năng và thế - Xét trường năng của con
hợp khi không lắc. có ma sát  cơ 1 212 W mv  kx 2 2 năng của con b. Khi không có lắc thay đổi ma sát như thế nào? 1 1 W  kA2  m2 A const 2 2 - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. - Khi không có - Cơ năng của ma sát, cơ năng con lắc tỉ lệ của con lắc đơn như thế nào với được bảo toàn. A? c) Củng cố, luyện tập: (3 phút)
- Viết công thức chu kỳ, tần số, động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo. d) Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: (2 phút) - Trả lời câu hỏi 1-3. - Làm bài tập 4-6. * RÚT KINH NGHIỆM ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ...................................................................................... ......