Bài giảng Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn

Chia sẻ: Nguyễn Thị Minh Phương | Ngày: | 5 bài giảng

0
698
lượt xem
31
download
Xem 5 bài giảng khác
  Download Vui lòng tải xuống để xem file gốc
   Like fanpage Bài giảng Giáo án THPT để cùng chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy
Bài giảng Vật lý 12 bài 3: Con lắc đơn

Mô tả BST Bài giảng Vật lý 12 bài 3

Nhằm phát huy tính tích cực nhận thức và sáng tạo của học sinh trong tiết học đòi hỏi các giáo viên ngoài việc soạn một giáo án chất lượng còn phải chuẩn bị phần bài giảng đủ hấp dẫn. Thư viện eLib xin giới thiệu đến quý thầy cô giáo bộ sưu tập các Bài giảng Con lắc đơn mới nhất của nhiều thầy cô giáo đang giảng dạy bộ môn hóa tại các trường trung học trên khắp cả nước. Từng bài giảng được thiết kế trên phần mềm Powerpoint, với việc sử dụng nhiều hình ảnh sinh động, nội dung chính của bài học Con lắc đơn như: cấu tạo của con lắc đơn, công thức tính chu kì, thế năng và cơ năng của con lắc đơn,… được nhấn mạnh trên slide cụ thể, dễ dàng cho học sinh ghi nhớ các kiến thức cần thiết. Hy vọng, đây là bộ tài liệu thao khảo hữu ích cho việc soạn bài của các thầy cô. Chúc các thầy cô có tiết học hay!

LIKE NẾU BẠN THÍCH BỘ SƯU TẬP
Xem Giáo viên khác thảo luận gì về BST

Tóm tắt Bài giảng Vật lý 12 bài 3

BÀI GIẢNG VẬT LÝ LỚP 12

CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ

§3. CON LẮC ĐƠN

 

I. Thế nào là con lắc đơn?

1. Khái niệm

  • Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây khơng dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l.

2. Vị trí cân bằng của con lắc

  • R VTCB của con lắc là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng, vật nặng ở vị trí O thấp nhất

II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lưc học

  • Xét dao động của một con lắc đơn có chiều dài l, vật nhỏ khối lượng m, treo tại một nơi có gia tốc trọng trường g.
  • Chọn:
    • Gốc toạ độ: O là vị trí cân bằng.
    • Chiều dương: như hình vẽ.
    • Gốc thời gian (t = 0): lúc vật bắt đầu dao động. 

  • Tại thời điểm t vật ở vị trí M, xác định bởi li độ góc \(\alpha\)
  • Trọng lực: \(\overrightarrow{P}\)
  • Lực căng của dây: \(\overrightarrow{T}\)
  • Theo định luật II Niutơn \( \vec T + \vec P = m\vec a \ (2) \)
  • Chiếu phương trình (1) lên phương tiếp tuyến quỹ đạo:

\( \vec T + \vec P = m\vec a \ (1) \)

\( - P{\mathop{\rm sin}\nolimits} \alpha = m{a_t} \)

  • Trong trường hợp \(\alpha\) rất nhỏ (\(\alpha\) <100)
  • \( \sin \alpha \approx \alpha \approx \dfrac{s}{l} \)
  • Ta có: \( - mg\dfrac{s}{l} = m{s^{''}} \ hay \ {s^{''}} + \dfrac{g}{l}s = O \)
  • Đặt \( {\omega ^2} = \dfrac{g}{l} \) ta có \( {s^{''}} + {\omega ^2}s = O \ (2) \)
  • Phương trình vi phân (2) có nghiệm là: \(s = s_0 cos (\omega t + \varphi )\)
  • Vậy với các dao động nhỏ dao động của con lắc đơn là một dao động điều hòa.
    • Chu kì: \( T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \)
    • Tần số: \( f = \dfrac{\omega }{{2\pi }} = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{g}{l}} \)
  • Nhận xét: Vậy đối với các dao động nhỏ (\(\alpha\) < 100) chu kì con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào l và g mà không phụ thuộc vào biên độ A và khối lượng vật nặng m. Tại một điểm treo (g không đổi) dao động con lắc đơn là dao động tự do
  • Lưu ý:

1. Xác định vận tốc của con lắc đơn ở vị trí bất kì

  • \( v_\alpha ^2 = 2gl(\cos \alpha - \cos {\alpha _m}) \)
  • Với:
    • \(\alpha\): là li độ góc bất kì
    • \(\alpha_m\): là biên độ góc

2. Xác định sức căng dây treo con lắc

  • \( {\tau _\alpha } = mg(3\cos \alpha - 2\cos {\alpha _m}) \)

III. Khảo sát dao động của con  lắc đơn về mặt năng lượng

1. Động năng

  • \( W_đ = \dfrac{1}{2}m{v^2} \)

2. Thế năng

  • Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng \( {W_t} = mgl(1 - \cos \alpha ) \)

3. Cơ năng

  • Nếu bỏ qua mọi masát thì cơ năng của con lắc (bao gồm động năng và thế năng của vật) được bảo toàn.
  • \( W = \dfrac{1}{2}m{v^2} + mgl(1 - \cos \alpha ) \)

IV. Ứng dụng

  • Xác định gia tốc rơi tự do
  • Ta có: \( T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \Rightarrow g = \dfrac{{4{\pi ^2}l}}{{{T^2}}} \)

V. Bài tập chương 1 bài 3 Vật lý 12

Tham khảo cách giải bài tập về Con lắc đơn nhằm củng cố lại kiến thức đã học:

 

Đoạn trích trên là phần trích dẫn 1 trong 5 bài giảng thuộc bộ bài giảng về Con lắc đơn sẽ giúp quý thầy cô và các em dễ dàng tiếp cận, nắm bắt nội dung của tài liệu. Bên cạnh đó, quý thầy cô cùng các em học sinh có thể tham khảo các bài giảng còn lại bằng cách đăng nhập tài khoản trên website để tải về máy.

Đồng bộ tài khoản