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

Chia sẻ: Nguyễn Thị Thanh Tiên | Ngày: | 8 giáo án

0
926
lượt xem
12
download
Xem 8 giáo án khác
  Download Vui lòng tải xuống để xem file gốc
Giáo án Vật lý 12 bài 2:  Con lắc lò xo

Mô tả BST Giáo án Vật lý 12 bài 2

Tổng hợp các giáo án Con lắc lò xo cung cấp kiến thức giúp học sinh viết được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà, công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo, công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo. Mời quý thầy cô tham khảo để soạn cho mình một giáo án giảng dạy tốt hơn.

LIKE NẾU BẠN THÍCH BỘ SƯU TẬP

Tóm tắt Giáo án Vật lý 12 bài 2

GIÁO ÁN VẬT LÝ LỚP 12

CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ

§2. CON LẮC LÒ XO

 

I. Mục tiêu

1. Kiến thức:

  • Viết được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà 
  • Công thức tính chu kỳ của con lắc lò xo
  • Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo

2. Kỷ năng:

  • 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 
  • Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải được các bài tập căn bản 
  • Viết được phương trình động học của con lắc lò xo 

3. Tư tưởng thái độ:

  • Tỉ mĩ, cẩn thận, ham học tập tìm hiểu khoa học.

II. Phương pháp giảng dạy

  • Phương pháp nêu vấn đề 
  • Phương pháp thí nghiệm trực quan 
  • Phương pháp phân tích giảng giải

III. Phương tiện giảng dạy

  • Giáo viên 02 lò xo, 02 quả nặng, các ví dụ về dao động
  • Học sinh: Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10

IV. Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học

Hoạt động của giáo viên và học sinh

Nội dung cần đạt

Hoạt động 1: (5min) ổn định lớp, kiểm tra sĩ số, kiểm tra chuẩn bị bài học

? Nêu công thức và đặc điểm của lực đàn hồi

? Nêu khái niệm và công thức của thế năng đàn hồi

HS: Lớp trưởng báo cáo sĩ số

HS: Lên bảng viết biểu thức lực đàn hồi và phân tích

HS: Suy nghĩ và trả lời

Hoạt động 2: (10min) Tìm hiểu con lắc lò xo    

G: Cho học sinh xem và giới thiệu con lắc lò xo.

 Cấu tạo con lắc gồm có những gì?

 

 

? Vị trí cân bằng có đặc điểm gì

HS: Thảo luận và trả lời?

GV: Kêt luận

I. Con lắc lò xo    

1. Gồm một con lắc lò xo, vật nhỏ m gắn vào đầu của lò xo, khối lượng của lò xo không đáng kể; đầu kia của lò xo gắn cố định

 

 

 

 

2. Vị trí cân bằng của vật là vị trí lò xo không bị giản .

Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng cho lò xo giản ra một đoạn rồi buông tay, ta thấy lò xo dao động quanh vị trí cân bằng

Hoạt động 3: (7min) Tìm hiểu khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học

ĐVĐ: Khi cho con lắc dđ phương trình dao động của con lắc?

Gợi ý :

- Tại VT cĩ độ lệch x lực tc dụng ln con lắc ?

- Theo đ/l II NewTon F = ?

 

 G : Dao động của con lắc lị xo gọi l dđ điều hịa

  Vậy thế no l dao động điều hịa ?

H : Dđ được diễn tả bằng định luật dạng …

 

G : Đại lượng 2 p/ w gọi l chu kì

 Chu kỳ dao động của con lắc lị xoT ?

H : \(T = 2 \pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)

Thực tế: dao động của mẫu xốp trên mặt nước, dao động của bông hoa trên cành cây không phải là dao động tuần hoàn

Xét trong thời gian ngắn dao động dây đàn là dao động tuần hoàn

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo vế mặt động lực học 

1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của  lò xo. Chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng. Khi vật có li độ x ta có

F = - kx

2. Áp dụng định luật II - Niutơn, ta được:

\( a\, = -\dfrac{k}{m}x \)

3. Đặt \(\omega ^2 = \dfrac{k}{m} \Rightarrow x'' = - \omega ^2 x\)

⇒ Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà theo phương trình là

              x = Acos(\( \omega t\, + \,\varphi \))

* Tần số góc và chu kì dao động của con lắc lò xo là:

\( \omega \, = \,\sqrt {\frac{k}{m}} \,\,;\,\,T\, = \,2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)

4. Lực kéo về: luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho dao động điều hoà 

Hoạt động 4: (10min) Tìm hiểu khảo st dao động của lò xo về mặt năng lượng 

Xt con lắc lò xo:

ĐVĐ: trong quá trình dđđh NL biến đổi ?

G: Ở P năng lượng của hệ dưới dạng gì ?

H :Thế năng.

G : Giá trị của thế năng ?

H :Cực đại .

G: Thả viên bi ra thế năng,động năng thay đổi như thế nào?

H: Thế năng giảm, động năng tăng 

G: Đến O động năng thế nào?

H: Cực đại

G: Quá trình chuyển động từ O đến P’thì động năng, thế năng thay đổi thế nào ?

H: Động năng giảm, thế năng tăng.

G: Đến P’ thì sao ?

H: Động năng bằng không thế năng cực đại

G: Quá trình từ P’ về O ngược lại 

Vây trong quá trình dđđh của con lắc lo xo động năng và thế năng thay đổi thế nào ?

ĐVĐ: Trong quá trình dđđh đó động năng và thế năng thay đổi. Vậy cơ năng có thay đổi hay không ?

G: Động năng của viên bi ?

H: \(E_đ =\dfrac{1}{2} m \omega^2A^2Cos^2(\omega t+ \varphi )\)

G: Thế năng của viên bi ?                   

H: \(E_đ = \dfrac{1}{2} K A^2sin^2(\omega t + \varphi )\)

G: Mà \(k = m \omega ^2 \), nên động năng ….

G :Cơ năng của con lắc ?

H : Cơ năng của con lắc……

G :Từ biểu thức E = \(\dfrac{1}{2}\)KA2 ⇒ đđ cơ năng của hệ ?

H: Không đổi 

III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 

1. Động năng của con lắc lò xo 

* Động năng của con lắc lò xo là động năng của vật m:

* Công thức: \( W_{đ} = \dfrac{1}{2} mv^2 = \dfrac{1}{2} mA^2 \omega ^2 sin^2 (\omega t + \varphi)\)

2. Thế năng của con lắc lò xo

* Thế năng của con lắc lò xo có được là do sự biến dạng của nó .

* Công thức: \( {W_t}\, = \,\frac{1}{2}k{x^2}\, = \,\frac{1}{2}k{A^2}{\cos ^2}(\omega t + \varphi ) \)

3. Cơ năng của con lắc lò xo

* Cơ năng của con lắc lò xo là tổng động năng và thế năng của con lắc

* Công thức: \( W\, = \,\frac{1}{2}m{v^2}\, + \,\frac{1}{2}k{x^2} \)

Kết hợp các biểu thức ta có:

\( W\, = \,\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}k{A^2}\, = \,\frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}\, = \,CONST\,\,(2.8) \)

  • Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động
  • Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nhằm giúp quý thầy cô dễ dàng tham khảo nội dung của tài liệu giáo án Con lắc lò xo, và các giáo án tiếp theo, mời quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải tài liệu về máy.

Bên cạnh đó, để quá trình soạn bài giảng cho bài 2 trở nên thuận tiện hơn, quý thầy cô có thể tham khảo:

Thầy cô có thể xem thêm:

Đồng bộ tài khoản