baigiang.1

CON LẮC LÒ XO CON LẮC LÒ XO GVHDGVHD GS Nguy GS Nguyễn Bảo Hoàng Thanhễn Bảo Hoàng Thanh NSVTH Nhóm I KIỂM TRA BÀI CỦ Câu 1 Dao độ ng điều hoà là gì?vị tr í,vận tốc và gia tốc của vậ t dao động điều h[.]

CON LẮC LỊ XO GVHD: GS.Nguyễn Bảo Hồng Thanh NSVTH: Nhóm I KIỂM TRA BÀI CỦ ng điều Câu 1: Dao độ ận tốc v í, tr ị v ì? g hoà t dao gia tốc vậ xác o h u iề đ g n độ ? định n Câu 2: Vật biến đổi chuyển động th ì có gia tốc.vậy x ác định gia tốc vật th eo định luật II Niu-ton n hư nào? KIỂM TRA BÀI Cũ Đúng Đúng rồi Trả Lời Câu  Dao động điều hồ dao động li độ vật hàm cos hay sin theo thời gian x= A cos( t + φ) vị trí ,vận tốc,gia tốc xác định sau : v=-A  Sin(  t + φ) a = -A cos(  t + φ) Câu 2: Biểu thức xác định gia tốc theo định luật II Niu-ton a = Fhl/m NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ ĐỘNG NĂNG CƠ NĂNG THẾ NĂNG NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ ĐỘNG NĂNG Là dạng lượng vật có vật chuyển động: Wd  mv NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ THẾ NĂNG Thế vật dạng lượng vật có tương tác vật phần vật tác dụng trọng lực,lực đàn hồi Thế có hai loại: Thế trọng trường: Wt = mgh Thế đàn hồi: Wdh= 1/2k∆l2  MỞ ĐẦU:  - Các em biết nhiều loại chuyển động chẳng hạn thẳng biến đổi đều, thẳng đều, tròn, chuyển động ném, tiết trước biết thêm loại dao động dao động điều hòa Các em quan sát hình ảnh lắc lị xo đưa nhận xét nó? I: CẤU TẠO CON LẮC LỊ XO: Con lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k, đầu gắn với cầu nhỏ có khối lượng khơng đáng kể m, đầu gắn cố định Tuỳ theo cách bố trí mà ta có lắc lị xo chuyển động nằm ngang hay thẳng đứng Để đơn giản nghiên cứu chuyển động lắc lò xo chuyển động mặt phẳng nằm ngang không ma sát Lò xo ậ V t II: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC  Hiện tượng xảy ta kéo vật cho lò xo dãn đoạn thả nhẹ nhàng để lắc lò xo chuyển động?  Em hảy cho biết chuyển động lò xo chuyển động gì? HÌNH VẼ MƠ PHỎNG :Từ thí nghiệm mơ hình vẽ: :Tổng kết sau thí nghiệm: : Quan sát thấy lắc dao động xung quanh vị trí xác định Vị trí vị trí lị xo không bị biến dạng goi VTCB : Rất dao động điều hịa Vậy ta tiến hành khảo sát chuyển động lắc lò xo mặt động lực học → N a) → O P Fđh b) x → Là Vị tríNcân → N Fđh c) → P → N Fđh d) → P → P II.THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC VÀ PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA  Chọn trục tọa độ ox, o trùng với vị trí cân bằng, chiều dương hình vẽ Giả sử xết vật vị trí M (đánh dấu hình vẽ)  Lúc điểm M: có trọng lực P,phản lực N,lực đàn hồi Fđh  Vì trọng lực P cân với phản lực N nên: Định luật II Niuton: Thay 2.1 vào 2.2 ta Đặt Theo toán học ta có: Fhl  Fd  kx (2.1) Fhl a m (2.2) Fhl k (2.3) a  x m m 2 k (2.3)    a   x m ax ,, Ta viết được: x   x Pt (2.4) có nghiệm X = Asin(ωt + φ) ,, (2.4) (2.5) Với :A, φ const Phương trình (2.5) phương trình dao động điều hịa, pt động lực học CHU CHUKÌ KÌDAO DAOĐỘNG ĐỘNG CỦA CỦACON CONLẮC LẮCLÒ LÒ XO XOĐƯỢC ĐƯỢCXÁC XÁC ĐỊNH ĐỊNHNHƯ NHƯTHẾ THẾ NÀO? NÀO? Trả lời Dao động lắc lò xo dao động điều hòa vói: Tần số góc ω:   Mặt khác ta có: Cho nên chu kì dao động: k m T = 2/ω T 2 m k III KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG: Giả sử thời điểm t, li độ x bi X = Asin(ωt + φ) Vận tốc bi: V = X’ = Aω sin(ωt + φ) Động bi : Eđ = 1/2mω2A2 cos2(ωt + φ) Thế kò xo cơng lực đàn hồi đưa hịn bi từ li độ x vị trí cân : Et = 1/2k x2 thay k = mω2 X = Asin(ωt + φ), ta : Et = 1/2 mω2A2 sin2(ωt + φ) Cơ lắc thời điểm : E = Eđ + Et = 1/2 mω2A2 {sin2(ωt + φ) + cos2(ωt + φ)} E = 1/2 mω2A2 = const Kết luận: Vậy trình chuyển động bỏ qua ma sát động chuyển hóa sang ngược lại, lắc lị xo bảo tồn Nó tỉ lệ với bình phương biên độ  CON LẮC LỊ XO LÀ MỘT HỆ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA  CƠNG THỨC CỦA LỰC KÉO VỀ TÁC DỤNG VÀO CON LẮC LỊ XO LÀ F = - kx Trong x li độ vật m ; k độ cứng lò xo ; dấu trừ lực F ln hướng vị trí cân  CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LỊ XO LÀ : T 2 m k  ĐỘNG NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO LÀ : Wđ = 1/2mv2 (m khối lượng vật)  THẾ NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO( mốc vị trí cân bằng) : Wt = 1/2 kx2 (x li độ vật)  CƠ NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO: E = 1/2 mω2A2 = const  CƠ NĂNG CỦA CON LẮC TỈ LỆ VỚI BÌNH PHƯƠNG BIÊN DỘ DAO ĐỘNG  CƠ NĂNG CỦA CON LẮC BẢO TOÀN NẾU BỎ QUA MA SÁT Câu 1: Chọn đáp án Công thức tính chu kì dao đơng lắc là: BÀI TẬP VẬN DỤNG Sai A) T  2 k m k C) T 2 m m B) T 2 k   Đúng Sai D) T  2 m k  Sai  Câu 2: Khi qua vị trí sau vận tốc lắc lo xo đat giá trị lớn : BÀI TẬP VẬN DỤNG A Khi qua VTCB C Khi vị trí thấp B Khi vị trí cao D Vận tốc khơng đổi Trả lời: Đáp án: A B Sai C D Sai Sai Câu 3: Trong dao động điều hòa lắc lò xo phát biểu sau không A Cứ sau khoảng thời gian T(chu kì) vật lại trở vị trí ban đầu BÀI TẬP B Cứ sau khoảng thời gian T vận tốc vật lại trở giá trị ban đầu VẬN C Cứ sau khoảng thời gian T gia tốc vật lại trở giá trị ban đầu DỤNG D Cứ sau khoảng thời gian T biên độ vật lại trở giá trị ban đầu ĐÁP ÁN: BẠN SAI BẠN SAI BẠN SAI D Cứ sau khoảng thời gian T biên độ vật lại trở giá trị ban đầu    