Một vài kinh nghiệm hướng dẫn giải bài tập về chu kì của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài THPT THẠCH THÀNH 3

Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình dạy học, việc đổi mới phương pháp dạy học cũng như việc vận dụng các phương pháp trong từng tiết dạy là vô cùng quan trọng và cần thiết. Việc vận dụng hiệu quả đó phải thể hiện được đặc trưng bộ môn, phải phù hợp với đối tượng học sinh mà mục đích cuối cùng là học sinh chủ động làm việc, tích cực hoạt động thu nhập thông tin, nhiệt tình, say mê thao tác trong mỗi giờ học. Vật lí là một môn khoa học cơ bản của chương trình giáo dục phổ thông trong hệ thống giáo dục phổ thông của nước ta. Học tập tốt bộ môn Vật lí giúp con người nói chung và học sinh nói riêng có kĩ năng tư duy sáng tạo, làm cho con người linh hoạt hơn, năng động hơn trong công việc cũng như trong cuộc sống. Việc giảng dạy môn Vật lí ở nhà trường, ngoài việc cung cấp cho các em học sinh những kiến thức cơ bản về môn Vật lí mà còn trang bị cho các em một hành trang để nghiên cứu thế giới tự nhiên. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I/ CƠ SỞ LÍ LUẬN: - Trong chương trình Vật lý lớp 12, chương “Dao động cơ học” có nhiều dạng bài tập phức tạp và khó. Nhóm các bài toán về chu kỳ của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, độ cao, độ sâu, lực điện trường, lực quán tính là một trong những nhóm bài tập phức tạp và khó nhất trong chương, học sinh khá, giỏi thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi chọn đề tài: “Một vài kinh nghiệm hướng dẫn giải bài tập về chu kỳ của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài”. - Đề tài này đã được tôi tìm và thực hiện từ năm 2010 và tôi thấy đã đạt được những kết quả nhất định. Từ đó đến nay tôi đã nhiều lần chỉnh sửa và hoàn thiện nhằm nâng cao hiệu quả của việc giảng dạy. II/ THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: Trong thực tế nhiều giáo viên chưa có sự quan tâm và đầu tư dạy phần dao động của con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực cho các em một cách cẩn thận, sâu sắc mà chỉ lướt qua học mô phỏng một cách chung chung. Thêm vào đó người giáo viên chưa thấy hết vai trò quan trọng của mình trong phương pháp đổi mới dạy và học. Vì vậy chưa tạo điều kiện để học sinh được thực hiện, được hoạt động và chiếm lĩnh tri thức. Về phía học sinh các em thường coi nhẹ phần này bởi vì các dạng bài tập này rất khó thường phải vận dụng nhiều kiến thức, hơn nữa thi đại học lại ít ra các dạng bài tập như vậy vả lại xu hướng đề thi bây giờ lại thi theo hướng trắc nghiệm nên đề bài không yêu cầu đến mức độ khó. III/ GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN: III.1.GIẢI PHÁP THỰC HIỆN VÀ LÍ THUYẾT CỦNG CỐ. GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 1 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm III.1.1. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN: Để học sinh có những kỹ năng giải các bài tập phần dao động cơ nói chung, các bài tập về dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài nói riêng một cách lôgíc, chặt chẽ, đặc biệt là làm thế nào để qua việc rèn luyện kỹ năng giải các bài tập về dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài là một nội dung cụ thể giúp học sinh phát triển tư duy. Trong những năm giảng dạy bộ môn Vật lý ở bậc trung học phổ thông, tôi nhận thấy: Ở mỗi phần kiến thức đều có yêu cầu cao về vận dụng kiến thức đã học được vào giải bài tập. Vì vậy ở mỗi phần người giáo viên cũng cần đưa ra được những phương án hướng dẫn học sinh vận dụng kiến thức một cách tối ưu để học sinh có thể nhanh chóng tiếp thu và vận dụng dễ dàng vào giải các bài tập cụ thể: Theo nhận thức của cá nhân tôi, trong việc hướng dẫn học sinh giải bài tập cần phải thực hiện được một số nội dung sau: - Phân loại các bài tập của phần theo hướng ít dạng nhất. - Hình thành cách thức tiến hành tư duy, huy động kiến thức và thứ tự các thao tác cần thực hiện. - Hình thành cho học sinh cách trình bày bài giải đặc trưng của phần kiến thức đó. Để giải quyết được các dạng bài tập về dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài nói riêng, dao động cơ nói chung tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu là nghiên cứu lý luận về bài tập Vật lý và các tài liệu tham khảo nâng cao khác có liên quan đến đề tài. III.1.2. CÁC CÔNG THỨC ÁP DỤNG: 1. Chu kỳ dao động của con lắc đơn: 2 l T g π = l : Chiều dài của con lắc (m). g: Gia tốc trọng trường (m/s 2 ). 2. Công thức về sự nở dài: 0 (1 )l l t λ = + 0 l : Chiều dài dây treo (kim loại) ở 0 o C (m) l : Chiều dài dây treo (kim loại) ở t o C (m) λ : Hệ số nở dài của dây treo kim loại ( 1 K − ). 3. Gia tốc trọng trường - Gia tốc trọng trường ở mực nước biển: 2 R GM g = G = 6,67.10 -11 N.m 2 /kg 2 : Hằng số hấp dẫn. M: Khối lượng của Trái Đất R: Bán kính Trái Đất - Gia tốc trọng trường ở độ cao h so với mực nước biển: 2 )( hR GM g h + = => 2 )( hR R gg h + = GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 2 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm - Gia tốc trọng trường ở độ sâu d so với mực nước biển: 2 )( ' dR GM g d − = => )( R dR gg d − = 4. Lực điện trường: F qE= ur ur q: Điện tích trong điện trường (C). E ur : Cường độ điện trường (V/m). + q > 0 F ur cùng hướng với E ur . + q < 0 F ur ngược hướng với E ur . + Độ lớn: q U F q E d = = 5. Lực quán tính: amF qt −= m: khối lượng của vật (kg) a : Gia tốc của hệ quy chiếu (m/s 2 ) + qt F uur luôn ngược hướng với a r + Độ lớn: F qt = ma 6.Lực đẩy Acsimet: ' ' ' A D f m g VD g mg D = = − = − ur ur ur ur V: Thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (hoặc chất khí) D: khối lượng riêng của vật nặng. D’: khối lượng riêng của chất lỏng (hoặc chất khí) Lưu ý: Lực đẩy Acsimet luôn có chiều hướng thẳng đứng từ dưới lên 7. Các công thức gần đúng Cho ε là một số dương, rất nhỏ ( 0 ε < ≤1 ), ta có: ( ) 1 1 n n ε ε ± ≈ ± ; ( ) ( ) ( ) 1 2 3 1 2 3 1 1 1 1 ε ε ε ε ε ε + − + ≈ + − + III.2: PHÂN LOẠI VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG: Loại 1: Xác định thời gian đồng hồ quả lắc (được xem như con lắc đơn) chạy sai trong một ngày đêm khi thay đổi nhiệt độ, độ cao, độ sâu và vị trí trên Trái Đất. 1.1. Định hướng phương pháp chung - Gọi T 0 là chu kỳ chạy đúng; T là chu kỳ chạy sai - Trong thời gian T 0 (s) đồng hồ chạy sai│T – T 0 │(s) 1(s) đồng hồ chạy sai 0 0 T T T − (s) - Vậy trong 1 ngày đêm ∆t = 86400(s) đồng hồ chạy sai: GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 3 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm θ = ∆t. 0 0 T T T − = 0 86400 1 T T − (s) Các bước giải - B1: Từ các công thức có liên quan đến yêu cầu của bài tập, thiết lập tỉ số 0 T T - B2: Biện luận + Nếu 0 T T > 1 => T > T 0 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại. + Nếu 0 T T < 1 => T < T 0 : chu kỳ giảm => đồng hồ chạy nhanh lên. - B3: Xác định thời gian đồng hồ quả lắc chạy nhanh hay chậm trong một ngày đêm bằng công thức: θ = ∆t. 0 0 T T T − = 0 86400 1 T T − (s) 2.1. Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi thay đổi nhiệt độ (Các yếu tố khác không đổi) Ở nhiệt độ t 1 đồng hồ chạy đúng, khi nhiệt độ thay đổi đến giá trị t 2 thì đồng hồ chạy sai - Áp dụng các công thức ở mục III.1.2: 1 0 1 (1 )l l t λ = + => 0 1 1 0 (1 ) 2 2 l t l T g g λ π π + = = 2 0 2 (1 )l l t λ = + => 0 2 2 (1 ) 2 2 l t l T g g λ π π + = = Ta có: 1 1 2 2 2 2 2 0 1 1 (1 ) (1 ) 1 tT t t T t λ λ λ λ − + = = + + + Vì ( 1 t λ ), ( 2 t λ ) << 1 nên áp dụng các công thức gần đúng ta có: 2 1 0 1 1 ( ) 2 T t t T λ ≈ + − - Biện luận: + Nếu t 2 > t 1 => 0 1 T T > => T > T 0 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại. + Nếu t 2 < t 1 => 0 1 T T < => T < T 0 : chu kỳ giảm => đồng hồ chạy nhanh lên. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = 0 86400 1 T T − = 43200 12 tt − λ (s) GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 4 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm 3.1. Xác định thời gian đồng hồ chạy sai ở độ cao h và độ sâu d so với mực nước biển (coi nhiệt độ không đổi) * Ở mực nước biển đồng hồ chạy đúng, khi đưa đồng hồ lên độ cao h thì đồng hồ chạy sai - Ta có: 0 0 2 1 ( ) h h T g T h T g T R R g g R h  =   => = +   =  +  - Lập luận: 0 1 1 T h T R = + > => T > T 0 đồng hồ chạy chậm lại. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = 0 86400 1 T T − = 86400 R h (s) * Ở mực nước biển đồng hồ chạy đúng, khi đưa đồng hồ xuống độ sâu h thì đồng hồ chạy sai - Ta có: 1 0 2 0 1 (1 ) 1 ( ) d d T g T R d T g d T R d R R d g g R R −  =   => = = = −  − −  − =   Vì 1 d R << , áp dụng công thức gần đúng ta có: 0 1 1 2 T d T R ≈ + - Lập luận: 0 1 1 1 2 T d T R ≈ + > => T > T 0 đồng hồ chạy chậm lại. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = 0 86400 1 T T − = 43200 R d (s) 4.1 Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi cả độ cao (hoặc độ sâu) và nhiệt độ thay đổi a) Tại mặt đất nhiệt độ t 1 đồng hồ chạy đúng. Khi đưa đồng hồ lên độ cao h nhiệt độ t 2 đồng hồ chạy sai. - 1 1 2 2 2 2 1 0 1 (1 ) (1 )(1 ) (1 ) (1 ) h g tT h t t T g t R λ λ λ λ − + = = + + + + Áp dụng các công thức gần đúng ta có: 2 1 0 1 ( ) 2 T h t t T R λ ≈ + + − - Nếu t 2 > t 1 => 0 1 T T > => T > T 0 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại. - Nếu t 2 < t 1 => 0 1 T T < => T < T 0 : chu kỳ giảm => đồng hồ chạy nhanh lên. GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 5 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm - Trong 1 ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = 0 86400 1 T T − = 86400 2 1 ( ) 2 h t t R λ + − (s). b) Tại mặt đất nhiệt độ t 1 đồng hồ chạy đúng. Khi đưa đồng hồ xuống giếng sâu d nhiệt độ t 2 . Trong 1 ngày đêm đồng hồ chạy sai: Tương tự ta chứng minh được trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = 0 86400 1 T T − = 43200 R d tt +− )( 12 λ (s). 5.1. Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi thay đổi vị trí trên Trái Đất (nhiệt độ không đổi) - Tại nơi có gia tốc trọng trường g 1 đồng hồ chạy đúng với: 0 1 2 l T g π = - Tại nơi có gia tốc trọng trường g 2 đồng hồ chạy sai với: 2 2 l T g π = - Ta có 0 1 1 1 2 T g T g ∆ ≈ − + Nếu g 2 > g 1 => 0 1 T T < => T < T 0 đồng hồ chạy nhanh lên. + Nếu g 2 < g 1 => 0 1 T T > => T > T 0 đồng hồ chạy chậm lại. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = 1 43200 g g∆ = 143200 1 2 − g g (s). * Nếu cả vị trí và nhiệt độ thay đổi thì trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = 2 1 1 43200 ( ) g t t g λ ∆ − − . Loại 2: Khảo sát dao động nhỏ của con lắc đơn khi có thêm một lực phụ F không đổi tác dụng (ngoài trọng lực và lực căng dây treo) 1.2. Định hướng phương pháp chung - Coi con lắc chịu tác dụng của một trọng lực hiệu dụng (trọng lực biểu kiến): FPP +=' => gia tốc trọng trường hiệu dụng: m F gg +=' -Vị trí cân bằng của con lắc là vị trí dây treo có phương trùng với phương của 'P - Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc: ' 2 ' l T g π = GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 6 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm Vậy để xác định được chu kỳ T’ cần xác định được gia tốc trọng trường hiệu dụng g’ 2.2 Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn dưới tác dụng của lực điện trường - Khi không có điện trường chu kỳ dao động của con lắc là: 2 l T g π = . - Khi đặt con lắc vào điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường E ur thì nó chịu tác dụng của Trọng lực P ur và lực điện trường F qE= ur ur , hợp của hai lực này ký hiệu là 'P P F= + uur ur ur , và được gọi là trọng lực hiệu dụng hay trọng lực biểu kiến. Ta xét một số trường hợp thường gặp: a) Trường hợp 1: E ur hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi đó để xác định chiều của F ur ta cần biết dấu của q. * Nếu q > 0: F ur cùng hướng với E ur => F ur hướng thẳng đứng xuống dưới Ta có: P’ = P + F => g’ = g + q E m Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: ' 2 2 ' l l T q E g g m π π = = + < T => ' ' T g g T T q E q E T g g m m = => = + + * Nếu q < 0: F ur ngược hướng với E ur => F ur hướng thẳng đứng lên trên Ta có: P’ = P - F => g’ = g - q E m Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: ' 2 2 ' l l T q E g g m π π = = − > T => ' ' T g g T T q E q E T g g m m = => = − − b) Trường hợp 2: E ur hướng thẳng đứng lên trên. Tương tự như trên ta chứng minh được: * Nếu q > 0 thì chu kỳ dao động của con lắc là: ' 2 2 ' l l T q E g g m π π = = − > T GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 7 Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm * Nếu q < 0 thì chu kỳ dao động của con lắc là: ' 2 2 ' l l T q E g g m π π = = + < T. c) Trường hợp 3: E ur có phương ngang => F ur có phương ngang F ur vuông góc với P ur => tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α (hình vẽ). - Từ hình vẽ ta có: tan q E F P mg α = = - Về độ lớn: 2 2 2 2 2 ' ' q E P P F g g mg   = + => = +  ÷   - Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường là: 2 2 ' 2 2 ' l l T g q E g mg π π = =   +  ÷   < T. 3.2. Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn dưới tác dụng của lực quán tính. Khi con lắc đơn được đặt trong một hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc a r (hệ quy chiếu phi quán tính) thì ngoài trọng lực và lực căng của dây treo con lắc còn chịu tác dụng của lực quán tính F ma= − ur r . Trọng lực hiệu dụng FPP +=' Gia tốc trọng trường hiệu dụng: ' F g g g a m = + = − ur ur ur ur r . Xét một số trường hợp thường gặp: a) Trường hợp 1: Con lắc treo trong thang máy đang chuyển động thẳng đứng lên trên với gia tốc a r - Thang máy chuyển động nhanh dần đều: a r ngược hướng với g ur => g’ = g + a Chu kỳ dao động của con lắc trong thang máy: ' 2 2 ' l l T T g g a π π = = < + Ta có: ' ' T g g T T T g a g a = => = + + (T chu kỳ dao động của con lắc khi thang máy đứng yên hay chuyển động thẳng đều) - Thang máy chuyển động chậm dần đều: a r cùng hướng với g ur => g’ = g - a ' 2 2 ' l l T T g g a π π = = > − ; ' ' T g g T T T g a g a = => = − − GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 8 q>0 'P ur P ur F ur E ur α Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm b) Trường hợp 2: Con lắc treo trong thang máy đang chuyển động thẳng đứng xuống dưới với gia tốc a r - Thang máy chuyển động nhanh dần đều: a r cùng hướng với g ur => g’ = g – a ' 2 2 ' l l T T g g a π π = = > − ; ' ' T g g T T T g a g a = => = − − - Thang máy chuyển động chậm dần đều: a r ngược hướng với g ur => g’ = g + a ' 2 2 ' l l T T g g a π π = = < + ; ' ' T g g T T T g a g a = => = + + c) Trường hợp 3: Con lắc đơn được treo trên xe chuyển động theo phương ngang với gia tốc a r => F ur có phương ngang và ngược hướng với a r . - Tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α Ta có tan F a P g α = = . - Về độ lớn: 2 2 2 2 2 ' 'P P F g g a= + => = + - Chu kỳ dao động của con lắc: 2 2 ' 2 2 ' l l T g g a π π = = + Cách khác: Ta có ' ' os os P g P g c c α α = => = => cos ' 2 2 ' l l T g g α π π = = => ' os ' os T c T T c T α α = => = 3.3. Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn dưới tác dụng của lực đẩy Acsimet ' ' ' A D f m g VD g mg D = = − = − ur ur ur ur V: Thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (hoặc chất khí) D: khối lượng riêng của vật nặng. D’: khối lượng riêng của chất lỏng (hoặc chất khí) Lưu ý: Lực đẩy Acsimet luôn có chiều hướng thẳng đứng từ dưới lên IV- BÀI TẬP ÁP DỤNG IV.1. NHÓM CÁC BÀI TẬP THUỘC LOẠI 1 GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 9 m 'P ur P ur F ur a r α Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm Bài 1. Một con lắc đơn chạy đúng giờ vào mùa hè khi nhiệt độ là 32 0 C. Khi nhiệt độ vào mùa đông là 17 0 C thì nó sẽ chạy nhanh hay chậm? Nhanh hay chậm bao nhiêu giây trong 12 giờ, biết hệ số nở dài của dây treo là λ = 2.10 -5 K -1 , ℓ 0 = 1m. Hướng dẫn: Áp dụng các kết quả ở mục III.2, ý 2.1 - Ta có: 2 1 0 1 1 ( ) 2 T t t T λ ≈ + − - Do t 2 < t 1 => 0 1 T T < => T < T 0 nên chu kỳ giảm khi đó con lắc chạy nhanh hơn. - Thời gian con lắc chạy nhanh trong t∆ = 12h = 12. 3600(s) là: θ = 0 1 T t T ∆ − = 12.3600 2 1 2 t t λ − (s) = 7,3 (s) Bài 2: Một đồng hồ quả lắc (xem như một con lắc đơn) chạy đúng ở mặt đất. Biết bán kính Trái Đất là R = 6400 km. a) Khi đưa đồng hồ lên độ cao h =1,6 km so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? b) Khi đưa đồng hồ xuống một giếng sâu d = 800m so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Hướng dẫn: Áp dụng các kết quả ở mục III.2, ý 3.1 a) - Ta có: 0 1 1 T h T R = + > => T > T 0 đồng hồ chạy chậm lại. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = 0 86400 1 T T − = 86400 R h = 21,6(s) b) – Ta có: 0 1 1 1 2 T d T R ≈ + > => T > T 0 đồng hồ chạy chậm lại. - Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = 0 86400 1 T T − = 43200 R d = 5,4(s) Bài 3: Một con lắc đồng hồ chạy đúng tại mặt đất có gia tốc g = 9,86 m/s 2 ở nhiệt độ là t 1 = 30 0 C. Đưa đồng hồ lên độ cao 640m so với mặt đất thì ta thấy rằng đồng hồ vẫn chạy đúng. Giải thích hiện tượng và tính nhiệt độ tại độ cao đó, biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là λ = 2.10 -5 K -1 , và bán kính trái đất là R = 6400 km. Hướng dẫn: GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ 10 [...]... chiều hướng xuống và có cường độ E = 40 V/ cm, tại nơi có g = 9,79 m/s2 Chu kì dao động của con lắc là? ĐA: 3, 32 s Câu 12 Chu kì dao động nhỏ của con lắc đơn dài 1,5 m treo trên trần của thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc 2,0 m/s2 là? (lấy g = 10 m/s2 ) ĐA: 2,22 s Câu 13: Một con lắc đơn được treo vào trần của một xe ô tô đang chuyển động theo phương ngang Chu kỳ dao động của con lắc đơn trong... 9,8 Bài 5 Con lắc đơn gồm dây mảnh dài l =1 m, có gắn quả cầu nhỏ m=50g được treo vào trần một toa xe đang chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với gia tốc a = 3 m/s2 Lấy g =10 m/s2 a) Xác định vị trí cân bằng của con lắc 14 GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm b) Tính chu kỳ dao động của con lắc Hướng dẫn: Áp dụng kết quả ở mục III.2, ý 3. 2 a)... 3  Sáng kiến kinh nghiệm đều theo phương ngang với gia tốc 3 m / s 2 thì con lắc dao động với chu kỳ là bao nhiêu? ĐA: 0,978s Câu 15.Treo con lắc đơn có độ dài l=100cm trong thang máy, lấy g = π 2 = 10m / s 2 Cho thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc a = 2m / s 2 thì chu kỳ dao động của con lắc đơn là bao nhiêu? ĐA: tăng 11,8% Câu 16: Một con lắc đơn và một con lắc lò xo treo vào... hợp xe chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a là T 1 và khi xe chuyển động chậm dần đều với gia tốc a là T2, xe chuyển thẳng đều là T3 So sánh 3 chu kỳ này? ĐA : T1 = T2 < T3 Câu 14 Một con lắc đơn được treo tại trần của 1 toa xe, khi xe chuyển động đều con lắc dao động với chu kỳ 1s, cho g = 10 m / s 2 Khi xe chuyển động nhanh dần 18 GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng... kính Trái Đất R ≈ 6400 km ĐA: 0 ,3% Câu 10 Một con lắc có chiều dài l, quả nặng có khối lượng m Một đầu lò xo treo vào điểm cố định O ,con lắc dao động điều hoà với chu kì 2s Trên phương thẳng đứng qua O, người ta đóng một cây đinh tại I (OI= l/2 ) sao cho đinh chận một bên của dây treo Lấy g = 9,8 m/s2 Chu kì dao động của con lắc là? ĐA: 1,7 s Câu 11 Một con lắc đơn gồm một dây treo l = 0,5 m, vật có... kim khối lượng riêng D = 8,67g/cm 3 Tính chu kỳ T' của con lắc khi đặt con lắc trong không khí; sức cản của không khí xem như không đáng kể, quả lắc chịu tác dụng của sức đẩy Archimède, khối lượng riêng của không khí là d = 1,3g/lít ĐA: 2,00015s 19 GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm Câu 22 Một con lắc đơn gồm một quả cầu kim loại nhỏ, khối lượng m = 1g,... với biên độ nhỏ có chu kì T 0 tại nơi có g = 10m/s2 Treo con lắc ở trần một chiếc xe rồi cho xe chuyển động nhanh dần đều trên một mặt đường nằm ngang thì dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc nhỏ α 0 = 90 20 GV: NGUYỄN VĂN BÌNH MÔN VẬT LÝ Trường THPT Thạch Thành 3  Sáng kiến kinh nghiệm a) Tìm gia tốc a của xe b) Cho con lắc dao động với biên độ nhỏ, tính chu kì T của con lắc theo T0 ĐA: a)... ĐA: a) a = 1,57m/s2; b) T = T0 cosα Câu 32 7: Một con lắc toán học có chiều dài 17 ,32 cm thực hiện dao động điều hoà trên một ôtô chuyển động trên một mặt phẳng nghiêng một góc β = 30 0 Xác định VTCB tương đối của con lắc Tìm chu kì dao động của con lắc trong hai trường hợp: a) Ôtô chuyển động xuống dốc với gia tốc a = 5m/s2 b) Ôtô chuyển động lên dốc với gia tốc a = 2m/s2 Lấy g = 10m/s2, π 2 = 10 ĐA:... vào một sợi dây mảnh dài l = 1,40 m trong điện trường đều có phương nằm ngang, E = 105 V/m, tại nơi có g = 9,79m / s 2 Con lắc ở vị trí cân bằng khi phương của dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc bằng bao nhiêu? ĐA: 30 0 Câu 23: Một con lắc Phu cô treo ở thánh Ixac( XanhPêtecbua) là một conlắc đơn có chiều dài 98m Gia tốc rơi tự do ở XanhPêtecbua là 9,819m/s2 a) Tính chu kì dao động của con lắc. .. b) Nếu treo con lắc đó ở Hà Nội, chu kì của nó sẽ là bao nhiêu? Biết gia tốc rơi tự do tại Hà Nội là 9,793m/s2 và bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ c) Nếu muốn con lắc đó khi treo ở Hà Nội mà vẫn dao động với chu kì như ở XanhPêtecbua thì phải thay đổi độ dài của nó như thế nào? ĐA: a) T1 = 19,84s; b) T2 = 19,87s; c) Giảm một lượng ∆l = l − l ' = 0, 26m = 26cm Câu 24: Một con lắc đồng có chu kì dao động . giải các dạng toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi chọn đề tài: Một vài kinh nghiệm hướng dẫn giải bài tập về chu kỳ của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu. chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài nói riêng một cách lôgíc, chặt chẽ, đặc biệt là làm thế nào để qua việc rèn luyện kỹ năng giải các bài tập về dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu. các dạng bài tập về dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của yếu tố bên ngoài nói riêng, dao động cơ nói chung tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu là nghiên cứu lý luận về bài tập Vật lý