I. Mục tiêu 1) Kiến thức Viết được công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hòa. Viết được công thức chu kì của lò xo. Viết 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 hòa. 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. 2) Kỹ năng Áp dụng được công thức và định luật trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập. Rèn luyện kỹ năng làm việc tập thể. 3) Thái độ Học sinh tích cực, hứng thú với bài học kích thích sự say mê và tìm tòi khoa học. Hợp tác làm việc tập thể. II. Chuẩn bị 1) Giáo viên Mô hình con lắc lò xo theo phương ngang có gắn vật nặng m. Sử dụng phần mềm Crocodile mô phỏng chuyển động của con lắc lò xo Một số bài tập trắc nghiệm củng cố. 2) Học sinh Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10. Đọc trước bài mới ở nhà.
Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 GIÁO ÁN BÀI 2: CON LẮC LÒ XO (Vật lý 10 – bản) Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Ngọc Minh Sinh viên: Đinh Thị Mỹ Hảo Ngày dạy: Lớp: Sư phạm Vật Lý k35 I Mục tiêu 1) Kiến thức - Viết công thức lực kéo tác dụng vào vật dao động điều hòa - Viết cơng thức chu kì lò xo - Viết cơng thức tính năng, động lắc lò xo - Giải thích dao động lắc lò xo dao động điều hòa - Nêu nhận xét định tính biến thiên động lắc dao động - Viết phương trình động lực học lắc lò xo 2) Kỹ - Áp dụng công thức định luật để giải tập tương tự phần tập - Rèn luyện kỹ làm việc tập thể 3) Thái độ - Học sinh tích cực, hứng thú với học kích thích say mê tìm tòi khoa học - Hợp tác làm việc tập thể II Chuẩn bị 1) Giáo viên - Mơ hình lắc lò xo theo phương ngang có gắn vật nặng m - Sử dụng phần mềm Crocodile mô chuyển động lắc lò xo - Một số tập trắc nghiệm củng cố 2) Học sinh - Ôn lại khái niệm lực đàn hồi đàn hồi lớp 10 - Đọc trước nhà SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 III Tiến trình dạy học SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra cũ đặt vấn đề (5 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số - Ổn định lớp, báo cáo sĩ số - Kiểm tra cũ: - Lần lượt hai học sinh lên bảng trả lời Câu 1: Viết phương trình dao động điều hòa, rõ đại lượng li độ, biên độ, pha pha ban đầu dao động điều hòa? Câu 2: Viết cơng thức gia tốc dao động điều hòa? Dựa vào định nghĩa gia tốc tức thời, thiết lập mối quan hệ x ” x dao động điều hòa? - Lần lượt mời học sinh trả lời sau nhận xét cho điểm - Đặt vấn đề: Ở học trước khảo sát dao động điều hòa mặt động học, học hơm khảo sát dao động điều hòa mặt động lực học mặt lượng Cụ thể ta tìm hiểu dao động lắc lò xo (CLLX) Hoạt động 2: Tìm hiểu lắc lò xo(8 phút) - Giáo viên minh họa lắc lò xo - Học sinh dựa vào hình vẽ minh mặt phẳng nằm ngang không họa giáo viên đẻ trình bày ma sát cấu tạo lắc lò xo: CLLX - Yêu cầu học sinh cho biết lắc lò gồm vật nhỏ có khối lượng m xo gồm gì? gắn vào đầu lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu lò xo giữ cố định SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 Hình 2.1 - Chú ý ghi vào - Nhận xét cho học sinh ghi - Học sinh quan sát trả lời: vào + VTCB vị trí lò xo khơng bị - Kích thích cho lò xo dao động biến dạng cách kéo dãn lò xo đoạn + Vị trí biên vị trí A bng bng tay Yêu cầu học sinh xác tay định vị trí cân vị trí biên - Đặt vấn đề: Trong q trình lắc dao động điều hòa lượng biến đổi biến đổi nào? Hoạt động 3: Khảo sát dao động CLLX mặt động lực học(15 phút) SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 - Yêu cầu học sinh thực số yêu cầu: + Viết phương trình định luật II Niu tơn vị trí li độ x? - Học sinh lân lượt thực yêu cầu giáo viên uur u r ur r F P N ma + dh uur r F ma dh + Khi lắc ngang li độ x độ biến dạng liên hệ nào? + Dấu (-) có ý nghĩa gì? Với Fđh = - k∆l = - kx - Dấu trừ Fđh hướng VTCB - Hướng dẫn học sinh hoàn thành bước tiếp theo: => a= với a = x” => -kx = mx” Đặt ω2 = => x” + ω2x = Giải phương trình vi phân ta được: x = Acos(ωt + φ) → Dao động lắc lò xo dao động điều hòa - Đối chiếu vào tìm cơng thức: - Từ ω T xác định + Tần số góc: ω = nào? + Chu kì: T =2 - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1 - Nhận xét lực đàn hồi tác dụng - Lực đàn hồi ln hướng vị trí vào lò xo? - Trường hợp lực lực kéo cụ thể cân - Lực kéo lực đàn hồi lực nào? - Yêu cầu học sinh đứng dậy đọc khái niệm lực kéo Hoạt động 4: Khảo sát dao động CLLX mặt lượng (10 phút) - Yêu cầu học sinh trả lời: + Khi dao động động CLLX + Biểu thức động CLLX: xác định biểu thức nào? Wđ = mv2 + Khi dao động CLLX SV: Đinh Thị Mỹ Hảo + Biểu thức CLLX: Wt = k(∆l)2 Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 xác định biểu thức? - Học sinh thảo luận nhóm hai nhóm trả lời câu hỏi? - Yêu cầu học sinh thảo luận nhóm W = Wđ + Wt = mv2 + k(∆l)2 = trả lời câu hỏi sau: ω2A2sin2(ωt +φ) + kA2cos2(ωt + φ) + Tính trường hợp = kA2 = const khơng có ma sát? + Khi khơng có ma sát lắc đại lượng bảo toàn + Cơ lắc tỉ lệ thuận với + Trong trường hợp khơng có ma sát bình phương biên độ dao động lắc thay đổi nào? - Học sinh ý quan sát rút + Cơ tỉ lệ với biên độ A? nhận xét: động dao - Giáo viên mô đồ thị động động tuần hồn chuyển hóa năng theo thời gian qua lượng lẫn chuyển động lắc đơn yêu cầu - Học sinh suy nghĩ trả lời: học sinh quan sát nhận xét đồ thị + Từ vị trí biên vị trí cân đó? động tăng, giảm - Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2 + Từ vị trí cân đến vị trí biên động giảm, tăng Hoạt động 5: Củng cố (7 phút ) - Cho học sinh làm nhanh số câu - Chú ý đọc câu hỏi trả lời tập trắc nghiệm - Nhận xét bổ sung - Chú ý để làm - Nhấn mạnh cho học sinh vấn đề tập tương tự học - Giao tập nhà cho học sinh - Học sinh nhà làm - Yêu cầu học sinh chuẩn bị học hôm sau tập 4, 5, SGK/ T13 2.6, 2.7 SBTVL/ T6 IV NỘI DUNG GHI BẢNG BÀI 2: CON LẮC LÒ XO I Con lắc lò xo SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 - CLLX gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu lò xo có độ cứng k, khối lượng khơng đáng kể, đầu lò xo giữ cố định - Vị trí cân vị trí lò xo khơng dãn II Khảo sát dao động lắc lò xo mặt động lực học Chọn trục tọa độ x song song với trực lò xo, chiều dương chiều tăng độ dài lò xo Chọn gốc tọa độ x VTCB Giả sử vật có li độ x Phương trình định luật II Newton vị trí có li độ x: Vì nên Với Fđh = - k∆l = - kx => a= với a = x” Đặt ω2 = => x” + ω2x = Nghiệm phương trình là: x = Acos(ωt + φ) => Dao động lắc lò xo dao động điều hòa - Tần số chu kì lắc lò xo: SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 ω= => f = Lực kéo - Lực hướng VTCB gọi lực kéo Vật dao động điều hòa chịu tác dụng lực kéo có độ lớn tỉ lệ với li độ III Khảo sát dao động lắc lò xo mặt lượng 1) Động lắc lò xo Wđ = mv2 2) Thế lắc lò xo Wt = k(∆l)2 3) Cơ lắc lò xo Sự bảo toàn a Cơ lắc lò xo tổng động lắc W = Wđ + Wt = mv2 + kx2 b Khi khơng có ma sát W = ω2A2sin2(ωt + φ) + kA2cos2(ωt + φ) = kA2 = const => Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động => Cơ lắc bảo toàn bỏ qua ma sát V RÚT KINH NGHIỆM …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page ... với li độ III Khảo sát dao động lắc lò xo mặt lượng 1) Động lắc lò xo Wđ = mv2 2) Thế lắc lò xo Wt = k(∆l)2 3) Cơ lắc lò xo Sự bảo tồn a Cơ lắc lò xo tổng động lắc W = Wđ + Wt = mv2 + kx2 b Khi... 2: CON LẮC LỊ XO I Con lắc lò xo SV: Đinh Thị Mỹ Hảo Page Giáo án giảng dạy – Vật lý 10 - CLLX gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu lò xo. .. động lắc lò xo (CLLX) Hoạt động 2: Tìm hiểu lắc lò xo( 8 phút) - Giáo viên minh họa lắc lò xo - Học sinh dựa vào hình vẽ minh mặt phẳng nằm ngang khơng họa giáo viên đẻ trình bày ma sát cấu tạo lắc