Củng cố: Nắm được phương trình dao động của con lắc đơn, tính chu kỳ, năng lượng dao động 5. Hướng dẫn bài mới: Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức.[r]
(1)Tiết : 06 Tuần : 03
Ngày soạn : 18/08/09 Lớp : 12
Bài 02 CON LẮC ĐƠN I MỤC TIÊU BÀI HỌC
1 Kiến thức: Nắm khái niệm dao động lắc đơn
2 Kĩ năng: Vận dụng công thức chu kỳ lượng giải tốn Thái độ: Tích cực, sáng tạo
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Bộ thí nghiệm lắc đơn Học sinh: Dụng cụ học tập
III TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG Ổn định, tổ chức
2 Bài cũ
Câu hỏi: Dao động lắc lò xo? Bài
Hoạt động 1: Tìm hiểu lắc đơn
Hoạt động trò Trợ giúp giáo viên Ghi bảng - HS thảo luận để đưa định
nghĩa lắc đơn
- Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng vị trí cân
Khi ta cho lắc dao động, dao động nào? - Ta xét xem dao động lắc đơn có phải dao động điều hồ
Làm thí nghiệm
Mô tả cấu tạo lắc đơn I CON LẮC ĐƠN1 Con lắc đơn: gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo đầu sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l Vị trí cân bằng: dây treo có phương thẳng đứng
Hoạt động 2: Thiết lập phương trình động lực học lắc đơn
Hoạt động trò Trợ giúp giáo viên Ghi bảng - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên
cứu Sgk cách chọn chiều dương, gốc toạ độ …
- Con lắc chịu tác dụng hai lực T P
- P.tích P P P t n
T P n không làm thay đổi tốc độ vật lực hướng tâm giữ vật chuyển động cung tròn - Thành phần Pt
lực kéo về
- Dù lắc chịu tác dụng lực kéo về, nhiên nói chung Pt khơng tỉ lệ với α nên nói chung khơng
s = l s l
- Lực kéo tỉ lệ với s (Pt = - k.s) dao động lắc đơn xem dao động điều hồ - Có vai trị k
- Con lắc chịu tác dụng lực phân tích tác dụng lực đến chuyển động lắc
vào biểu thức lực kéo nói chung lắc đơn có dao động điều hồ khơng?
- Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để sinα (rad) Khi tính thơng qua s l
II PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CON LẮC ĐƠN
1 Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ O
+ Vị trí vật xác định
bởi li độ góc OCM hay li
độ cong s OM l .
+ α s dương lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương ngược lại
2 Vật chịu tác dụng lực T P.
- Phân tích P P P t n
thành phần Pt
lực kéo về có giá trị:
sin
t
P mg
NX: Dao động lắc đơn nói chung khơng phải dao động điều hồ
m
l
(2) l
g có vai trị mk
2 m l
T
k g
Ta có nhận xét lực kéo trường hợp này?
- Trong công thức mg/l có vai trị gì?
l
g có vai trị gì?
- Dựa vào cơng thức tính chu kì lắc lị xo, tìm chu kì dao động lắc đơn
- Nếu nhỏ sinα (rad), đó:
t
s
P mg mg
l
Vậy, dao động nhỏ (sin (rad)), lắc đơn dao động điều hồ với chu kì:
2 l
T
g Hoạt động 3: Khảo sát lượng dao động lắc đơn
Hoạt động trò Trợ giúp giáo viên Ghi bảng - HS thảo luận từ đưa
được: động trọng trường
- HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành yêu cầu
Wt = mgz dựa vào hình vẽ z = l(1 - cos)
Wt = mgl(1 - cos)
- Biến đổi qua lại bỏ qua ma sát bảo tồn
- Trong trình dao động, lượng lắc đơn có dạng nào? - Động lắc động vật xác định nào?
- Biểu thức tính trọng trường?
- Trong trình dao động mối quan hệ Wđ Wt nào?
- Công thức bên với li độ góc (khơng trường hợp nhỏ)
III NĂNG LƯỢNG DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN Động lắc
2 ñ
1 W
2mv
2 Thế trọng trường lắc đơn (chọn mốc VTCB)
Wt = mgl(1 - cos) Nếu bỏ qua ma sát, lắc đơn bảo toàn
cos
2
1
W (1 )
2mv mgl
= số Hoạt động 4: tìm hiểu số ứng dụng lắc đơn
Hoạt động trò Trợ giúp giáo viên Ghi bảng - HS nghiên cứu Sgk từ
nêu ứng dụng lắc đơn
+ Đo chiều dài l lắc + Đo thời gian số dao động toàn phần tìm T
+ Tính g theo:
2
4 l g
T
Yêu cầu: HS đọc ứng dụng lắc đơn
- Hãy trình bày cách xác định gia tốc rơi tự do?
IV ỨNG DỤNG - Đo gia tốc rơi tự
2
4 l g
T
4 Củng cố: Nắm phương trình dao động lắc đơn, tính chu kỳ, lượng dao động Bài tập nhà: Trả lời câu 1, 2, tr 17 skg
Làm tập 4, 5, 6, tr 17 skg