Bài 8 Năng lượng trong dao động điều hòa

8. Các chữ viết tắt trong đề tài

4.2.3. Bài 8 Năng lượng trong dao động điều hòa

I. Mục tiêu bài học:

1.Kiến thức

- Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.

- Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật CĐ dưới tác dụng của lực thế.

2.Kỹ năng

- Có kỹ năng giải bài tập có liên quan như tính thế năng, động năng của con lắc đơn. - Vẽ đồ thị thế năng, động năng của vật dao động điều hoà.

II. Chuẩn bị:

1. Giáo viên:

- Đồ thị thế năng, động năng của vật dao động điều hoà. - Đọc những điều lưu ý trong SGV.

Phiếu học tập

Câu 1: Hãy viết biểu thức của thế năng, động năng và cơ năng của vật dao động?

Câu 2: Hãy tìm mối quan hệ giữa cơ năng của vật dao động với biên độ dao động của vật

?

Câu 3: Chứng tỏ rằng cơ năng của vật dao động điều hòa bằng động năng của nó khi đi

qua vị trí cân bằng và bằng thế năng của nó khi đi qua li độ là cực đại? Câu 4: Động năng của vật nặng dao động điều hòa biến đổi theo thời gian A . Theo một hàm dạng sin.

B . Tuần hoàn với chu kỳ T. C . Tuần hoàn với chu kỳ T/2. D . Không đổi.

Câu 5: Dựa vào định luật bảo toàn cơ năng, tính:

a . Vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo khi đi qua vị trí cân bằng theo biên độ A. b . Vận tốc của con lắc đơn khi đi qua vị trí cân bằng theo biên độ góc o

2. Học sinh:

- Ôn lại khái niệm động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn của vật dưới tác dụng của lực thế.

III. Tiến trình xây dựng kiến thức bài học

Các cơ hội HS có thể nhận được trong quá trình tiếp thu bài học: Cơ hội 1: Hãy viết biểu thức của thế năng ?

Cơ hội 2: Từ công thức và đường biểu diễn của thế năng, hãy rút ra nhận xét về sự biến

đổi thế năng ?

Cơ hội 3: Biểu thức của động năng ?

Cơ hội 4: Từ công thức và đường biểu diễn của động năng, hãy rút ra nhận xét về sự biến

đổi động năng ?

Cơ hội 5: Biểu thức cơ năng ?

Cơ năng (động năng + thế năng) của một vật cđ được bảo toàn. => Cơ năng của vật dao động được bảo toàn

Biểu thức thế năng: Wt  kx2  kA2cos2(t)

2 1 2

1

Biểu thức động năng: Wd  mv2  m2A2sin2(t)

2 1 2

1

Biểu thức cơ năng: WWt Wd  kA2  m2A2 const

2 1 2 1 => W =1 2 kA 2

IV. Tổ chức các hoạt động dạy học : *Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ (5phút)

*Hoạt động 2: (10 phút): Tìm hiểu Sự bảo toàn cơ năng.

Trợ giúp của Giáo viên Hoạt động của HS

Hướng dẫn HS tìm hiểu nội dung bằng những câu hỏi gợi ý

H1: Nhắc lại khái niệm cơ năng của vật chuyển động?

GV kết luận :Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật:

H2: Nhắc lại mối liên hệ giữa động năng và thế năng?

GV kết luận:khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại

H3: Vật dao động không ma sát thì cơ năng biến đổi như thế nào?

-GV kết luận như SGK.

Suy nghĩ, trả lời câu hỏi. Nội dung trả lời đúng. -Công thức động năng: 2 2 1 mv Wd  Công thức thế năng +đàn hồi: 2 2 1 kx Wt  +Hấp dẫn. Wt mgh

-Ghi nhận kết luận của GV. Phân tích câu hỏi và trả lời:

+ Cơ năng là gì.

+ Cơ năng có thay đổi không khi bỏ qua ma sát.

*Hoạt động 3: (10 phút) Tìm hiểu biểu thức của động năng và thế năng trong dao động điều hoà.

Hướng dẫn Hs tìm biểu thức của thế năng trong dao động điều hoà phụ thuộc theo thời gian

H1: Có mấy loại thế năng? Viết biểu thức của từng loại?

H2: Xây dựng biểu thức tính thế năng của con lắc lò xo dao động điều hoà

H3:Thế năng của con lắc biến đổi như thế nào theo thời gian như thế nào so với li độ. Hướng dẫn Hs tìm biểu thức của động năng trong dao động điều hoà phụ thuộc theo thời gian

Làm việc cá nhân: Từ phương trình dao động điều hoà và biểu thức thế năng tổng quát

-Tìm hiểu đồ thị thế năng H8.1( Sgk)và biểu thức thế năng. Rút ra tính chất của thế năng

Làm việc cá nhân: Từ phương trình dao động điều hoà và biểu thức thế năng tổng quát

H4:Động năng của con lắc biến đổi như thế nào theo thời gian như thế nào so với vận tốc.

-Hs nhận xét tính chất của động năngdựa vào Hvẽ 8.2

*Hoạt động 4:(10 phút) Tìm hiểu biểu thức của cơ năng trong DĐ điều hòa

*Hoạt động 5: (7 phút) Vận dụng, củng cố.

Bài tập vận dụng: Một con lắc lò xo DĐĐH với A = 10cm; tốc độ cực đại 1,2m/s và cơ năng bằng 1J. Tính: Độ cứng k của lò xo, khối lượng m? Tần số dao động

*Hoạt động 6:(3 phút) Giao nhiệm vụ về nhà, tổng kết.

V- Rút kinh nghiệm-bổ sung

--- --- - --- Gv: hướng dẫn hs tìm biểu thức cơ năng và

nhận xét về sự bảo toàn cơ năng

H1: Tìm biểu thức của cơ năng đối với con lắc đơn và nghiệm lại ĐLBT cơ năng

H1: Với1rad thì sin  ?

Làm việc cá nhân: Từ phương trình động năng và thế năng rút ra biểu thức cơ năng

Yêu cầu Hs vận dụng kiến thức đã học giải BT trên.

-Làm việc theo yêu cầu của giáo viên.:

2 1 W 2kA  2W2 200 / A k   N m 2 max 1 W= 2mv max2 2 1,39 W m kg v    12 / k rad s m   => 1,91 2 w f Hz   

-Nhận nhiệm vụ về nhà. -Yêu cầu HS làm các bài tập SGK-T44-45 -Nhận xét, kết thúc bài học.