Tiết 5: CON LẮC ĐƠN
I.MỤC TIÊU :
1.Kiến thức :
- Nêu được cấu tạo của con lắc đơn-Nêu điều kiện để con lắc đơn đao động điều hòa .
- Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn.
- Viết được pt dao động của con lắc đơn .
- Viết được công thức tính chu ký - công thức tính thế năng cơ năng của con lắc đơn .
- Nêu được nhận xét định tính về sự biến thiên của động năng và thế năng của con lắc khi dao động
- Nêu được ứng dụng xác định gia tốc rơi tự do , giải bài tập .
2. Kỹ năng :
- Vận dụng giải được bài toán đơn giản về con lắc đơn .
- Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do .
II- CHUẨN BỊ
1. Giáo viên : con lắc đơn
2. Học sinh :Ôn kiến thức phân tích lực .
( NỘI DUNG :
Tiết 5: CON LẮC ĐƠN
I-THẾ NÀO LÀ CON LẮC ĐƠN
- Cấu tạo : Vật m nhỏ treo vào đầu sợi dây không giản : chiều dài l , md = 0
- Vị trí cân bằng 0 : Là vị trí dây treo có phương thẳng đứng .
II- KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẮT ĐỘNG LỰC HỌC :
1. Chiều + ( h vẽ) , gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng .
- Vị trí vật xác định bởi : Li độ góc hoặc li độ cong s = ( ( ,S số dương )
2. Phân tích lực :
- Hệ cân bằng :
- cân bằng : (1)
+ Điều kiện khảo sát : ( nhỏ ( < 15 0 ) ( ( = S : sin( ( ( (
Phương trùng tiếp tuyến quĩ đạo .
3. Phương trình chuyển động :
Chiếu (1) lên phương tiếp tuyến quỹ đạo : xuống trục 0x : - P sin( = F
( F = - mg sin( = - mg : Lực kéo về
Vật thu gia tốc : a = = - s
Đặt : = ( a = - S
KL : + Khi dao động nhỏ (( < 15 0 ) , con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình :
( hay ) Với : là biên độ dđ.
+ Với : Tần số góc : ( = Chu kỳ : T =
Vận dụng :
III-KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG :
1-Động năng tại t : Wđ =
2-Thế năng ( Chọn gốc thế năng là VTCB ) ở góc lệch bất kỳ :
Wt = mg h với h = l - l cos ( = l ( 1 - cos ( )
( Wt =
3-Thế năng biến đổi thành động năng và ngược lại trong quá trình dao động .Nhưng cơ năng bảo toàn :
W =
Mặc khác : W = mà
W =
W = = hs vì m, ( ,là các hằng số s :
IV-ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO
làm TN nhiều lần mỗi lần rút ngắn chiều dài .
III . HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
1.ỔN ĐỊNH TỔ CHỨC : - Gv kiểm tra sĩ số : - HS ổn định vị trí :
2.KIỂM TRA BÀI CŨ :
1) Viết pt dao động điêu hòa của con lắc lò xo ? Chu kỳ dao động của con lắc lò xo ?
2) Cơ nằng của con lắc lò xo ?
Vận dụng : Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình x = 2cos10(t(cm). Khi động năng bằng ba lần thế năng thì chất điểm ở vị trí
A. x = 2cm. B. x = 1,4cm. C. x = 1cm. D. x = 0,67cm.
Chọn C.
Hướng dẫn: Từ phương trình x = 2cos10(t(cm) ta suy ra biên độ A = 2cm.
Cơ năng trong dao động điều hoà E = Eđ + Et, mà Eđ = 3Et
( E = 4Et, ( ( x = ± A/2 = ± 1cm.
3 .Bài mới :
Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc
Hổ trợ của GV
nguon VI OLET