Bài 2. Con lắc lò xo

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Vũ Xuân Hoan
Ngày gửi: 21h:41' 14-09-2023
Dung lượng: 1.6 MB
Số lượt tải: 63
Nguồn:
Người gửi: Vũ Xuân Hoan
Ngày gửi: 21h:41' 14-09-2023
Dung lượng: 1.6 MB
Số lượt tải: 63
Số lượt thích:
0 người
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 1: Hãy phát biểu định nghĩa dao động; dao động tuần hoàn; dao
động điều hoà?
+ Dao động là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng
+ Dao động tuần hoàn: Dao động mà trạng thái chuyển động của vật
được lặp lại như cũ sau những khoảng thời nhau
+ Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được mô tả bằng
định luật dạng cosin (hay sin) đối với thời gian.
Phương trình: x = Acos(t + )
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 2: Hãy viết phương trình của dao động điều hoà? Nêu tên các ký
hiệu?
Phương trình của dao động điều hoà: x = Acos(t + )
x: ly độ (tọa độ của vật ở thời điển t; độ rời khỏi VTCB)
A = xmax: Biên độ của dao động điều hòa
: Pha ở thời điểm t = 0 (Pha ban đầu nếu thời điểm ban đầu t = 0)
(t + ): Pha ở tại thời điểm t
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 3: Hãy viết phương trình của dao động điều hoà? Công thức tính
chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà?
+ Phương trình: x = Acos(t + )
+ Chu kỳ:
2
T
Tần số:
1
f
T 2
+ Vận tốc: v = x' = - Asin(t + )
+ Gia tốc: a = v' = x'' = - 2Acos(t + ) = - 2x
Bài 2: CON LẮC LÒ XO
Nội dung chính của bài
I. Các khái niệm về con lắc lò xo
II. Khảo sát con lắc lò xo về mặt động lực học
III. Khảo sát con lắc lò xo về mặt năng lượng
I. Con lắc lò xo
1. Định nghĩa: Con lắc lò xo là hệ thống
gồm 1 lò xo (có khối lượng không đáng kể)
một đầu gắn cố định, đầu còn lại gằn với
một vật có khối lượng m (coi là chất điểm)
2. Vị trí cân bằng là vị trí khi vật ở trạng
thái cân bằng (đứng yên)
Con lắc lò xo ngang: Khi vật ở vị trí cân
bằng lò xo không biến dạng
Con lắc lò xo ở các phương khác: Khi vật
ở vị trí cân bằng lò xo đã bị biến dạng
3. Hoạt động: Sau khi bị kích thích,
chuyển động của con lắc lò xo là dao động
VTCB
Làmdự
thếđoán
nào
cho
Trên
hình
là hình
Hãy
hình
Em hiểu thế nào là
con của
lắc
lò
xolắc
hoạt
ảnh
con
lò
thức
chuyển
động
con lắc lò xo?
động?
xo
của con
lắc lò xo?
VTCB
II. Khảo sát con lắc lò xo về mặt động lực học
Xét một con lắc lò xo dao động theo phương
ngang (bỏ qua ma sát)
- Chọn Hệ quy chiếu
+ Tọa độ Ox phương ngang, chiều như hình vẽ
+ Gốc tọa độ O tại VTCB
- Khi vật ở VTCB: lò xo không biến dạng
- Khi vật có ly độ x: lò xo bị dãn x
- Các lực tác dụng vào vật:
u
r
+ Trọng lực: P
ur
+ Phản áp lực từ mặt ngang: N
uur
+ Lực đàn hồi: Fđh
uu
r
r
- Áp dụng định luật II Niu Tơn: Fhl = ma
VTCB
x
O
Fđh
O x
Để
Trạng
khảothái
sát của
con lò
lắc
Hãy
Có
lò
xoxo
khi
những
nêu
vềvật
mặt
cách
lực
ở vị
động
tính
nào
trí
lực
có
cân
tác
gia
ly
học,
dụng
bằng
tốc
độ ta
của
x lên
như
cần
vật?
vật?
thế
làm
những
nào?gì?
N
P
x
u
r ur uur
r
P + N + Fđh = ma
Chiếu lên Ox: - Fđh = ma
Fđh = kx - kx = ma
k
®a =- x
m
k
= ω2 mà: a = x”
Đặt
m
x” = - 2x (Phương trình vi phân của DĐĐH)
x = Acos(t + ) vật dao động điều hòa
Tần số góc ; Chu kỳ T và tần số f của con lắc lò xo:
k
2π
m
1
k
ω=
T=
® T = 2π
f =
m
ω
k
r 2π m
r
F = - kx ® F luôn hướng về VTCB F Lực kéo về
Lực kéo về là hợp lực của các lực tác dụng lên vật
Fđh
O x
N
Fđh
P
O
N
P
Tần số góc,
chu
kỳviết
và biểu
tần
Hợp
lực
tác
Hãy
số
daovào
động
dụng
vật
thức
định
của
con
lò
có
đặcIIlắc
điểm
luật
Niu
xo như
gì?thế
Tơn?
nào?
x
x
III. Khảo sát con lắc lò xo về mặt năng lượng
Xét một con lắc lò xo dao động theo phương
ngang (bỏ qua ma sát)
Phương trình dao động: x = Acos(t + )
Vận tốc của vật: v = x' = - Asin(t + )
1
1
2
1. Động năng của vật: Wđ = mv = mω2 A 2sin 2 (ωt + φ)
2
2. Thế năng của con lắc lò xo:
2
1
1
1
2
k (Δl) = kx 2 = mω 2 A 2cos 2 (ωt + φ )
2
2
2
1
1 2
2
3. Cơ năng của con lắc lò xo: W = Wđ + Wt = mv + kx
2
2
1
® W = mω2 A 2 = hằng số
2
Wt =
O x
x
Động
Trongnăng,
quá
thế
năng,
trình
daocơ
Nêu
nhận
năng
động,
con
xét vềcủa
cơ
con
lắc
lòcó
xo
lắc
lò xo
năng
của
được
tính
những
dạng
con lắc
lò
như
thế
năng
lượng
xo?
nào?
Vậy: Cơ năng của con lắc lò xo tỷ lệ với bình phương biên độ dao động
Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
Củng cố bài học
Câu 1: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 100g gắn vào lò xo, kích thích
nó dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,2s. Lấy 2 = 10. Độ cứng của lò xo là:
A. 10 N/m
B. 100 N/m
C. 200 N/m
D. 20 N/m
Câu 1: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 1 kg và lò xo có độ cứng 200
N/m dao động điều hòa với biên độ 5 cm. Cơ năng của con lắc là:
A. 0,2 J
B. 2,5 J
C. 2,0 J
D. 0,25 J
Nội dung tự học
1. Ôn tập nội dung bài đã học
+ Định nghĩa con lắc lò xo
+ Cách chứng minh con lắc lò xo dao động điều hòa
+ Năng lượng của con lắc lò xo
+ Làm các bài tập có liên quan trong sách giáo khoa và tài liệu học tập
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo:
Bài 3: Con lắc đơn
+ Các nội dung chính của bài
+ Các nội dung đó như thế nào
Cuộc sống của bạn chỉ thật sự ý nghĩa và trọn
vẹn khi bạn biết giữ gìn và nuôi dưỡng ước mơ,
biết ghi nhận, biết tin vào những lời hứa
Câu 1: Hãy phát biểu định nghĩa dao động; dao động tuần hoàn; dao
động điều hoà?
+ Dao động là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng
+ Dao động tuần hoàn: Dao động mà trạng thái chuyển động của vật
được lặp lại như cũ sau những khoảng thời nhau
+ Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được mô tả bằng
định luật dạng cosin (hay sin) đối với thời gian.
Phương trình: x = Acos(t + )
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 2: Hãy viết phương trình của dao động điều hoà? Nêu tên các ký
hiệu?
Phương trình của dao động điều hoà: x = Acos(t + )
x: ly độ (tọa độ của vật ở thời điển t; độ rời khỏi VTCB)
A = xmax: Biên độ của dao động điều hòa
: Pha ở thời điểm t = 0 (Pha ban đầu nếu thời điểm ban đầu t = 0)
(t + ): Pha ở tại thời điểm t
Ôn lại kiến thức bài trước
Câu 3: Hãy viết phương trình của dao động điều hoà? Công thức tính
chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà?
+ Phương trình: x = Acos(t + )
+ Chu kỳ:
2
T
Tần số:
1
f
T 2
+ Vận tốc: v = x' = - Asin(t + )
+ Gia tốc: a = v' = x'' = - 2Acos(t + ) = - 2x
Bài 2: CON LẮC LÒ XO
Nội dung chính của bài
I. Các khái niệm về con lắc lò xo
II. Khảo sát con lắc lò xo về mặt động lực học
III. Khảo sát con lắc lò xo về mặt năng lượng
I. Con lắc lò xo
1. Định nghĩa: Con lắc lò xo là hệ thống
gồm 1 lò xo (có khối lượng không đáng kể)
một đầu gắn cố định, đầu còn lại gằn với
một vật có khối lượng m (coi là chất điểm)
2. Vị trí cân bằng là vị trí khi vật ở trạng
thái cân bằng (đứng yên)
Con lắc lò xo ngang: Khi vật ở vị trí cân
bằng lò xo không biến dạng
Con lắc lò xo ở các phương khác: Khi vật
ở vị trí cân bằng lò xo đã bị biến dạng
3. Hoạt động: Sau khi bị kích thích,
chuyển động của con lắc lò xo là dao động
VTCB
Làmdự
thếđoán
nào
cho
Trên
hình
là hình
Hãy
hình
Em hiểu thế nào là
con của
lắc
lò
xolắc
hoạt
ảnh
con
lò
thức
chuyển
động
con lắc lò xo?
động?
xo
của con
lắc lò xo?
VTCB
II. Khảo sát con lắc lò xo về mặt động lực học
Xét một con lắc lò xo dao động theo phương
ngang (bỏ qua ma sát)
- Chọn Hệ quy chiếu
+ Tọa độ Ox phương ngang, chiều như hình vẽ
+ Gốc tọa độ O tại VTCB
- Khi vật ở VTCB: lò xo không biến dạng
- Khi vật có ly độ x: lò xo bị dãn x
- Các lực tác dụng vào vật:
u
r
+ Trọng lực: P
ur
+ Phản áp lực từ mặt ngang: N
uur
+ Lực đàn hồi: Fđh
uu
r
r
- Áp dụng định luật II Niu Tơn: Fhl = ma
VTCB
x
O
Fđh
O x
Để
Trạng
khảothái
sát của
con lò
lắc
Hãy
Có
lò
xoxo
khi
những
nêu
vềvật
mặt
cách
lực
ở vị
động
tính
nào
trí
lực
có
cân
tác
gia
ly
học,
dụng
bằng
tốc
độ ta
của
x lên
như
cần
vật?
vật?
thế
làm
những
nào?gì?
N
P
x
u
r ur uur
r
P + N + Fđh = ma
Chiếu lên Ox: - Fđh = ma
Fđh = kx - kx = ma
k
®a =- x
m
k
= ω2 mà: a = x”
Đặt
m
x” = - 2x (Phương trình vi phân của DĐĐH)
x = Acos(t + ) vật dao động điều hòa
Tần số góc ; Chu kỳ T và tần số f của con lắc lò xo:
k
2π
m
1
k
ω=
T=
® T = 2π
f =
m
ω
k
r 2π m
r
F = - kx ® F luôn hướng về VTCB F Lực kéo về
Lực kéo về là hợp lực của các lực tác dụng lên vật
Fđh
O x
N
Fđh
P
O
N
P
Tần số góc,
chu
kỳviết
và biểu
tần
Hợp
lực
tác
Hãy
số
daovào
động
dụng
vật
thức
định
của
con
lò
có
đặcIIlắc
điểm
luật
Niu
xo như
gì?thế
Tơn?
nào?
x
x
III. Khảo sát con lắc lò xo về mặt năng lượng
Xét một con lắc lò xo dao động theo phương
ngang (bỏ qua ma sát)
Phương trình dao động: x = Acos(t + )
Vận tốc của vật: v = x' = - Asin(t + )
1
1
2
1. Động năng của vật: Wđ = mv = mω2 A 2sin 2 (ωt + φ)
2
2. Thế năng của con lắc lò xo:
2
1
1
1
2
k (Δl) = kx 2 = mω 2 A 2cos 2 (ωt + φ )
2
2
2
1
1 2
2
3. Cơ năng của con lắc lò xo: W = Wđ + Wt = mv + kx
2
2
1
® W = mω2 A 2 = hằng số
2
Wt =
O x
x
Động
Trongnăng,
quá
thế
năng,
trình
daocơ
Nêu
nhận
năng
động,
con
xét vềcủa
cơ
con
lắc
lòcó
xo
lắc
lò xo
năng
của
được
tính
những
dạng
con lắc
lò
như
thế
năng
lượng
xo?
nào?
Vậy: Cơ năng của con lắc lò xo tỷ lệ với bình phương biên độ dao động
Cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
Củng cố bài học
Câu 1: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 100g gắn vào lò xo, kích thích
nó dao động điều hòa với chu kỳ T = 0,2s. Lấy 2 = 10. Độ cứng của lò xo là:
A. 10 N/m
B. 100 N/m
C. 200 N/m
D. 20 N/m
Câu 1: Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng 1 kg và lò xo có độ cứng 200
N/m dao động điều hòa với biên độ 5 cm. Cơ năng của con lắc là:
A. 0,2 J
B. 2,5 J
C. 2,0 J
D. 0,25 J
Nội dung tự học
1. Ôn tập nội dung bài đã học
+ Định nghĩa con lắc lò xo
+ Cách chứng minh con lắc lò xo dao động điều hòa
+ Năng lượng của con lắc lò xo
+ Làm các bài tập có liên quan trong sách giáo khoa và tài liệu học tập
2. Chuẩn bị bài học tiếp theo:
Bài 3: Con lắc đơn
+ Các nội dung chính của bài
+ Các nội dung đó như thế nào
Cuộc sống của bạn chỉ thật sự ý nghĩa và trọn
vẹn khi bạn biết giữ gìn và nuôi dưỡng ước mơ,
biết ghi nhận, biết tin vào những lời hứa
 







Các ý kiến mới nhất