Giáo án Vật lý 12 - Tuần 3

Ngày soạn: 20/08/2018 Tiết số: 05 Tuần: 03 VẬT LÍ 12 Bài 3: CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà. Viết được c.thức tính chu kì dđộng của con lắc đơn. - Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào 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. - Giải được bài tập tương tự như ở trong bài. - Nêu được ứng dụng của con lắc đơn trong việc xác định gia tốc rơi tự do. 2. Kĩ năng: Vận dụng được kiến thức trên để giải các bài tập trong sgk và tương tự 3. Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập, II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị con lắc đơn. 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về phân tích lực. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục, 2. Kiểm tra bài cũ: 1. Viết phương trình dđđh của con lắc lò xo? Công thức tần sồ góc? Chu kì? Tần số dao động? 2. Viết công thức tính năng lượng dao động của CLLX? 3. Bài mới: Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu thế nào là con lắc đơn Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản m l α - Mô tả cấu tạo của con lắc đơn * HS yếu: Khi ta kéo quả năng ra khỏi VTCB như hình vẽ, nếu buông ra thì hiện tượng sẽ như thế nào? - dao động của con lắc có phải là dđđh ko? - HS thảo luận để đưa ra định nghĩa về con lắc đơn. - Dao động qua lại vị trí dây treo có phương thẳng đứng ® vị trí cân bằng. I. Thế nào là con lắc đơn 1. Con lắc đơn gồm vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. 2. VTCB: dây treo có phương thẳng đứng. Hoạt động 2 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản M l α > 0 α < 0 O + s = lα C * HS TB trở lên: Con lắc chịu tác dụng của những lực nào và phân tích tác dụng của các lực đến chuyển động của con lắc. - Dựa vào biểu thức của lực kéo về ® nói chung con lắc đơn có dao động điều hoà không? - Xét trường hợp li độ góc α nhỏ để sinα » a (rad). Khi đó a tính như thế nào thông qua s và l. - Ta có nhận xét gì về lực kéo về trong trường hợp này? - Trong công thức mg/l có vai trò là gì? ® có vai trò gì? * Từ tìm chu kì dao động của con lắc đơn. - HS ghi nhận từ hình vẽ, nghiên cứu Sgk về cách chọn chiều dương, gốc toạ độ - Con lắc chịu tác dụng của hai lực và . - P.tích ® không làm thay đổi tốc độ của vật ® lực hướng tâm giữ vật chuyển động trên cung tròn. - Thành phần là lực kéo về. - Dù con lắc chịu tác dụng của lực kéo về, tuy nhiên nói chung Pt không tỉ lệ với α nên nói chung là không. s = la ® - Lực kéo về tỉ lệ với s (Pt = - k.s) ® dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hoà. - Có vai trò là k. ® có vai trò II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học 1. Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O. + Vị trí của vật được xác định bởi li độ góc hay bởi li độ cong . + α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại. 2. Vật chịu tác dụng của các lực và . - Phân tích ® thành phần là lực kéo về có giá trị: Pt = -mg.sinα NX: Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà. - Nếu a nhỏ thì sinα » a (rad), khi đó: Vậy, khi dao động nhỏ (sina » a (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà với chu kì: Hoạt động 3 ( phút): Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản * HS TB trở lên: Trong quá trình dao động, năng lượng của con lắc đơn có thể có ở những dạng nào? * HS TB trở lên: Động năng của con lắc là động năng của vật được xác định như thế nào? * HS TB trở lên: Biểu thức tính thế năng trọng trường? * HS TB trở lên: Trong quá trình dao động mối quan hệ giữa Wđ và Wt như thế nào? - Công thức bên đúng với mọi li độ góc (không chỉ trong trường hợp a nhỏ). - HS thảo luận từ đó đưa ra được: động năng và thế năng trọng trường. - HS vận dụng kiến thức cũ để hoàn thành các yêu cầu. Wt = mgz trong đó dựa vào hình vẽ z = l(1 - cosa) ® Wt = mgl(1 - cosa) - Biến đổi qua lại và nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng được bảo toàn. III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc 2. Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB) Wt = mgl(1 - cosa) 3. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. = hằng số. Hoạt động 4 ( phút): Tìm hiểu các ứng dụng của con lắc đơn. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Y/c HS đọc các ứng dụng của con lắc đơn. - Hãy trình bày cách xác định gia tốc rơi tự do? - HS nghiên cứu Sgk và từ đó nêu các ứng dụng của con lắc đơn. + Đo chiều dài l của con lắc. + Đo thời gian của số dao động toàn phần ® tìm T. + Tính g theo: IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do - Đo gia tốc rơi tự do IV.CỦNG CỐ: Qua bài này chúng ta cần nắm được - Cấu tạo của con lắc đơn. - Nêu được điều kiện để con lắc đơn dao động điều hoà.Viết được công thức tính chu kì dao động của con lắc đơn. - Viết được công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn. - Xác định được lực kéo về tác dụng vào con lắc đơn. V.DẶN DÒ: - Về nhà học bài và xem trứơc bài mới -Về nhà làm được các bài tập trong Sgk.và sách bài tập IV. RÚT KINH NGHIỆM Ngày soạn: 20/08/2018 Tiết số: 06 Tuần: 03 VẬT LÍ 12 BÀI TẬP I. Mục tiêu: 1. Khiến thức: - Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn. Kỹ năng: Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, và con lắc đơn. 2. Kĩ năng: Vận dụng kiến thức trên để giải các bài tập sgk và tương tự 3. Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập,trung thực II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: một số bài tập trắc nghiệm và tự luận 2. Học sinh: ôn lại kiến thức về dao động điều hoà, con lắc đơn. 3. Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập,trung thực III.Tiến trình bài dạy : 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: - Viết công thức tính tần số góc, chu kì, tần số dao động của con lắc lò xo? Giải thích các đại lượng, đơn vị. - Viết công thức tính cơ năng của con lắc lò xo? Giải thích các đại lượng, đơn vị. - Viết công thức tính tần số góc, chu kì, tần số dao động của con lắc đơn? Giải thích các đại lượng, đơn vị. - Viết công thức tính cơ năng của con lắc đơn? Giải thích các đại lượng, đơn vị. 3. Bài mới : Hoạt động 1: Giải một số câu hỏi trắc nghiệm Hoạt động GV Hoạt động H.S Nội dung * Cho Hs đọc lần lượt các câu trắc nghiệm 4,5,6 trang 17 sgk * Tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận tìm ra đáp án *Gọi HS trình bày từng câu * HS đọc đề từng câu, cùng suy nghĩ thảo luận đưa ra đáp án đúng * Thảo luận nhóm tìm ra kết quả * Hs giải thích Câu 4 trang 17: D Câu 5 trang 17: D Câu 6 trang 17: C Hoạt động 2: Giải một số bài tập trắc nghiệm 1.(HS TB trở lên)Con laéc ñôn dao ñoäng ñieàu hoaø vôùi chu kì 1 s taïi nôi coù gia toác troïng tröôøng 9,8m/s2, chieàu daøi cuûa con laéc laø A. l = 24,8 m B. l = 24,8cm C. l = 1,56 m D. l = 2,45 m 2. ÔÛ nôi maø con laéc ñôn ñeám giaây (chu kì 2 s) coù ñoä daøi 1 m, thì con laéc ñôn coù ñoä daøi 3m seõ dao ñoäng vôùi chu kì laø A. T = 6 s B. T = 4,24 s C. T = 3,46 s D. T = 1,5 s 3. (HS kha giỏi) Moät com laéc ñôn coù ñoä daøi l1 dao ñoäng vôùi chu kì T1 = 0,8 s. Moät con laéc ñôn khaùc coù ñoä daøi l2 dao ñoäng vôùi chu kì T1 = 0,6 s. Chu kì cuûa con laéc ñôn coù ñoä daøi l1 + l2 laø A. T = 0,7 s B. T = 0,8 s C. T = 1,0 s D. T = 1,4 s 4. .(HS TB trở lên) Moät con laéc ñôn coù ñoä daøi l, trong khoaûng thôøi gian noù thöïc hieän ñöôïc 6 dao ñoäng. Ngöôøi ta giaûm bôùt ñoä daøi cuûa noù ñi 16cm, cuõng trong khoaûng thôøi gian nhö tröôùc noù thöïc hieän ñöôïc 10 dao ñoäng. Chieàu daøi cuûa con laéc ban ñaàu laø A. l = 25m. B. l = 25cm. C. l = 9m. D. l = 9cm. 5. (HS kha giỏi) Taïi moät nôi coù hai con laéc ñôn ñang dao ñoäng vôùi caùc bieân ñoä nhoû. Trong cuøng moät khoaûng thôøi gian, ngöôøi ta thaáy con laéc thöù nhaát thöïc hieän ñöôïc 4 dao ñoäng, con laéc thöù hai thöïc hieän ñöôïc 5 dao ñoäng. Toång chieàu daøi cuûa hai con laéc laø 164cm. Chieàu daøi cuûa moãi con laéc laàn löôït laø. A. l1 = 100m, l2 = 6,4m. B. l1 = 64cm, l2 = 100cm. C. l1 = 1,00m, l2 = 64cm. D. l1 = 6,4cm, l2 = 100cm. 6. (HS kha giỏi) Moät con laéc ñôn coù chu kì dao ñoäng T = 4s, thôøi gian ñeå con laéc ñi töø VTCB ñeán vò trí coù li ñoä cöïc ñai laø A. t = 0,5 s B. t = 1,0 s C. t = 1,5 s D. t = 2,0 s 7. Moät con laéc ñôn coù chu kì dao ñoäng T = 3 s, thôøi gian ñeå con laéc ñi töø VTCB ñeán vò trí coù li ñoä x = A/ 2 laø A. t = 0,250 s B. t = 0,375 s C. t = 0,750 s D. t = 1,50 s 8. (HS kha giỏi) Moät con laéc ñôn coù chu kì dao ñoäng T = 3s, thôøi gian ñeå con laéc ñi töø vò trí coù li ñoä x = A/ 2 ñeán vò trí coù li ñoä cöïc ñaïi x = A laø A. t = 0,250 s B. t = 0,375 C. t = 0,500 s D. t = 0,750 s IV.CỦNG CỐ: Qua tiết bài tập này chúng ta cần nắm được - Vận dụng kiến thức về dao động của con lắc đơn. - Giải được các bài toán đơn giản về dao động điều hoà, và con lắc đơn V.DẶN DÒ: - Về nhà xem lại bài tập và xem trứơc bài mới - Về nhà làm bài tập trong sách bài tập * Chú ý: Đối tượng học sinh KHÁ – GIỎI TRUNG BÌNH YẾU - KÉM - Trình bày như giáo án - HS xây dựng phương trình dao động và biểu thức cơ năng của con lắc đơn. - Trình bày như giáo án - GV hướng dẫn HS xây dựng phương trình dao động và biểu thức cơ năng của con lắc đơn. - Trình bày như giáo án - HS thừa nhận phương trình dao động và biểu thức cơ năng của con lắc đơn.. VI. RÚT KINH NGHIỆM Tổ trưởng kí duyệt 20/08/2018 HOÀNG ĐỨC DƯỠNG