Bài giảng Vật lí 12 - Bài 3: Con lắc đơn

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 3: Con lắc đơn

1. Tiết 5. Bài 3 CON LẮC ĐƠN I. Thế Nào Là Con lắc đơn. II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. III/Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng IV/Ứng dụng xác định gia tốc rơi tự do Trở về
2. Các em hảy quan sát ?
3. I. Thế nào là Con lắc đơn ? Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ có khối lượng m , treo vào một sợi dây dài l có khối lượng không đáng kể và không co giãn . Tất cả đặt trong trọng trường. Trở về
4. II. Khảo sát Dao Động Của Con Lắc đơn về mặt động lưc học : Xét dao động của một con lắc đơn có chiều dài l treo tại một nơi có gia tốc trọng trường g. Chọn : Chuyển động của con lắc đơn ▪ Gốc toạ độ O là vị trí cânlà .bằng. . . . . . ▪ ChiềuPhương dương trình Chứngnhư hìnhvi phânminh vẽ. amột = x” dao = -động2x ▪ Gốc thời gian t = 0điều lúc bắthoà đầu cần dao nhớ động. : có nghiệmTại làthời : điểm x = Acot vật ởs(điểmt+ )A có góc lệch là . Lực tác dụng vào vật : + F = P + T Chiếu lên tiếp tuyến quỉ đạo : T F = -Psin = -mgsin F Trong trường hợp rất nhỏ ( <100) s sin P l Trở về
5. Định luật II Newton : F = ma s g F = ma = -mg a = − s l l g Đặt : ω = 2 l a = s” = - s Phương trình vi phân trên có nghiệm là : s = Aco s(t+ ) Vậy với các dao động nhỏ dao động của con lắc đơn là một dao động điều hòa . 2π l ω 1 g Chu kì : T = = 2π Tần số : f = = ω g 2π 2π l Vậy đối với các dao động nhỏ chu kì con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào l và g mà không phụ thuộc vào biên độ A và khối lượng vật nặng m. Tại một điểm treo (g không đổi) dao động con lắc đơn là dao động tự do Trở về
6.    III/Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng  HÃY CHO BIẾT BIỂU THỨC TÍNH CƠ NĂNG CỦA CON LẮC ĐƠN? VẬY ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG CỦA CON LẮC ĐƠN ĐƯỢC XÁC ĐỊNH BẰNG CƠNG THỨC NÀO?HÃY ViẾT BiỂU THỨC TÍNH ĐỘNG NĂNG VÀ THẾ NĂNG CỦA CON LẮC ĐƠN Ở LI ĐỘ GĨC BẤT KÌ?
7.   1. Động năng của con lắc đơn:     1 w = mv2 d 2
8.     2.Thế năng của con lắc đơn  Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng wt =mgz = mgl (1 − cos )
9.     3.Cơ năng của con lắc đơn  1 w=mV2 + mgl (1 − cos ) = const 2 Nhận xét: nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của con lắc(bao gồm động năng và thế năng của vật)được bảo tồn
10.    IV/ỨNG DỤNG: XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ  DO  TỪ BiỂU THỨC : l 4 2l T = 2 =g g T 2
11. Ôn Tập 1. Chọn câu đúng : a. Dao động của con lắc đơn là một dao động điều hoà . b. Trong các dao động nhỏ chu kỳ của con lắc đơn tăng theo biên độ của dao động . c. Trong các dao động nhỏ tần số của con lắc đơn tỷ lệ với căn bậc hai của chiều dài của nó. d. Trong các dao động nhỏ chu kỳ của con lắc đơn tỷ lệ với căn bậc hai của chiều dài của nó. Trở về
12. Ôn Tập 2. Một con lắc đơn dao động điều hoà với phương trình x = 5co s( t+ /4). Cho g = 2 m/s2. Chiều dài của con lắc là: a. 1m b. 80 cm c. 120 cm d. 60 cm 3. Một con lắc đơn có chu kỳ dao động là 1,6s. Nếu khối lượng vật nặng tăng 4 lần và biên độ giảm 2 lần thì chu kỳ dao động là : a. 0,4s b. 1,2s c. 1,6s d. 3,2s Trở về