Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 3: Con lắc đơn - Trường THPT Phan Chu Trinh

Trường THPT Phan Chu Trinh 
S ở Giáo Dục – Đào Tạo Đăk Lăk 
CHƯƠNG 1 :  DAO ĐỘNG CƠ HỌC 
Trường THPT Phan Chu Trinh 
TỔ: HĨA LÍ 
Kiểm tra bài cũ : 
1. Thế nào là một dao động tự do ? Cho thí dụ . 
2. So sánh chuyển động tròn đều và dao động điều hoà . 
3. Một lò xo có khối lượng không đáng kể được treo thẳng đứng , khi treo vật m vào dưới lò xo thì chiều dài lò xo tăng thêm 2,5 cm. Cho g=10m/s 2 . Tính chu kỳ dao động riêng của con lắc lò xo. 
Tiết 5. Bài 3 CON L ẮC ĐƠN 
Trở về 
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 
I. Thế nào là Con lắc đơn : 
Con lắc đơn là một hệ gồm một vật có khối lượng m và kích thước vật không đáng kể treo vào một sợi dây có khối lượng không đáng kể và không co giãn . Tất cả đặt trong trọng trường . 
Trở về 
+ 
II. Khảo sát Dao Động Của Con Lắc đơn về mặt động học : 
Xét dao động của một con lắc đơn có chiều dài l treo tại một nơi có gia tốc trọng trường g. 
Chọn : 
Gốc toạ độ O là vị trí cân bằng . 
Chiều dương như hình vẽ . 
Gốc thời gian t = 0 lúc bắt đầu dao động . 
Tại thời điểm t vật ở điểm A có góc lệch là  . Lực tác dụng vào vật : 
Chiếu lên tiếp tuyến quỉ đạo :	 
	F = - Psin  = - mg sin  
Trong trường hợp  rất nhỏ ( <10 0 ) 
Trở về 
Chuyển động của con lắc đơn là . . . . . . 
Chứng minh một dao động điều hoà cần nhớ : 
Phương trình vi phân a = x” = - 2 x có nghiệm là : x = Aco s(  t +  ) 
Phương trình vi phân trên có nghiệm là : 
s = Aco s(  t +  ) 
Đặt : 
 
 
a = s” = - 2 s 
Vậy với các dao động nhỏ dao động của con lắc đơn là một dao động điều hòa . 
Chu kì : 
Tần số : 
Định luật II Newton :	 F = ma 
 
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 
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? 
III/ Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 
 
 
 
 
 
 
1. Động năng của con lắc đơn : 
 
 
 
 
 
2.Thế năng của con lắc đơn 
Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng 
 
 
 
 
 
3.Cơ năng của con lắc đơn 
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 
 
 
 
 
 
 
IV/ỨNG DỤNG: XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO 
TỪ BiỂU THỨC : 
Ôn Tập 
1. Chọn câu đúng : 
a. Dao động của con lắc đơn là một dao động điều hoà . 
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 c hu kỳ của con lắc đơn tỷ lệ với căn bậc hai của chiều dài của nó . 
b. Trong các dao động nhỏ chu kỳ của con lắc đơn tăng theo biên độ của dao động . 
Trở về 
Ôn Tập 
2. Một con lắc đơn dao động điều hoà với phương trình x = 5co s(  t+ /4). Cho g =  2 m/s 2 . Chiều dài của con lắc là : 
d. 60 cm 
b. 80 cm 
c. 120 cm 
a. 1m 
Trở về 
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 : 
d. 3,2s 
b. 1,2s 
a. 0,4s 
c. 1,6s