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

KIỂM TRA BÀI CŨCâu 1: Định nghĩa dao động điều hoà ? Viết phương trình dđđh, cho ví dụ.Câu 3: Viết công thức tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc lò xo. Câu 2: Viết công thức tính chu kì, tần số góc, tần số của con lắc lò xo.Bài 3 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 doI. Thế nào là con lắc đơn ?I. Thế nào là con lắc đơn ?1. Con laéc ñôn laø moät heä goàm moät vaät nhỏ, khoái löôïng m, treo ở đầu moät sôïi daây không dãn, khoái löôïng khoâng ñaùng keå, chiều dài l. 2. Vị trí cân bằng của con lắc : VTCB của con lắc là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng, vật nặng ở vị trí O thấp nhất II. Khảo sát dao đoäng cuûa con laéc ñôn về mặt động lưc học :Choïn :Goác toaï ñoä: O laø vò trí caân baèng.Chieàu döông: nhö hình veõ.Goác thôøi gian (t = 0): luùc vật baét ñaàu dao ñoäng. Xét dao động của một con lắc đơn có chiều dài l, vật nhỏ khối lượng m, treo tại một nơi có gia tốc trọng trường g. (+)COM- Taïi thôøi ñieåm t vaät ở vị trí M, xác định bởi li độ góc  . - Chieáu phương trình (1) leân phương tieáp tuyeán quỹ ñaïo :- Caùc löïc taùc duïng leân vaät :●Troïng löïc : ● Lực căng của dây : - Theo ñònh luaät II Niutôn(1)(+)COMTrong tröôøng hôïp  raát nhoû ( <100)HayÑaëtTa cóPhöông trình vi phaân (2) coù nghieäm laø :s = socos(t+)(2)Vaäy vôùi caùc dao ñoäng nhoû dao ñoäng cuûa con laéc ñôn laø moät dao ñoäng ñieàu hoøa .Ta có :(1)(+)COMChu kì : Taàn soá : NHẬN XÉT: Vaäy ñoái vôùi caùc dao ñoäng nhoû ( <100) chu kì con laéc ñôn chæ phuï thuoäc vaøo l vaø g maø khoâng phuï thuoäc vaøo bieân ñoä A vaø khoái löôïng vaät naëng m. Taïi moät ñieåm treo (g khoâng ñoåi) dao ñoäng con laéc ñôn laø dao ñoäng töï do==2. Xác định sức căng dây treo con lắc.1. Xác định vận tốc của con lắc đơn ở vị trí bất kì.Với : +: là li độ góc bất kì: là biên độ góc+LƯU Ý III/Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng1. Động năng : 2. Thế năng :3. Cơ năng := hằng sốChọn mốc thế năng tại vị trí cân bằngNếu bỏ qua mọi masát thì cơ năng của con lắc(bao gồm động năng và thế năng của vật) được bảo toàn.IV. ỨNG DỤNG : XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO Ta có :Hãy chọn câu đúng.Câu 1 : Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi :A. Thay đổi chiều dài của con lắcB. Thay đổi gia tốc trọng trườngC. Tăng biên độ góc đến 300D. Thay đổi khối lượng của con lắcTRẮC NGHIỆM Choïn caâu ñuùng :A. Dao ñoäng cuûa con laéc ñôn laø moät dao ñoäng ñieàu hoaø .C. Trong caùc dao ñoäng nhoû taàn soá cuûa con laéc ñôn tyû leä vôùi caên baäc hai cuûa chieàu daøi cuûa noù.D. Trong caùc dao ñoäng nhoû chu kyø cuûa con laéc ñôn tyû leä vôùi caên baäc hai cuûa chieàu daøi cuûa noù.B. Trong caùc dao ñoäng nhoû chu kyø cuûa con laéc ñôn taêng theo bieân ñoä cuûa dao ñoäng .Câu 2 : TRẮC NGHIỆMTRẮC NGHIỆMCâu 3 : Chọn câu trả lời đúngMột con lắc đơn có chiều dài dây bằng 1m, dao động với biên độ góc nhỏ có chu kỳ 2s. Cho . Con lắc dao động tại nơi có gia tốc trọng trường là: A. 9,7 m/s2D. 10,27 m/s2C. 9,86 m/s2B. 10 m/s2CHÚC CÁC EM HỌC TỐT