Giáo án Vật lý 12 - Bài 3: Con lắc đơn

Bài 3: CON LẮC ĐƠN.
Mục Tiêu
Nêu được cấu tạo của con lắc đơn.
Nêu được đk để con lắc dđ đh. Viết được CT tính chu kì dđ.
Viết được CT 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 định về sự biến thiên động và thế năng của con lắc khi dao động.
Giải được các BT tương tự trong bài.
Nêu được ƯD của con lắc đơn trong việc xđ g.
Chuẩn bị
con lắc đơn.
Oân tập kiến thức.
Nội dung ghi bảng
Thế nào là con lắc đơn
con lắc đơn gồm 1 vật nhỏ m treo ở đầu 1 sợi dây dài không dãn, khối lượng không đáng kể.
Vị trí cân bằng là vị trí thẳng đứng. Kéo con lắc ra khỏi VTCB rồi buông tay, con lắc sẽ dđ quang VTCB đó.
Khảo sát dđ của con lắc đơn về mặt động lực học.
Chọn chiều dương, lực kéo về: Pt = -mgsina
Nếu a nhỏ: Pt = -mga = -mgs/l
Con lắc đơn dao động điều hòa với pt s=s0cos(wt+j)
 Khảo sát dđ của con lắc đơn về mặt năng lượng.
Động năng: Wđ = mv2/2
Thế năng: Wt = mgl(1-cosa)
Nếu bỏ qua ms thì cơ năng: W = mv2/2 + mgl(1-cosa) = const
Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do.
Tổ chức hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Oån định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.(5’)
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
- Báo cáo tình hình.
- Trả lời câu hỏi.
-Yêu cầu cán bộ lớp cho biết tình hình của lớp.
- Nêu câu hỏi: Nêu CT tính: chu kì, động năng, thế năng, cơ năng của con lắc lò xo.S
Khi con lắc lò xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng của nó biến đổi qua lại như thế nào ?
Hoạt động 2: Tìm hiều đặc điểm của con lắc đơn và khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
- Quan sát, mô tả cấu tạo của con lắc đơn, tìm hiểu về vị trí cân bằng của con lắc đơn.
- Chọn chiều dương.
- Nêu các lực t/d vào vật nặng: P và T (bỏ qua ms).
- Phân tích lực P thành các lực Pt và Pn và nêu đặc điểm của từng lực (Pn và T vuông góc với đường đi nên không làm thay đổi tốc độ của vật, hợp lực của chúng là lực hướng tâm giữ cho vật CĐ trên cung tròn). Vậy chỉ có Pt là lực kéo về, có độ lớn:
Pt = -mgsina
- Nếu a nhỏ: Pt = -mga = -mgs/l (1)
- so sánh và rút ra CT tính chu kì của con lắc đơn và pt dao đông của con lắc đơn. s = s0cos(wt+j)
-Cho HS xem một con lắc đơn.
- Làm TN: Cho con lắc đơn dao động. 
- Hướng dẫn HS chọn chiều dương.
- Y/c HS quan sát và chỉ ra các lực t/d vào vật nặng.
-Hướng dẫn HS phân tích lực P thành các lực Pt và Pn.
- Y/c HS viết CT tính độ lớn của Pt và áp dụng cho TH góc a nhỏ
- Hướng dẫn HS so sánh CT 3.2 với 2.1 để thấy vai trò của l/g giống m/k trong CT tính chu kì của con lắc lò xo
Hoạt động 3: Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng (7’)
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
-HS nhắc lại CT tính động năng và thế năng:
-Động năng: Wđ = mv2/2
-Thế năng: Wt = mgl(1-cosa)
W = mv2/2 + mgl(1-cosa) = const
-HS trả lời C3: Mô tả định tính quá trình biến đổi từ thế năng sang động năng và ngược lại.
-Y/c HS nhắc lại CT tính động năng và thế năng đã học ở lớp 10
-GV có thể hướng dẫn HS cm lại CT tính thế năng của con lắc đơn.
-Nếu bỏ qua ms thì cơ năng của con lắc được bảo toàn
- Y/c HS trả lời C3
Hoạt động 4: Tìm hiểu ứng dụng của con lắc đơn: -Xác định gia tốc rơi tự do. (5’)
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
- Nghe giảng, nắm cách xác định gia tốc rơi tự do g.
- Giáo viên nêu ý nghĩa của việc xác định gia tốc rơi tự do, phương pháp xác định gia tốc rơi tự do bằng thực nghiệm của các nhà địa chất.
Hoạt động 5: Vận dụng, củng cố. (5’)
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
- Đọc các câu hỏi, suy nghĩ.
- Trình bày đáp án.
- Ghi tóm tắt nội dung bài học.
- Y/c HS: Trả lời các câu hỏi 4,5,6,7 trang 17 SGK.
- Tóm tắt bài đã học.
- Đánh giá tiết học.
Hoạt động 6: Hướng dẫn về nhà. (2’)
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
- Ghi BT về nhà.
- Ghi nhớ lời dặn của GV.
- Giao BT về nhà: Làm các BT trong SBT.
- Dặn HS chuẩn bị bài cho tiết sau: Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức.