Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 2, Bài 2: Con lắc lò xo - Trần Viết Thắng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Tiết 2, Bài 2: Con lắc lò xo - Trần Viết Thắng

1. BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2010-2011 Tiết 3;4_12 CB: Bài 2. CON LẮC LỊ XO GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN TN
2. BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB_ NĂM HỌC 2010-2011 BÀI 2: CON LẮC LÒ XO GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN TN
3. I. CON LẮC LÒ XO: o VTCB 1. Con lắc lò xo: Gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, đầu kia của lò xo được giữ cố định. 2. Vị trí cân bằng: Là vị trí khi lò xo không bị biến dạng (Con lắc lị xo nằm ngang)
4. II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC: 1. Chọn trục tọa độ Ox trùng với trục lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài lò xo. Gốc tọa độ tại vị trí cân bằng. o x Khi vật ở li độ x: Lực đàn hồi của lò xo x F = - kx (1)
5. N F o x P 2. Hợp lực tác dụng vào vật: F + P + N = ma Vì: P + N = 0 nên: F = ma (2) k + Từ (1) và (2) ta có: a = − x m
6. k 3. Đặt:  2 = m k a = − x = − 2 x m x’’ = - 2x Phương trình cĩ nghiệm là; x = Acos(t + ) k  = m
7. V =0 A O A
8. Tần số góc và chu kỳ của con lắc lò xo : k m 1 1 k  = T = 2 f = = m k T 2 m 4. Lực kéo về: Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hòa có lực kéo về tỉ lệ với li độ x
9. III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG: 1. Động năng của con lắc lò xo: 1 2 W = mv Wđ(J); m(kg); v(m/s) d 2 2. Thế năng của con lắc lò xo: 1 W = kx2 W (J); k(N/m); x(m) t 2 t 3. Năng lượng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng: a. Cơ năng của con lắc lò 1 2 1 2 xo là tổng của W = mv + kx động năng và thế năng: 2 2
10. b. Khi không có ma sát: 1 1 W = kA2 = m 2 A2 = const W (J) 2 2 ➢ Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. ➢ Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn.
11. CỦNG CỐ Một vật cĩ khối lượng 50g gắn vào lị xo , kích thích nĩ dao động điều hịa với biên độ A =4cm và chu kỳ T =2s . Lấy 2 =10 a/Tính hệ số cứng của lị xo? b/Tính năng lượng kích thích cho con lắc dao động (bỏ qua mọi lực cản mơi trường)