§3. VẬN TỐC, GIA TỐC, LỰC VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Tham khảo tài liệu §3. vận tốc, gia tốc, lực và năng lượng trong dao động điều hòa, tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
§3. VẬN TỐC, GIA TỐC, LỰC VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA §3. VẬN TỐC, GIA TỐC, LỰC VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒAI MỤC TIÊU Viết được công thức của vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa. Vẽ được đồ thị biến thiên của vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa theo thời gian. Dựa vào định luật II Niutơn, lập được công thức tính lực trong dao động điều hòa. Chứng minh được dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ là dao động điều hòa. Lập được công thức tính chu k ì dao động của con lắc đơn.II CHUẨN BỊGiáo viên  Một con lắc đơn có chiều dài dây thay đổi được từ 1m đến 0,25m.  Một đồng hồ bấm đếm giây.III GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC1. Giúp HS ôn lại định nghĩa vận tốc tức thời, gia tốc tức thời và cách lấyđạo hàm bậc nhất, bậc hai của hàm số sin và côsin.2. Yêu cầu HS áp dụng công thức định nghĩa vận tốc tức thời và gia tốc tứcthời để tìm công thức vận tốc và gia tốc của dao động điều hòa (hiểu là vậntốc và gia tốc tức thời).3. Xác định lực trong dao động điều hòa. Yêu cầu HS nhắc lại cách giải bài toán ngược : Biết gia tốc củachuyển động, xác định lực tác dụng. Yêu cầu HS tự lực áp dụng định luật II Niutơn cho trường hợp daođộng điều hòa để tìm công thức liên hệ giữa lực tác dụng với gia tốc rồi biếnđổi công thức đó để tìm mối liên hệ giữa lực tác dụng và li độ x (F = kx). GV thông báo kết quả suy luận ngược : Nếu biết lực tác dụng lên vậtchuyển động có dạng F = kx thì có thể suy ra rằng chuyển động của vật làdao động điều hòa.4. Vận dụng để chứng minh dao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ là daođộng điều hòa. GV cần lưu ý giúp HS nhớ lại công thức tính góc  ra rađian  Cung s ) ( = Bán kính R sso sánh với cách tính gần đúng tg = để áp dụng vào trường hợp con lắc Rđơn. GV nên làm thí nghiệm biểu diễn chứng tỏ chu kì dao động của conlắc đơn không phụ thuộc khối lượng quả nặng và tỉ lệ với căn bậc hai củachiều dài l.5. Khảo sát sự biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa. Dựa vào thínghiệm với con lắc đơn, giúp HS nhận biết được rằng muốn cho con lắc daođộng thì đầu tiên cần cung cấp cho nó thế năng ban đầu để đưa nó ra khỏi vịtrí cân bằng. Sau đó thả cho con lắc tự do, nó dao động. Trong quá trình daođộng, thế năng được biến đổi thành động năng và ngược lại. Quan sát con lắc đơn dao động trong một số chu kì đầu có thể nhậnthấy rằng, sau mỗi chu kì nó luôn luôn đạt đến biên độ bằng biên độ ban đầu,có nghĩa là cơ năng được bảo toàn. Do có ma sát nên biên độ giảm dần, cơnăng giảm dần.