Bài giảng Vật lý 12 bài 2: Con lắc lò xo

Hệ thống những bài giảng đặc sắc nhất về bài Con lắc lò xo môn Vật lý 12 giúp các bạn học sinh học tốt hơn, giáo viên lấy làm tư liệu tham khảo. Tuyển chọn những bài giảng hay về con lắc lò xo môn vật lý 12 là bộ sưu tập bao gồm những bài giảng hay, đầy đủ, được trình bày một cách đẹp mắt, sinh động, giúp các bạn học sinh tiếp thu bài một cách tốt nhất. Các thầy cô giáo tham khảo để thiết kế bài giảng cho mình được tốt hơn. Chúc các bạn thành công!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý 12 bài 2: Con lắc lò xoBÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ MÔN VẬT LÝ 12 I. CON LẮC LÒ XO: o VTCB1. Con lắc lò xo: Gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầumột 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) II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC:1. Chọn trục tọa độ Oxtrùng với trục lò xo, chiềudương là chiều tăng độ dàilò xo. Gốctọa độ tại vị trí cân bằng. o xKhi vật ở li độ x: Lựcđàn hồi của lò xo x F = - kx (1)   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 k k3. Đặt:   2  a   x   x 2 m m Nghiệm của phương trình có dạng : x = Acos(t+)Kết luận : Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòavới tần số góc và chu kỳ x’’ +2x= 0 Với A,  là hai hằng số bất kì k m 1 1 k  T  2 f   m k T 2 m4 . Lực kéo về hay lực hồi phục : Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọilà lực kéo về. Vật dao động điều hòa cólực kéo về tỉ lệ với li độ xBiểu thức : F = -kx = - m2xĐặc điểm:* Là lực gây ra gia tốc cho vật dao động* Luôn hướng về VTCB và tỉ lệ với li độ daođộng* Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độChú ý : Lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí lòxo không biến dạng. Có độ lớn Fđh = kx* (x* là độ biến dạng của lòxo)Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về vàlực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biếndạng) III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG:1. Động năng của con lắc lò xo: 1 2 1 2 2 2 Wđ  mv  m A sin (t   )  Wsin 2 (t   ) 2 2 Wđ(J); m(kg); v(m/s) 2. Thế năng của con lắc lò xo: 1 2 Wt  kx Wt (J); k(N/m); 2 x(m) 1 1Wt  m x  m A cos (t   )  Wco s (t   ) 2 2 2 2 2 2 2 23. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng: a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng: 1 1 2 1 W  mv  kx 2 W  Wđ  Wt  m 2 A2 2 2 2 W (J) b. Khi không có ma sát: 1 2 1 W  kA  m A  const 2 2 2 2 Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ daođộng. Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc đượcbảo toàn.Nhận xét : + Động năng và thế năng biến thiên cùng tần số góc 2,tần số 2f, chu kỳ T/2+ Thời gian liên tiếp giữa 2 lần động năng bằng thế năng làT/4+Cơ năng của con lắc lò xo luôn được bảo toàn và tỉ lệ vớibình phương biên độ dao độngChú ý : Đối với lò xo thẳng đứng -A+ Độ biến dạng của lò xo nénthẳng đứng khi vật ở VTCB: l -A l mg l O giãn Ol   T  2 giãn k g A A x x Hình a (A < l) Hình b (A > l)+ Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + l (l0 là chiều dài tự nhiên)+ Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lMin = l0 + l – A+ Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lMax = l0 + l + A  lCB = (lMin + lMax)/2 -A+ Khi A >l nén- Thời gian lò xo nén 1 lần là thời l -A lgian ngắn nhất để vật đitừ vị trí x1 O giãn O giãn= -l đến x2 = -A. A- Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời x Agian ngắn nhất để vật đitừ vị trí x1 Hình a (A < l) x Hình b (A > l)= -l đến x2 = A,+Lưu ý:Trong một dao động (mộtchu kỳ) lò xo nén 2 lầnvà giãn 2lần+ Lực đàn hồi cực đại: FMax = k(l +A) Nén 0 Giãn A (lúc vật ở vị trí thấp nhất) -A ...