Giáo án Vật lý 12 bài 2: Con lắc lò xo

BÀI 2: CON LẮC LÒ XO
I. Mục tiêu.
1. Kiến thức. 
* Nêu được:
- Nhận xét định tính về sự biến thiên động năng và thế năng khi con lắc dao động.
* Viết được:
- Công thức của lực kéo về tác dụng vào vật dao động điều hoà.
- Công thức tính chu kì của con lắc lò xo.
- Công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc lò xo.
* Giải thích được tại sao dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà.
2. Kĩ năng.
* Áp dụng được các công thức và định luật có trong bài để giải bài tập tương tự trong phần bài tập.
* Viết được phương trình động lực học của con lắc lò xo.
II. Chuẩn bị.
1. Giáo viên
a. Con lắc lò xo theo phương ngang. Vật m có thể là một vật hình chữ “V” ngược chuyển động trên đêm không khí. Hình vẽ 2.1 SGK.
b. PhiÕu häc tËp.
P1. Một lò xo giãn ra 2,5cm khi treo vào nó một vật có khối lượng 250g. Lấy g = 10m/s2. Chu kì của con lắc tạo thành như vậy là.
A. 0,31s. B. 10s. C. 1s. D. 126.
P2. Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo trục Ox nằm ngang. Lò xo có độ cứng k = 100N/m. Khi vật có khối lượng m của con lắc đi qua vị trí có li độ x = 4cm theo chiều âm thì thế năng của con lắc là.
A. 8J. B. 0,08J. C. -0,08J. D. Không xác định được vì chưa biết giá trị của m.
P3. Một con lắc lò xo có khối lượng m = 0,5kg và độ cứng k = 60N/m. Con lắc dao động với biên độ 5cm. Tốc độ của con lắc khi qua VTCB là.
A. 0,77 m/s. B. 0,17 m/s. C. 0 m/s. D. 0,55 m/s.
P4. Một con lắc lò xo có khối lượng m = 200g và độ cứng k = 200N/m. Con lắc dao động với biên độ 10cm. Tốc độ của con lắc khi qua vị trí có li độ x = 2,5cm là.
A. 86,6 m/s. B. 3,06 m/s. C. 8,67 m/s. D. 0,0027 m/s.
2. Học sinh
* Ôn lại khái niệm lực đàn hồi và thế năng đàn hồi ở lớp 10.
III. Tổ chức hoạt động dạy học.
Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra kiến thức xuất phát.
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động cá nhân.
* Ghi nhận nội dung câu hỏi, suy nghĩ trả lời.
* Trả lời câu hỏi. 
* Nêu các câu hỏi.
* CH1: Viết phương trình của dao động điều hoà, chỉ rõ các đại lượng li độ, biên độ, pha và pha ban đầu của dao động điều hoà?
* CH2: Viết công thức gia tốc trong dao động điều hoà? Dựa vào định nghĩa gia tốc tức thời thiết lập mối liên hệ giữa x’’ và x trong dao động điều hoà?
* Lần lượt mời hai HS trả lời.
* Nhận xét cho điểm.
Hoạt động 2 (10 phút). Tìm hiểu mô hình về con lắc lò xo. Cũng cố một số kiến thức về dao động như: hệ dao động; VTCB; vị trí biên; biên độ dao động; chu kì, tần số của dao động. 
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động nhóm.
* Quan sát mô hình, thảo luận.
* Mô tả cấu tao của con lắc.
* Quan sát dao động của con lắc và hình vẽ.
* Thảo luận trả lời yêu cầu của giáo viên.
* Trình bày.
* Cá nhân ghi tóm tắt nội dung cơ bản.
Chia nhóm HS.
* Giới thiệu mô hình con lắc lò xo nằm ngang. 
* Yêu cầu các nhóm HS quan sát mô tả cấu tạo của con lắc lò xo (hệ dao động).
k
m
v = 0
k
F = 0
m
k
m
O
A
A
x
* Kích thích cho con lắc dao động, yêu cầu HS quan sát.
* Giới thiệu hình vẽ 2.1 SGK cho HS quan sát.
* Từ hình vẽ yêu cầu các nhóm HS xác định: VTCB; vị trí biên; biên độ dao động.
* Cũng cố lại khái niệm chu kỳ, tần số của dao động.
* Mời một nhóm trình bày.
* Nhận xét tóm tắt kiến thức.
* Nêu vấn đề: Dao động của vật m có phải là dao động điều hoà hay không?
Hoạt động 3 (13 phút): Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học.
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động nhóm.
* Thảo luận trả lời câu hỏi.
* Trả lời.
* Ghi nhận yêu cầu của giáo viên, thảo luận lập biểu thức tính gia tốc của vật tại li độ x.
* Trình bày.
* So sánh theo yêu cầu của giáo viên, thảo luận, rút ra nhận xét.
* Trình bày.
* Cá nhân ghi tóm tắt nội dung cơ bản.
* Trả lời C1.
* Đọc SGK, rút ra đặc điểm của lực kéo về. So sánh với lực đàn hồi.
* Trả lời.
Chia nhóm HS.
* Đặt câu hỏi: Cơ sở nào để khẳng định dao động của một vật là điều hoà?
* Yêu cầu các nhóm HS:
* Lập biểu thức tính gia tốc của vật m tại vị trí có li độ x như hình vẽ 2.1.
* Mời một nhóm trình bày.
* So sánh biểu thức vừa lập với biểu thức gia tốc của dao động điều hoà, rút ra nhận xét.
* Mời một nhóm trình bày.
* Nhận xét tóm tắt kiến thức, yêu cầu HS trả lời C1 SGK.
* Yêu cầu HS đọc SGK nêu đặc điểm của lực kéo về, so sánh với lực đàn hồi.
Hoạt động 4 (10 phút). Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt năng lượng
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động nhóm.
* Ghi nhận yêu cầu của giáo viên, thảo luận, lập các công thức.
* Trình bày.
* Thảo luận trả lời C2.
* Ghi tóm tắt nội dung cơ bản.
Chia nhóm HS.
Yêu cầu các nhóm HS:
* Lập biểu thức tính động năng; thế năng và cơ năng của con lắc lò xo trong trường hợp không có ma sát.
* Mời một nhóm trình bày.
* Nhận xét bổ sung.
* Yêu cầu HS trả lời C2.
* Nhận xét tóm tắt kiến thức.
Hoạt động 5 (7 phút). Vận dụng củng cố
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động cá nhân.
* Nhận phiếu học tập.
* Hoàn thành phiếu học tập.
* Trình bày.
* Ghi nhận nhiệm vụ về nhà.
* Phát phiếu học tập.
* Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập.
* Mời một học sinh trình bày.
* Nhận xét bổ sung.
* Giao nhiệm vụ về nhà:
* Làm các bài tập 4, 5, 6 SGK – tr13 + 2.6, 2.7 SBTVL _ Tr6.
IV. Rút kinh nghiệm tiết dạy.
..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................