Tiết 19 :
BÀI 14 : NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I / MỤC TIÊU :
Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức của động năng, thế năng và cơ
năng của con lắc lò xo.
Có kĩ năng giải bài tập có liên quan, ví dụ tính động năng, thế năng,
cơ năng của con lắc đơn.
Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới
tác dụng của lực thế (học ở lớp 10).
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Kiến thức lượng giác
2 / Học sinh :
HS ôn lại khái niệm động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn cơ năng của
vật chịu tác dụng lực thế.
IV / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên
Hoạt động 1 :
HS : Trọng lực và lực đàn hồi !
HS : Lực thế !
HS : Bảo toàn
Hoạt động 2 :
HS : x = Acos ( t + )
HS : Wt =
2 2 2
HS : Wđ =
2 2
1 1
2 2
mv m
A
2
sin
2
(t +
)
HS : Khảo sát sự biến đổi động năng
theo thời gian
Hoạt động 4 :
HS : Cơ năng của vật bằng tổng động
năng và thế năng.
HS : W = Wt + Wđ => W =
1
2
m
2
A
2
[cos
2
GV : Cơ năng là gì ?
GV : Hướng dẫn học sinh biến đổi
để dẫn tới công thức xác định cơ
năng của con lắc lò xo ?
GV : Cơ năng của con lắc lò xo có
phụ thuộc vào thời gian không ?
GV : Cơ năng tỉ lệ như thế nào với
biên độ dao động ?
Ví dụ : từ công thức (14.5) có thể
tính cơ năng theo biên độ A hoặc
ngược lại. Gợi ý HS viết công thức
liên hệ giữa cơ năng W và vận tốc
cực đại vmax
của vật nặng. IV / NỘI DUNG :
1. Sự bảo toàn cơ năng
Cơ năng của vật dao động được bảo toàn.
2. Biểu thức của thế năng
Xét vật nặng trong con lắc lò xo :
x = Acos(t + )
Thế năng :
Wt =
2 2 2
1 1
cos ( )
2 2
A
2
sin
2
(t + )
4. Biểu thức cơ năng
W = Wt + Wđ => W =
1
2
m
2
A
2
[cos
2
(t + ) + sin
2
(t + )
=> W =
1
2
m
2
A
2
=