Bài giảng Vật lí 12 - Bài: Con lắc đơn

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài: Con lắc đơn

1. CON LẮC ĐƠN
2. I. Cấu tạo của con lắc đơn - Cấu tạo: Con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. - Hoạt động: Ban đầu, vật đứng yên tại VTCB là vị trí khi dây treo có phương thẳng đứng. Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi VTCB một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh VTCB.
3. II. Khảo sát con lắc đơn về mặt động lực học Chọn trục tọa độ như hình vẽ. Vị trí của vật m được xác định bởi li độ cong s = l., hoặc li độ góc . Vật chịu tác dụng của trọng lực P và lực căng dây T Lực căng dây T và lực thành phần Pn đóng vai trò là lực hướng tâm giúp vật chuyển động trên cung tròn. Lực thành phần Pt là lực kéo về có giá trị đại số: s Xét góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì: P = - mgα = −mg t l Pt tỉ lệ với li độ => Dao động của con lắc đơn khi góc α nhỏ là dao động điều hoà s = s0cos(ωt + φ), với s0= l.α0
4. g k - Ta thấy có vai trò của nên: l m
5. III. Khảo sát con lắc đơn về mặt năng lượng ( Trình bày định tính, đọc thêm các công thức tính) 1 1. Động năng của con lắc đơn: W = mv2 đ 2 2. Thế năng của con lắc đơn: Wt = mgl(1 − cos)α 1 3. Cơ năng của con lắc lò xo: W = W + W = mv2 + mgl(1 − cos)α đ t 2 W = hằng số - Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát. IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do: SGK