Video giảng Vật lí 11 cánh diều bài 3 Năng lượng trong dao động điều hòa

Tóm lược nội dung

BÀI 3: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Rất vui được đồng hành cùng các em trong bài học ngày hôm nay!

Thông qua video này, các em sẽ nắm được các kiến thức và kĩ năng như sau:

- Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa.

- Mô tả được sự trao đổi giữa thế năng và động năng của hệ bằng công thức và đồ thị.

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

Trước khi cùng bắt đầu tìm hiểu bài học, các em hãy đọc và trả lời câu hỏi sau:

Mô tả sự chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa 

Để trả lời câu hỏi này chúng ta vào bài học ngày hôm nay: Bài 3. Năng lượng trong dao động điều hòa.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Nội dung 1.

Viết công thức tính động năng trong dao động điều hòa giải thích các đại lượng và cho biết đơn vị tương ứng?

Video trình bày nội dung:

1. Biểu thức của thế năng trong dao động điều hòa

*Thảo luận 1 (SGK – tr25)

Chọn mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng (VTCB).

Tại vị trí biên A và B vật có độ cao cực đại so với mốc tính thế năng, nên tại biên vật có thế năng cực đại. Tại VTCB vật có thế năng cực tiểu (bằng 0).

Khi vật đi từ biên A về VTCB thì thế năng giảm dần, động năng tăng dần.

Khi vật đi từ VTCB lên biên B thì thế năng tăng dần, động năng giảm dần.

*Thảo luận 2 (SGK – tr25)

Cơ năng = động năng cực đại nên: 

Suy ra cơ năng của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động.

 *Kết luận

- Động năng của con lắc đơn phụ thuộc vào tốc độ của quả cầu; thế năng của con lắc đơn phụ thuộc vào độ cao của quả cầu; động năng và thế năng liên tục thay đổi trong quá trình con lắc dao động.

- Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng của quả cầu. Cơ năng của con lắc đơn là tổng động năng và thế năng:

W=Wđ+Wt=12mv²+mgh

Trong đó, h là độ cao của quả cầu so với vị trí cân bằng.

- Động năng của con lắc đơn là:

Wđ=12mv²

- Thế năng của con lắc đơn là:

Wt=mgh

- Trong quá trình con lắc đơn dao động, liên tục có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng nhưng cơ năng của con lắc luôn không đổi.

2. Đồ thị năng lượng trong dao động điều hòa

*Thảo luận 3 (SGK – tr26)

Tại vị trí biên thế năng cực đại, động năng bằng 0, tại vị trí cân bằng thì thế năng bằng 0, động năng cực đại.

Khi đi từ biên về VTCB thì thế năng giảm dần về 0, động năng tăng dần đến giá trị cực đại.

Khi đi từ VTCB ra biên thì thế năng tăng dần đến giá trị cực đại, động năng giảm dần về 0.

*Kết luận:

- Động năng đạt cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng x = 0.

- Thế năng đạt cực đại khi vật ở hai vị trí biên x = ±A.

- Ở bất kì vị trí nào, tổng của động năng và thế năng không đổi, tức là cơ năng không đổi.

- Trong mỗi chu kì dao động, luôn có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng: Khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại nhưng tổng của chúng luôn không đổi.

 - Các đặc điểm về sự biến đổi năng lượng trong dao động điều hòa của con lắc đơn cũng đúng với các dao động điều hòa khác.

*Luyện tập 1 (SGK – tr26)

Trong một chu kì, động năng và thế năng bằng nhau 4 lần, khoảng thời gian bằng nhau là T4.

...........

Nội dung video bài 1: Dao động điều hòa còn nhiều phần rất hấp dẫn và thú vị. Hãy cùng đăng kí để tham gia học bài và củng cố kiến thức thông qua hoạt động luyện tập và vận dụng trong video.