Bài giảng Vật lí 11 (Kết nối tri thức) - Bài 5: Động năng. thế năng, sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

ĐẶT VẤN ĐỀ 
“Ở lớp 10, khi học về chuyển động của vật, ta đã biết có sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của vật. Vậy trong dao động điều hoà có sự chuyển hoá tương tự không?” 
Trong dao động điều hòa cũng có sự chuyển đổi giữa động năng và thế năng vì có sự thay đổi về vận tốc đồng thời cũng có sự thay đổi về li độ trong quá trình dao động. 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
 HS đọc sách mục I, nêu khái niệm và công thức động năng tr...G NĂNG 
 Động năng của vật dao động điều hoà được xác định bởi biểu thức: 
II. THẾ NĂNG 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
- HS tự đọc SGK phần II, thảo luận để từ đó học sinh viết được công thức thế năng trong dao động điều hoà! 
I. ĐỘNG NĂNG 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
 Công thức tính thế năng trong dao động điều hoà: 
 Từ đồ thị hình 5.2 ta thấy: 
I. ĐỘNG NĂNG 
II. THẾ NĂ... động năng và thế năng của vật, còn cơ năng, tức tổng động năng và thế năng của vật thì được bảo toàn. 
 -Khi vật di chuyển từ biên âm đến vị trí cân bằng thì thế năng giảm động năng tăng và ngược lại. 
 -Khi vật đi chuyển từ vị trí cân bằng đến biên dương thì thế năng tăng động năng giảm và ngược lại. 
 -Vật đạt động năng cực đại khi ở vị trí cân bằng và cực tiểu khi ở vị trí biên còn thế năng thì ngược lại. 
II. THẾ NĂNG 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG...= 0: W đ   = 0, W t   = W 
 -Tại thời điểm t = T/8: W đ   = W t   = W/2 
 -Tại thời điểm t = T/4: W đ   = W, W t   = 0 
 -Tại thời điểm t = 3T/8: W đ   = W t   = W/2 
→ ở mỗi thời điểm trên ta đều có: W đ   + W t   = W. 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
IV. CƠ NĂNG CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LÒ XO. 
1. Con lắc lò xo: 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
IV. CƠ NĂNG CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC... với sai số nhỏ hơn 0,01s 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
IV. CƠ NĂNG CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LÒ XO. 
2 . Con lắc đơn : 
BÀI 5: ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG. SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ (2 TIẾT) 
IV. CƠ NĂNG CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LÒ XO. 
2 . Con lắc đơn : 
 Nếu chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng, thì thế năng ở li độ góc là: 
 ( Với trong đó: s: li độ dài; l: chiều dài con lắc đơn) 
-Tần số góc con lắc đơn: 
- Chu kì ...Ta có: 
Độ cứng k = 100 N/m, Khối lượng m = 200 g = 0,2 kg, Biên độ A = 5 cm = 0,05 m 
b) Tần số góc: 
Khi vật đi qua vị trí cân bằng vật có tốc độ lớn nhất: 
c) 
a) W đ  = 3 W t  
Theo định luật bảo toàn cơ năng: 
 W = W đ  + W t  = 4 W t 
VẬN DỤNG 
3. Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40 N/m dao động điều hòa phương trình. Biểu thức thế năng là: 
Lấy π 2 = 10. 
a) Xác định cơ năng của con lắc. 
b) Xác định biên độ dao động của con lắc. 
c) Con lắc dao động với tần số bằng bao nhiêu...g động năng của vật khi vật tới VTCB. 
B. tăng gấp đôi khi biên độ dao động của vật tăng gấp đôi.	 
A. biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ bằng một nửa chu kỳ dao động của vật. 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
Câu 2. Khi nói về năng lượng của một vật dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là đúng? 
D. Thế năng và động năng của vật biến thiên cùng tần số với tần số của li độ. 
C. Động năng của vật đạt cực đại khi vật ở VTB. 
B. Thế năng của vật đạt cực đại khi vật ở VTCB.	 
A. Cứ mỗi... J.	 
A. 3,6.10 –4 J.	 
VẬN DỤNG 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
VẬN DỤNG 
Câu 5. Một vật dao động điều hoà với biên độ A. Tại li độ nào thì thế năng bằng 3 lần động năng? 
	 B. 
	 C. 
	D. 
A. 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
VẬN DỤNG 
Câu 6. Một vật dao động điều hoà với biên độ 6 cm. Mốc thế năng ở VTCB. Khi vật có động năng bằng 3/4 lần cơ năng thì vật cách VTCB 
	 D. 3 cm. 
 C. 4 cm. 
B. 4,5 cm. 
A. 6 cm. 
ĐÚNG 
SAI 
SAI 
SAI 
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 
Xem lại kiến thức đã học ở bài 5 
Hoàn