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 ! GV : Con lắc lò xo chịu tác dụng của những lực gì ? GV : Các lực này còn được gọi một HS : Bảo toàn Hoạt động 2 : HS : x = Acos ( t +  ) HS : W t = 2 2 2 1 1 cos ( ) 2 2 kx kA t     HS : Khảo sát sự biến đổi thế năng theo thời gian Hoạt động 3 : HS : v =  Asin (t +  ) HS : W đ = 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 = W t + W đ tên chung là lực gì ? GV : Cơ năng của một vật chuyển động trong trương lực thế như thế nào ? GV : Phương trình ly độ của vật nặng trong con lắc lò xo ? GV : Dưới tác dụng của lực đàn hồi thế năng của vật được xác định như thế nào ? GV : Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi thế năng theo thời gian ? GV : Phương trình vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo ? GV : Khi vật chuyển động, động năng của vật được xác định như thế nào ? GV : Hướng dẫn học sinh khảo sát sự biến đổi động năng theo thời gian ? => W = 1 2 m 2 A 2 [cos 2 (t + ) + sin 2 (t + ) => W = 1 2 m 2 A 2 = 1 2 kA 2 = const HS : Cơ năng bảo toàn ! HS : Bình phương ! 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 v max 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 : W t = 2 2 2 1 1 cos ( ) 2 2 kx kA t     Với :  2 = k m => W t = 1 2 m 2 A 2 cos 2 (t + ) 3. Biểu thức động năng Ta có : v = Asin(t + ) => Động năng W t = 2 2 1 1 2 2 mv m   A 2 sin 2 (t + ) 4. Biểu thức cơ năng W = W t + W đ => W = 1 2 m 2 A 2 [cos 2 (t + ) + sin 2 (t + ) => W = 1 2 m 2 A 2 = 1 2 kA 2 = const Vậy :  Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ dạng thế năng sang dạng động năng và ngược lại.  Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. Sự biến thiên năng lượng trong dao động điều hòa  Khi vật ở vị trí cân bằng nhất : x max , v = 0, thế năng cực đại, động năng bằng không.  Khi vật lại gần vị trí cân bằng : x giảm, v tăng, thế năng giảm, động năng tăng.  Khi vật ở tại vị trí cân bằng x = 0, v max , thế năng bằng không, động năng cực đại.  Khi vật rời xa vị trí cân bằng : x tăng, v giảm, thế năng tăng, động năng giảm. Vậy : Trong quá trình dao động điều hòa, khi thế năng giảm thì động năng tăng và ngược lại. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5 và các bài tập 1,2,3. Xem bài 15. . 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. thế năng bằng không, động năng cực đại.  Khi vật rời xa vị trí cân bằng : x tăng, v giảm, thế năng tăng, động năng giảm. Vậy : Trong quá trình dao động điều hòa, khi thế năng giảm thì động. biến đổi từ dạng thế năng sang dạng động năng và ngược lại.  Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. Sự biến thiên năng lượng trong dao động điều hòa  Khi vật ở vị