SKKN Vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi
Mục tiêu giáo dục xã hội hiện nay đang đặt ra những yêu cầu cấp thiết cần phải giải quyết đó là phải đào tạo ra những con người phát triển toàn diện [4].
Vấn đề đặt ra với nhà trường là làm thế nào để học sinh có thể làm chủ, chiếm lĩnh kiến thức, tích cực, chủ động, sáng tạo, có kĩ năng giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống. Đó thực sự là những thách thức lớn đối với ngành giáo dục nói chung, nhà trường, giáo viên nói riêng. Giáo viên không chỉ mang kiến thức đến cho học sinh mà cần dạy cho học sinh cách tìm kiếm, chiếm lĩnh kiến thức để đảm bảo cho việc tự học suốt đời [4].
Xuất phát từ thực tiễn Trường THPT Sầm Sơn là trường đóng trên địa bàn Thành phố Sầm Sơn, ở đó đa số gia đình các em học sinh đều tham gia ngành nghề du lịch, dịch vụ và đánh bắt cá. Thực tế các em học tại các trường Đại Học, Cao Đẳng khi ra trường không có việc làm, nhu cầu đi du học nhiều,. đó là một trong những lí do mà các em không có hứng thú trong học tập, ảnh hưởng đến quá trình và kết quả học tập của các em [4].
Trong quá trình dạy học nhiều năm tôi nhận thấy, thông qua nghiên cứu một dạng toán nào đó, chúng ta cần thiết kế một phương pháp giải chung sao cho thật dễ hiểu, ngắn gọn, tìm được bản chất của vấn đề, qua đó hướng dẫn học sinh tìm hiểu bài toán đó một cách nghiêm túc. Thông qua việc hướng dẫn giáo viên giúp cho học sinh cách học, cách nghĩ, có năng lực làm chủ kiến thức, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, gặp bất kì bài toán nào có dạng đó cũng có cách tìm ra vấn đề chính để giải quyết, không còn thụ động, từ dạng toán đó có thể phát triển thêm nhiều dạng khác và tự tìm kiếm tài liệu liên quan đến dạng toán đó để rèn luyện năng lực và để các em có thể tự tin bước vào kì thi quan trọng đó là thi THPT Quốc gia.
1. Mở đầu 1.1. Lí do chọn đề tài: Mục tiêu giáo dục xã hội hiện nay đang đặt ra những yêu cầu cấp thiết cần phải giải quyết đó là phải đào tạo ra những con người phát triển toàn diện [4]. Vấn đề đặt ra với nhà trường là làm thế nào để học sinh có thể làm chủ, chiếm lĩnh kiến thức, tích cực, chủ động, sáng tạo, có kĩ năng giải quyết những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống. Đó thực sự là những thách thức lớn đối với ngành giáo dục nói chung, nhà trường, giáo viên nói riêng. Giáo viên không chỉ mang kiến thức đến cho học sinh mà cần dạy cho học sinh cách tìm kiếm, chiếm lĩnh kiến thức để đảm bảo cho việc tự học suốt đời [4]. Xuất phát từ thực tiễn Trường THPT Sầm Sơn là trường đóng trên địa bàn Thành phố Sầm Sơn, ở đó đa số gia đình các em học sinh đều tham gia ngành nghề du lịch, dịch vụ và đánh bắt cá. Thực tế các em học tại các trường Đại Học, Cao Đẳng khi ra trường không có việc làm, nhu cầu đi du học nhiều,.... đó là một trong những lí do mà các em không có hứng thú trong học tập, ảnh hưởng đến quá trình và kết quả học tập của các em [4]. Trong quá trình dạy học nhiều năm tôi nhận thấy, thông qua nghiên cứu một dạng toán nào đó, chúng ta cần thiết kế một phương pháp giải chung sao cho thật dễ hiểu, ngắn gọn, tìm được bản chất của vấn đề, qua đó hướng dẫn học sinh tìm hiểu bài toán đó một cách nghiêm túc. Thông qua việc hướng dẫn giáo viên giúp cho học sinh cách học, cách nghĩ, có năng lực làm chủ kiến thức, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo, gặp bất kì bài toán nào có dạng đó cũng có cách tìm ra vấn đề chính để giải quyết, không còn thụ động, từ dạng toán đó có thể phát triển thêm nhiều dạng khác và tự tìm kiếm tài liệu liên quan đến dạng toán đó để rèn luyện năng lực và để các em có thể tự tin bước vào kì thi quan trọng đó là thi THPT Quốc gia. Cụ thể, trên thực tế các bài tập về xác định vận tốc trung bình trong dao động điều hòa nói chung và vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo nói riêng thì đối với học sinh lớp 12, học sinh ôn thi THPT Quốc gia thì các bài toán ở mức độ dễ là bài toán đã cho phương trình dao động điều hòa là(hoặc) từ đó tính vận tốc trung bình theo công thức , với là độ dời, là khoảng thời gian tương ứng với độ dời và . Bài toán mức độ cao hơn một chút là ta phải xác định được phương trình dao động điều hòa là(hoặc ) từ dữ kiện của bài toán. “Theo đề bài các bài toán ở mức độ dễ để xác định phương trình dao động điều hòa thường là những bài toán khi dữ kiện sẽ cho biết rõ các yếu tố , A và ở điều kiện cơ bản và sử dụng các công thức cơ bản để tìm ra đáp số, hay cho dữ kiện bài toán khi biết rõ luôn x và v tại thời điểm t = 0,.....” [1] . Dạng toán này không nói rõ yếu tố nào kích thích mà chỉ nói trong đề là vật được kích thích tại vị trí nào? theo chiều dương hay âm, hoặc cho cụ thể các giá trị x, v, a, Fhp ?với các dạng toán này các em làm bài rất tốt. Tuy nhiên, khi các em gặp bài toán ở mức độ khó hơn, cụ thể các bài toán của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi, học sinh gặp khó khăn rất nhiều, các em không hiểu được bản chất của bài toán, không biết được khi cấu trúc hệ thay đổi thì ngay thời điểm thay đổi cấu trúc hệ có đặc điểm gì? Đại lượng nào thay đổi, sử dụng dữ kiện nào cho bài toán để tìm ra kết quả và viết phương trình dao động điều hòa để tính được vận tốc trung bình. thì các em còn lúng túng rất nhiều. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu tài liệu, các đề thi Đại học – Cao Đẳng, các đề thi thử THPT Quốc Gia của các trường qua các năm tôi nhận thấy rằng, loại bài toán hay xuất hiện với tần suất nhiều trong các đề thi là xác định biên độ, tần số, pha ban đầu khi biết rõ điều kiện kích thích, hay khi cấu trúc của hệ thay đổi và tôi có sáng kiến mở rộng thành bài toán: Vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi. Hiện nay các đề thi THPT Quốc gia ngày càng đa dạng và phong phú, từ mức độ dễ đến khó theo hướng phát triển trí tuệ và mở rộng đa dạng câu hỏi so với các tài liệu đã có, vì vậy các em học dạng toán này có thể vừa làm được câu dễ, kết hợp làm câu khó và có thể trả lời được các câu hỏi ở các mức độ trong đề thi. Dạng bài toán này rất hay và đặc biệt, nếu biết khai thác thì sẽ gây hứng thú học tập và nâng cao tuy duy cho học sinh và khi làm các bài tập dễ các em thấy đơn giản hơn rất nhiều. Mặt khác có thể vận dụng kết quả của bài toán này áp dụng và phát triển cho nhiều dạng toán khác của con lắc lò xo nhằm giúp các em đạt điểm cao trong kì thi THPT Quốc gia. 1.2. Mục đích nghiên cứu: Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học, tạo hứng thú, niềm say mê học tập bộ môn Vật lí, giúp cho HS ngày càng phát triển toàn diện, đặc biệt HS có phương pháp học tập nhằm phát triển năng lực tự học, tự nghiên cứu cho bản thân đảm bảo việc tự học suốt đời. 1.3. Đối tượng nghiên cứu: Môn Vật lí lớp 12 phần: Vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi. 1.4. Phương pháp nghiên cứu: Trong đề tài này, Tôi sử dụng một số phương pháp nghiên cứu cơ bản sau: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết: + Tham khảo tài liệu, sách giáo khoa, báo, mạng internet, SKKN đã làm. + Phân tích, tổng hợp khái quát hóa các nguồn tài liệu để xây dựng cơ sở lí thuyết và nội dung của sáng kiến kinh nghiệm. - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: + Phương pháp thực nghiệm sư phạm ở 2 lớp 12A1và 12A3: + Lớp thực nghiệm 12A1: 48 học sinh. + Lớp đối chứng 12A3 : 51 học sinh. - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu. 1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm: - Năm học 2014 – 2015 tôi đã viết SKKN về: KINH NGHIỆM LẬP NHANH PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA CON LẮC LÒ XO KHI BIẾT RÕ ĐIỀU KIỆN KÍCH THÍCH. SKKN này bao gồm có cả trường hợp vật đang đứng yên bị kích thích, vật hoặc hệ vật đang dao động điều hòa bị kích thích. - Điểm mới của SKKN năm học 2017 – 2018 là tôi tập trung vào việc phân loại những trường hợp làm thay đổi cấu trúc của hệ rõ ràng (tức là khi hệ đang dao động điều hòa thì bị một yếu tố nào đó làm thay đổi cấu trúc của hệ, và sau khi bị thay đổi hệ vẫn dao động điều hòa), có thêm các dạng bài toán mới về thay đổi cấu trúc hệ là cắt lò xo, bớt lò xo khi hệ đang dao động; con lắc dao động trong hệ quy chiếu phi quán tính, bài toán đứt dây hoặc đốt dây nối giữa hai vật khi hệ đang dao động.Tài liệu đã có chỉ chủ yếu xác định tần số góc, biên độ dao động, và SKKN năm học 2014 – 2015 tôi viết phương trình dao động của một số dạng cơ bản. Đề tài này tôi phát triển lên bài toán cao hơn và hoàn toàn mới đó là tính vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc của hệ thay đổi. Hướng dẫn HS cách sử dụng công thức tính nhanh cho dạng toán mới như bớt lò xo, lò xo bị nhốt. - Qua SKKN này giáo viên muốn truyền đạt vấn đề là đồng nghiệp và các em học sinh có thể làm rất nhiều dạng toán tương tự liên quan đến con lắc lò xo và dao động điều hòa như xác định khoảng thời gian, xác định quãng đường, xác định số lần vật qua vị trí xác định nào đó. khi cấu trúc hệ thay đổi. 2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm: 2.1.1. Nội dung tổng quát: Để tìm vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi thì bài toán phải thõa mãn điều kiện dao động điều hòa. Bài toán này sử dụng đối với dao động của một vật hoặc hệ hai vật, một lò xo hay hệ lò xo. Khi nghiên cứu về bài toán vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo thì điều căn bản phải xác định được các đại lượng đặc trưng: + Li độ tại hai thời điểm t1 và t2 là x1 và x2. + Công thức xác định trung bình của vật hoặc hệ vật sau khoảng thời gian (t2 – t1): , với là độ dời, là khoảng thời gian tương ứng với độ dời và . Vì vậy để tính được vận tốc trung bình sau khoảng thời gian (t2 – t1) thì ta cần xác định được phương trình dao động điều hòa, tức xác định được: Tần số góc là ; Biên độ của dao động là A; Pha ban đầu là . Khi đó phương trình dao động điều hòa có dạng: (hoặc ). Để giải quyết tốt vấn đề viết phương trình dao động, trước tiên cần phải xác định đúng thời điểm cấu trúc hệ bắt đầu thay đổi, tức xác định đúng điều kiện kích thích và yếu tố làm thay đổi cấu trúc hệ. * Phương pháp tổng quát: Cho dù thay đổi cấu trúc ở vị trí nào, yếu tố làm cho hệ thay đổi là gì thì ta sẽ giải bài toán theo phương pháp chung sau đây: Chú ý các bài toán đều quy ước, để tính vận tốc trung bình sau khoảng thời gian (t2 – t1) sau khi hệ dao động điều hòa bị thay đổi cấu trúc, thì kí hiệu các đại lượng liên quan đến bài toán là: + Tần số góc . + Li độ, vận tốc, biên độ dao động tương ứng: ; ; + Pha ban đầu: + Phương trình dao động của hệ (hoặc ). [7] + Vận tốc trung bình: Thứ nhất: + Xác định tần số góc bằng các công thức sau: Chú ý: km (k/m) và mm là độ cứng mới của lò xo và khối lượng mới của hệ sau khi bị thay đổi cấu trúc. Thứ hai: + Xác định biên độ A1 [1]. - Xác định được vị trí cân bằng mới ở đâu, sau đó xác định khoảng cách từ vị trí mà tại đó yếu tố làm thay đổi cấu trúc của hệ đến vị trí cân bằng mới thì khoảng cách đó chính là li độ mới . - Xác định chính xác vận tốc của vật tại vị trí mà tại đó yếu tố làm thay đổi cấu trúc của hệ đó là . - Áp dụng công thức để tìm biên độ dao động: * Hoặc có dạng toán biết v1, tính được A1 theo dữ kiện bài toán (hoặc theo công thức tính nhanh và áp dụng công thức để tính được x1. Thứ ba: Xác định pha ban đầu [1]. Chọn t = 0 là lúc thay đổi cấu trúc của hệ: Chú ý: + x có thể thay thế là giá trị tức thời của gia tốc a hoặc lực hồi phục hoặc thế năng của dao động điều hòa. + Vận tốc v có thể đề bài cho biết vật chuyển động theo chiều dương, hoặc theo chiều âm hoặc cho giá trị cụ thể để kết hợp loại nghiệm. Thứ tư: Viết phương trình dao động điều hòa: (hoặc ) Thứ năm: Xác định vận tốc trung bình của vật dao động: Tóm lại: Vấn đề khó nhất của dạng toán này là ta xác định được x1; v1; A1. Chúng ta tập trung tìm phương pháp tính x1; v1; A1 qua các dạng toán. 2.1.2. Nội dung cụ thể: Nhận xét: * Con lắc lò xo có đặc điểm - lò xo có cấu tạo đồng đều ban đầu có độ cứng k, chiều dài ban đầu (chiều dài tự nhiên) là l0. - vật hoặc hệ vật dao động điều hòa được xem như chất điểm. - hệ dao động điều hòa bỏ qua mọi ma sát. - Chọn phương trình dao động điều hòa là: * Công thức xác định độ biến dạng ở vị trí cân bằng của con lắc lò xo theo các phương là: + Phương nằm ngang là ; phương thẳng đứng là ; trên mặt phẳng nghiêng tạo mới phương ngang góc là . Với k có đơn vị là (N/m); m có đơn vị là (kg); g có đơn vị là () a. Bài toán thay đổi cấu trúc của hệ liên quan đến lò xo: a.1. Trường hợp đối với 1 lò xo bị đứt tức bớt 1 lò xo khi ban đầu có n lò xo giống nhau ghép song song: * Nhận xét: Nếu hệ lò xo k1 và k2 ghép song song: (1) * Bài toán [3]: Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương nằm ngang với biên độ là A, lò xo của con lắc được cấu tạo bởi n lò xo giống nhau, mỗi lò xo có độ cứng k ghép song song. Khi vật nặng cách VTCB một đoạn thì một lò xo không còn tham gia dao động. Khi đó:W(sau) = W(đầu) – Wt(bị mất) (2) (3) a.2. Cắt lò xo hay còn gọi bài toán lò xo bị nhốt: - Xét một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A theo phương nằm ngang. Khi vật đang dao động với li độ x thì người ta giữ chặt lò xo ở điểm C nào đó. Lúc đó đoạn AC của lò xo đang dãn hoặc bị nén lại một phần thế năng bị giữ lại ở trong đó, cơ năng của con lắc giảm và biên độ của vật thay đổi sang biên độ mới A1. * Xác định A1 theo công thức tính nhanh [3]: C m A l2 l1 0 x Phần bị nhốt + Gọi l = l1 + l2 là tổng chiều dài ban đầu của lò xo, khi vật đang có li độ x như hình vẽ. Tương ứng độ cứng của lò xo là k; k1 là độ cứng của lò xo có chiều dài l1. Khi đó: k.l = k1.l1 (1) + Theo định luật bảo toàn năng lượng: W(sau) = W(đầu) – Wt(bị nhốt) (2 ) Thay l2 = l - l1 và đặt suy ra: (3) Chú ý: Công thức (3) cũng sử dụng cho trường hợp con lắc lò xo treo thẳng đứng. * Xác định v1: Đề bài cho biết vận tốc có giá trị cụ thể hoặc có mối liên hệ với vận tốc cực đại, tức là đã biết v1, khi đó chỉ cần xác định x1. * Xác định x1: Tính A1 từ công thức (3), và áp dụng công thức để tính được x1. b. Trường hợp thay đổi cấu trúc của con lắc lò xo dao động trong hệ quy chiếu phi quán tính. * Bài toán hay gặp và phát triển dạng khó hơn [2]. - Xét một con lắc lò xo treo trong thang máy đứng yên, đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, đúng lúc nó có li độ x và vận tốc thì thang máy chuyển động đều với gia tốc . Khi đó vật dao động chịu thêm lực quán tính nên VTCB mới dịch theo một đoạn . - Đối với gốc tọa độ mới: c. Bài toán thay đổi cấu trúc trong dao động điều hòa của con lắc lò xo trong bài toán va chạm: Đặc điểm chung: * Bài Toán hay gặp và phát triển dạng khó: - Nếu vật m đang chuyển động với vận tốc v0 đến va chạm vào vật M đang dao động điều hòa vào đúng lúc vật ở vị trí biên, sau va chạm hệ dao động điều hòa. - Tính vận tốc v1: + Nếu là va chạm mềm: Gọi v1 là vận tốc của hệ sau va chạm. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: + Nếu là va chạm đàn hồi xuyên tâm: Gọi v1 là vận tốc của hệ sau va chạm, v là vật tốc của m sau va chạm. Ta có: + Xác định vị trí x1 và tính A1. d. Bài toán thay đổi cấu trúc của hệ liên quan đến thêm hoặc bớt vật: d.1: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng: d.1.1: Trường hợp bớt vật [1], cụ thể: - Hệ 2 vật đang dao động thì đứt dây giữa hai vật, hoặc đốt dây nối giữa hai vật.. - Li độ mới của hệ dao động chính là khoảng cách giữa VTCB cũ và mới, cụ thể: với là vật được lấy ra. - Xác định vận tốc v1 tại vị trí theo điều kiện của bài toán. - Khi đó biên độ dao động của hệ là . m k x0 x Om Oc m m k Hình 1 d.1.2: Đặt thêm vật (hoặc cất bớt vật) mà không làm thay đổi vận tốc tức thời [1]. Hình 1: Thêm vật Kí hiệu: + Oc; Om là vị trí cân bằng cũ và mới Hình 2: Cất bớt vật 1.Đặc điểm chung khi thêm vật (hoặc cất bớt vật): + Vị trí cân bằng mới cách vị trí cân bằng cũ một đoạn: + Vận tốc tức thời tại vị trí thêm m k m m k Oc x0 Om Hình 2 (hoặc cất bớt vật): Trong đó: A là biên độ dao động cũ. : là giá trị mà nếu trước khi thêm (hoặc cất bớt vật) hệ ở trên hoặc ở dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn . là tần số góc của dao động cũ. + Biên độ dao động mới là: 2. Đặc điểm khác nhau khi thêm vật (hoặc cất bớt vật): Đặc điểm Thêm vật Cất bớt vật Khi hệ ở trên VTCB cũ một đoạn ; biên độ tương ứng Khi hệ ở dưới VTCB cũ một đoạn ; biên độ tương ứng d.2: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương nằm ngang [1]: - Cất bớt vật (đặt thêm vật) lúc tốc độ dao động bằng 0 sao cho không làm thay đổi biên độ, tức: - Cất bớt vật (đặt thêm vật) lúc tốc độ dao động cực đại sao cho không làm thay đổi tốc độ cực đại: - Cất bớt vật (đặt thêm vật) lúc lúc hệ có li độ x1 (vận tốc v1) sao cho không làm thay đổi vận tốc tức thời: e. Bài toán thay đổi cấu trúc của hệ bằng lực tác dụng [1]. m k - Xét ngoại lực tác dụng theo phương trùng với trục của lò xo trong khoảng thời gian . - Quy trình giải nhanh: Chu kì + Nếu + Nếu + Nếu + Nếu + Nếu Tương tự các trường hợp khác. Nhận xét: Sau khi đã làm tốt các phần trên, hiểu được bản chất của vấn đề, chúng ta có thể vận dụng các bài tập tương ứng và bài tập thay đổi cấu trúc hệ dao động trong điều kiện bất kì. 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Thực tế các đề thi Đại Học và Cao Đẳng, các đề thi THPT Quốc Gia của các năm trong cả nước, tôi thấy các bài tập xuất hiện ở dạng toán hay và nhiều đó là các bài toán xác định tần số, pha ban đầu, đặc biệt xác định biên độ của dao động khi biết rõ yếu tố kích thích hoặc cấu trúc hệ thay đổi trong dao động điều hòa nói chung và dao động điều hòa của con lắc lò xo nói riêng. Xu hướng phát triển đề thi ngày càng đa dạng, phong phú, lạ và khó hơn trước, do đó tôi mạnh dạn mở rộng thêm bài toán đã có để thiết kế thành bài toán: Vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi. Khi gặp dạng toán này học sinh giải quyết bài toán rất khó khăn. Trong năm học 2017-2018 Bộ GD&ĐT tổ chức kì thi THPT Quốc Gia, nói rất rõ đề thi có hai mức độ: Thứ nhất, mức độ dễ để học sinh có thể đậu tốt nghiệp. Thứ hai, mức độ khó hơn để chọn vào các Trường Đại Học – Cao Đẳng, Bài toán về: Vận tốc trung bình trong dao động điều hòa của con lắc lò xo khi cấu trúc hệ thay đổi, bài toán này thuộc phần khó và rất hay đối với học sinh, trong tương lai tôi nghĩ dạng toán này cũng sẽ được sử dụng rất nhiều trong đề thi ở mức độ cao hơn. Để hiểu làm được dạng toán này học sinh phải hiểu từ kiến thức cơ bản, nên các em sẽ làm được các bài tập từ dễ đến khó, đem lại kết quả cao trong các kì thi. Từ thực trạng đó, tôi xin đưa ra hướng giải quyết cho vấn đề của bài toán mà tôi đã áp dụng cho lớp 12A1 và 12A3 cho kết quả khả quan, đó là đề tài: “VẬN TỐC TRUNG BÌNH TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA CON LẮC LÒ XO KHI CẤU TRÚC HỆ THAY ĐỔI”. 2.3. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề: Dưới đây là các bài tập minh họa mà tôi đã và đang thực hiện đem lại hiệu quả tốt. Trong các bài tập này ta đều bỏ qua ma sát khi hệ dao động, lấy g = 10m/s2, chọn gốc tọa độ là vị trí cân bằng mới (kí hiệu Om), chiều dương được biểu diễn theo từng bài toán và được biểu diễn trên hình vẽ hoặc theo lời dẫn của đề bài. Vị trí cân bằng cũ (kí hiệu Oc). Phương trình dao động điều hòa có dạng và cấu tạo của lò xo là đồng đều. Quy ước là độ biến dạng của con lắc lò xo khi ở VTCB. Om m m k1 k1 k2 x0 Oc x Bài 1: Hai lò xo có độ cứng lần lượt là và . Treo vật khối lượng m = 250g vào hai lò xo ghép song song. Kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng đoạn rồi thả nhẹ. Khi vật qua vị trí cân bằng lần đầu tiên thì lò xo 2 bị đứt. Xác định biên độ của vật sau khi lò xo 2 bị đứt [2]. Tính vận tốc trung bình của vật sau khoảng thời gian (s) kể từ lúc lò xo 2 bị đứt. Chọn trục tọa độ Ox hướng thẳng đứng lên trên. Gốc tọa độ là vị trí cân bằng của vật sau khi lò xo 2 bị đứt; gốc thời gian là lúc lò xo 2 bị đứt. Giải: a. Gọi ,là vị trí cân bằng của vật khi còn hệ 2 lò xo ( và )và vị trí cân bằng mới khi chỉ còn .Vị trí cân bằng mới thấp hơn vị trí cân bằng cũ một đọan: + Khi vật đi qua VTCB lần đầu tiên thì lò xo 2 bị đứt, ta có vận tốc và biên độ là ; và Biên độ dao động sau khi
Tài liệu đính kèm:
- skkn_van_toc_trung_binh_trong_dao_dong_dieu_hoa_cua_con_lac.doc
- 1. SKKN- Bia.doc
- DANH MỤC SKKN.doc
- Mục Lục SKKN.doc
- Tài liệu tham Khảo.doc