Bài giảng Vật lí 12 - Bài 1: Dao động điều hòa

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 1: Dao động điều hòa

1. Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa 2. Đồ thị trong dao động điều hòa
2. IV. VAÄN TOÁC VAØ GIA TOÁC TRONG DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOØA 1.Vận tốc (v): Là đạo hàm của li độ x theo thời gian: v = x’ = -Asin(t + )= Acos(t + + /2) Vận tốc đạt các giá trị: + cực đại vmax = A khi: |-sin(t + ) | = 1 suy ra cos(t + ) = 0 hay x = 0 trùng VTCB. + vmin = 0 khi sin(t + ) = 0 suy ra cos(t + ) = 1 nên x = A (vị trí biên) 2. Gia tốc(a):Là đạo hàm của vận tốc nên: a = x’’ = - 2x Vì vậy 2 amax =  A khi x = A ; amin = 0 khi x = 0.
3. VI. ÑOÀ THÒ TRONG DAO ÑOÄNG ÑIEÀU HOØA t 0 T/4 T/2 3T/4 T x A 0 -A 0 A x v 0 -A 0 A 0 A 2 2 2 a -A 0 A 0 -A O T/4 T/2 3T/4 T t x = A cos(t + ) -A v A v = x’ = -Asin(t + ) O = Acos(t + + /2) t -A a A2 2 O a = x’’ = -  x t -A2
4. amax vmax A T Li độ Vận tốc  + (rad) O t t(s) T 2 T -A vmax amax Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 43424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121011198765432 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc cos Gia tốc vmin= 0 vmin= 0 2 vmax=A amax=  A amax= Amin=0 -A O A
5. amax vmax A T Li độ Vận tốc  + (rad) O t t(s) T 2 T -A vmax amax Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 43424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121011198765432 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc cos Gia tốc vmin= 0 vmin= 0 2 vmax=A amax=  A amax= Amin=0 -A O A
6. amax vmax A T Li độ Vận tốc  + (rad) O t t(s) T 2 T -A vmax amax Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 43424140393837363534333231302928272625242322212019181716151413121011198765432 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc cos Gia tốc vmin= 0 vmin= 0 2 vmax=A amax=  A amax= Amin=0 -A O A
7. Là dao động sau một thời gian T(s) thì vật trở về trạng thái cũ { Trạng thái cũ là cùng vị trí cũ và cùng chiều chuyển động } +Chu kỳ T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần hay một chu trình II-Phương trình +Tần số f(hz) =1/T là số chu trình thực hiện trong 1(s) Động lực học của dao dộng điều hòa ? F = mx"= −kx Có nghiệm2 là một k  x"+ x = 0 Lực kéo về € k  = = Consthàm điều hòa: Con lắc lò xo m x=Acos(ωt+φ) Phương trình Tần số góc Động học
8. III-Dao động điều hòa ? Dao động có phương trình mà vế phải Có phải là dao động được mô tả bằng hàm sin hay cosin theo thời gian: x=Acos(ωt+φ) với A>0,ω,φ là 3 tuần hoàn không ? hằng số. (ωt+φ): Pha dao động ; φ: Pha ban đầu A=xCĐ =|xCT|>0 : Biên độ dao động Vì: xt=xt+T với T=2π/ω hay f= ω/2π Vậy: Dđđh là dao động +Dùng đồ thị (x,t) dạng sin tuần hoàn +Biểu diễn bằng vetơ quay Hình minh họa ! x, v, a biến đổi điều hòa cùng tần số f nhưng v nhanh pha hơn x góc π/2 a ngược pha với x 2 xCĐ=A; vCĐ= ωA ; aCĐ= ω A Tại VTCB: x=0; a=0; vCĐ hoặc vCT Tại vị trí biên: v=0; aCĐ hoặc aCT xC Đ hoặc xCT
9. V-Vận tốc và Gia tốc ? Nhận xét ? Li độ : x=Acos(ωt+φ) Vận tốc: v=x’=ωAcos(ωt+φ+ π/2) Gia tốc: a=x”=v’= -ω2Acos(ωt+φ)=-ω2x Lưu ý : sin(ωt+φ)=cos(ωt+φ+π/2) -cos(ωt+φ)= cos(ωt+φ+π)
10. V-Lập phương trình dao động điều hòa dựa vào Các yếu tố nào? x = Acos Điều kiện ban đầu→ t = 0 v 0 → cos 0 → φ v 0 → cos 0 l v a v2 A = x =| x |= = CĐ = CĐ = x2 + Sự kích thích dao CĐ CT 2   2  2 động→A Dựa vào tính 2 k tuần hoàn hay đặc tính của hệ dao  = 2 f = = động→ ω T m
11. VI-Đặc điểm của con lắc lò xo treo thẳng đứng ? +Chu kỳ l (Tại k l = mg → T = 2 VTCB) g FCĐ = k( l + A) +Lực đàn hồi 0  A l FCT = ( Khác với lực kéo về) k( l − A)  A l l = l + l − A +Chiều dài lò xo min 0 lmax = l0 + l + A (l + l ) l = min max CB 2 +Khi A>Δl : 1 chu kỳ lò xo giản,nén 2 lần Nén từ -Δl → -A ;Giản từ -Δl → A Dựa vào hình vẽ→thờiGian nén, giãn !
12. VII-Các vấn đề cần lưu ý ! +Quãng đường vật đi trong T/2 luôn là 2A +Thời gian +Vận tốc trung +Quãng đường vật đi trong bình trong 1 chu kỳ ngằn nhất để thời gian t ? vật đi từ x đến bằng 0 Phân tích: t=nT/2+Δt với 1 +Tốc độ trung x2 ? 0<Δt<T/2 Dùng giản đồ bình vtb=s/t S =2nA là quãng đường đi 1 Fresnel x +Tốc độ trung trong nT/2 1 cos 1 = bình trong một chu 2 − 1 A S2 là quãng đường đi trong t = kỳ v =4A/T  x tb Δt (dùng giản đồ Fresnel) cos = 2 2 →S=S1+S2 A
13. Củng cố 1. Gia tốc của một chất điểm dao động điều hòa bằng 0 khi ? A. Li độ cực đại . B. Li độ cực tiểu. C. Vận tốc cực đại hoặc cực tiểu. D.Vận tốc bằng 0 2.Trong dao động điều hòa đại lượng nào sau đây không đổi theo thời gian ? A.Tần số . B. Gia tốc . C. Pha dao động. D. Lực kéo về. 3. Một vật dao động điều hòa với biên độ A(cm), chu kỳ T(s) theo phương Ox.Thời gian ngắn nhất để vật nặng đi từ VTCB đến li độ x = +A/2 là? A.T/4 . B. T/6. C. T/12. D. T/3
14. BÀI TẬP VỀ NHÀ + CÁC BÀI TẬP CÒN LẠI TRONG SGK VÀ SBT + HỌC BÀI VÀ LÀM BÀI TẬP, GIỜ SAU CHỮA BT. BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT CHÚC CÁC EM HỌC TỐT