Chương 1 Dao động điều hòa Tài liệu Ôn tập Vật lí 12 Tổ Vật lí – Trường THPT Nguyễn Văn Tăng 1 Chương 1 DAO ĐỘNG CƠ Chủ đề DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN 1 Thế nào là dao động cơ? Là chuy[.]
Chương : Dao động điều hịa Tài liệu Ơn tập Vật lí 12 Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ Chủ đề: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN Thế dao động cơ? Là chuyển động có giới hạn khơng gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân Dao động tuần hoàn: Là dao động mà sau khoảng thời gian gọi chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Định nghĩa dao động điều hòa: dao động li độ vật hàm cơsin ( hay hàm sin ) thời gian Phương trình dao động điều hòa: x = A.cos(t + ) A: biên độ dao động ( số, A > ) ( m cm ) (t + φ): pha dao động thời điểm t ( rad ) φ: pha ban đầu thời điểm t = ( rad ) x: li độ dao động ( xmax = A ) ( m cm ) : tần số góc dao động ( số, > ) ( rad/s ) * Chú ý: Hình chiếu chuyển động trịn lên đường kính dao động điều hòa Chu kỳ T: Khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần ( khoảng thời gian ngắn sau trạng thái dao động lặp lại cũ ) 2 t T= = (s) t: thời gian dao động (s) ; N: số dao động thực thời gian t N Tần số f: Số dao động toàn phần thực giây N f= = = ( Hz ) t 2 T 2 2f ( rad/s ) Tần số góc ω: T π Vận tốc v: v = x (/ t ) = – .A.sin(t + ) = ω.A.cos(t + + ) - Ở vị trí cân bằng: vmax = A x = - Ở vị trí biên: v = x = A / // 2 Gia tốc a: a = v ( t ) = x ( t ) = – A.cos(t + ) = ω A.cos(t + + π) hay a = – 2.x - Ở vị trí biên: amax = 2A - Gia tốc a biến đổi ngược pha tỉ lệ với li độ x - Vận tốc v biến đổi sớm pha so với li độ x - Gia tốc a biến đổi sớm pha so với vận tốc v 2 v 11 Các công thức độc lập với thời gian t: x A2 ω W E m2 A 12 Năng lượng (cơ năng) dao động điều hịa: - Ở vị trí cân bằng: a = 10 Trong dao động điều hòa: 13 Đồ thị dao động điều hòa: - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc x theo t đường hình sin - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc a theo x đường thẳng x A 3T T t T 14 Các hệ quả: A - Quỹ đạo (chiều dài) dao động điều hòa L = 2A - Quãng đường vật chu kỳ T s = 4A T 4A - Quãng đường vật 2A - Tốc độ trung bình chu kỳ v = T Tổ Vật lí – Trường THPT Nguyễn Văn Tăng Chương : Dao động điều hịa Tài liệu Ơn tập Vật lí 12 15 Khảo sát dao động mặt động lực học: Định nghĩa CON LẮC LÒ XO CLLX THẲNG ĐỨNG CON LẮC ĐƠN Con lắc lò xo hệ gồm hòn bi có khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k, đầu gắn vào điểm cố định, đặt nằm ngang Con lắc lò xo hệ gồm hòn bi có khối lượng m gắn vào lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k, đầu gắn vào điểm cố định, treo thẳng đứng Con lắc đơn hệ gồm hòn bi khối lượng m treo vào sợi dây khơng giãn có khối lượng khơng đáng kể chiều dài lớn so với kích thước hòn bi Δℓ = VTCB Δℓ = ℓCB – ℓ0 α = hay s = Lực cản môi trường Lực cản môi trường Lực cản môi trường masát khơng đáng kể Góc ma sát khơng đáng kể ma sát không đáng kể lệch nhỏ ( 100) Điều kiện dđđh x = Acos(t + ) Pt dđộng = Tần số góc k m k 2 m Tần số f= Chu kỳ T = 2 x = Acos(t + ) m k g = = k m s = S0 cos(t + ) ω 2π k g = m f= T = 2 m = 2 g k T 2π f= g g 2π g 16 Khảo sát dao động mặt động lực học: CON LẮC LÒ XO Thế Thế đàn hồi : Et = k.x2 = k.A2.cos2( t + ) 1 m.v2 = k.A2.sin2( t + ) 2 Động k 2 = hay k = m.2 m E = Et + Eđ Năng 1 lượng E = k.A2 = m.2.A2 = không đổi (Cơ năng) 2 Eđ = CON LẮC ĐƠN h Thế hấp dẫn : Et = m.g.h = m.g.ℓ.(1 – cos) l Vì nhỏ, nên ta có : s2 α2 – cos = 2 s E t m.g..α 2 1 Eđ = m.v2 = m.ω2 s 02 sin2( t + ) 2 g 2 = E = Et + Eđ E m.g..α 02 = không đổi Trong suốt q trình dao động, có chuyển hóa qua lại động Kết luận vật dao động điều hòa luôn khơng đổi ( bảo tồn ) tỉ lệ với bình phương biên độ dao động Lưu ý: Nếu li độ biến thiên điều hòa với chu kỳ T năng, động biến thiên điều hòa với chu kỳ T ; tần số 2f ; tần số góc 2 Tuy nhiên, lại khơng biến thiên Tổ Vật lí – Trường THPT Nguyễn Văn Tăng Chương : Dao động điều hòa 16 Lực hồi phục ( lực kéo ): lớn tỉ lệ với li độ x + Fhp kx ma mω2 x Tài liệu Ôn tập Vật lí 12 Là lực làm vật dao động điều hòa ln hướng vị trí cân có độ + Fhp + Fhp max ma max kA mω2 A Với: k m.ω ; k : độ cứng lò xo ; dấu “–“ cho biết lực F hướng vị trí cân 17 Ứng dụng lắc đơn: Đo gia tốc rơi tự g 42 T2 HẾT Tổ Vật lí – Trường THPT Nguyễn Văn Tăng ...Chương : Dao động điều hịa Tài liệu Ơn tập Vật lí 12 15 Khảo sát dao động mặt động lực học: Định nghĩa CON LẮC LÒ XO CLLX THẲNG ĐỨNG CON LẮC ĐƠN Con lắc lò xo hệ gồm hòn bi có khối... dao động, có chuyển hóa qua lại động Kết luận vật dao động điều hòa ln khơng đổi ( bảo tồn ) tỉ lệ với bình phương biên độ dao động Lưu ý: Nếu li độ biến thiên điều hòa với chu kỳ T năng, động. .. 2π f= g g 2π g 16 Khảo sát dao động mặt động lực học: CON LẮC LÒ XO Thế Thế đàn hồi : Et = k.x2 = k.A2.cos2( t + ) 1 m.v2 = k.A2.sin2( t + ) 2 Động k 2 = hay k = m.2 m E = Et +