Bài6-12NC_ Dao động điều hoà

BÀI GIẢNG VẬT LÝ LỚP 12 NC_ NĂM HỌC 2011-2012 Tiết 10,11_ Bài 6_ Lớp 12 NC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN Chương II. DAO ĐỘNG CƠ TiÕt 10, 11 Bài 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Chương II. DAO ĐỘNG CƠ -A -A A A x TiÕt 10, 11 Bài 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Nội dung chính I. Dao động II. Con lắc lò xo III. Các đại lượng đặc trưng cho DĐĐH IV. Đồ thị của DĐĐH V. Vận tốc và gia tốc trong DĐĐH VI. Biểu diễn DĐĐH bằng véc tơ quay Dao động: Nhận xét: Từ sự quan sát trên đây, ta thấy * Có một vị trí cân bằng (VTCB). * Nếu đưa vật nặng ra khỏi VTCB rồi thả cho vật tự do thì vật sẽ chuyển động qua lại quanh VTCB a) Định nghĩa: Chuyển động qua lại quanh một VTCB gọi là dao động. b) Dao động tuần hoàn: - Thả vật từ B→M→A→M→B. - Chuyển động được lặp lại liên tiếp và mãi mãi gọi là dao động tuần hoàn. A M B I – Dao động cơ: I – Dao động cơ: 1. Thế nào là dao động cơ? Là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vò trí cân bằng. 2. Dao động tuần hoàn Là dao động mà sau những khoảng thời gian (ngắn nhất) bằng nhau, vật trở lại vò trí cũ theo hướng cũ. Chu kì: T Tần số: f 3. Dao động i u đ ề hồ: Dao động điều hòa là dao động li độ của vật được mơ tả bằng định luật dạng cos (hay sin) đối với thời gian. II – Con l II – Con l ắc lò xo ắc lò xo -A -A A A x I. CON LẮC LÒ XO: 1. Con lắc lò xo: Gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, đầu kia của lò xo được giữ cố đònh. 2. Vò trí cân bằng: Là vò trí khi lò xo không bò biến dạng o VTCB KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC: Chọn trục tọa độ Ox trùng với trục lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài lò xo. Gốc tọa độ tại vò trí cân bằng. Khi vật ở li độ x: Lực đàn hồi của lò xo F = -kx (1) x o x o x P  N  F  Hợp lực tác dụng vào vật: amNPF   =++ Vì: 0=+ NP  nên: amF   = (2) + Từ (1) và (2) ta có: x m k a −=  [...]... P1 C Tọa độ x = OP của điểm P có phương trình: x = A cos(ωt + φ) Dao động của P là dao động điều hòa Dao động điều hòa * Dao động điều hồ là dao động được mơ tả bằng một định luật dạng hàm số cosin hoặc sin * Phương trình của DĐĐH x = Acos(ωt + ϕ) hoặc x = Asin(ωt + ϕ) Trong đó A, ω và ϕ là hằng sốø Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa : x = Acos(ωt + ϕ) x : li độ của vật ở thời điểm t (tính... thời điểm t (rad) Chu kì, tần số góc, tần số của DĐĐH 1 Chu kì và tần số - Chu kì (T) của dao động điều hồ là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động tồn phần Đơn vị là (s) - Tần số (f) của dao động điều hồ là số dao động tồn phần thực hiện được trong một giây Đơn vị là Héc (Hz) 2 Tần số góc - Trong dao động điều hồ ω gọi là tần số góc Đơn vị là rad/s 2π ω= = 2 πf T 1 ω f = = T 2π Tần số góc, chu... x ứng với lúc cos(ωt+ϕ) = 1 (ωt + ϕ) : pha của dao động tại thời điểm t, pha là đối số của hàm cosin Với một biên độ đã cho thì pha xác đònh li độ x của dao động (rad) ϕ : pha ban đầu, tức là pha vào thời điểm t = 0 (rad) ω: tần số góc của dao động (rad/s) ω = 2π/T = 2πf T: chu kì của dao động (s) f : Tần số dao động (Hz) 1 Chu kỳ và tần số của dao động điều hòa a Chu kỳ Chu kỳ (T) là khoảng thời gian... hồi phục O r F x O M x Dao động điều hòa Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo (CLLX): r r - Theo định luật II Newton, ta có: F = ma ⇒ -kx = mx’’ hay x ,, = - k ω = m k x = -ω 2 x (1) m 2 Từ đó: x’’ + ω2x = 0 (2) Phương trình (1) hoặc (2) gọi là phương trình động lực học của dao động 3 Nghiệm của phương trình động lực học: Phương trình dao động điều hòa Tốn học cho... ω 2Acosωt = - ω 2x 6 Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay Vec tơ quay OM biểu diễn dao động điều hòa, x = Acos(ωt + ϕ) có hình chiếu trên trục x là li độ của dao động Véc tơ A biểu diễn DĐĐH x = Acos(ωt + ϕ) x O Gọi là véc tơ quay Vectơ quay biểu diễn dao động điều hòa được vẽ tại thời điểm ban đầu có : − Gốc tại gốc tọa độ của trục ∆ − Độ dài bằng biên độ dao động : OM0 = A − Hợp với trục ∆... m 2 x’’ + ω2x = 0 (3) PT (3) gọi là PT ĐLH của dao động, có nghiệm là: x = Acos(ωt +ϕ) (4) Trong đó A, ω,ϕ là các hằng số (4) gọi là phương trình dao động x = Acos(ωt +ϕ) (4) ω= k m (5) Với: + x : Li độ dao động (cm, m…) +A: Biên độ dao động, là xmax ( A > 0) (cm, m…) + ω: Tần số góc (rad/s) ω >0 + ϕ: Pha ban đầu của dao động, (rad) + ωt +ϕ : Pha dao động tại thời điểm t (rad) Chu kì, tần số góc, tần... gian t, gọi là phương trình dao động * Định nghĩa: Dao động mà phương trình có dạng (3), tức là vế phải là một hàm cosin hay sin của thời gian nhân với một hằng số, gọi là dao động điều hòa 4 Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa Trong phương trình: x = Acos(ωt + ϕ): (3) * A gọi là biên độ, đó là giá trị cực đại của li độ x ( A ln dương) * (ωt + ϕ) là pha của dao động tại thời điểm t * ϕ là... trí với cùng chiều chuyển động Hay, chu kỳ (T)ø khoảng thời gian thực hiện một dao động toàn phần 2π T= ω T: đơn vị giây (s) b Tần số : Tần số f của dao động là số chu kỳ dao động (còn gọi tắt là số dao động) được thực hiện trong một đơn vò thời gian (1giây); là đại lượng nghịch đảo của chu kì 1 ω f = = T 2π f: đơn vị hec (Hz) 2 Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo... hơn π/2 * Gia tốc ngược pha 5 ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x A 0 -A 3T 2 T 2 T t Đồ thị của vật dao động điều hòa a) Đồ thị li độ - thời gian của vật DĐĐH Xuất phát từ phương trình: x = Acos(ωt + ϕ): (3) Cho ϕ = 0, ta có : x = Acosωt Lập bảng biến thiên như sau t ωt x 0 0 A π/2ω π/2 0 π/ω π -A 3π/2ω 3π/2 0 2π/ω 2π A x A O -A t T T T Đồ thị của vật dao động điều hòa b) Đồ thị vận tốc - thời gian của... ϕ x (*) được gọi là PT dao động điều hòa o P C Trong đó A >0,ω > 0, ϕ là hằng số KL:Hình chiếu của vật chuyển động tròn đều là một dao động điều hòa Do đó vật dao động có pt như vậy gọi là dđđh II PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1 Ví dụ: - Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc ω - Gọi P là hình chiếu của M lên Ox - Ban đầu vật ở vò trí Mo , xác . NC DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN Chương II. DAO ĐỘNG CƠ TiÕt 10, 11 Bài 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Chương II. DAO ĐỘNG CƠ -A -A A A x TiÕt 10, 11 Bài 6: DAO. Chuyển động qua lại quanh một VTCB gọi là dao động. b) Dao động tuần hoàn: - Thả vật từ B→M→A→M→B. - Chuyển động được lặp lại liên tiếp và mãi mãi gọi là dao động tuần hoàn. A M B I – Dao động. một dao động toàn phần. Đơn vị là (s) - Tần số (f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị là Héc (Hz). 2. Tần số góc - Trong dao động điều hoà