Bài giảng bài dao động điều hòa vật lý 12

BÀI GIẢNG VẬT LÝ 12_CB Bài DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG TRƢỜNG THPT CHU VĂN AN TN Chƣơng 1: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Dao động Phƣơng trình dao động điều hòa Chu Kỳ, tần số , tần số góc dao động điều hòa Vận tốc gia tốc dao động điều hòa Đồ thị dao động điều hòa I – DAO ĐỘNG CƠ: * Xét chuyển động mà vật chuyển động vùng không gian xác định, đi lại lại nhiều lần quanh VTCB * Xét chuyển động mà sau khoảng thời gian vật lặp lại vị trí cũ I DAO ĐỘNG CƠ Thế dao động cơ? Là chuyển động có giới hạn không gian, lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân Dao động tuần hoàn Là dao động mà sau khoảng thời gian (ngắn nhất) nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Ví dụ: - Xét chất điểm M chuyển động tròn đƣờng tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc   - Gọi P hình chiếu M lên Ox Mt - Ban đầu vật vị trí Mo , xác định góc  - Ở thời điểm t, vật vị trí M , xác định góc (t + ) Tọa độ x = OP điểm P có phƣơng trình: x  A cos(t   ) M0  o x P P1 C Định nghĩa dao động điều hòa: Dao động điều hòa dao động mà li độ vật mô tả định luật dạng cosin (hay sin) thời gian PT dao động điều hòa đại lượng đặc trưng: Phương trình dđđh: x = Acos(t + ) -A A x Phương trình: Phƣơng trình dao động điều hòa x  A cos(t   ) Với: x : Li độ dao động (m, cm…): tọa độ vật thời điểm t A: Biên độ dao động, độ lệch cực đại so với VTCB (gốc 0) xmax ( A > 0) (m, cm…) : Tần số góc (rad/s) ( > 0) t + : Pha dao động (rad) cho biết trạng thái dđ vật thời điểm t : Pha ban đầu, dƣơng âm (rad) cho biết trạng thái vật thời điểm t = (ban đầu) ||  III CHU KỲ, TẦN SỐ, TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA: Chu kì tần số - Chu kì (T) khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần Đơn vị (s) - Tần số (f) số dao động toàn phần thực đƣợc giây Đơn vị Héc (Hz) - Tần số đại lƣợng nghịch đảo chu kì f  T Tần số góc - Trong dao động điều hoà  gọi tần số góc Đơn vị rad/s 2  2 T  f     2f f  T T 2 IV VẬN TỐC VÀ GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1.Vận tốc (v) đạo hàm li độ x theo thời gian v = x’ = -Asin(t +)= Acos(t + + /2) Vận tốc đạt giá trị: + cực đại vmax = A khi: |-sin(t +) | = suy cos(t +) = hay x = trùng VTCB + vmin = sin(t +) = suy cos(t +) = nên x =  A (vị trí biên) Gia tốc(a) đạo hàm vận tốc nên: a = x’’ = - 2x Vì amax = 2A x = A amin = x = V So sánh dao động điều hòa dđ tuần hoàn: - Ta thấy dđ tuần hoàn dđ có đặc điểm: xt = xt+T Nhận xét: DĐ điều hòa DĐ tuần hoàn dao động tuần hoàn không hoàn toàn dđđh Độ lệch pha dao động điều hòa tần số : x1 = Acos(t + 1); x2 = Acos(t + 2);  = (t + 2) - (t + 1) = 2 - 1 Nếu  = 2 - 1 > ta nói dđ(2) nhanh pha dđ(1) góc  dđ(1) trễ pha dđ(2) góc  Nếu  =2k ( = 0): ta nói dđ pha với  = : dđ ngược pha  = /2: dđ vuông pha VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x A 3T T A x  A cos(t   ) T t VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x  A cos(t   ) x A 3T T t T A v = x’ = -Asin(t +)= Acos(t + + /2) t x A v a -A2 T/4 -A T/2 -A A2 3T/4 A T A A2 VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x  A cos(t   ) v = x’ = -Asin(t +) = Acos(t + + /2) x A O -A A a = x’’ = - 2x T/4 T/2 3T/4 T t v O t -A t T/4 T/2 x A -A v -A a -A2 A2 3T/4 T A A 0 -A2 A2 O -A2 a t am v axm axA O Li độ t  T Vận tốc T -A vm a axm ax T Gia tốc 2 2 12 32 s 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 10 11 i Đồng hồ n Minh họa Li độ Vận tốc c o s vmi n= A -A vmi n= A  vmax A=A mi O A Gia tốc ( rt a( ds )) amax vmax A T Li độ t  (rad) Vận tốc O t(s) T T -A vmax amax Gia tốc 2 Minh họa sin -A vmin= vmax=A  Amin=0 O 13 Vận tốc cos amax=  A Li độ t   vmin= 11 amax= A 2 A Gia tốc [...]...VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x A 0 3T 2 T 2 A x  A cos(t   ) T t VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x  A cos(t   ) x A 0 3T 2 T 2 t T A v = x’ = -Asin(t +)= Acos(t + + /2) t 0 x A v 0 a -A2 T/4 0 -A 0 T/2 -A 0 A2 3T/4 0 A 0 T A 0 A2 VI ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA x  A cos(t   ) v = x’ = -Asin(t +) = Acos(t + + /2)... 3T/4 T t v O t -A t 0 T/4 T/2 x A 0 -A v 0 -A 0 a -A2 0 A2 3T/4 T 0 A A 0 0 -A2 A2 O -A2 a t am v axm axA O Li độ t  T Vận tốc T -A vm a axm 2 ax T Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 1 6 1 2 2 2 2 12 32 s 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 10 11 2 3 4 5 6 7 8 9 i Đồng hồ n 2 Minh họa Li độ Vận tốc c o s vmi 2 n= A 0 -A vmi 2 n= A 0  vmax ... DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Dao động Phƣơng trình dao động điều hòa Chu Kỳ, tần số , tần số góc dao động điều hòa Vận tốc gia tốc dao động điều hòa Đồ thị dao động điều hòa I – DAO ĐỘNG... sánh dao động điều hòa dđ tuần hoàn: - Ta thấy dđ tuần hoàn dđ có đặc điểm: xt = xt+T Nhận xét: DĐ điều hòa DĐ tuần hoàn dao động tuần hoàn không hoàn toàn dđđh Độ lệch pha dao động điều hòa tần... o x P P1 C Định nghĩa dao động điều hòa: Dao động điều hòa dao động mà li độ vật mô tả định luật dạng cosin (hay sin) thời gian PT dao động điều hòa đại lượng đặc trưng: Phương trình dđđh: x