Bài 1. Dao động điều hoà

TIẾT 01. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Ảnh
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao đông
I. DAO ĐỘNG CƠ
1. Thế nào là dao động cơ ?
Ảnh
- Dao động cơ là sự chuyển động qua lại một vị trí cân bằng xác định lặp đi lặp lại nhiều lần.
- Ví dụ cành cây đung đưa trước gió, thuyền nhấp nhô tại chổ neo
2. Dao động tuần hoàn
I. DAO ĐỘNG CƠ
2. Dao động tuần hoàn
Là dao động mà sau những khoảng thời gian (ngắn nhất) bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ
Ảnh
Dao động của con lắc là dao động tuần hoàn
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Quan sát ví dụ
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Quan sát ví dụ
- Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc .
Ảnh
- Gọi P là hình chiếu của M lên Ox
- Ban đầu vật ở vị trí Mo , xác định bởi góc φ .
- Ở thời điểm t, vật ở vị trí M , xác định bởi góc (ωt +φ ).
- Tọa độ x = latex(bar(OP) )của điểm P có phương trình
x=Acos(ωt +φ )
2. Đinh nghĩa của dao động
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
2. Định nghĩa dao động điều hòa
Ảnh
Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được mô tả bằng định luật dạng cosin (hay sin) đối với thời gian.
PT dao động điều hòa và các đại lượng đặc trưng: Phương trình ĐDĐH: x = Acos(ωt +φ )
3. Phương trình của dao động
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
3. Phương trình của dao động
Phương trình của dao động điều hòa: x = Acos(ωt +φ )
Trong đó: x : Li độ dao động (m, cm…): tọa độ của vật ở thời điểm t A: Biên độ dao động, độ lệch cực đại so với VTCB (gốc 0) là latex(x_max) ( A > 0) (m, cm…) ω: Tần số góc (rad/s) (ω> 0) ωt +φ: Pha dao động (rad) cho biết trạng thái dđ của vật ở thời điểm t. φ: Pha ban đầu, có thể dương hoặc âm (rad) cho biết trạng thái của vật ở thời điểm t = 0 (ban đầu) |φ| 4. Chú ý
II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA GIAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Chú ý
- Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.
- Đối với phương trình dao động điều hòa x = Acos(ωt +φ ) ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc latex(angle(P_1OM)) trong chuyển động tròn đều.
III. CHU KÌ, TẦN SỐ, TẦN SỐ GÓC
1. Chu kỳ và tần số
III. CHU KÌ, TẦN SỐ, TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐH
1. Chu kì và tần số
a. Chu kì
Là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đv là (s)
b. Tần số
Tần số (f) là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị là Héc (Hz). - Tần số là đại lượng nghịch đảo của chu kì:
Hình vẽ
2. Tần số góc
2. Tần số góc
Trong dao động điều hoà ω gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s, chu kỳ T và tần số f có mối liên hệ.
latex(
Hình vẽ
Đơn vị là rađian trên giây(rad/s).
Giữa tần số góc, chu kì và tần số cũng có mối liên hệ
Hình vẽ
latex(rArr)
Hình vẽ
III. CHU KÌ, TẦN SỐ, TẦN SỐ GÓC CỦA DAO ĐỘNG ĐH
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Vận tốc của vật
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐH
1. Vận tốc của vật
- Vận tốc (v) là đạo hàm của li độ x theo thời gian v = x’ = -Aωsin(ωt +φ)= Aωcos(ωt +φ + π/2)
latex(
- Vận tốc đạt các giá trị: + Cực đại latex(v_max) = Aω khi: |-sin(ωt +φ) | = 1 suy ra cos(ωt +φ) = 0 hay x = 0 trùng VTCB. + latex(v_min) = 0 khi sin(ωt +φ) = 0 suy ra cos(ωt +φ) = 1 nên x = latex(+-)A (vị trí biên)
2. Gia tốc của vật
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐH
2. Gia tốc của vật
- Gia tốc(a) là đạo hàm của vận tốc nên a = x'’ = -latex(ω^2.x)
+ latex(a_(max) =ω^2. A) khi x = latex(+-)A +latex(a_(min))= 0 khi x = 0.
V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Đồ thị của dao động
V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
latex(
Ảnh
x = Aωcos(ωt +φ )
v = x’ = -Aωsin(ωt +φ)= Aωcos(ωt +φ + π/2)
Hình vẽ
t
x
v
a
0 x
0 latex(-A.ω^2
latex(T/4
0 latex(-A.ω
0 latex(T/2
-A
0 latex(A.ω^2
latex((3T)/4
A
latex(A.ω
0 T
A
0 latex(-A.ω^2
Đồ thị dao động
V. ĐỒ THỊ CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
x = Aωcos(ωt +φ )
latex(rArr) v = x’ = -Aωsin(ωt +φ)= Aωcos(ωt +φ + π/2)
latex(rArr) a = x'’ = -latex(ω^2.x)
Ảnh
Ảnh
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 1
Một vật dao động điều hòa với biên độ 4cm, tần số 20HZ. Chọn gốc thời gian là lúc vật có li độ 2 latex(sqrt(3))cm và chuyển động ngược chiều với chiều dương đã chọn. Viết phương trình dao động của vật?
Hình vẽ
Tóm tắt:
A = 4cm f = 20Hz x = 2latex(sqrt3)cm x = ?
Hình vẽ
Giải
Phương trình dao động có dạng: x = Aωcos(ωt +φ ) latex(rArr) Vận tốc v= -Aωsin(ωt +φ )
Trong đó A=4cm, ω=2πf=40π (rad/s)
Chọn gốc thời gian t=0 là lúc x=2latex(sqrt(3) cm và x<0
latex(rArr cosφ=+(sqrt(3))/2; sinφ>0.
Suy ra phương trình dao động của vật là: x=4cos(40πt + latex(pi/6 ) )
Bài tập 2
Bài tập trắc nghiệm
Bài tập 2: Câu nào sau đây là sai khi nói về dao động điều hòa?
A. Dao động có li độ biến thiên theo định luật dạng sin(hay cosin) với thời gian gọi là dao động điều hòa
B. Lực kéo về tác dụng lên vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số với vật
C. Chu kì của vật dao động điều hòa phụ thuộc biên độ dao động
D. Vecto vận tốc v của vật dao động điều hòa biến thiên theo định luật dạng sin(hay cosin) đối với thời gian
DẶN DÒ
Hướng dẫn về nhà
Ảnh
Ảnh
- Về nhà đọc lại bài và làm bài tập 7,8,9,10 trong sách giáo khoa - Đọc thêm phần có thể - Chuẩn bị bài mới: BÀI 2 - CON LẮC LÒ XO
Ảnh
Kết thúc
Ảnh