Bài 1. Dao động điều hoà

TRƯỜNG THPT NGUYỄN VĂN HUYÊN
TỔ VẬT LÝ
Kính chào các thầy cô giáo
Chào các em!
Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Dao động cơ
Phương trình dao động điều hòa
Chu kỳ, tần số , tần số góc trong dao động điều hòa
Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa
Đồ thị trong dao động điều hòa
Dao động cơ?
Có một vị trí cân bằng
Vật dao động xung quanh vị trí cân bằng.
 Vậy Chuyển động qua lại quanh một VTCB gọi là dđc
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 vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn
Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau (chu kì), vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.
- Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc ?.
1.Ví dụ:
- Gọi P là hình chiếu của M lên Ox
- Ban đầu vật ở vị trí Mo xác định bởi góc ?.
- Ở thời điểm t, vật ở vị trí M , xác định bởi góc (?t +? ).
II.Phương trình dao động điều hòa
1. Chuyển động tròn đều và dao động điều hoà:
3
A
Mt
2. Định nghĩa dao động điều hòa:
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.
3.PT dao động điều hòa và các đại lượng đặc trưng:
Phương trình ĐDĐH: x = Acos(t + )
3. Phương trình: Phương trình của dao động điều hòa
x : Li độ dao động (m, cm.): t?a d? c?a v?t ? th?i di?m t
A: Biên độ dao động, d? l?ch c?c d?i so v?i VTCB (g?c 0)
là xmax ( A > 0) (m, cm.)
?: Tần số góc (rad/s) (? > 0)
?t + ?: Pha dao động (rad) cho bi?t tr?ng th�i dd c?a v?t ? th?i di?m t.
?: Pha ban đầu, có thể dương hoặc âm (rad) cho bi?t tr?ng th�i c?a v?t ? th?i di?m t = 0 (ban d?u) |?| ??
Trong dĩ
III. CHU KỲ. TẦN SỐ. TẦN SỐ GÓC
CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Chu kì và tần số
- Chu kì (T) là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn vị là (s)

- 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

2. Tần số góc
- Trong dao động điều hoà  gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s.
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
amax = 2A khi x = A ; amin = 0 khi x = 0.
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
VI. ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
x
v
a
t
t
t
T
O
O
O
A
-A
A
-A
-A2
A2
v = x’ = -Asin(t +) = Acos(t + + /2)
a = x’’ = - 2x
T/4
3T/4
T/2
vmax=A
Amin=0
-A O A
Li độ
Vận tốc
Gia tốc
Gia tốc
Vận tốc
Li độ
(rad)
cos
sin
t(s)
Minh họa
Đồng hồ
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
vmax=A
Amin=0
-A O A
Li độ
Vận tốc
Gia tốc
Gia tốc
Vận tốc
Li độ
(rad)
cos
sin
t(s)
Minh họa
Đồng hồ
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
vmax=A
Amin=0
-A O A
Li độ
Vận tốc
Gia tốc
Gia tốc
Vận tốc
Li độ
(rad)
cos
sin
t(s)
Minh họa
Đồng hồ
43
42
41
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
*. So sánh dao động điều hòa và dđ tuần hoàn:
Ta thấy dđ tuần hoàn là dđ có đặc điểm: xt = xt+T
Nhận xét: DĐ điều hòa là DĐ tuần hoàn nhưng dao động tuần hoàn thì không hoàn toàn là dđđh.
*. Độ lệch pha giữa 2 dao động điều hòa cùng tần số : x1 = Acos(t + 1); x2 = Acos(t + 2);
 = (t + 2) - (t + 1) = 2 - 1
٭Nếu  = 2 - 1 > 0 ta nói dđ(2) nhanh pha hơn dđ(1) góc  hoặc dđ(1) trễ pha hơn dđ(2) góc .
٭Nếu  =2k ( = 0): thì ta nói 2 dđ cùng pha với nhau.
 = : 2 dđ ngược pha.  = /2: 2 dđ vuông pha.
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 }
I-Dao động tuần hoàn ?
Các đại lượng đặc trưng ?
II-Phương trình
Động lực học của
dao dộng điều hòa ?
Phương trình
Động học
Có nghiệm là một hàm điều hòa: x=Acos(ωt+φ)
Tần số góc
Lực kéo về € k
+Chu kỳ T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần hay một chu trình
+Tần số f(hz) =1/T là số chu trình thực hiện trong 1(s)
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
xCĐ=A; vCĐ= ωA ; aCĐ= ω2A
Tại VTCB: x=0; a=0; vCĐ hoặc vCT
Tại vị trí biên: v=0; aCĐ hoặc aCT xC Đ hoặc xCT
IV-Các phương pháp
biểu diễn DĐĐH ?
+Dùng đồ thị (x,t) dạng sin
+Biểu diễn bằng vetơ quay
Hình minh họa !
III-Dao động điều hòa ?
Có phải là dao động
tuần hoàn không ?
Li độ : x=Acos(ωt+φ)
Vận tốc: v=x’=-ωAcos(ωt+φ+ π/2)
Gia tốc: a=x”=v’= -ω2Acos(ωt+φ)=-ω2x
V-Vận tốc và Gia tốc ?
Nhận xét ?
Lưu ý : sin(ωt+φ)=cos(ωt+φ+π/2)
-cos(ωt+φ)= cos(ωt+φ+π)
Dựa vào tính
tuần hoàn hay đặc tính của hệ dao động ω
Sự kích thích dao độngA
Điều kiện ban đầu φ
V-Lập phương trình dao động điều hòa dựa vào
Các yếu tố nào?
+Chiều dài lò xo
+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 !
VI-Đặc điểm của con lắc lò xo treo thẳng đứng ?
+Lực đàn hồi
( Khác với lực kéo về)
VII-Các vấn đề cần lưu ý !
+Vận tốc trung bình trong 1 chu kỳ bằng 0
+Tốc độ trung bình vtb=s/t
+Tốc độ trung bình trong một chu kỳ vtb=4A/T
+Quãng đường vật đi trong T/2 luôn là 2A
+Quãng đường vật đi trong thời gian t ?
Phân tích: t=nT/2+Δt với 0<ΔtS1=2nA là quãng đường đi trong nT/2
S2 là quãng đường đi trong Δt (dùng giản đồ Fresnel) S=S1+S2
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
Củng cố
BÀI TẬP VỀ NHÀ
+ CÁC BÀI TẬP VÀ CÂU HỎI: tr 8-9 SGK
+ TÀI LIỆU SBT
+ HỌC BÀI VÀ LÀM BÀI TẬP, GIỜ SAU CHỮA BT.
BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT
CHÚC CÁC EM HỌC TỐT
VẬT LÝ 12