Bài 1. Dao động điều hoà

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
Ví dụ về dao động điều hòa-Chuyển động của Pittông trong xi lanh
Ví dụ về dao động điều hòa-Chuyển động của Pittông trong xi lanh

1.Dao động cơ.
Thế nào là dao động cơ ?
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
b. Dao động tuần hoàn
* Dao động tuần hoàn là dao động cứ sau một khoảng thời gian xác định vật lặp lại trạng thái như cũ


a.Ví d?: Xét một chất điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc ?.
t=0 v?t ở vị trí Mo, xác định bởi góc ?.
Ở thời điểm t, vật ở vị trí Mt , xác định bởi góc (?t +? ).
Hình chiếu của Mt xuống một trục
Ox là 0P có toạ độ x:
? x= Acos (?t+? ).
vì hàm cos là hàm điều hòa nên hình chiếu của P là hàm điều hòa
Kết Luận: Hình chiếu
của một chất điểm
chuyển động tròn đều
lên một trục nằm trong
mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hòa

b. Định nghĩa:
Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của
vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian
x=Acos(ωt+φ)

c. Phương Trình dao động điều hòa
Phương trình dao động điều hòa có dạng x=Acos(ωt+φ)
Trong đó:
x: li độ: là vị trí của vật so với gốc tọa độ
A: Biên độ dao động:là giá trị cực đại của li độ
(ωt+φ) (rad) pha dao động tại thời điểm t
φ pha ban đầu
3.Chu Kỳ, tàn số, tần số góc của dao động điều hòa
Chu kỳ T(s)là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần
Tần số f(Hz) là số dao động toàn phần vật thực hiện trong một s
f=1/T
c. Tần số góc:

4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian
Vận tốc: v=x’= -ωAsin(ωt+φ) =ωAcos(ωt+φ+ π/2)
Vận tốc biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ nhưng nhanh pha hơn 1 góc π/2
Ở VT biên:
Ở CVCB x=0 vận tốc có độ lớn cực đại

b. Gia tốc
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian
Gia tốc: a=x”=v’= -ω2Acos(ωt+φ)=-ω2x
Gia tốc biến thiên cùng tần số nhưng sớm hơn vận tốc 1 góc π/2, ngược pha so với li độ
Ở vị trí Cân bằng x=0  a=0
Ở vị trí biên a có độ lớn cực đại

5.Đồ thị dao động điều hòa
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của x vào thời gian nó là đường hình sin

6. Cũng cố
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 }
Li độ : x=Acos(ωt+φ)
Vận tốc: v=x’=-ωAcos(ωt+φ+ π/2)
Gia tốc: a=x”=v’= -ω2Acos(ωt+φ)=-ω2x
I-Dao động tuần hoàn ?
Các đại lượng đặc trưng ?
III-Dao động điều hòa ?
Có phải là dao động
tuần hoàn không ?
III-Vận tốc và
Gia tốc ?
Nhận xét ?
Lưu ý : sin(ωt+φ)=cos(ωt+φ+π/2)
-cos(ωt+φ)= cos(ωt+φ+π)
IV-Các phương pháp
biểu diễn DĐĐH ?
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)
+Dùng đồ thị (x,t) dạng sin
+Biểu diễn bằng vetơ quay
Hình minh họa !
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
V-Lập phương trình
dao động điều hòa dựa vào
Các yếu tố nào?
Điều kiện ban đầu φ
Sự kích thích dao độngA
Dựa vào tính
tuần hoàn hay đặc tính của hệ dao động ω
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?
T/4 . B. T/6. C. T/12. D. T/3