Dao động điều hòa - TN có đáp án

CHỦ ĐỀ 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

A.LÝ THUYẾT:
I.Dao động tuần hoàn.
1. Dao động: là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn:
+ Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau nhất định vật trở lại vị trí và chiều chuyển động như cũ (trở lại trạng thái ban đầu).
+ Chu kì dao động: là khoảng thời gian ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ hoặc là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần.
T =
(s) với N là số dao động thực hiện trong thời gian
+ Tần số là số dao động toàn phần mà vật thực hiện được trong một giây hoặc là đại lượng nghịch đảo của chu kì.
Với : f =
(Hz) hay ω =
(rad/s)
II. Dao động điều hoà:
1. Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hoặc sin) của thời gian.
2. Phương trình dao động x = Acos(+ φ). (cm) hoặc (m). Với T =
(

(Các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hoà:
( Li độ x (m; cm) (toạ độ) của vật; cho biết độ lệch và chiều lệch của vật so với VTCB O.
( Biên độ A >0(m cm;): (độ lớn li độ cực đại của vật); cho biết độ lệch cực đại của vật so với VTCB O.
▪ Pha ban đầu φ(rad) ): xác định li độ x vào thời điểm ban đầu t0 =0 hay cho biết trạng thái ban đầu của vật vào thời điểm ban đầu t0 =0 .Khi đó: x0 =
( Pha dao động (+ φ) (rad): xác định li độ x vào thời điểm t hay cho biết trạng thái dao động (vị trí và chiều chuyển động) của vật ở thời điểm t.
▪ Tần số góc ω (rad/s): cho biết tốc độ biến thiên góc pha.
3. Phương trình vận tốc của vật dao động điều hòa:
Vận tốc:v =
= x’( v = -(+φ) = (+ φ+ π/2) (cm/s) hoặc (m/s)
( Nhận xét:
▪Vận tốc của vật luôn cùng chiều với chiều chuyển động; vật chuyển động theo chiều dương (v >0 ; vật chuyển động ngược chiều dương (v <0;
▪ Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm pha hơn
so với với li độ
▪Vận tốc đổi chiều tại vị trí biên; li độ đổi dấu khi qua vị trí cân bằng.
▪ Ở vị trí biên (xmax = ± A ): Độ lớn vmin =0
▪Ở vị trí cân bằng (xmin =0 ): Độ lớn vmax =ω.A.
▪ Quỹ đạo dao động điều hoà là một đoạn thẳng
4. Phương trình gia tốc của vật dao động điều hòa:
Gia tốc a =
=v`= x``; a =-ω2Acos(+ φ) =- hay a =ω2Acos(+ φ ± π)(cm/s2) hoặc (m/s2)
(Nhận xét:
▪Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ hoặc sớm pha π/2 so với vận tốc.
▪Vecto gia tốc luôn hướng về VTCB O và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
▪ Ở vị trí biên (xmax =±A ), gia tốc có độ lớn cực đại : |amax|=ω2.A .
▪Ở vị trí cân bằng (xmin =0 ), gia tốc bằng amin =0 .
▪Khi vật chuyển động từ VTCB ra biên thì vật chuyển động chậm dần v.a <0 hay a và v trái dấu.
▪ Khi vật chuyển động từ biên về VTCB thì vật chuyển động nhanh dần v.a >0 hay a và v cùng dấu.
5. Lực trong dao động điều hoà :
(Định nghĩa:là hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật dao động điều hòa còn gọi là lực kéo về hay lực hồi phục
(Đặc điểm:
- Luôn hướng về VTCB O
- Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ nhưng có dấu trái dấu với li độ x.
Fhp = ma =-= - k x = - m.ω2A2cos(ωt +φ) (N)
(Nhận xét: