Bài giảng Vật lí 12 - Bài 1: Dao động điều hòa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Bài giảng Vật lí 12 - Bài 1: Dao động điều hòa" thông tin đến các bạn với những kiến thức về 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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lí 12 - Bài 1: Dao động điều hòa

Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Dao động cơ 2. Phương trình dao động điều hòa 3. Chu Kỳ, tần số , tần số góc trong dao động điều hòa 4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa 5. 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. a. 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
2.Phương trình dao động điều hòa a.Ví dụ: Xeùt moät chaát ñieåm M chuyeån ñoäng ñeàu treân moät ñöôøng troøn taâm O, + baùn kính A, vaän toác goùc . t=0 vật ôû vò trí Mo, xaùc Mt ñònh bôûi goùc . t M0 ÔÛ thôøi ñieåm t, vaät ôû vò trí Mt , xaùc ñònh bôûi x o P C goùc ( t + ). Hình chieáu cuûa Mt xuoáng moät truïc Ox laø 0P coù toaï ñoä x: x = OP = OM cosOM P x= Acos ﾷ t t ( t+ ).
vì hàm cos là hàm điều hòa nên hình chiếu của P là + hàm điều hòa Mt Kết Luận: Hình chiếu t M0 của một chất điểm x o P C 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 đ ) (rad) ộng tại thời điểm t φ pha ban đầu A O +A x
3.Chu Kỳ, tàn số, tần số góc của dao động điều hòa a. Chu kỳ T(s)là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần b. Tần số f(Hz) là số dao động toàn phần vật thực hiện trong một s f=1/T 2π c. Tần số góc: ω= = 2π f T
4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa a. 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 x = �� A v=0 • Ở VT biên: • Ở CVCB x=0 vận tốc có độ lớn cực đại v = Aω
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 đ x= A ộ lớn cực đại
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 IDao động tuần hoàn ? cùng vị trí cũ và cùng chiều chuyển động } Các đại lượng đặc trưng ? +Chu kỳ T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần hay một chu trình Có nghiệm là + Tần số f(hz) =1/T là số chu trình thực hiện trong 1(s) một hàm điều Con lắc lò xo Lự c kéo v ề € hòa: IIPhương trình F mx" kkx x=Acos(ωt+φ) Động lực học của 2 dao dộng điều hòa ? k x" x 0 Const m Phương trình Động học Tần số IIIDao động điều hòa ? góc Có phải là dao động Dao động có phương trình mà vế phải IVCác phương pháp tuần hoàn không ? được biểu diễn DĐĐH ? mô tả bằng hàm sin hay cosin theo thời gian: x=Acos(ωt+φ) với A>0,ω,φ là 3 hằng +Dùng đồ thị (x,t) dạng sin số. (ωt+φ): Pha dao động ; φ: Pha ban đầu +Biểu diễn bằng vetơ quay Vì: xt=xt+T với T=2π/ω hay f= ω/2π A=xCĐ =|xCT|>0 : Biên độ dao động Hình minh họa ! Vậy: Dđđh là dao động tuần hoàn x, v, a biến đổi điều hòa cùng tần số f nhưng v nhanh pha hơn x góc π/2 IIIVận tốc Li độ : x=Acos(ωt+φ) a ngược pha với x và Vận tốc: v=x’=ωAcos(ωt+φ+ π/2) xCĐ=A; A; vCĐ= ωA ; aCĐ= ω2A Gia tốc ? Gia tốc: a=x”=v’= ω Acos(ωt+φ)=ω x 2 2 Tại VTCB: x=0; a=0; vCĐ hoặc vCT Nhận xét ? Tại vị trí biên: v=0; aCĐ hoặc aCT Lưu ý : sin(ωt+φ)=cos(ωt+φ+π/2) /2) xC Đ hoặc xCT cos(ωt+φ)= cos(ωt+φ+π)
Điều kiện x A cos ban đầu φ t 0 v 0 cos 0 VLập phương trình dao động điều hòa dựa vào v 0 cos 0 Các yếu tố nào? Sự kích l vCĐ aCĐ 2 v2 thích dao A xCĐ | xCT | 2 x 2 2 động A Dựa vào tính tuần hoàn hay đặc 2 k +Vận tốc trung bình trong 1 chu kỳ bằng 0 2 f +Tốc độ trung bình vtb=s/t tính của hệ dao T m độ ngủ ω ắc lò xo +Tốc độ trung bình trong một chu kỳ VIĐặc điể m c a con l +Chu kỳ vtbl=4A/T treo thẳng đứng ? k l mg T 2 (Tại VTCB) g VIICác vấn đề cần lưu ý ! FCĐ k( l A) +Lực đàn 0 A l h ồi FCT k ( l A) A l ( Khác với lực kéo về) +Quãng đường vật đi +Thời gian ngằn lmin l0 l A trong T/2 luôn là 2A nhất để vật đi từ +Chiều +Quãng đường vật đi x1 đền x2 ? dài lmax l0 l A trong thời gian t ? Dùng giản đồ lò xo (lmin lmax ) Phân tích: t=nT/2+Δt Fresnel +Khi A>Δl : 1 chu kỳ lCB 2 với 0
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