Bài giảng Vật lí lớp 12: Chủ đề - Giao động điều hòa. Con lắc lò xo. Con lắc đơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vật lí lớp 12 "Chủ đề - Giao động điều hòa. Con lắc lò xo. Con lắc đơn" được biên soạn với mục đích giúp các em học sinh trình bày được khái niệm của dao động cơ, phương trình của dao động điều hòa; Chu kì, tần số, tần số góc của giao động điều hòa;... Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo bài giảng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lí lớp 12: Chủ đề - Giao động điều hòa. Con lắc lò xo. Con lắc đơn

Chủ đề DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA. CON LẮC LÒ XO. CON LẮC ĐƠN
Phần A – DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. Dao động cơ (Dao động)
I. Dao động cơ (Dao động) 1. Dao động là gì? Là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một VTCB. 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.
II. Phương trình của dao động điều hòa
II. Phương trình của dao động điều hòa 1. Ví dụ - Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính R=A, vận tốc góc . y - Gọi P là hình chiếu của M lên Ox. M - Ban đầu vật ở vị trí Mo, xác định M0 bởi góc . φ x o P P0 C - vị trí P so với VTCB O gọi là li độ x và được xác định: 𝑥 = 𝐴. cos 𝜔𝑡 + 𝜑 .
II. Phương trình của dao động điều hòa 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 cos (hay sin) đối với thời gian.
3. Phương trình dao động điều hòa có dạng x: li độ (cm). Là độ lệch so với VTCB và 𝒙𝒎𝒂𝒙 = 𝑨 A: biên độ dao động (cm). (ωt+𝜑): pha dao động (rad), cho biết trạng thái của vật. ω: tốc độ góc (rad/s) 𝜑 : pha ban đầu (rad) của dao động Và có giá trị −𝜋 < 𝜑 < 𝜋 ω, A là hằng số luôn dương
VD1: 𝒙 = 𝑨 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 𝝋) Biên độ: A= Pha dao động: 𝜔𝑡 + 𝜑 = Pha ban đầu: 𝜑 = Tần số góc: 𝜔 =
VD2: 𝒙 = 𝑨 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 𝝋) - Biên độ: A= Pha dao động: 𝜔𝑡 + 𝜑 = Pha ban đầu: 𝜑 = Tần số góc: 𝜔 =
VD3: 𝑥 = −5 c𝑜𝑠 2𝜋𝑡 𝑐𝑚 𝑥 = 5 c𝑜𝑠 2𝜋𝑡 + 𝜋 𝑐𝑚 Biên độ: A= Pha dao động: 𝜔𝑡 + 𝜑 = Pha ban đầu: 𝜑 = Tần số góc: 𝜔 =
II. Phương trình của dao động điều hòa 4. Chú ý - Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng, có thể coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trên phương đường kính là đoạn thẳng đó. - Quy ước: Đối với phương trình dđđh x = Acos(t + ) ta qui ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng ngược chiều quay của kim đồng hồ
III. Chu kì. Tần số. Tần số góc của dđđh 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). 𝒕 𝑻= 𝒏 n: số dao động toàn phần Biên - VTCB Biên + + +A X -A O
-Tần số (f) là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị là Héc (Hz): 1 f = T
2. Tần số góc (𝝎) -Trong dao động điều hoà  gọi là tần số góc. -Đơn vị là rad/s. 2 = = 2f T
IV. Vận tốc và Gia tốc của vật dđđh 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 có độ lớn cực đại tại VTCB: |vmax| = A v = 0 khi vật ở 2 biên x =  A. - Vận tốc luôn cùng chiều chuyển động: vật theo chiều dương v>0; vật theo chiều âm v
IV. Vận tốc và Gia tốc của vật dđđh 2. Gia tốc (a) - Là đạo hàm của vận tốc theo thời gian: - 𝒂 = 𝒗′ = −𝝎𝟐 𝑨. 𝒄𝒐𝒔 𝝎𝒕 + 𝝋 𝒂 = 𝝎𝟐 𝑨. 𝒄𝒐𝒔 𝝎𝒕 + 𝝋 + 𝝅 Hoặc: 𝒂 = −𝝎𝟐 . 𝒙 - Gia tốc có độ lớn cực đại ở 2 biên: 𝒂𝒎𝒂𝒙 = 𝝎𝟐 𝑨 - Tại VTCB: x=0 nên a=0 - Gia tốc luôn ngược dấu và tỉ lệ với độ lớn li độ. - Gia tốc luôn hướng về VTCB.
v 3. Chú ý + 𝑥 = 𝐴. cos(𝜔𝑡 + 𝜑) a 𝑎 = 𝐴𝜔2 . cos(𝜔𝑡 + 𝜑 + 𝜋) 𝜋 v sớm pha hơn li độ x góc 2 𝜋 a sớm pha hơn vận tốc v góc 2 a ngược pha so với li độ x; a sớm pha hơn x góc 𝜋
𝒙𝟎 x= -A 𝒂>𝟎 x=0 𝒂
- Quỹ đạo chuyển động là đoạn thẳng: L=2A - Quãng đường vật đi được trong 1 chu kì là: S=4A - Quãng đường vật đi được trong nửa chu kì là: S=2A - Công thức liên hệ x và v: - Công thức liên hệ a và v: - Tốc độ trung bình trong 1 chu kì: