Bài giảng Vật lý 12 bài 1: Dao động điều hòa

Chia sẻ: Trần Ngọc Diện | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

131
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là bộ sưu tập hay nhất về bài giảng Dao động điều hòa môn Vật lý 12 phục vụ cho nhu cầu học tập và giảng dạy của học sinh và giáo viên. Tuyển chọn bài giảng hay nhất về dao động điều hòa môn vật lý lớp 12 bao gồm những bài giảng hay nhất được chúng tôi chọn lọc một cách kỹ lưỡng với nội dung đầy đủ, hình thức trình bày đẹp, hiệu ứng sống động giúp cho quý thầy cô và các bạn học sinh có những buổi học thú vị. Hãy cùng tham khảo các bạn nhé!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý 12 bài 1: Dao động điều hòa

TRƢỜNG THPT NGUYỄN VĂN HUYÊN TỔ VẬT LÝ Lớp 12
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
I. DAO ĐỘNG CƠ 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 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.
II.Phƣơng trình dao động điều hòa 1.Ví dụ: - Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc . - Gọi P là hình chiếu của M lên Ox  - Ban đầu vật ở vị trí Mo xác định Mt bởi góc . M0 - Ở thời điểm t, vật ở vị trí M , xác  x định bởi góc (t + ). o P P1 C Tọa độ x = OP của điểm P có phương trình: x  A cos( t   )
1. Chuyển động tròn đều và dao động điều hoà: 12 Mt X’ 9 3 A 6 O C X
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 + ) -A A -A O +A x
3. Phƣơng trình: Phương trình của dao động điều hòa x  A cos( t   ) Trong đĩ x : Li độ dao động (m, cm…): tọa độ của vật ở thời điểm t A: Biên độ dao động, độ lệch cực đại so với VTCB (gốc 0) là xmax ( A > 0) (m, cm…) : Tần số góc (rad/s) ( > 0) t + : Pha dao động (rad) cho biết trạng thái dđ của vật ở thời điểm t. : Pha ban đầu, có thể dương hoặc âm (rad) cho biết trạng thái của vật ở thời điểm t = 0 (ban đầu) || 
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 1 f  T 2. Tần số góc - Trong dao động điều hoà  gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. 2 1  1 2   2f f   T  T T 2 f 
IV. VẬN TỐC VÀ GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 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.
VI. ĐỒ THỊ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA t 0 T/4 T/2 3T/4 T x A 0 -A 0 A x v 0 -A 0 A 0 A a -A2 0 A2 0 -A2 O T/4 T/2 3T/4 T t x  A cos( t   ) -A v A v = x’ = -Asin(t +) O = Acos(t + + /2) t -A a A2 a = x’’ = - 2x O t -A2
amax vmax A Li độ T Vận tốc wt +j (rad) O v-A T t(s) max amax 2 T Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 198765432 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 11 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc Gia tốc cos vmax=A vmin=  0 2 A vmin= 0 2 A amax= Amin=0 amax= -A O A
amax vmax A T O Li độ Vận tốc t  (rad) t(s) T -A 2 vmax amax T Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 1 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 11 2 3 4 5 6 7 8 9 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc Gia tốc cos vmin= 02 vmin= 0 2  A vmax=A  A amax= Amin=0 amax= -A O A
amax vmax A T O Li độ Vận tốc t  (rad) t(s) T -A 2 vmax amax T Gia tốc 3 2 5 3 7 4 9 5 11 6 13 2 2 2 2 2 2 2 sin 1 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 11 2 3 4 5 6 7 8 9 Li độ Đồng hồ Minh họa Vận tốc Gia tốc cos vmax=A vmin= 02 vmin= 0 2  A  A amax= Amin=0 amax= -A O A
*. 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 } +Chu kỳ T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần hay một chu trình II-Phương trình +Tần số f(hz) =1/T là số chu trình thực hiện trong 1(s) Động lực học của dao dộng điều hòa ? Có nghiệm là một Lực kéo về € k hàm điều hòa: Con lắc lò xo x=Acos(ωt+φ)  F  mx"  kx   k  x" 2 x0    Const  m Phương trình Tần số góc Động học
III-Dao động điều hòa ? Dao động có phương trình mà vế phải được mô tả bằng hàm sin hay cosin theo Có phải là dao động thời gian: x=Acos(ωt+φ) với A>0,ω,φ là 3 tuần hoàn không ? hằng số. (ωt+φ): Pha dao động ; φ: Pha ban đầu A=xCĐ =|xCT|>0 : Biên độ dao động Vì: xt=xt+T với T=2π/ω hay f= ω/2π Vậy: Dđđh là dao động +Dùng đồ thị (x,t) dạng sin tuần hoàn +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-Vận tốc và Gia tốc ? Nhận xét ? Li độ : x=Acos(ωt+φ) Vận tốc: v=x’=-ωAcos(ωt+φ+ π/2) Gia tốc: a=x”=v’= -ω2Acos(ωt+φ)=-ω2x Lưu ý : sin(ωt+φ)=cos(ωt+φ+π/2) -cos(ωt+φ)= cos(ωt+φ+π)
V-Lập phương trình dao động điều hòa dựa vào Các yếu tố nào?  x  A cos Điều kiện ban đầu  t  0v  0  cos  0   φ v  0  cos  0  2 l vCĐ aCĐ v A  xCĐ | xCT |   2  x  2 2 Sự kích thích dao 2    độngA Dựa vào tính 2 k tuần hoàn hay đặc tính của hệ dao   2f   động ω T m
VI-Đặc điểm của con lắc lò xo treo thẳng đứng ? +Chu kỳ l (Tại kl  mg  T  2 VTCB) g FCĐ  k ( l  A) 0  A  l +Lực đàn hồi FCT    k ( l  A)  A  l ( Khác với lực kéo về)  l m in  l0  l  A +Chiều dài lò xo  l m ax  l0  l  A  (l m in  l m ax ) lC B   2 +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 !