Bài giảng Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Chia sẻ: Lý Như Ngọc | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

0
311
lượt xem
48
download

Bài giảng Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời quý thầy cô giáo và các bạn học sinh cùng tham khảo Bài giảng Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen thiết kế bằng Powerpoint chuyên ghiệp giúp nâng cao kĩ năng và kiến thức trong việc soạn bài giảng điện tử giảng dạy và học tập. Bài giảng Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen trình bày bằng Slide rất sống động với các hình ảnh minh họa giúp các em học sinh dễ dàng hiểu được bài giảng và nhanh chóng năm bắt các nội dung chính bài học.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý 12 bài 5: Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số. Phương pháp giản đồ Fre-nen

  1. I. VECTƠ QUAY Mỗi dao động điều hoà luôn được xem là hình chiếu của một chuyển động tròn đều lên một đường kính. x  A cos(t   ) A M0 (t = 0)  Vectơ quay (Vectơ Fresnel) O gốc  Hợp với trục gốc một góc bằng pha đầu   Chiều dài bằng biên độ A  Quay quanh gốc O với vận tốc góc 
  2. I. VECTƠ QUAY Một dao động điều hòa: + M x  A cos( t  ) A được biểu diễn bằng một φ vectơ quay. O x Vectơ quay có: - Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox. - Độ dài bằng biên độ dao động A. - Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu  - Quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 
  3. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: ĐẶT VẤN ĐỀ Đứng yên Dao động Dao động Dao động tổng hợp Một vật có thể thực hiện đồng thời hai hoặc nhiều dao động : dao động tổng hợp Xét một vật thực hiện đồng thời hai dao động cùng phương, cùng tần số x1 = A1cos(ωt + 1 ) và x 2 = A 2 cos(ωt + 2 ) Dao động tổng hợp : x  x 1  x 2  ?
  4. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: Giả sử ta phải tìm phương trình dao động của một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1  A1 cos( t  1 ) x2  A2 cos(t  2 )
  5. Giả sử ta phải tìm phương trình dao động của một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: y x1  A 1 cos( t  1 ) M x 2  A 2 cos( t  2 ) M2 A Ta lần lượt vẽ hai vectơ A2 quay    A 1 ,A 2 A1 M1 biểu diễn hai dao động φ2 thành phần. φ1 φ  x Vẽ vectơ tổng A O    biểu diễn dao động tổng hợp A  A1  A 2
  6. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: Khi vectơ A1, A2 cùng quay y M ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc ω. M2 Thì tứ giác OM1MM2 không A biến dạng. A2 . Tức là độ dài OM không đổi A1 M1 và quay quanh O với cùng tốc φ2 độ góc ω. φ1 φ x Như vậy OM là vectơ quay O biểu diễn dao động tổng hợp.
  7. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: y M Vậy: Dao động tổng hợp của M2 hai dao động điều hòa A cùng phương , cùng tần A2 . số là một dao động điều A1 M1 hòa cùng phương, cùng φ2 tần số với hai dao động φ1 φ x O đó.
  8. 2. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:  Biên độ y Q M 2 2 2 A  A  A  2A 1A 2 cos(OM 1M) 1 2 M2 y2 mà OM 1M  1800  M 2OM 1 A . A2  cos(OM 1M)   cos(M 2OM 1) y1 A1 M1 φ2 mà M 2OM 1  2  1 φ1 φ x O x2 x1 P  cos(OM 1M)   cos(2  1 ) Vậy : A 2  A 1  A 2  2A 1A 2 cos(2  1 ) 2 2
  9. 2. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: y  Biên độ Q M  Pha ban đầu φ M2 y2 A PM OQ A.si n  t an     A2 . OP OP A.cos y1  y2 y1 A1 M1 tan   φ2 φ x1  x2 φ1 x mà : y1  A1 sin 1 ; x1  A1 cos 1 O x2 x1 P A 1 si n 1  A 2 si n 2  t an   A 1 cos1  A 2 cos2
  10. 3. Aûnh hưởng của độ lệch pha: a) Độ lệch pha: Xét hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1  A 1 cos( t  1 ) (1) ; x 2  A 2 cos( t  2 ) (2)   2  1 gọi là độ lệch pha    2n  : hai dao động cùng pha (n  0,  1,  2,  3,...)    (2n  1) : hai dao động ngược pha     (2n  1) : hai dao động vuông pha 2
  11. b) Aûnh hưởng của độ lệch pha tới biên độ dao động tổng hợp: A A A1 A1 A2 A2 A2 A A1 Hai dao động cùng pha: A  A 1  A 2  Amax Hai dao động ngược pha: A  A 1  A 2  Amin 2 2 Hai dao động vuông pha: A  A 1  A 2 Hai dao động có pha bất kỳ: A 1  A 2  A  A 1  A 2
  12. Vectơ PP : quay Độ lệch pha Kết luận : Tổng hợp Cùng pha dao Biên độ : động Pha ban đầu: Ngược pha Phương pháp Vuông pha giảng đồ Ảnh Fre-nen hưởng của độ Pha bất kỳ lệch pha
  13. I. VECTƠ QUAY Một dao động điều hòa: + M x  A cos( t  ) A được biểu diễn bằng một φ vectơ quay. O x Vectơ quay có: - Gốc tại gốc tọa độ của trục Ox. - Độ dài bằng biên độ dao động A. - Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu  - Quay ngược chiều kim đồng hồ với tốc độ góc 
  14. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: Giả sử ta phải tìm phương trình dao động của một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1  A1 cos( t  1 ) x2  A2 cos(t  2 )
  15. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: (tt) y M Ta lần lượt vẽ hai vectơ quay   A 1 ,A 2 M2 biểu diễn hai dao động x1 ; x2 A  A2 . Vẽ vectơ tổng A biểu diễn dao động tổng hợp A1 M1    φ2 A  1  A 2 A φ1 φ x O Thấy rằng A là vectơ quay biều diễn ptdđ tổng hợp x = x1 + x2 = Acos(ωt + φ)
  16. II. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN: 1. Phương pháp giản đồ Fre-nen: (tt) y M Vậy: Dao động tổng hợp của M2 hai dao động điều hòa A cùng phương , cùng tần A2 . số là một dao động điều A1 M1 hòa cùng phương, cùng φ2 φ1 φ tần số với hai dao động x O đó.
  17. 2. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:  Biên độ 2 2 2 A  A  A  2A 1A 2 cos(2  1 ) 1 2  Pha ban đầu φ A 1 si n 1  A 2 si n 2 t an   A 1 cos1  A 2 cos2
  18. a) Độ lệch pha: Xét hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số: x1  A 1 cos( t  1 ) (1) ; x 2  A 2 cos( t  2 ) (2)   2  1 gọi là độ lệch pha    2n  : hai dao động cùng pha (n  0,  1,  2,  3,...)    (2n  1) : hai dao động ngược pha     (2n  1) : hai dao động vuông pha 2
  19. b) Aûnh hưởng của độ lệch pha tới biên độ dao động tổng hợp: Hai dao động cùng pha:    2n  : (n  0,  1,  2,  3,...) A  A 1  A 2  Amax A A1 A2

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản