bai giang vat li lop 12 chu de giao dong dieu hoa con lac lo xo con lac don 1585

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 lặ[.]

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

- vị trí P so với VTCB O gọi là li độ x và được xác

định: 𝑥 = 𝐴 cos 𝜔𝑡 + 𝜑

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.

II Phương trình của dao động điều hòa

2 Định nghĩa dao động điều hòa

3 Phương trình dao động điều hòa có dạng

Biên độ: A=

Pha dao động: 𝜔𝑡 + 𝜑 = Pha ban đầu: 𝜑 =

Tần số góc: 𝜔 =

𝒙 = 𝑨 𝐜𝐨𝐬(𝝎𝒕 + 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

-Tần số (f) là số dao động toàn phần thực hiệnđược trong một giây Đơn vị là Héc (Hz):

T

f = 1

IV Vận tốc và Gia tốc của vật dđđh

- Gia tốc có độ lớn cực đại ở 2 biên:

𝒂𝒎𝒂𝒙 = 𝝎𝟐𝑨

- 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

VTCB

x=+A x= -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:

) cos(  + 

O O

O A

-A

A

-A

-A2A2

Phần B- CON LẮC LÒ XO

1 Chọn trục ox: song song

với trục lò xo Chiều (+) là

chiều tăng độ dài lò xo

F    

= +

k

a = −

Mà: 𝑎 = −𝜔2 𝑥

V =0 A

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

A O

4 Đối với con lắc lò xo thẳng đứng:

- VTCB là vị trí vật đứng yên

- Độ giãn của lò xo khi ở VTCB là:

- Chiều dài của lò xo khi ở VTCB là: 𝑙𝑐𝑏 = 𝑙0 + ∆𝑙

Với 𝑙0 là chiều dài tự nhiên của lò xo

- Chiều dài cực đại: 𝑙𝑚𝑎𝑥 = 𝑙0 + ∆𝑙 + A

- Chiều dài cực tiểu: 𝑙𝑚𝑖𝑛 = 𝑙0 + ∆𝑙 - A

- Vì: Nên:

- Chu kì và tần số của con lắc lò xo thẳng đứng:

- Lực kéo về(lực hồi phục) luôn hướng về VTCB.

- Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ và gây

III Khảo sát con lắc lò xo về năng lượng:

• Tại 2 biên: x=±A thì 𝑾𝒕 𝒎𝒂𝒙 = 𝟏

𝟐 𝐤 𝑨𝟐=W

2 Thế năng đàn hồi CLLX:

22

1

kx

W t = W t (J); k(N/m); x(m)

• Tại VTCB: x=0 thì 𝑾𝒕 = 𝟎

3 Cơ năng:

4 Nhận xét:

- Cơ năng con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động

và được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát.

- Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên tuần

hoàn với chu kì T/2, tần số 2f.

Phần C- Con lắc đơn

I – Thế nào là con lắc đơn?

1 Con lắc đơn: gồm vật nhỏkhối lượng m, treo ở đầu sợi dâykhông giãn có khối lượng khôngđáng kể

2 VTCB: là vị trí dây treo thẳngđứng

- Kéo nhẹ quả cầu cho dây lệchkhỏi VTCB góc nhỏ rồi thả, conlắc dao động quanh VTCB

VTCB

- Góc lệch cực đại 𝛼0 gọi là biên độ góc (rad)

- Biên độ cong cực đại gọi là 𝑆0 : 𝑆0 = 𝛼0 𝑙

3 Chu kì, tần số, tần số góc của con lắc đơn

- Con lắc đơn dao động điều hòa khi góc 𝛼 𝑛ℎỏ

- Phương trình dđđh của con lắc đơn:

𝑠 = 𝑠0 cos(𝜔𝑡 + 𝜑) (cm)

+ theo li độ cong:

+ theo li độ góc: 𝛼 = 𝛼0 cos(𝜔𝑡 + 𝜑) (Rad)

- Chu kì, tần số, tần số góc của con lắc đơn:

l: chiều dài con lắc (m)

g: gia tốc trọng trường

Chú ý: Chu kì con lắc đơn tỉ lệ với căn bậc 2 chiều dài con lắc

2 động năng

W đ (J); m(kg); v(m/s)

Vận tốc của vật tại vị trí góc 𝛼 :

3 Cơ năng:

𝛼0 𝑟𝑎𝑑 biên độ góc

Bỏ qua ma sát, cơ năng bảo toàn

Khi góc 𝛼 nhỏ:

4 ứng dụng con lắc đơn.

- Trong địa chất, con lắc đơn (con lắc vật lý) đo giatốc trọng trường g