Vật lí 11

CHÀO MỪNG CẢ LỚP
ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG
Quan sát một số vật dao động trong thực tế sau:

Vậy dao động có đặc điểm gì và được mô tả như thế nào?

CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG

BÀI 1: MÔ TẢ DAO ĐỘNG

NỘI DUNG
BÀI HỌC

1. Khái niệm dao động tự do

2. Dao động điều hòa

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
Chia HS thành 6 đến 8 nhóm, làm việc nhóm lần lượt theo
các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK - tr5).
Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn,
vật nặng và giá đỡ.
a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:
 TN1: Cố định một đầu của lò xo, gắn vật nặng vào đầu còn
lại của lò xo như Hình 1.2a. Kéo vật nặng xuống một đoạn
theo phương thẳng đứng và buông nhẹ.

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
Chia HS thành 6 đến 8 nhóm, làm việc nhóm lần lượt theo
các yêu cầu trong phần Thảo luận 1 (SGK - tr5).
Từ một số dụng cụ đơn giản như: lò xo nhẹ, dây nhẹ không dãn,
vật nặng và giá đỡ.
a) Em hãy thực hiện hai thí nghiệm sau:
 TN2: Cố định một đầu của dây nhẹ không dãn, gắn
vật nặng vào đầu còn lại của dây. Kéo vật nặng để
dây treo lệch một góc xác định và buông nhẹ.

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
1. Khái niệm dao động
b) Quan sát và mô tả chuyển động của các vật, nêu điểm giống nhau
về chuyển động của chúng.

Mô tả chuyển động: con lắc lò
xo và con lắc đơn dao động
xung quanh một vị trí xác định.
Điểm giống:
 Chuyển động có tính lặp lại.
 Chuyển động có giới hạn
trong không gian.

KẾT LUẬN
Dao động cơ học là sự chuyển động
có giới hạn trong không gian của
một vật quanh một vị trí xác định gọi
là vị trí cân bằng.
Quan sát thêm video những
thí nghiệm về dao động

KẾT LUẬN
Dao động mà trạng thái chuyển động
của vật được lặp lại như cũ sau những
khoảng thời gian bằng nhau được gọi
là dao động tuần hoàn.
Nêu một số ví dụ về
dao động tuần hoàn

Ví dụ về dao động tuần hoàn:

Chuyển động của

Chuyển động của

Chuyển động lên xuống

con lắc đơn

con lắc đồng hồ

của lò xo

Hãy nêu một ứng dụng
của dao động tuần hoàn
trong cuộc sống.

Dao động điện từ của dòng điện
sử dụng trong sinh hoạt hàng
ngày

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
2. Dao động tự do
Xét các hệ thực hiện dao động: con lắc lò xo gồm vật nặng được
gắn vào một đầu của lò xo (Hình 1.2a), con lắc đơn gồm vật nặng
được gắn vào đầu một dây không dãn (Hình 1.2b).
Em hãy xác định các lực
tác dụng lên con lắc lò xo
và con lắc đơn.
a)

Hình 1.2

b)

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
2. Dao động tự do
Xét các hệ thực hiện dao động: con lắc lò xo gồm vật nặng được
gắn vào một đầu của lò xo (Hình 1.2a), con lắc đơn gồm vật nặng
được gắn vào đầu một dây không dãn (Hình 1.2b).

Trọng lực

Lực đàn hồi
a)

Hình 1.2

b)

I. KHÁI NIỆM DAO ĐỘNG TỰ DO
2. Dao động tự do
Lực đàn hồi tác dụng lên vật trong con
lắc lò xo và trọng lực tác dụng lên vật
trong con lắc đơn gọi là nội lực của hệ.
Khái niệm của dao động tự do
a)

Hình 1.2

b)

Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng
chỉ của nội lực được gọi là dao động tự
do (dao động riêng).

Nêu một số ví dụ về các vật dao động tự do trong thực tế.

Thuyền nhấp nhô

Chuyển động của

Chuyển động của dây

tại chỗ neo

xích đu

đàn guitar sau khi gảy

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc tọa độ của vật dao động theo thời
gian
 Dụng cụ thí nghiệm:

 Tiến hành thí nghiệm:
Thực hiện thí nghiệm như
hướng dẫn SGK trang 7.

 Tọa độ của vật nặng tại những
thời điểm khác nhau:

 Đồ thị tọa độ - thời gian của
vật dao động trong thí nghiệm:

 Đồ thị tọa độ - thời gian của
vật dao động trong thí nghiệm:
Nhận xét về hình dạng đồ
thị tọa độ - thời gian của vật
dao động trong hình 1.4.

Đồ thị có dạng
hình sin

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
2. Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số dao động
Quan sát vị trí của vật nặng trong hệ con lắc lò xo tại các
thời điểm khác nhau:
Thảo luận và cho biết
thế nào là li độ, biên độ,
chu kì dao động và tần
số dao động.

CÁC KHÁI NIỆM
 Li độ của vật dao động là tọa độ của vật mà gốc
tọa độ được chọn trùng với vị trí cân bằng.
 Biên độ là độ lớn cực đại của li độ.
 Chu kì dao động là khoảng thời gian để vật thực hiện
được một dao động (đơn vị: s)
 Tần số dao động được xác định bởi số dao động mà
vật thực hiện được trong một giây (đơn vị: Hz):

f=

1
T

Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9)
TL5

Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:

a) Có toạ độ dương, âm hoặc
bằng không.
b) Có khoảng cách đến vị trí
cân bằng cực đại.
c) Gần nhau nhất có cùng trạng
thái chuyển động.

Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9)
TL5

Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:

a)
 Điểm G, P có toạ độ dương;
 Điểm E, M, R có tọa độ âm;
 Điểm F, H, N, Q có tọa độ
bằng không.

Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9)
TL5

Quan sát Hình 1.5 và chỉ ra những điểm:

b) Điểm E, G, M, P, R có khoảng cách
đến vị trí cân bằng cực đại.
c) Điểm gần nhau nhất có cùng
trạng thái chuyển động: điểm G và
P; điểm E và M; điểm M và R.

Thảo luận để trả lời các câu hỏi TL5, TL6 (SGK - tr.8,9)
LT6

Một con ong mật đang bay tại chỗ trong không trung (Hình 1.6), đập cánh
với tần số khoảng 300 Hz. Xác định số dao động mà cánh ong mật thực
hiện trong 1 s và chu kì dao động của cánh ong.
Số dao động mà con ong thực hiện:
n = f. t = 300. 1 = 300 (dao động)

Hình 1.6

Chu kì dao động của cánh ong:
1
1 (s)
T=
=
300
f

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
3. Khái niệm dao động điều hòa
Khi lực cản trong quá trình dao động là
không đáng kể, đồ thị tọa độ - thời gian
cũng chính là đồ thị li độ - thời gian.
Khái niệm: Dao động điều hòa là
dao động tuần hoàn mà li độ của
vật dao động là một hàm cosin
(hoặc sin) theo thời gian.

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Pha dao động, độ lệch pha, tần số góc
Pha dao động là một đại lượng đặc trưng cho
trạng thái của vật trong quá trình dao động.

Khi xét hai dao động cùng chu kì
(cùng tần số), ta thường quan tâm
đến độ lệch pha giữa chúng.

Quan sát Hình 1.7, so sánh biên độ và li độ của hai dao động
1 và 2 tại mỗi thời điểm.
Tại thời điểm t = 0, vật 1 đi qua vị trí cân
bằng theo chiều dương của trục toạ độ.
Sau một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t,
vật 2 mới đạt được trạng thái tương tự.
Khái niệm: Độ lệch pha giữa hai dao động điều hòa cùng
chu kì (cùng tần số) được xác định theo công thức:

Thảo luận nhóm đôi tìm hiểu về tần số góc:


Thế nào là tần số góc của dao động? Kí hiệu của tần số góc?



Nêu công thức xác định tần số góc.

 Tần số góc của dao động là đại

 Đối với dao động điều hoà, tần

lượng đặc trưng cho tốc độ biến

số góc có giá trị không đổi và

thiên của pha dao động.

được xác định theo công thức:

 Trong hệ SI, tần số góc có đơn
vị là radian trên giây (rad/s).

∆𝜑 2 𝜋
𝜔=
=
∆𝑡
𝑇

Thảo luận nhóm đôi
TL8

Dựa vào dữ kiện trong câu thảo luận 6, xác định tần số góc
khi ong đập cánh.
Tần số góc khi ong đập cánh:

2𝜋
𝜔=
=2 𝜋 𝑓 =2 𝜋 .300=600 𝜋 (rad/s)
𝑇
Hình 1.6

II. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
5. Vận dụng các đại lượng vật lí đặc trưng để mô tả dao động
điều hòa
Đọc và phân tích Ví dụ 1, Ví dụ 2
trong SGK - tr.11 để hiểu về cách
xác định các đại lượng biên độ, chu
kì, tần số, tần số góc và độ lệch pha
trong dao động điều hòa.

TL9

Xác định độ lệch pha giữa hai dao động trong Hình 1.9
Trong quá trình dao động, vật thứ nhất đi
qua vị trí biên thì vật thứ hai đi qua vị trí
cân bằng. Nghĩa là khoảng thời gian
ngắn nhất để 2 vật có cùng trạng thái
dao động là:
Độ lệch pha giữa hai dao động là:
Hai dao động
vuông pha
với nhau.

LUYỆN TẬP
x

Câu 1: Cho hai dao động điều hòa x1

x1

và x2 quanh vị trí cân bằng O trên trục

t

Ox. Đồ thị li độ theo thời gian của hai
x2

dao động được cho như hình vẽ. Độ
lệch pha giữa hai dao động là
A. 0,5 π

B.

π
3

C.

π
4

D.

7π
12

LUYỆN TẬP
x

Câu 2: Hai dao động điều hòa

(2)

cùng tần số có đồ thị như hình

t

vẽ. Độ lệch pha của dao động (1)
so với dao động (2) là
A. 0,5 2π rad
3
π
C.
rad
4

(1)

B.
D.

π
3
-π
6

rad

rad

LUYỆN TẬP
Câu 3: Theo định nghĩa, dao động điều hoà là:
A. chuyển động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại
như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.
B. chuyển động của một vật dưới tác dụng của một lực không đổi.
C. hình chiếu của chuyển động tròn đều lên một đường thẳng nằm
trong mặt phẳng quỹ đạo.
D. là dao động tuần hoàn mà li độ của vật dao động là một hàm
cosin (hoặc sin) theo thời gian.

LUYỆN TẬP
Câu 4: Đồ thị vận tốc biến thiên theo thời gian được biễu diễn theo
hình vẽ bên. Pha ban đầu và chu kỳ dao động của vật lần lượt là:
v (cm/s)
50
0,2
t(s)
-50

LUYỆN TẬP
Câu 5: Đồ thi biễu diễn hai dao

x (cm)
A

động điều hòa cùng phương,
cùng tần số, cùng biên độ A như
hình vẽ. Hai dao động này luôn

-A

A. Có li độ đối nhau.
B. Cùng qua vị trí cân bằng theo cùng một phương.
C. Có độ lệch pha là 2π.
D. Có biên độ dao động tổng hợp là 2A.

(2)
(1)

t(s)

VẬN DỤNG
Câu 1: Quan sát đồ thị li độ - thời gian của hai vật dao động điều hoà
được thể hiện trong Hình 1.8. Hãy xác định biên độ, chu kì, tần số,
tần số góc của mỗi vật dao động và độ lệch pha giữa hai dao động.

• 2 vật dao động cùng biên độ: A = 10 cm
• 2 vật dao động cùng chu kì: T = 1 s

1
• Tần số dao động của 2 vật: f = T = 1 (Hz)

• Tần số góc của 2 vật là: ω = 2π. f = 2π.1 = 2π (rad/s)
• Trong quá trình dao động, vật 1 đi qua biên dương thì vật 2 đi
qua biên âm. Nghĩa là khoảng thời gian ngắn nhất để 2 vật có
cùng trạng thái dao động là: ∆t =

T
2

Độ lệch pha giữa hai dao động là: ∆φ = 2π
2 vật dao động ngược pha.

∆t

= π (rad)
T

Câu 2: Vẽ phác đồ thị li độ - thời gian của hai dao động điều hòa
trong các trường hợp sau:
a) Cùng biên độ, chu kì của

b) Biên độ của dao động thứ nhất

dao động thứ nhất bằng ba lần

bằng hai lần biên độ của dao động

chu kì của dao động thứ hai.

thứ hai, cùng chu kì, cùng pha.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

Đọc thêm phần
Ôn lại kiến
thức đã học

Hoàn thành

mối liên hệ giữa

bài tập còn lại

dao động điều

trong SGK

hòa và chuyển
động tròn đều

Chuẩn bị bài sau
- Bài 2. Phương
trình dao động
điều hòa

CẢM ƠN CÁC EM
ĐÃ LẮNG NGHE BÀI GIẢNG!