KNTT - Bài 2. Mô tả dao động điều hòa

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Lê Mai Sáng
Ngày gửi: 15h:20' 27-09-2026
Dung lượng: 8.3 MB
Số lượt tải: 1
Nguồn:
Người gửi: Lê Mai Sáng
Ngày gửi: 15h:20' 27-09-2026
Dung lượng: 8.3 MB
Số lượt tải: 1
Số lượt thích:
0 người
CHÀO MỪNG CÁC EM
ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!
KHỞI ĐỘNG
Để vẽ được đồ thị hoặc viết phương
trình của một dao động điều hòa
cần biết những đại lượng vật lí nào?
BÀI 2:
MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
NỘI DUNG BÀI HỌC
01
02
Các đại lượng đặc trưng của dao động
điều hòa
Pha ban đầu. Độ lệch pha
01
CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Từ đồ thị và phương trình li độ - thời gian của dao động điều
hòa, hãy hình thành khái niệm biên độ, chu kì, tần số, tần số
góc trong dao động điều hòa.
Phương trình của dao
động điều hòa
Đồ thị dao động điều hòa
Các đại lượng dùng để mô tả dao động điều hòa
x
A
T
f
𝜔
Cứ sau mỗi chu kì thì dao động của vật lặp lại như cũ. Như
vậy, theo phương trình dao động, ta có:
ChuAkì T:
làđộ
khoảng
thời gian để vật thực
Li độ x là độBiên
dịch chuyển
độ
là
dịch
Tần số f: là số dao động mà vật thực hiện được
𝑥=𝐴𝑐𝑜𝑠[𝜔(𝑡+𝑇)]=𝐴𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)
hiện
được
một
dao
động, kí hiệu là T.
từ vị trí cân bằng
đếncực
vị trí
chuyển
đại
của
vật
tính
trong một giây, kí hiệu là f.
Theo tính chất của hàm cosin ta suy ra:
vị của chu kì dao động là giây (kí
của vật tại thờitừđiểm
Ta
vị trí t.Đơn
câncó:
bằng.
𝜔𝑇=2
𝜋 hay
=2là
𝜋/1/s,
𝑇 (rad/s)
Đơn
vị s).
của
tần𝜔số
gọi là héc (kí hiệu là Hz).
hiệu
là
Đại lượng 𝜔 được gọi là tần số góc.
A
T
f
𝜔
Không phụ thuộc vào thời điểm
quan sát
Trong dao động điều hòa của mỗi vật thì bốn đại lượng: biên độ, chu kì,
tần số và tần số góc là những đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa.
Câu hỏi (SGK – tr10)
Hãy xác định:
• Biên độ, chu kì, tần số
của dao động.
• Nêu thời điểm mà vật
có li độ x = 0; x = 0,1m.
• Tần số góc của dao
động của vật.
Thẻ 1
Biên độ, chu kì, tần số của dao động:
A = 0,2m; T = 0,4s; f = 2,5Hz.
Thẻ 2
Các thời điểm vật có li độ x = 0 là:
0; 0,2s; 0,4s; 0,6s.
Thẻ 3
Các thời điểm vật có li độ x = 0,1m là
t = ,với k = 1, 2,…
Thẻ 4
Tần số góc dao động của vật: (rad/s)
02
PHA BAN ĐẦU. ĐỘ LỆCH PHA
1. Pha ban đầu
Quan sát hình 2.2, hãy nêu phương trình dao động điều hòa
tương ứng với đồ thị hình 2.2
Các phương trình dao động
tương ứng với đồ thị hình 2.2
có pha ban đầu lần lượt là:
với
với
Pha ban đầu cho biết tại thời điểm
PHA BAN ĐẦU
bắt đầu quan sát, vật dao động điều
hòa ở đâu và sẽ đi về phía nào.
Nó có giá trị nằm trong khoảng từ
đến (rad).
Câu hỏi (SGK – tr11)
Hãy xác định:
• Biên độ, chu kì, tần số của
dao động.
• Nêu thời điểm mà vật có li
độ x = 0; x = 0,1m.
TRẢ LỜI
• Trên hình 2.3 SGK, tại thời điểm ban
đầu, con lắc đang ở vị trí biên âm x = -A
và đang dịch chuyển về vị trí cân bằng.
• Pha ban đầu của dao động .
2. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA HAI DAO ĐỘNG
CÙNG CHU KÌ
Hình 2.2 còn cho thấy tại
bất kì thời điểm nào thì
độ lệch pha giữa hai dao
động trên cũng bằng
Dựa vào hình 2.4 về hai dao động đồng pha và ngược pha.
Hãy tìm hiểu độ lệch pha giữa hai dao động chu kì.
Trong khoa học và trong kĩ thuật, độ lệch pha quan trọng hơn pha, vì
nó là đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào thời điểm quan sát.
• Nếu thì dao động 1 sớm pha hơn dao động 2.
• Nếu thì dao động 1 trễ pha hơn dao động 2.
• Nếu thì dao động 2 cùng (đồng) pha với dao động 2.
• Nếu thì dao động 1 ngược pha với dao động 2.
Câu hỏi (SGK – tr12)
Hai con lắc 1 và 2 dao động
điều hòa cùng tần số, tại cùng
thời điểm quan sát vị trí của
chúng được biểu diễn trên Hình
2.5 a,b. Hỏi dao động của con
lắc nào sớm pha hơn và sớm
hơn bao nhiêu?
TRẢ LỜI
• Dao động của con lắc 2 sớm pha
hơn dao động của con lắc 1 là
Câu hỏi 1 : Một chất điểm dao động điều hòa có chu kì T = 1s. Tần số
góc của dao động là:
A. (rad/s)
B. (rad/s)
C. 1 (rad/s)
D. 2 (rad/s)
Câu hỏi 2: Một chất điểm dao động điều hòa có tần số góc (rad/s).
Tần số của dao động là:
A. 5 Hz
C. 20 Hz
B. 10 Hz
D. Hz
Câu hỏi 3: Một chất điểm dao động điều hòa trong thời gian 1 phút
vật thực hiện được 30 dao động. Chu kì dao động của vật là
A. 2 s
B. 30 s
C. 0,5s
D. 1 s
Câu hỏi 4 : Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ theo
thời gian là: ) (cm). Tần số của dao động là:
A. 10 Hz
B. 20 Hz
C. Hz
D. 5 Hz
Câu hỏi 5: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ
theo thời gian là ) (cm). Chu kì của dao động bằng:
A. 4 s
C. 0,25 cm
B. 2 s
D. 0,5 s
LUYỆN TẬP
Câu 1 (SGK – tr12):
Đồ thị li độ - thời gian của một vật dao
động điều hòa được mô tả trên Hình 2.6.
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần
số góc, pha ban đầu và viết phương
trình của dao động,
b) Xác định pha của dao động tại thời
điểm t = 2,5s.
HOẠT ĐỘNG
TRẢ LỜI
a) Từ đồ thị, ta xác định được:
Biên độ A = 20 cm; chu kì T = 2,0 s; tần số f = 0,5 Hz
Áp dụng công thức: (rad/s).
Khi t = 0, (rad).
Do đó phương trình dao động của vật được viết:
(cm).
b) Từ phương trình dao động, ta có: thay t = 2,5 s vào ta
được (rad).
Câu 2 (SGK – tr12):
Hai vật A và B dao động điều hòa với cùng tần số những lệch pha nhau. Đồ thị li độ
- thời gian như trên Hình 2.7.
a) Xác định li độ của vật B khi vật A có li độ cực đại.
b) Xác định li độ của vật A khi vật B có li độ cực đại.
c) Hãy cho biết vật A hay vật B đạt tới li độ cực đại trước.
d) Xác định độ lệch pha giữa dao động của vật A so với dao động của vật B.
TRẢ LỜI
Từ đồ thị, cho thấy:
a) Khi vật A có li độ cực đại thì vật B có li độ xB = 0.
b) Khi vật B có li độ cực đại thì vật A có li độ xA = 0.
c) Vật B có li độ cực đại trước vật A.
d) Dao động của vật A sớm pha so với dao động
của vật B.
Câu 1 (SGK – tr13):
VẬN DỤNG
Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm, tần số 5 Hz. Tại thời điểm ban đầu
(t = 0), vật ở vị trí biên (x = 10cm).
Xác định chu kì, tần số góc, pha ban đầu của dao động.
Viết phương trình và vẽ đồ thị (x – t) của dao động.
Câu 2 (SGK – tr13):
Cho hai con lắc đơn dao động điều hòa. Biết phương trình dao động của con lắc
thứ nhất là (cm). Con lắc thứ hai có cùng biên độ và tần số nhưng lệch về thời
gian so với con lắc thứ nhất một phần tư chu kì. Viết phương trình dao động của
con lắc thức hai.
Trả lời
Câu 1 (SGK – tr13):
• Chu kì T = 0,2 s; tần số góc (rad/s); pha ban
đầu .
• Phương trình dao động:
(cm)
• Đồ thị (x – t) như Hình 2.1.
Câu 2 (SGK – tr13):
Phương trình dao động của con lắc thứ hai là:
(cm) hoặc (cm).
Câu hỏi (SGK – tr13)
Câu 1 (SGK – tr13): Đại lượng nào dưới đây đặc
trưng cho độ lệch về thời gian giữa hai dao động
điều hòa cùng chu kì?
A. Li độ
B. Pha
C. Pha ban đầu
D. Độ lệch pha
Câu hỏi (SGK – tr13)
Câu 2 (SGK – tr13): Hãy chứng minh rằng độ lệch pha giữa
hai dao động điều hòa cùng tần số là đại lượng không đổi và
bằng độ lệch pha ban đầu.
Ở thời điểm to, độ lệch pha của hai dao động là:
.
Ở thời điểm t, độ lệch pha của hai dao động là:
.
Như vậy, độ lệch pha của hai dao động luôn không đổi và
bằng độ lệch pha ban đầu.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
02
01
Xem
lại
kiến
Hoàn
thành
03
các
thức đã học ở
bài tập trong Sách
bài 2
bài tập Vật lí 11
Xem trước nội dung
Bài 3. Vận tốc, gia
tốc
trong
động điều hòa.
dao
CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý
LẮNG NGHE, HẸN GẶP LẠI!
ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!
KHỞI ĐỘNG
Để vẽ được đồ thị hoặc viết phương
trình của một dao động điều hòa
cần biết những đại lượng vật lí nào?
BÀI 2:
MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
NỘI DUNG BÀI HỌC
01
02
Các đại lượng đặc trưng của dao động
điều hòa
Pha ban đầu. Độ lệch pha
01
CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Từ đồ thị và phương trình li độ - thời gian của dao động điều
hòa, hãy hình thành khái niệm biên độ, chu kì, tần số, tần số
góc trong dao động điều hòa.
Phương trình của dao
động điều hòa
Đồ thị dao động điều hòa
Các đại lượng dùng để mô tả dao động điều hòa
x
A
T
f
𝜔
Cứ sau mỗi chu kì thì dao động của vật lặp lại như cũ. Như
vậy, theo phương trình dao động, ta có:
ChuAkì T:
làđộ
khoảng
thời gian để vật thực
Li độ x là độBiên
dịch chuyển
độ
là
dịch
Tần số f: là số dao động mà vật thực hiện được
𝑥=𝐴𝑐𝑜𝑠[𝜔(𝑡+𝑇)]=𝐴𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)
hiện
được
một
dao
động, kí hiệu là T.
từ vị trí cân bằng
đếncực
vị trí
chuyển
đại
của
vật
tính
trong một giây, kí hiệu là f.
Theo tính chất của hàm cosin ta suy ra:
vị của chu kì dao động là giây (kí
của vật tại thờitừđiểm
Ta
vị trí t.Đơn
câncó:
bằng.
𝜔𝑇=2
𝜋 hay
=2là
𝜋/1/s,
𝑇 (rad/s)
Đơn
vị s).
của
tần𝜔số
gọi là héc (kí hiệu là Hz).
hiệu
là
Đại lượng 𝜔 được gọi là tần số góc.
A
T
f
𝜔
Không phụ thuộc vào thời điểm
quan sát
Trong dao động điều hòa của mỗi vật thì bốn đại lượng: biên độ, chu kì,
tần số và tần số góc là những đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa.
Câu hỏi (SGK – tr10)
Hãy xác định:
• Biên độ, chu kì, tần số
của dao động.
• Nêu thời điểm mà vật
có li độ x = 0; x = 0,1m.
• Tần số góc của dao
động của vật.
Thẻ 1
Biên độ, chu kì, tần số của dao động:
A = 0,2m; T = 0,4s; f = 2,5Hz.
Thẻ 2
Các thời điểm vật có li độ x = 0 là:
0; 0,2s; 0,4s; 0,6s.
Thẻ 3
Các thời điểm vật có li độ x = 0,1m là
t = ,với k = 1, 2,…
Thẻ 4
Tần số góc dao động của vật: (rad/s)
02
PHA BAN ĐẦU. ĐỘ LỆCH PHA
1. Pha ban đầu
Quan sát hình 2.2, hãy nêu phương trình dao động điều hòa
tương ứng với đồ thị hình 2.2
Các phương trình dao động
tương ứng với đồ thị hình 2.2
có pha ban đầu lần lượt là:
với
với
Pha ban đầu cho biết tại thời điểm
PHA BAN ĐẦU
bắt đầu quan sát, vật dao động điều
hòa ở đâu và sẽ đi về phía nào.
Nó có giá trị nằm trong khoảng từ
đến (rad).
Câu hỏi (SGK – tr11)
Hãy xác định:
• Biên độ, chu kì, tần số của
dao động.
• Nêu thời điểm mà vật có li
độ x = 0; x = 0,1m.
TRẢ LỜI
• Trên hình 2.3 SGK, tại thời điểm ban
đầu, con lắc đang ở vị trí biên âm x = -A
và đang dịch chuyển về vị trí cân bằng.
• Pha ban đầu của dao động .
2. ĐỘ LỆCH PHA GIỮA HAI DAO ĐỘNG
CÙNG CHU KÌ
Hình 2.2 còn cho thấy tại
bất kì thời điểm nào thì
độ lệch pha giữa hai dao
động trên cũng bằng
Dựa vào hình 2.4 về hai dao động đồng pha và ngược pha.
Hãy tìm hiểu độ lệch pha giữa hai dao động chu kì.
Trong khoa học và trong kĩ thuật, độ lệch pha quan trọng hơn pha, vì
nó là đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào thời điểm quan sát.
• Nếu thì dao động 1 sớm pha hơn dao động 2.
• Nếu thì dao động 1 trễ pha hơn dao động 2.
• Nếu thì dao động 2 cùng (đồng) pha với dao động 2.
• Nếu thì dao động 1 ngược pha với dao động 2.
Câu hỏi (SGK – tr12)
Hai con lắc 1 và 2 dao động
điều hòa cùng tần số, tại cùng
thời điểm quan sát vị trí của
chúng được biểu diễn trên Hình
2.5 a,b. Hỏi dao động của con
lắc nào sớm pha hơn và sớm
hơn bao nhiêu?
TRẢ LỜI
• Dao động của con lắc 2 sớm pha
hơn dao động của con lắc 1 là
Câu hỏi 1 : Một chất điểm dao động điều hòa có chu kì T = 1s. Tần số
góc của dao động là:
A. (rad/s)
B. (rad/s)
C. 1 (rad/s)
D. 2 (rad/s)
Câu hỏi 2: Một chất điểm dao động điều hòa có tần số góc (rad/s).
Tần số của dao động là:
A. 5 Hz
C. 20 Hz
B. 10 Hz
D. Hz
Câu hỏi 3: Một chất điểm dao động điều hòa trong thời gian 1 phút
vật thực hiện được 30 dao động. Chu kì dao động của vật là
A. 2 s
B. 30 s
C. 0,5s
D. 1 s
Câu hỏi 4 : Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ theo
thời gian là: ) (cm). Tần số của dao động là:
A. 10 Hz
B. 20 Hz
C. Hz
D. 5 Hz
Câu hỏi 5: Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình li độ
theo thời gian là ) (cm). Chu kì của dao động bằng:
A. 4 s
C. 0,25 cm
B. 2 s
D. 0,5 s
LUYỆN TẬP
Câu 1 (SGK – tr12):
Đồ thị li độ - thời gian của một vật dao
động điều hòa được mô tả trên Hình 2.6.
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần
số góc, pha ban đầu và viết phương
trình của dao động,
b) Xác định pha của dao động tại thời
điểm t = 2,5s.
HOẠT ĐỘNG
TRẢ LỜI
a) Từ đồ thị, ta xác định được:
Biên độ A = 20 cm; chu kì T = 2,0 s; tần số f = 0,5 Hz
Áp dụng công thức: (rad/s).
Khi t = 0, (rad).
Do đó phương trình dao động của vật được viết:
(cm).
b) Từ phương trình dao động, ta có: thay t = 2,5 s vào ta
được (rad).
Câu 2 (SGK – tr12):
Hai vật A và B dao động điều hòa với cùng tần số những lệch pha nhau. Đồ thị li độ
- thời gian như trên Hình 2.7.
a) Xác định li độ của vật B khi vật A có li độ cực đại.
b) Xác định li độ của vật A khi vật B có li độ cực đại.
c) Hãy cho biết vật A hay vật B đạt tới li độ cực đại trước.
d) Xác định độ lệch pha giữa dao động của vật A so với dao động của vật B.
TRẢ LỜI
Từ đồ thị, cho thấy:
a) Khi vật A có li độ cực đại thì vật B có li độ xB = 0.
b) Khi vật B có li độ cực đại thì vật A có li độ xA = 0.
c) Vật B có li độ cực đại trước vật A.
d) Dao động của vật A sớm pha so với dao động
của vật B.
Câu 1 (SGK – tr13):
VẬN DỤNG
Một vật dao động điều hòa với biên độ 10 cm, tần số 5 Hz. Tại thời điểm ban đầu
(t = 0), vật ở vị trí biên (x = 10cm).
Xác định chu kì, tần số góc, pha ban đầu của dao động.
Viết phương trình và vẽ đồ thị (x – t) của dao động.
Câu 2 (SGK – tr13):
Cho hai con lắc đơn dao động điều hòa. Biết phương trình dao động của con lắc
thứ nhất là (cm). Con lắc thứ hai có cùng biên độ và tần số nhưng lệch về thời
gian so với con lắc thứ nhất một phần tư chu kì. Viết phương trình dao động của
con lắc thức hai.
Trả lời
Câu 1 (SGK – tr13):
• Chu kì T = 0,2 s; tần số góc (rad/s); pha ban
đầu .
• Phương trình dao động:
(cm)
• Đồ thị (x – t) như Hình 2.1.
Câu 2 (SGK – tr13):
Phương trình dao động của con lắc thứ hai là:
(cm) hoặc (cm).
Câu hỏi (SGK – tr13)
Câu 1 (SGK – tr13): Đại lượng nào dưới đây đặc
trưng cho độ lệch về thời gian giữa hai dao động
điều hòa cùng chu kì?
A. Li độ
B. Pha
C. Pha ban đầu
D. Độ lệch pha
Câu hỏi (SGK – tr13)
Câu 2 (SGK – tr13): Hãy chứng minh rằng độ lệch pha giữa
hai dao động điều hòa cùng tần số là đại lượng không đổi và
bằng độ lệch pha ban đầu.
Ở thời điểm to, độ lệch pha của hai dao động là:
.
Ở thời điểm t, độ lệch pha của hai dao động là:
.
Như vậy, độ lệch pha của hai dao động luôn không đổi và
bằng độ lệch pha ban đầu.
HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
02
01
Xem
lại
kiến
Hoàn
thành
03
các
thức đã học ở
bài tập trong Sách
bài 2
bài tập Vật lí 11
Xem trước nội dung
Bài 3. Vận tốc, gia
tốc
trong
động điều hòa.
dao
CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý
LẮNG NGHE, HẸN GẶP LẠI!
 







Các ý kiến mới nhất