CHÀO CÁC EM !
Chuyên đề 1:
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
GV: NGÔ VĂN SƠN
TRƯỜNG: THPT SÔNG ĐỐC
TỈNH: CÀ MAU
Các ví dụ về vật dao động
A. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. Dao động cơ:
Dao động: là chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng (VTCB) của vật.
Dao động tuần hoàn: là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.
Dao động điều hòa: Là dao động tuần hoàn mà phương trình dao động là một hàm cosin hay sin của thời gian.
Một vật chuyển động ntn thì được gọi là dao động ?
Dao động ntn thì được gọi là dao động tuần hoàn ?
Dao động ntn là dao động điều hòa ?
II. Phương trình của dao động điều hòa:
 
 
Kể tên các đại lượng trong phương trình dao động điều hòa ?
 
- Biên độ: A = 4 cm
- Tần số góc ω = π rad
- Tần số: f = ω/2π = 0,5 Hz
- Chu kỳ: T = 2π/ω = 1/f = 2 s
- Pha ban đầu: φ = - π/6 rad
 
Phương trình dao động được viết lại
a. Biên độ dao động: A = 5 cm
Pha ban đầu: φ = π rad
b. Gốc thời gian là lúc t = 0, ta có:
Vậy gốc thời gian (t = 0) là lúc vật ở vị trí biên âm.
II. Phương trình của dao động điều hòa:
 
III. Chu kì – Tần số - Tần số góc của DĐĐH
 
 
3. Tần số góc:  (rad/s)
Nhắc lại khái niệm chu kỳ và tần số của một vật chuyển động tròn đều ?
IV. Vận tốc – Gia tốc của vật DĐĐH
 
a. Vận tốc cực đại: v0 = ωA = 2π.A = 10π cm/s
Gia tốc cực đại: amax = ω2.A = 4π2.5 = 200 cm/s2
b. Vận tốc của vật tại thời điểm t = 1/6 s là:
Gia tốc của vật tại thời điểm t = 1/6 s là:
*. Mối liên hệ giữa Li độ - Vận tốc – Gia tốc của vật DĐĐH
 
 
B. CON LẮC LÒ XO
Con lắc lò xo nằm ngang và con lắc lò xo thẳng đứng
I. CON LẮC LÒ XO
Con lắc ở vị trí cân bằng O
Con lắc ở vị trí có li độ x
Con lắc dao động
ĐN: Con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m gắn vào một đầu của lò xo có độ cứng k, đầu còn lại của lò xo cố định.
Khi con lắc ở vị trí cân bằng thì nó chịu tác dụng của bao nhiêu lực ?
Khi vật m ở vị trí có li độ x thì nó chịu tác dụng của bao nhiêu lực ?
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC
1. Phương trình dao động của con lắc lò xo:
Viết phương trình II Newton khi con lắc chịu tác dụng của các lực trên ?
- Phương trình (*) là pt vi phân bậc 2 và có nghiệm là phương trình:
x = Acos(t + )
- Vậy dao động của con lắc lò xo dao động điều hòa
2. Chu kỳ và tần số của con lắc:
3. Lực kéo về:
Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ, là lực gây ra gia tốc cho vật dao động.
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG
2. Thế năng:
1. Động năng:
Lực như thế nào được gọi là lực kéo về ?
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG
3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng:
a. Cơ năng của con lắc lò xo bằng tổng động năng và thế năng của con lắc
b. Khi không có ma sát:
- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.
- Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc được bảo toàn.
Cơ năng của vật được bảo toàn khi nào ?
VẬN DỤNG
Bài 4: Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng k = 40 N/m. Khi vật m của con lắc đi qua vị trí có li độ x = - 2cm thì thế năng của con lắc là bao nhiêu?
A. – 0,016 J B. – 0,008 J
C. 0,016 J D. 0,008 J
- Hướng dẫn: Áp dụng công thức
- Chú ý: x đề cho đơn vị là cm phải đổi ra đơn vị m
VẬN DỤNG
Bài 5. Một con lắc lò xo gồm một khối lượng m = 0,4 kg và một lò xo có độ cứng k = 80 N/m. Con lắc dao động điều hòa với biên độ bằng 0,1 m. Hỏi tốc độ của con lắc khi qua vị trí cân bằng?
A. 0 m/s B. 1,4 m/s
C. 2,0 m/s D. 3,4 m/s
- Tốc độ của con lắc qua vị trí cân bằng là tốc độ cực đại, ta có:
vmax = ωA
I. ĐỊNH NGHĨA
C. CON LẮC ĐƠN
- Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều di l.
Cấu tạo của con lắc đơn gồm những gì ?
I. ĐỊNH NGHĨA
C. CON LẮC ĐƠN
- VTCB của con lắc là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng, vật nặng m ở vị trí thấp nhất (thế năng cực tiểu)
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC
C. CON LẮC ĐƠN
- Tại thời điểm t vật ở vị trí M, xác định bởi li độ góc  .
- Theo định luật II Niutơn
- Theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo ta có:
1. Phương trình dao động của con lắc đơn:
Ở vị trí cân bằng con lắc chịu tác dụng của bao nhiêu lực và các lực này ntn với nhau ?
Khi con lắc có li độ α thì pt II Newton được viết ntn ?
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC
C. CON LẮC ĐƠN
- Do góc α nhỏ nên ta có:
- Phương trình trên là pt vi phân bậc 2 và có nghiệm là phương trình dao động điều hòa:
1. Phương trình dao động của con lắc đơn:
C. CON LẮC ĐƠN
- Đồ thị dao động của con lắc theo thời gian – đồ thị có dạng hình sin:
C. CON LẮC ĐƠN
II. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC VỀ MẶT ĐỘNG LỰC HỌC
2. Chu kỳ, tần số của con lắc đơn:
C. CON LẮC ĐƠN
1. Động năng :
2. Thế năng:
3. Cơ năng:
Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng
Nếu bỏ qua mọi masát thì cơ năng của con lắc(bao gồm động năng và thế năng của vật) được bảo toàn.
III. KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC VỀ MẶT NĂNG LƯỢNG
VẬN DỤNG
Hãy chọn câu đúng.
Câu 6 :
Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi :
A. Thay đổi chiều dài của con lắc
B. Thay đổi gia tốc trọng trường
C. Tăng biên độ góc
D. Thay đổi khối lượng của con lắc
VẬN DỤNG
Chọn câu đúng :
A. Dao động của con lắc đơn luôn luôn là một dao động điều hoà.
C. Trong các dao động nhỏ tần số của con lắc đơn tỷ lệ với căn bậc hai của chiều dài của nó.
D. Trong các dao động nhỏ chu kỳ của con lắc đơn tỷ lệ với căn bậc hai của chiều dài của nó.
B. Trong các dao động nhỏ chu kỳ của con lắc đơn tăng theo biên độ của dao động .
Câu 7 :
VẬN DỤNG
Câu 8 :
Chọn câu trả lời đúng
A. 9,7 m/s2
D. 10,27 m/s2
C. 9,86 m/s2
B. 10 m/s2
HẸN GẶP LẠI
GV: NGÔ VĂN SƠN
TẠM BIỆT