Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 1: Dao động điều hòa - Trường THPT Nghi Lộc 4

Bài 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 
Bài 2. CON LẮC LÒ XO 
Bài 3 . CON LẮC ĐƠN 
Bài 4 . DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC 
Bài 5 . TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 
DAO ĐỘNG CƠ 
DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN 
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 
- Dạng phương trình 
- Các đại lượng, thông số (tham số) 
ĐỒ THỊ 
- Đồ thị x-t 
- Đồ thị v- t 
- Đồ thị a-t 
- Xác định pha ban đầu 
Gia tốc trong dao động điều hòa 
Vận tốc trong dao động điều hòa 
I. D ao động cơ (Dao động) 
1. Thế nào là dao đ ộng c ơ ? 
Là chuyển đ ộng có giới hạn trong không gian, lặp đ i lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng (VTCB). 
2. Dao đ ộng tuần hoàn 
l à dao đ ộng mà cứ sau những khoảng thời gian nhỏ nhất bằng nhau (chu kỳ T) vật trở lại vị trí cũ, h ư ớng cũ. 
P 2 
P 1 
II. D ao động điều hòa. Phương trình của d ao động điều hòa 
1 . Ví dụ 
3. Phương trình dđđh: x = Acos(  t + ) 
x : l i đ ộ (cm, m ). 
A : Biên đ ộ d đ là li độ cực đại. ( | x max | = A > 0); L= 2A = P 1 P 2 : quỹ đạo cđ (cm, m, ) 
: Tần số góc (rad/s) 
( t + ) là p ha d đ (rad): cho biết trạng thái dđ của vật ở thời điểm t. 
 là p ha ban đ ầu: cho biết trạng thái dđ của vật ở thời điểm t 0 = 0. 
*Lưu ý: Chiều dương >0. 
2. Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được mô tả bằng định luật dạng cosin (hay sin) đối với thời gian . 
 x = Acos(  t + ) 
x 
o 
y 
M 0 
 φ 
M t 
 t 
P 0 
P 
P 1 
P 2 
4. Chú ý 
1. Chu kì và tần số 
- Chu kì (T) là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. Đơn vị là (s) 
- Tần số (f) là số dđ toàn phần thực hiện được trong một giây. Đơn vị là Héc (Hz): 
2. Tần số góc 
- Trong dao động điều hoà  gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s. 
III. Chu kì . Tần số. Tần số góc của dđđh 
I V . Vận tốc và gia tốc của vật dđđh 
1. Vận tốc 
=> x=0 vật ở VTCB 
=> x=±A vật ở vị trí biên dao động 
* Lưu ý : Khi CĐ về VTCB thì vật CĐ nhanh dần, CĐ ra biên thì vật CĐ chậm dần. 
Vận tốc biến thiên điều hòa cùng chu kỳ, tần số, sớm pha /2 so với li độ. 
2. Gia tốc (a) 
a = v' = x’’ = -  2 Acos(  t + ) = -  2 x. 
|a max | =  2 A khi x = A; a min = 0 khi x = 0 hợp lực F = 0 . 
Nhận xét : 
- Gia tốc biến thiên điều hòa, cùng tần số và ngược pha với li độ, sớm pha hơn vận tốc góc π /2. 
- Véctơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng luôn ngược dấu với li độ. 
* Công thức độc lập với thời gian: 
t 
0 
x 
T 
t	 0 T/4 T/2 3T/4	 T 
x	 A 0 -A 0	 A 
v	 0 -A  0 A  	 0 
a -A  2 0 A  2 0	 A  2 
I V . Đồ thị của dđđh 
x 
v 
 a 
 t 
 t 
 t 
T 
O 
O 
O 
A 
-A 
A  
-A  
-A  2 
A  2 
t 0 T/4 T/2 3T/4 T 
x A 0 -A 0 A 
v	 0 -A  0 A  0 
a -A  2 0 A  2 0 -A  2 
v = x’ = -A sin(t + ) = A cos(t + + /2) 
a = x’’ = -  2 x 
T/4 
3T/4 
T/2 
I V . Đồ thị của dđđh 
NHIỆM VỤ VỀ NHÀ 
Ôn bài và thuộc các khái niệm 
Làm bài tập trang 8 và 9 SGK và 1.1 đến 1.15 SBT 
Đọc bài mới 
5. So sánh dao động điều hòa và dđ tuần hoàn: 
- Ta thấy dđ tuần hoàn là dđ có đặc điểm: x t = x t+T 
Nhận xét: DĐ điều hòa là DĐ tuần hoàn nhưng dao động tuần hoàn thì không hoàn toàn là dđđh. 
6. Độ lệch pha giữa 2 dđđh cùng tần số : 
 x 1 = Acos(t + 1 ); x 2 = Acos(t + 2 ); 
 = (t + 2 ) - (t + 1 ) = 2 - 1 
- Nếu = 2 - 1 > 0 ta nói dđ(2) nhanh pha hơn dđ(1) góc hoặc dđ(1) trễ pha hơn dđ(2) góc . 
- Nếu = 2k ( = 0): thì ta nói 2dđ cùng pha với nhau. 
- Nếu = : 2dđ ngược pha . 
- Nếu = /2 : 2 dđ vuông pha . 
* Bài tập ví dụ: 
Một vật dao động điều hòa có phương trình x=6cos( 
a) Xác định biên độ, độ dài quỹ đạo 
A=6 cm; L=2A=12 cm. 
b) Tính li độ của vật ở lúc t=2 s 
x=6cos( 
c) Tính độ lớn vận tốc cực đại (VTCB) và gia tốc cực đại (biên) 
* Bài tập ví dụ 1: 
Một vật dao động điều hòa có phương trình x=6cos( 
d) Tính vận tốc của vật ở thời điểm t=0,5 s 
e) Tính gia tốc của vật ở thời điểm t=0,5 s ( HS về nhà tự làm ) 
f) Khi vật ở vị trí cách VTCB là 5 cm thì vận tốc của vật có độ lớn là bao nhiêu ? 
CÁC BẠN THẤY BG NÀY THẾ NÀO – CẦN NỮA THÌ LIÊN HỆ MÌNH NHÉ