Bài giảng Vật lí 12 - Tiết 1, Chủ đề 1: Dao động điều hòa

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 12 - Tiết 1, Chủ đề 1: Dao động điều hòa

1. Chủ đề 1
2. Các chuyển động cơ trên đây cĩ chung đặc điểm gì ?
3. I.I. DAODAO ĐỘNGĐỘNG CƠCƠ 1.1. ThếThế nàonào làlà daodao độngđộng cơcơ ?? LàLà chuyểnchuyển đđộngộng cĩcĩ giớigiới hạnhạn trongtrong khơngkhơng gian,gian, lặplặp điđi lặplặp lạilại quanhquanh mộtmột vịvị trítrí câncân bằngbằng (VTCB).(VTCB). 2.2. DaoDao độngđộng tuầntuần hồnhồn LàLà daodao đđộngộng màmà cứcứ sausau nhữngnhững khoảngkhoảng thờithời giangian bằngbằng nhaunhau (chu(chu kỳkỳ T),T), vậtvật trởtrở lạilại vịvị trítrí cũcũ theotheo hướnghướng cũ.cũ.
4. II. PHƯƠNG TRÌNH CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA 1. Ví dụ: M XétXét điểmđiểm MM chuyểnchuyển đđộngộng trịntrịn đđềuều theotheo chiềuchiều dươngdương M0 t vớivới tốctốc độđộ gĩcgĩc ,, bánbán kínhkính  quỹ đạo là OM =A. quỹ đạo là OM =A. O C x Lúc t = 0, nĩ ở vị trí M0 xác định bởi Đến thời điểm t, nĩ ở vị trí M xác định bởi
5. II.II. PHƯƠNGPHƯƠNG TRÌNHTRÌNH CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 1. Ví dụ: M Gọi P là hình chiếu của điểm M lên trục Ox M0 Hãy tính tọa t  độ x của hình O P C x chiếuÛx = Acos(P xuốngt + ) trụcvới Ox OM ? = A
6. II.II. PHƯƠNGPHƯƠNG TRÌNHTRÌNH CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 1.1. VíVí dụ:dụ: NhậnNhận xétxét M  HìnhHình chiếuchiếu PP củacủa MM lênlên M0 trụctrục OxOx cĩcĩ tọatọa độđộ t  O P C x  DaoDao độngđộng củacủa điểmđiểm PP gọigọi làlà daodao độngđộng điềuđiều hịahịa trongtrong đĩđĩ A,A, ,, φφ làlà cáccác hằnghằng số.số.
7. II.II. PHƯƠNGPHƯƠNG TRÌNHTRÌNH CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA y Gọi Q là hình M chiếu của điểm M Q M0 chuyển động trịn t  đều lên trục y. y = Asin(t + φ) ChứngQ minh rằng O x điểm Q dao động điều hịa.
8. II.II. PHƯƠNGPHƯƠNG TRÌNHTRÌNH CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 2. Định nghĩa: DaoDao độngđộng điềuđiều hịahịa làlà daodao độngđộng trongtrong đĩđĩ lili độđộ củacủa vậtvật làlà mộtmột hàmhàm cosincosin (hay(hay sin)sin) củacủa thờithời gian.gian. 3.3. PhươngPhương trìnhtrình daodao độngđộng điềuđiều hịahịa X -A X 0 A xx :: lili độđộ daodao động.động. AA :: biênbiên độđộ daodao độngđộng (( AA == xxmaxmax >> 0).0).  :: ttầnần sốsố gĩcgĩc (rad/s).(rad/s). ((tt ++ )) :: phapha daodao độngđộng ởở thờithời điểmđiểm t.t. :: pphaha banban đầuđầu (( lúclúc tt == 0)0)
9. II.II. PHƯƠNGPHƯƠNG TRÌNHTRÌNH CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 4.4. ChúChú ýý  ĐiểmĐiểm PP daodao độngđộng điềuđiều hịahịa trêntrên mộtmột đoạnđoạn thẳngthẳng đượcđược xemxem làlà hìnhhình chiếuchiếu củacủa mộtmột điểmđiểm MM chuyểnchuyển độngđộng trịntrịn đềuđều lênlên đườngđường kínhkính làlà đoạnđoạn thẳngthẳng đĩ.đĩ.  TrongTrong ptpt xx == Acos(Acos(tt ++ )),, quiqui ướcước chọnchọn trụctrục OxOx làmlàm gốcgốc đểđể tínhtính phapha daodao độngđộng vàvà chiềuchiều tăngtăng củacủa phapha tươngtương -A OO AA xx ứngứng ngượcngược chiềuchiều quayquay củacủa kimkim đồngđồng hồhồ (gĩc(gĩc phapha cĩcĩ giágiá trịtrị dương).dương).
10. III.III. CHUCHU KÌ.KÌ. TẦNTẦN SỐ.SỐ. TẦNTẦN SỐSỐ GĨCGĨC CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 1.1. ChuChu kìkì vàvà tầntần sốsố  ChuChu kìkì TT làlà khoảngkhoảng thờithời giangian đểđể vậtvật thựcthực hiệnhiện mộtmột daodao độngđộng tồntồn phần.phần. ĐơnĐơn vị:vị: giâygiây (s)(s)  TầnTần sốsố ff làlà sốsố daodao độngđộng tồntồn phầnphần thựcthực hiệnhiện đượcđược trongtrong mộtmột giây.giây. ĐơnĐơn vịvị :: HecHec (Hz)(Hz) 2.2. TầnTần sốsố gĩcgĩc ω:ω: TầnTần sốsố gĩcgĩc ωω củacủa daodao độngđộng điềuđiều hịahịa bằngbằng tốctốc độđộ gĩcgĩc củacủa chuyểnchuyển độngđộng trịntrịn đều.đều. ĐơnĐơn vịvị :: rad/srad/s
11. IV.IV. VẬNVẬN TỐCTỐC VÀVÀ GIAGIA TỐCTỐC CỦACỦA VẬTVẬT DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA 1.1. VậnVận tốc:tốc: VậnVận tốctốc làlà đạođạo hàmhàm củacủa lili độđộ theotheo thờithời giangian X -A O A  ỞỞ vịvị trítrí biênbiên (x(x == ±± A)A) thìthì vv == 0.0.  ỞỞ vịvị trítrí câncân bằngbằng (x(x == 0)0) thìthì
12. IV.IV. VẬNVẬN TỐCTỐC VÀVÀ GIAGIA TỐCTỐC CỦACỦA VẬTVẬT DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA X 2.2. GiaGia tốc:tốc: -A O A GiaGia tốctốc làlà đạođạo hàmhàm củacủa vậnvận tốctốc theotheo thờithời giangian VectoVecto giagia tốctốc luơnluơn hướnghướng vềvề vịvị trítrí câncân bằngbằng vàvà cĩcĩ độđộ lớnlớn tỉtỉ lệlệ vớivới độđộ lớnlớn củacủa lili độ.độ.  ỞỞ vịvị trítrí câncân bằngbằng (x(x == 0)0) thìthì aa == 0.0. 22  ỞỞ vịvị trítrí biênbiên (x(x == ±± A)A) thìthì |a||a|maxmax ==  A.A.
13. V.V. ĐỒĐỒ THỊTHỊ CỦACỦA TỐCTỐC CỦACỦA DAODAO ĐỘNGĐỘNG ĐIỀUĐIỀU HỊAHỊA ĐồĐồ thịthị biểubiểu diễndiễn sựsự phụphụ thuộcthuộc củacủa lili độđộ xx vàovào thờithời giangian tt vớivới phapha banban đầuđầu bằngbằng 0.0. xx AA O t -A-A
14. CỦNG CỐ Câu 1: Một vật dao động điều hồ khi đi qua vị trí cân bằng thì A. vận tốc cĩ độ lớn cực đại, gia tốc bằng 0. B. vận tốc và gia tốc đều bằng 0. C. vận tốc bằng 0, gia tốc cĩ độ lớn cực đại. D. vận tốc và gia tốc đều cĩ độ lớn cực đại.
15. CỦNG CỐ Câu 2: Véc tơ vận tốc của vật dao động điều hịa luơn A. hướng ra xa vị trí cân bằng. B. cùng hướng chuyển động. C. hướng về vị trí cân bằng. D. ngược hướng chuyển động.
16. CỦNG CỐ Câu 3: Khi một vật dao động điều hịa thì A. vectơ vận tốc và vectơ gia tốc luơn cùng hướng chuyển động. B. vectơ vận tốc luơn cùng hướng chuyển động, vectơ gia tốc luơn hướng về vị trí cân bằng. C. vectơ vận tốc và vectơ gia tốc luơn đổi chiều khi qua vị trí cân bằng. D. vectơ vận tốc và vectơ gia tốc luơn khơng đổi.
17. CỦNG CỐ CâuCâu 4:4: VậtVật daodao độngđộng điềuđiều hồhồ cĩcĩ phươngphương trìnhtrình daodao độngđộng làlà xx == Acos(ωtAcos(ωt ++ φ)φ) thìthì biểubiểu thứcthức vậnvận tốctốc củacủa vậtvật làlà A. vv == Acos(ωtAcos(ωt ++ φφ).). B. vv == Aωcos(ωtAωcos(ωt ++ φφ).). C. vv == -Asin(ωt-Asin(ωt ++ φφ).). D. vv == -Aωsin(ωt-Aωsin(ωt ++ φφ).).
18. CỦNG CỐ Câu 5: Vận tốc của vật dao động điều hồ cĩ độ lớn cực đại khi A. vật ở vị trí cĩ pha dao động cực đại. B. vật ở vị trí cĩ li độ cực đại. C. độ lớn gia tốc của vật cực đại. D. vật ở vị trí cĩ li độ bằng khơng.