TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG - ĐÀ NẴNG TỔ VẬT LÍ

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. Dao động cơ II. Phương trình dao động điều hòa III. Chu kỳ, tần số, tần số góc trong dao động điều hòa IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa V. Đồ thị trong dao động điều hòa

I. Dao động cơ. 1. Thế nào là dao động cơ ? Dao động cơ là sự chuyển động qua lại một vị trí cân bằng xác định lặp đi lặp lại nhiều lần Ví dụ: cành cây đung đưa trước gió, thuyền nhấp nhô tại chổ neo 2. Dao động tuần hoàn Dao động tuần hoàn là dao động cứ sau một khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở về vị trí cũ theo hướng cũ.

II. Phương trình dao động điều hòa 1. Ví dụ: Xét một chất điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc ω. x o C M0  M t + P Gọi P là hình chiếu của điểm M lên trục Ox. t = 0 vật ở vị trí M0, xác định bởi góc φ. Ở thời điểm t, vật ở vị trí M , xác định bởi góc (ωt+φ). Hình chiếu của M xuống một trục Ox là OP có tọa độ x:  x= Acos (t+ ).

Vì hàm cos là hàm điều hòa nên hình chiếu của P là hàm điều hòa. Kết Luận: Hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều lên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo là một dao động điều hòa x M0 Mt t + P o C 

x =Acos(ωt+φ) 2. Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian x =Acos(ωt+φ)

3. Phương trình dao động điều hòa Phương trình dao động điều hòa có dạng: x = Acos(ωt+φ) Trong đó: x: li độ của dao động (khoảng cách đại số từ vật đến vị trí cân bằng). A: là biên độ dao động (giá trị cực đại của li độ). A luôn luôn dương. (ωt+φ) (rad) pha dao động tại thời điểm t φ : pha ban đầu ω: là tần số góc của dao động, đơn vị rad/s O +A -A x

III. Chu kỳ, tần số, tần số góc của dao động điều hòa 1. Chu kỳ T (s) là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần 2. Tần số f (Hz) là số dao động toàn phần vật thực hiện trong một giây. f=1/T 3. Tần số góc:

IV. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa Vận tốc Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian. Vận tốc: v = x’ = -ωAsin(ωt+φ) = ωAcos(ωt+φ+ π/2) Vận tốc biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ nhưng nhanh pha hơn 1 góc π/2 Ở VT biên: Ở VTCB: x = 0 →vận tốc có độ lớn cực đại

Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian Gia tốc: a = x” = v’= -ω2Acos(ωt+φ) = -ω2x Gia tốc biến thiên cùng tần số nhưng sớm hơn vận tốc 1 góc π/2, ngược pha so với li độ Ở vị trí cân bằng: x=0  a=0 Ở vị trí biên: → a có độ lớn cực đại: amax = ω2A

V. Đồ thị dao động điều hòa Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của x vào thời gian nó là đường hình sin

j w + t Li độ Vận tốc Gia tốc T (rad) T T t(s) 2 Minh họa vmin= 0 amax vmax -A A O T j w + t Li độ Vận tốc (rad) T T t(s) 2 2 3 5 7 4 9 11 6 13 Gia tốc sin Li độ Minh họa Vận tốc Gia tốc cos vmin= 0 amax= vmin= 0 amax= - vmax=A Amin=0 -A O A

VI. Củng cố 1. Gia tốc của một chất điểm dao động điều hòa bằng 0 khi ? A.Li độ cực đại . B. Li độ cực tiểu. C. Vận tốc cực đại hoặc cực tiểu. D.Vận tốc bằng 0 2. Trong dao động điều hòa đại lượng nào sau đây không đổi theo thời gian ? A.Tần số . B.Gia tốc . C.Pha dao động. D. Lực kéo về. 3. Một vật dao động điều hòa với biên độ A(cm), chu kỳ T(s) theo phương Ox. Thời gian ngắn nhất để vật nặng đi từ VTCB đến li độ x=+A/2 là? T/4 . B. T/6. C. T/12. D. T/3