Bài 1. Dao động điều hoà

CHÀO MỪNG CÁC EM
LỚP 12C9
TRƯỜNG THPT TẮC VÂN
TỔ: VẬT LÝ – KHCN –TIN HỌC
Chương I: DAO ĐỘNG CƠ
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Dao động cơ
Phương trình dao động điều hòa
Chu Kỳ, tần số , tần số góc trong dao động điều hòa
Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa
Đồ thị trong dao động điều hòa
Ví dụ về dao động
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. Dao động cơ
1. Thế nào là dao động cơ ?
Dao động cơ là sự chuyển động qua lại xung quanh một vị trí cân bằng.
Ví dụ:…..
2. Dao động tuần hoàn
Dao động tuần hoàn là dao động cứ sau một khoảng thời gian xác định vật lặp lại trạng thái như cũ.
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. Phương trình của dao động điều hòa
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. Phương trình của dao động điều hòa
1. Ví dụ:
- Xét một chất điểm M chuyển động tròn đều trên một đường tròn tâm O, bán kính A, vận tốc góc .
- Ban đầu vật ở vị trí Mo, xác định bởi góc .
- Ở thời điểm t, vật ở vị trí Mt , xác định bởi góc (t +).
- Tọa độ x = OP của điểm P có phương trình:
P0
O
t+
P
y
trong đó A,  và  là các hằng số
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
II. Phương trình của dao động điều hòa
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.
3. Phương trình:
x (cm): Li độ (là vị trí của vật so với gốc tọa độ)
A (cm): Biên độ dao động
(là giá trị xmax)
 (rad) pha ban đầu
( t + ) (rad) pha dao động tại thời điểm t
 (rad/s) tần số góc
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
III. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa
1. Chu kì:
Chu kỳ T(s)là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần.
2. Tần số:
Tần số f (Hz) là số dao động toàn phần vật thực hiện trong một giây.
3. Tần số góc:
N là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian
.
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Ví dụ: Hãy xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu, và pha dao động ở thời điểm t của các phương trình sau:
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Ví dụ: Hãy xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu, và pha dao động ở thời điểm t của các phương trình sau:
cos
- cos
sin
- sin
+
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
4. Ví dụ: Hãy xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha ban đầu, và pha dao động ở thời điểm t của các phương trình sau:
cos
- cos
sin
- sin
+
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
IV. Vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa
1. Vận tốc:
Là đạo hàm của li độ theo thời gian
+ Vận tốc sớm pha so với li độ
+ Ở biên ( ) thì vận tốc bằng 0
+ Ở VTCB (x = 0) thì vmax= A
2. Gia tốc:
Là đạo hàm của vận tốc theo thời gian
+ Gia tốc sớm pha /2 so vận tốc, ngược pha so với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ.
+ Ở biên thì |amax|= 2A, |Fhl|max = m|a|max
+ Ở VTCB (x = 0) thì |a|min = 0, Fhl = 0
BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
V. Đồ thị của dao động điều hòa
x = Acost ( = 0)
t
0
x
T
Đồ thị của dao động điều hòa với φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin.
CỦNG CỐ
1. Phương trình dđ đh:
2. Chu kì:
3.Tần số:
4. Tần số góc:
5. Vận tốc:
6. Gia tốc:
MỘT SỐ CÔNG THỨC KHÁC
1. Hệ thức độc lập với thời gian

2. Tốc độ trung bình của vật trong một chu kì
3. Quỹ đạo vật dao động điều hòa là đoạn thẳng L = 2A
4. Quãng đường đi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong nửa chu kỳ luôn là 2A.
+ Góc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương (+)
+ Góc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều âm (-)
+ Góc thời gian là lúc vật qua VT biên dương (+)
+ Góc thời gian là lúc vật qua VT biên âm (-)
5. Góc thời gian:
MỘT SỐ CÔNG THỨC KHÁC
6. Lực kéo về (hay lực hồi phục): Fhp = ma = - m2x = - kx
luôn luôn hướng về phía vị trí cân bằng.
+ Fhp max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x =  A);
+ Fhp min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng.
+ Lực hồi phục biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha so với li độ.
* Điều kiện để vật dđđh: Hợp lực tác dụng vào vật có dạng F = - kx
BÀI TẬP
Bài 1: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục x`x, có pt:
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, pha ban đầu và chiều dài quỹ đạo của dao động.
b) Tính li độ, vận tốc, gia tốc ở thời điểm t = 0,2s
c) Tính vận tốc của chất điểm khi nó qua vị trí có li độ x = -1cm.
BÀI TẬP
Bài 2: Một chất điểm dao động điều hoà theo trục Ox (O là vị trí cân bằng) với chu kì 2 (s). Lúc t = 0 chất điểm có li độ là 3cm và vận tốc là
cm/s. Viết phương trình dao động của chất điểm.

Đáp án:
Hướng dẫn:
BÀI TẬP
Bài 3: Một vật dđđh thực hiện 20 dao động mất thời gian 40s. Biên độ dao động là 8cm.
a. Tìm tốc độ trung bình của chất điểm trong một chu kì dao động.
b. Tính giá trị lớn nhất của vận tốc và gia tốc của vật.
Hướng dẫn:
a.
b.
vmax= A
amax= 2A
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Biên độ dao động
A. là quãng đường vật đi trong một chu kỳ dao động.
B. là quãng đường vật đi được trong nửa chu kỳ dao động.
C. là độ dời lớn nhất của vật trong quá trình dao động.
D. là độ dài quỹ đạo chuyển động của vật.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 2: Đối với dao động điều hòa, khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ gọi là
A. tần số dao.
B.chu kỳ dao động.
C. pha ban đầu.
D. tần số góc.
Câu 3: Phương trình dao động của một chất điểm x =Acost. Mốc thời gian chọn lúc
vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
vật qua vị trí biên âm.
C. vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm.
D. vật qua vị trí biên dương.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 4: Một vật dao động điều hoà có li độ: . Gia tốc cực đại của vật có độ lớn là
2m/s2 B. 4m /s2
C. 3m/s2 D. 1,5m/s2
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 5: Một vật dao động điều hoà với tần số 2Hz, độ dài quỹ đạo là 6cm, chọn t =0 lúc vật qua vị trí cân bằng và chuyển động cùng chiều dương của trục toạ độ. Phương trình dao động của vật là?
A.
B.
C.
D.
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 6: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 40cm. Khi vật ở vị trí x = 10cm thì vật có vận tốc là . Chu kì dao động của vật là
1s. B. 0,5s.

C. 0,1s. D. 5s.
BÀI HỌC KẾT THÚC