Ngày soạn:
Ngày giảng:
Tiết: 1,2,3,4
CHỦ ĐỀ: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
CON LẮC LÒ XO. CON LẮC ĐƠN
(Tích hợp bài 1,2,3)
I. NỘI DUNG CHỦ ĐỀ
A. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
A.1. Dao động cơ (Tự học có hướng dẫn):
1. Thế nào là dao động cơ?
- Dao động cơ là chuyển động là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt gọi là vị trí cân bằng.
2. Dao động tuần hoàn
- Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ (vị trí cũ và hướng cũ) sau những khoảng thời gian bằng nhau.
- Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa
A.2. Phương trình của dao động điều hoà
1. Định nghĩa:
- Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.
2. Phương trình
- Phương trình dao động điều hoà:
x = Acos((t + ()
+ x: li độ của dao động.
+ A: biên độ dao động, là xmax. (A > 0)
+ (: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s.
+ ((t + (): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad.
+ (: pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm.
3. Chú ý:
- Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạn thẳng đó.
- Đối với phương trình dao động điều hòa x = Acos((t + () ta quy ước chọn trục x làm gốc để tính pha của dao động và chiều tăng của pha tương ứng với chiều tăng của góc là ngược chiều quay của kim đồng hồ.
A.3. Chu kì, tần số, tần số góc của dao động điều hòa
1. Chu kì và tần số(Tự học có hướng dẫn):
- Chu kì (kí hiệu và T) của dao động điều hoà là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần.
+ Đơn vị của T là giây (s).
- Tần số (kí hiệu là f) của dao động điều hoà là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây.
+ Đơn vị của f là 1/s gọi là Héc (Hz).
2. Tần số góc của dao động điều hòa:
- Trong dao động điều hoà ( gọi là tần số góc. Đơn vị là rad/s.
A.4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà
1. Vận tốc
v = x’ = -((Asin((t + ()
- Ở vị trí biên (x = (A):
( v = 0.
- Ở VTCB (x = 0):
( |vmax| = (A
2. Gia tốc
a = v’ = -((2Acos((t + () = -((2x
- Ở vị trí biên (x = (A):
( |amax| = -((2A
- Ở VTCB (x = 0):
( a = 0
A.5. Đồ thị trong dao động điều hoà
Đồ thị dao động điều hòa là một đường hình sin
B. CON LẮC LÒ XO.
B.1. Con lắc lò xo
1. Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo được giữ cố định.
2. VTCB: là vị trí khi lò xo không bị biến dạng.
B.2. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học
1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. Bỏ qua lực ma sát.
- Lực đàn hồi của lò xo
( F = -kx
2. Hợp lực tác dụng vào vật:
- Vì (
Do vậy:
Nghiệm của phương trình: x = Acos(ωt +φ)
3. Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà.
- Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo
và
4. Lực kéo về
- Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hoà chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ.
- Công thức lực kéo về F = - kx.
B.3. Khảo sát dao động
nguon VI OLET
