Bài giảng Vật lý Lớp 12 - Bài 1: Dao động điều hòa

 moät truïc 
Ox laø 0P coù toaï ñoä x: 
 x= Acos (  t+ ). 
x 
o 
C 
M 0 
M t 
t 
+ 
P 
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 
o 
C 
x 
M 0 
M t 
t 
+ 
P 
b. 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 ( ω t+ φ ) 
c . Phương Trình dao động điều hòa 
Phương trình dao động điều hòa có dạng 	 x= Acos ( ω t+ φ ) 
Trong đó : 
x : li độ : là vị trí của vật so với gốc tọa độ 
A : Biên độ dao động:là giá trị cực đại của li độ 
( ω t+ φ ) ( rad ) pha dao động tại thời điểm t 
φ pha ban đầu 
O 
+A 
-A 
x 
3.Chu Kỳ , tàn số , tần số góc của dao động điều hòa 
Chu kỳ T(s)là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần 
Tần số f(Hz ) là số dao động toàn phần vật thực hiện trong một s 
	f=1/T 
c. Tần số góc : 
4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa 
Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian 
 Vận tốc : v=x’= - ω Asin ( ω t+ φ ) = ω Acos ( ω t+ 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 CVCB x=0 vận tốc có độ lớn cực đại 
b. Gia tốc 
Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời gian 
Gia tốc : a=x”=v’= - ω 2 Acos( ω t+ φ )=- ω 2 x 
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 
5.Đồ thị dao động điều hòa 
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của x vào thời gian nó là đường hình sin 
6. Cũng cố 
Là dao động sau một thời gian T(s ) thì vật trở về trạng thái cũ { Trạng thái cũ là cùng vị trí cũ và cùng chiều chuyển động } 
Li độ : x= Acos ( ω t+ φ ) 
Vận tốc : v=x’=- ω Acos ( ω t+ φ + π /2) 
Gia tốc : a=x”=v’= - ω 2 Acos( ω t+ φ )=- ω 2 x 
I-Dao động tuần hoàn ? 
Các đại lượng đặc trưng ? 
III-Dao động điều hòa ? 
Có phải là dao động 
tuần hoàn không ? 
III- Vận tốc và 
Gia tốc ? 
Nhận xét ? 
Lưu ý : sin( ω t+ φ )= cos ( ω t+ φ + π /2) 
 - cos ( ω t+ φ )= cos ( ω t+ φ + π ) 
IV- Các phương pháp 
biểu diễn DĐĐH ? 
II- Phương trình 
Động lực học của 
dao dộng điều hòa ? 
 Con lắc lò xo 
Phương trình 
Động học 
Có nghiệm là một hàm điều hòa : x= Acos ( ω t+ φ ) 
Tần số góc 
Lực kéo về € k 
Dao động có phương trình mà vế phải được 
mô tả bằng hàm sin hay cosin theo thời gian : x= Acos ( ω t+ φ ) với A>0, ω , φ là 3 hằng số . ( ω t+ φ ): Pha dao động ; φ : Pha ban đầu 
A= x CĐ =| x CT |>0 : Biên độ dao động 
Vì : x t = x t+T với T=2 π / ω hay f= ω /2 π 
Vậy : Dđđh là dao động tuần hoàn 
+ Chu kỳ T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần hay một chu trình 
+ Tần số f(hz ) =1/T là số chu trình thực hiện trong 1(s) 
+ Dùng đồ thị ( x,t ) dạng sin 
+ Biểu diễn bằng vetơ quay 
Hình minh họa ! 
x , v, a biến đổi điều hòa cùng tần số f nhưng v nhanh pha hơn x góc π /2 
 a ngược pha với x 
x CĐ = A; v CĐ = ω A ; a CĐ = ω 2 A 
Tại VTCB: x=0; a=0; v CĐ hoặc v CT 
Tại vị trí biên : v=0; a CĐ hoặc a CT 
 x C Đ hoặc x CT 
+Chu kỳ 
( Tại VTCB) 
+ Chiều dài 
 lò xo 
+ Khi A> Δ l : 1 chu kỳ lò xo giản,nén 2 lần 
 Nén từ - Δ l -A 
 Giản từ - Δ l A 
Dựa vào hình vẽ thời 
Gian nén , giãn ! 
V- Lập phương trình 
dao động điều hòa dựa vào 
Các yếu tố nào ? 
Điều kiện ban đầu φ 
Sự kích thích dao động A 
VI- Đặc điểm của con lắc lò xo 
treo thẳng đứng ? 
Dựa vào tính 
tuần hoàn hay đặc tính của hệ dao động ω 
+ Lực đàn hồi 
( Khác với lực kéo về ) 
VII- Các vấn đề cần lưu ý ! 
+ Vận tốc trung bình trong 1 chu kỳ bằng 0 
+ Tốc độ trung bình v tb = s/t 
+ Tốc độ trung bình trong một chu kỳ v tb =4A/T 
+ Quãng đường vật đi trong T/2 luôn là 2A 
+ Quãng đường vật đi trong thời gian t ? 
Phân tích : t=nT/2+ Δ t với 0< Δ t<T/2 
S 1 =2nA là quãng đường đi trong nT/2 
S 2 là quãng đường đi trong Δ t ( dùng giản đồ Fresne