Hướng dẫn Hỗ trợ: 098 1821 807 (8h30 - 21h)

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

Năng lượng điều hòa là dạng toán quan trọng nhất trong chuyên đề Dao động cơ học. Bài học giúp các em nắm được khái niệm năng lượng, cơ năng (động năng và thế năng). Có thể tìm được giá trị của động năng, thế năng, hoặc cơ năng trong dao động điều hòa và biết được các kỹ thuật biến đổi khi giải các bài toán liên quan.

NỘI DUNG BÀI HỌC

Hôm nay chúng ta xét dạng bài tập cuối cùng của bài Dao động điều hòa. Trong 11 dạng của bài đầu tiên là 11 dạng cơ bản nhất và quan trọng nhất vì nó sẽ đi với các em đến cuối năm, có trong đề thi Đại học, thậm chí những chương sau đó như: Sóng cơ, Dòng điện xoay chiều, Dao động điện từ chúng ta sẽ liên tục gặp lại những dạng này. Vì thế 11 dạng các em đã được học rất kỹ và nên ôn đi ôn lại và luyện thêm nhiều bài tập.

Dạng 11 Năng lượng của dao động điều hòa (cũng là năng lượng cơ) lại là dạng quan trọng nhất trong những dạng chúng ta đã học.

Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công. Vậy công là gì? Khi một lực tác dụng vào vật làm cho vật đó có khả năng chuyển hoặc biến dạng thì ta nói lực đó đã thực hiện công. Làm biến dạng nhiều hay ít, dịch chuyển xa hay gần điều đó lại do năng lượng quy định, đặc trưng cho khả năng sinh công. Trong chuyển động cơ thì năng lượng trong chuyển động cơ gọi là cơ năng gồm động năng và thế năng.

+ Động năng là năng lượng do vật chuyển động sinh ra, có nghĩa là vật đang chuyển động nó sẵn sàng thực hiện công nếu như có vật chắn nó, nó có thể làm vật dịch chuyển hoặc biến dạng.

+ Thế năng trong chương trình phổ thông chúng ta xét 2 dạng cơ bản nhất là thế năng hấp dẫn và thế năng đàn hồi. Thế năng hấp dẫn là do lực hấp dẫn sinh ra (lực hút của Trái Đất). Thế năng đàn hồi do lực đàn hồi sinh ra, lò xo khi bị nén lại hoặc giãn ra nó xu hướng thực hiện công.

Ta có: \left\{\begin{matrix} x = A.\cos (\omega t + \varphi ) \ \ \ \\ v = - \omega A.\sin (\omega t + \varphi ) \end{matrix}\right.
+ Động năng: Wđ = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m \omega ^2 A^2.\sin ^2(\omega t + \varphi )
+ Thế năng: W_t= \frac{1}{2}m\omega ^2 x^2 = \frac{1}{2}m \omega ^2A^2.\cos ^2(\omega t + \varphi )
+ Cơ năng:
W = Wđ + Wt= \frac{1}{2}mv^2 + \frac{1}{2}m \omega ^2 x^2
W= \frac{1}{2}m \omega ^2 A^2 (hằng số)
W = Wđ maxW= \frac{1}{2}m v_{max}^{2} (VTCB: Wt = 0)
W= W_{t\ max}= \frac{1}{2}m \omega ^2 A^2 (VT biên: Wđ = 0)
* Chú ý:
(1). Khi tính Wđ, Wt, W phải đổi đơn vị về hệ SI: \left\{\begin{matrix} m(kg)\ \ \\ v(\frac{m}{s}) \ \ \ \ \\ x,A (m) \end{matrix}\right.
(2). Wđ, Wt:

⇒ Wđ, Wt dao động TUẦN HOÀN với \omega ' = 2\omega
     W là hằng số ⇒ KHÔNG dao động
* Các công thức cần nhớ
(1). W = Wđ + Wt

(2). Tìm x, v khi Wđ = n.Wt
+ Tìm x: Wt max = Wđ + Wt

⇒ Wt max = n.Wt + Wt = (n + 1)Wt
\\ \Rightarrow \frac{1}{2}m \omega ^2 A^2 = (n+1).\frac{1}{2}m \omega ^2 x^2\\ \Rightarrow A^2 = (n+1)x^2 \Rightarrow x = \pm \frac{A}{\sqrt{n+1}}
+ Tìm v:  max = Wđ + Wt

\Rightarrow v_{max}^{2} = \frac{n+1}{n}.v^2 \Rightarrow v = \pm v_{max}.\sqrt{\frac{n}{n+1}}
(3). Cho, x, v ⇒ Tìm 
Cho x: 
Cho v: 
     

VD: Cho dao động x =5\cos(2\pi t - \frac{\pi}{3}) (cm), khối lượng của vật m = 100g. Lấy \pi ^2 = 10
a. Tìm W?
b. Tìm Wđ khi x = 3 cm?
c. Tìm Wt khi v = 6\pi cm/s?
d. Tìm x, v khi Wđ = 3Wt?
e. Tìm  khi x = 2 cm?
f. Tìm
 khi v = 5\pi cm/s?
Giải:

m = 100g = 0,1kg
A = 5 cm = 0,05 m
a.
\\ W = \frac{1}{2}m\omega ^2A^2 = \frac{1}{2}.0,1.(2\pi)^2.0,05^2\\ \rightarrow W = 0,005 \ J
b.
Wđ = \frac{1}{2}m \omega ^2 A^2 - \frac{1}{2}m \omega ^2x^2
      \\ = \frac{1}{2}m \omega ^2 (A^2 - x^2)\\ = \frac{1}{2}.0,1.(2\pi)^2.(0,05^2 - 0,03^2)\\ = 0,032\ J
c.
W_t= \frac{1}{2}m v_{max}^{2} - \frac{1}{2}m v^2
        \\ = \frac{1}{2}m (v_{max}^{2} - v^2)\\ = \frac{1}{2}.0,1.\left [ (10 \pi)^2 - (6\pi)^2 \right ].(10^{-2})^2\\ =0,032\ J
d. Wđ = 3Wt
• Wt max = 3Wt + Wt = 4Wt
\rightarrow A^2 = 4x^2 \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2} = \pm 2,5\ cm
• 
\\ \rightarrow \frac{1}{2}mv_{max}^{2} = \frac{4}{3}.\frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \pm v_{max}\frac{\sqrt{3}}{2} \\ \Rightarrow v = \pm 5 \pi \sqrt{3}(\frac{cm}{s})
e.

f.

Giảm 60% học phí 700.000đ 280.000đ

NỘI DUNG KHÓA HỌC

Học thử khóa H2 môn Vật lý năm 2018

Trải nghiệm miễn phí 15 bài học Chuyên đề 1: Dao động cơ học
1
00:59:16 Bài 1: Dao động điều hòa
Hỏi đáp
4
29/04/2017 Dạng 3: Viết phương trình dao động của vật
Hỏi đáp
10 Bài tập
6
12
11/05/2017 Dạng 11: Năng lượng của dao động điều hoà
Hỏi đáp
10 Bài tập
15
Kiểm tra: Đề thi online phần dao động điều hòa
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
14/05/2017 - 20/05/2017
16
15/05/2017 Bài 2: Con lắc lò xo
Hỏi đáp
17
17/05/2017 Dạng 1: Cắt - Ghép lò xo
Hỏi đáp
10 Bài tập
18
23
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc lò xo
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
24/05/2017 - 30/05/2017
24
27/05/2017 Bài 3: Con lắc đơn
Hỏi đáp
31
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc đơn
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
06/06/2017 - 12/06/2017
33
34
10/06/2017 Dạng 2: Dao động tắt dần
Hỏi đáp
10 Bài tập
35
12/06/2017 Dạng 3: Bài toán va chạm
Hỏi đáp
10 Bài tập
38
Kiểm tra: Đề thi online phần các loại dao động
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
17/06/2017 - 23/06/2017
39
18/06/2017 Bài 5: Tổng hợp dao động
Hỏi đáp
10 Bài tập
40
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề dao động cơ học
0 Hỏi đáp
60 phút
19/06/2017 - 25/06/2017
43
24/06/2017 Dạng 2: Phương trình sóng
Hỏi đáp
10 Bài tập
47
Kiểm tra: Đề thi online phần sóng cơ và sự truyền sóng cơ
0 Hỏi đáp
45 phút
30/06/2017 - 06/07/2017
48
01/07/2017 Bài 2: Giao thoa sóng
Hỏi đáp
54
Kiểm tra: Đề thi online phần giao thoa sóng
0 Hỏi đáp
45 phút
09/07/2017 - 15/07/2017
55
10/07/2017 Bài 3: Sóng dừng
Hỏi đáp
10 Bài tập
56
11/07/2017 Bài 4: Sóng âm
Hỏi đáp
10 Bài tập
57
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề sóng cơ học
0 Hỏi đáp
45 phút
12/07/2017 - 18/07/2017
58
13/07/2017 Bài 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
59
60
16/07/2017 Dạng 1: Liên hệ giữa các giá trị hiệu dụng
Hỏi đáp
10 Bài tập
61
62
20/07/2017 Dạng 3: Cộng hưởng điện
Hỏi đáp
10 Bài tập
67
27/07/2017 Dạng 1: Áp dụng công thức tính công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
68
29/07/2017 Dạng 2: Cho công suất, tìm R, L, C hoặc ω
Hỏi đáp
10 Bài tập
70
02/08/2017 Dạng 4: Khảo sát công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
73
74
05/08/2017 Dạng 5: Bài toán cực trị
Hỏi đáp
10 Bài tập
75
06/08/2017 Dạng 6: Độ lệch pha - Giản đồ vectơ
Hỏi đáp
10 Bài tập
76
07/08/2017 Bài 4: Máy biến áp – Truyền tải điện năng
Hỏi đáp
10 Bài tập
77
08/08/2017 Bài 5: Máy phát điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
78
09/08/2017 Bài 6: Động cơ điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
81
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề dòng điện xoay chiều
0 Hỏi đáp
45 phút
14/08/2017 - 20/08/2017
88
25/08/2017 Bài 1: Tán sắc ánh sáng
Hỏi đáp
10 Bài tập
89
27/08/2017 Bài 2: Giao thoa ánh sáng
Hỏi đáp
90
29/08/2017 Dạng 1: Giao thoa với ánh sáng đơn sắc
Hỏi đáp
10 Bài tập
91
31/08/2017 Dạng 2: Giao thoa với ánh sáng tạp
Hỏi đáp
10 Bài tập
94
Kiểm tra: Đề thi online phần tán sắc và giao thoa ánh sáng
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
05/09/2017 - 11/09/2017
95
06/09/2017 Bài 3: Các loại quang phổ
Hỏi đáp
97
10/09/2017 Bài 5: Tia x (tia rơnghen)
Hỏi đáp
98
Kiểm tra: Đề thi online chuyên đề sóng ánh sáng
0 Hỏi đáp
45 phút
11/09/2017 - 17/09/2017
120
Bài 1
Hỏi đáp
121
Bài 2
Hỏi đáp
122
Bài 3
Hỏi đáp
123
Bài 4
Hỏi đáp
124
Bài 5:
Hỏi đáp