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 2017

Trải nghiệm miễn phí 15 bài học Chuyên đề 1: Dao động cơ học
 Giáo viên: Thầy Thân Thanh Sang
1
00:59:16 Bài 1: Dao động điều hòa
Hỏi đáp
4
12
15

Chuyên đề 1: Dao động cơ học

 Giáo viên: Thầy Thân Thanh Sang
16
00:54:12 Bài 2: Con lắc lò xo
Hỏi đáp
17
00:24:02 Dạng 1: Cắt - Ghép lò xo
Hỏi đáp
10 Bài tập
23
Kiểm tra: Đề thi online phần con lắc lò xo
0 Hỏi đáp
45 phút
30 Câu hỏi
24
00:37:38 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
33
34
00:41:15 Dạng 2: Dao động tắt dần
Hỏi đáp
10 Bài tập
35
00:31:51 Dạng 3: Bài toán va chạm
Hỏi đáp
10 Bài tập
38
39
01:04:50 Bài 5: Tổng hợp dao động
Hỏi đáp
10 Bài tập

Chuyên đề 2: Sóng cơ học

 Giáo viên: Thầy Thân Thanh Sang

Chuyên đề 3: Dòng điện xoay chiều

 Giáo viên: Thầy Thân Thanh Sang
58
00:38:18 Bài 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
60
62
00:30:31 Dạng 3: Cộng hưởng điện
Hỏi đáp
10 Bài tập
67
00:19:52 Dạng 1: Áp dụng công thức tính công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
68
00:19:37 Dạng 2: Cho công suất, tìm R, L, C hoặc ω
Hỏi đáp
10 Bài tập
70
00:37:43 Dạng 4: Khảo sát công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
74
01:16:48 Dạng 5: Bài toán cực trị
Hỏi đáp
10 Bài tập
75
00:21:15 Dạng 6: Độ lệch pha - Giản đồ vectơ
Hỏi đáp
10 Bài tập
76
77
00:32:14 Bài 5: Máy phát điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
78
00:32:31 Bài 6: Động cơ điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập