Hướng dẫn FAQ Hỗ trợ: 0989 627 405

GIỚI THIỆU BÀI HỌC

Bài học giúp các em nắm được những kiến thức cơ bản về:

1. Các phương trình dao động điều hòa:

  • Phương trình li độ.
  • Phương trình vận tốc.
  • Phương trình gia tốc.

2. Mối liên hệ về pha - Công thức độc lập với thời gian

  • Mối liên hệ về pha.
  • Công thức độc lập thời gian.

3. Liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa.

NỘI DUNG BÀI HỌC

Năm lớp 10 của chương trình Vật lý cấp 3 em đã học được khái niệm chuyển động gồm: chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, chuyển động rơi tự do. Khái niệm chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật so với vật khác theo thời gian, có nghĩa là em phải chọn vật làm mốc. Như vậy, ở chương trình Vật lý 12, dao động có phải là chuyển động hay không?

 Ví dụ: một chiếc lá khi không có gió thì đứng yên, khi có gió chiếc lá sẽ đu đưa qua lại, không có gió lại dừng, đó chính là dao động. Vị trí không có gió là vị trí cân bằng, còn có gió sẽ đu đưa qua lại quanh vị trí cân bằng. Dao động là chuyển động được lập đi lập lại quanh vị trí cân bằng có giới hạn. Trong vô số dao động, dao động đơn giản nhất là dao động điều hoà. Vậy dao động điều hoà là gì?

1. Các phương trình dao động điều hòa

a. Phương trình li độ

+ Định nghĩa: Dao động điều hòa là dao động được mô tả theo quy luật sin hoặc cosin của thời gian.
\(x = A.cos(\omega t + \varphi )\)
Với:
x: li độ (tọa độ)
A: biên độ (li độ cực đại)
\(\omega\): tần số góc 
\(\omega t + \varphi\): pha dao động
\(\varphi\): pha ban đầu (Tại t = 0)
b. Phương trình vận tốc
\(v = \frac{\Delta x}{\Delta t} = x'(t)\)
\(v = - \omega A.sin(\omega t+\varphi ) = \omega Acos(\omega t + \varphi + \frac{ \pi}{2})\)
\(\rightarrow v = v_{max}.cos(\omega t + \varphi + \frac{ \pi}{2}),v_{max} = \omega A\)

  • \(v_{max} = \omega A\): vận tốc cực đại (VTCB, v > 0)
  • \(v_{min} = -\omega A\): vận tốc cực tiểu (VTCB, v < 0)
  • \(|v|_{max} = \omega A\): tốc độ cực đại (VTCB)
  • \(|v|_{min} = 0\): tốc độ cực tiểu (VT biên)

c. Phương trình gia tốc
\(a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = v'(t)\)
\(\rightarrow a = x''(t)\)
\(\rightarrow a = -\omega ^2 \underbrace{ A.cos(\omega t + \varphi ) }_{x} \Rightarrow a = - \omega ^2.x\)

  • \(\left | a \right | _{max} = \omega ^2.A\): vật ở 2 biên
  • \(\left | a \right | _{min} = 0\): vật ở VTCB

2. Mối liên hệ về pha – Công thức độc lập với thời gian
a. Mối liên hệ về pha
Ta có: \(\left \{\begin{matrix} x = A.cos(\omega t + \varphi ) \hspace{2,5cm}\\ v = v_{max} .cos(\omega t + \varphi + \frac{\pi}{2}) \hspace{1,2cm}\\ a = - \omega ^2.x = - \omega ^2.A.cos(\omega t + \varphi ) \end{matrix}\right.\)

+ v nhanh pha \(\frac{\pi}{2}\) so với x (vuông pha)
+ a nhanh pha \(\frac{\pi}{2}\) so với v (vuông pha)
+ a ngược pha x
b. Công thức độc lập với thời gian
Ta có: \(\left \{\begin{matrix} x = A.cos(\omega t + \varphi ) \ \ \ \ \ \\ v = -v_{max} .sin(\omega t + \varphi )\\ a = - a_{max}.cos(\omega t + \varphi ) \end{matrix}\right.\)
NHỚ: \(sin^2(\omega t + \varphi ) + cos^2(\omega t + \varphi ) = 1\)
\(\cdot \ x\perp v : \left\{\begin{matrix} \frac{x}{A}=cos(\omega t + \varphi )\\ \frac{v}{v_{max}}=-sin(\omega t + \varphi ) \end{matrix}\right.\)
\(\left ( \frac{x}{A} \right )^2 + \left ( \frac{v}{v_{max}} \right )^2 = 1 \Rightarrow A^2 = x^2 + \left ( \frac{v}{\omega } \right )^2\)
\(\cdot \ a\perp v : \left\{\begin{matrix} \frac{a}{a_{max}}=-cos(\omega t + \varphi )\\ \frac{v}{v_{max}}=-sin(\omega t + \varphi ) \end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow \left ( \frac{a}{a_{max}} \right )^2 + \left ( \frac{v}{v_{max}} \right )^2 = 1\)
\(\Rightarrow A^2 = \left ( \frac{a}{\omega ^2} \right )^2 + \left ( \frac{v}{\omega ^2} \right )^2 = 1 \ \ \ (a = -\omega ^2x)\)

3. Liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa
Xét 1 vật có khối lượng m, chuyển động tròn đều với tốc độ góc ⍵ trên đường tròn tâm O, bán kính R = A

Ta có: \(x = \overline{OP} = A.cos(\omega t + \varphi )\)

Vậy: hình chiếu của 1 chuyển động tròn đều lên 1 trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo là 1 DĐĐH.
* Các đại lượng tương ứng giữa chuyển động tròn đều và DĐĐH.

Chuyển động tròn đều Dao động điều hòa

Bán kính R.
Tốc độ góc \(\omega\).
Tọa độ góc ban đầu \(\varphi\).
Vận tốc dài: \(v = \omega R\).
Gia tốc hướng tâm: \(a_{ht} = R\omega ^2\).

Biên độ A.
Tần số góc \(\omega\).
Pha ban đầu \(\varphi\).
Tốc độ cực đại: \(v_{max} = \omega A\).
Gia tốc cực đại: \(a_{max} = A\omega ^2\).

* Ta có:
\(\\ 2 \pi\rightarrow T\\ \alpha \ \rightarrow \Delta t = \frac{\alpha .T}{2 \pi}\)

4. Lực hồi phục: là lực làm vật dao động điều hòa, luôn hướng về VTCB nên còn gọi là lực kéo về.
Biểu thức: \(F_{hp} = ma = -m\omega ^2x\)

⇒ Fhp cùng pha với gia tốc.
\(| F_{hp}|_{max} = m\omega ^2A; | F_{hp}|_{min} = 0\) (Lưu ý: m đổi ra kg, A đổi ra m)

Giảm 30% học phí 700.000đ 490.000đ

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
00:59:15 Bài 1: Dao động điều hòa
Hỏi đáp
4
12
15
16
00:54:11 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
00:37:36 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
58
13/07/2018 Bài 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
59
60
16/07/2018 Dạng 1: Liên hệ giữa các giá trị hiệu dụng
Hỏi đáp
10 Bài tập
61
62
20/07/2018 Dạng 3: Cộng hưởng điện
Hỏi đáp
10 Bài tập
67
27/07/2018 Dạng 1: Áp dụng công thức tính công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
68
29/07/2018 Dạng 2: Cho công suất, tìm R, L, C hoặc ω
Hỏi đáp
10 Bài tập
70
02/08/2018 Dạng 4: Khảo sát công suất
Hỏi đáp
10 Bài tập
74
05/08/2018 Dạng 5: Bài toán cực trị
Hỏi đáp
10 Bài tập
75
06/08/2018 Dạng 6: Độ lệch pha - Giản đồ vectơ
Hỏi đáp
10 Bài tập
76
07/08/2018 Bài 4: Máy biến áp – Truyền tải điện năng
Hỏi đáp
10 Bài tập
77
08/08/2018 Bài 5: Máy phát điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
78
09/08/2018 Bài 6: Động cơ điện xoay chiều
Hỏi đáp
10 Bài tập
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