BÀI 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I.  Dao động cơ, dao động tuần hoàn

+ Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh vị trí cân bằng.

Ví dụ: Dao động của nhành cây trước ngọn gió,...

+ Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.

Ví dụ: Con lắc đồng hồ, nôi đưa em bé ngủ có gắn máy đưa chạy bằng điện,..

II. Dao động điều hòa (Học kĩ )

1. Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều (Kiến thức lớp 10).

Xét điểm M chuyển động tròn đều và điểm P là hình chiếu của điểm M trên trục Ox (nằm ngang): 

Xem video: https://youtu.be/6-IuGlgZkYs

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 trên đường tròn có đường kính là đoạn thẳng đó. 

$\alpha =\omega .\Delta t=\frac{2\pi }{T}\Delta t$  

$x=\overline{OP}=OM.c\text{os}\alpha $ =$A.cos(\omega \text{t+}\varphi \text{)}$.

Đặt OM=A

2. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

Phương trình dao động điều hòa $x=A.c\text{os(}\omega \text{t+}\varphi \text{)}$.

Trong đó $A,\omega ,\varphi $   là những hằng số.

x là li độ dao động ;  đơn vị m, cm.                                    

A là biên độ dao động, đơn vị m, cm. A > 0 , $\left| {{x}_{m\text{ax}}} \right|=A$

           $(\omega \text{t+}\varphi )$ là pha của dao động tại thời điểm t (rad)     

$\varphi$  (rad) là pha ở thời điểm ban đầu t = 0.

Chú ý: $x=A.\sin \text{(}\omega \text{t+}\varphi \text{)}$

=$A.c\text{os(}\omega \text{t+}\varphi -\frac{\pi }{2}\text{)}$ cũng xem là pt dao động điều hòa

Ví dụ: Dao động của con lắc lò xo như sau sẽ được gọi là dao động điều hòa

Xem video minh họa: https://youtu.be/-e1fxvZQHAI

Trong đó A (hoặc +A) gọi là biên dương, -A gọi là biên âm, O gọi là vị trí cân bằng.

III. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà (giống chuyển động tròn đều lớp 10 đã học)

1. Chu kỳ là khoảng thời gian vật thực hiện một dao động toàn phần. Kí hiệu T, đơn vị giây (s).

   $T=\frac{2\pi }{\omega }=\frac{\Delta t}{n}$   với $\Delta t$ là thời gian thực hiện n dao động 

2. Tần số là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây. Kí hiệu f, đơn vị héc (Hz).

                  $f=\frac{1}{T}=\frac{\omega }{2\pi }=\frac{n}{\Delta t}$                         

 Liên hệ giữa $\omega$, T và f: $\omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi f$

Với n là số dao động toàn phần thực hiện được trong khoảng thời gian $\Delta t$ .

3. Tần số góc: Trong dao động điều hòa $\omega $ gọi là tần số góc (rad/s)

IV. Các phương trình của dao động điều hoà (Học kĩ )

1. Phương trình li độ.

Trong phương trình $x=A.c\text{os(}\omega \text{t+}\varphi \text{)}$ thì:

+ A và $\varphi$  phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu làm cho hệ dao động

+ $\omega$, T,  f chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của hệ dao động.

Bài tập áp dụng: 

Bài 1: Cho dao động điều hoà có phương trình : $x=2\cos \left( 3t+\frac{\pi }{4} \right)(cm)$, t tính bằng giây (s).

a)    Xác định biên độ, tần số góc, pha và pha ban đầu của dao động.

b)    Tính li độ của dao động khi pha của dao động bằng $\frac{2\pi }{3}(rad)$.

c) Tính li độ của dao động tại thời điểm t=5s

Bài 2: Cho dao động điều hoà có phương trình : $x=2\cos \left( 4\pi t \right)(cm)$, t tính bằng giây (s).

a) Xác định tần số góc, chu kì và tần số của dao động.

b) Tính li độ của dao động tại thời điểm t=0,25s.

c) Tính pha của dao động tại thời điểm t=0,5s.

Bài tập trắc nghiệm:

(Các em lưu ý cần làm tối thiểu 8 lần để đạt điểm số từ 8 điểm trở lên. Mỗi lần làm máy sẽ tự chấm điểm và lưu lại) 

http://m-c3vh.tracnghiemvatly.com/de-trac-nghiem-tiet-1-dao-dong-dieu-hoa-292.html