Tài liệu học tập Vật lý 12 - Quyển 1 Dao động điều hòa - Huỳnh Mai Thuận

GV. Huỳnh Mai Thuận ĐT. 0905 245 832

Tổ 47 – Hòa Quý/ Ngũ Hành Sơn/ Đà Nẵng Trang 1

CHƢƠNG I: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Tần số góc(Tốc độ góc): ω = 2πf = 2π

T

2. Các phƣơng trình dao động điều hòa

a/ Phương trình li độ: x = Acos(ωt + φ) b/ Phương trình vận tốc: v = x’ = -Aωsin(ωt + φ) c/ Phương trình gia tốc: a = v’= - Aω2cos(ωt + φ) = - ω2x

Tại biên Tại VTCB x = ±A v = 0 a = amax = ±Aω2

x = 0 v = vmax = ±Aω a = 0 3. Các hệ thức độc lập (phƣơng trình độc lập với thời gian):

a/

2 2 x v + =1 A Aω            

 A2 = x2 +

2      



v ; đồ thị (v, x) là đường elip

b/ a = - ω2x ; đồ thị (a, x) là đoạn thẳng qua gốc tọa độ

c/

2 2

2 a v + =1 Aω Aω            



2 2 2

4 2 a v A = + ω ω ; đồ thị (a, v) là đường elip

4. Con lắc lò xo và con lắc đơn.

CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN k g ω = = m l 

m T = 2π k ; 1 k f = 2π m

Cơ năng

2 2 2 2 0 1 1 1 W = kA = mv mω A 2 2 2 

2 d

1 W = mv 2

2 1 W = kx 2 dh

g ω = l

T = 2π g

l

; 1 g f = 2π l

Cơ năng

2 0 0 1 W = mg (1 cos ) = mv 2 l  

2 d

1 W = mv 2 t W = mg (1 cosα) l 

* Lƣu ý: + Dao động điều hoà có tần số góc là ω, tần số f, chu kỳ T thì Wđ và Wt biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2. + Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp để Wđ = Wt là là T/4. 5. Tổng hợp dao động

a/ Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:

  2 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2 1

1 1 2 2

A sin +A sin A =A +A +2A A cos φ φ tan = A cos +A cos      

ThuVienDeThi.com

GV. Huỳnh Mai Thuận ĐT. 0905 245 832

Tổ 47 – Hòa Quý/ Ngũ Hành Sơn/ Đà Nẵng Trang 2

*Lƣu ý: Cách bấm máy tính

Nhập máy: 1 1 2 2 A A      SHIFT 2 3 = hiển thị A   .

b/ Ảnh hƣởng của độ lệch pha: Δφ = φ2 – φ1 - Hai dao động cùng pha: Δφ = k.2π : A = A1 + A2 - Hai dao động ngược pha: Δφ = (2k+1)π : A = |A1 - A2|

- Hai dao động vuông pha: Δφ = (2k+1)π

2 :

2 2 2 1 2 A = A +A

- Điều kiện của biên độ tổng hợp: |A1 - A2|  A  A1 + A2 6. Đại cƣơng về các dao động khác

Dao động tự do, dao động duy

trì Dao động tắt dần Dao động cƣỡng bức, cộng

hƣởng

Khái niệm

- Dao động tự do là dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng chỉ của nội lực. - Dao động duy trì là dao động tắt dần được duy trì mà không làm thay đổi chu kỳ riêng của hệ.

- Là dao động có biên độ và năng lượng giảm dần theo thời gian.

- Dao động cƣỡng bức là dao động xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn. - Cộng hƣởng là hiện tượng A tăng đến Amax khi tần số fn = f0 Lực tác

dụng

Do tác dụng của nội lực tuần hoàn

Do tác dụng của lực cản (do ma sát)

Do tác dụng của ngoại lực tuần hoàn

Biên độ A

Phụ thuộc điều kiện ban đầu Giảm dần theo thời gian

Phụ thuộc biên độ của ngoại lực và hiệu số ( fn – f0 )

Chu kì T

Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài.

Không có chu kì hoặc tần số do không tuần hoàn.

Bằng với chu kì của ngoại lực tác dụng lên hệ.

Ứng dụng

- Chế tạo đồng hồ quả lắc. - Đo gia tốc trọng trường của trái đất.

Chế tạo lò xo giảm xóc trong ôtô, xe máy

- Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác xa tần số của máy gắn vào nó. - Chế tạo các loại nhạc cụ.

7. Phân biệt giữa dao động cƣỡng bức với dao động duy trì: Giống nhau: - Đều xảy ra dưới tác dụng của ngoại lực. - Dao động cưỡng bức khi cộng hưởng cũng có tần số bằng tần số riêng của vật. Khác nhau:

Dao động cƣỡng bức Dao động duy trì - Ngoại lực là bất kỳ, độc lập với vật. - Do ngoại lực thực hiện thường xuyên, bù đắp năng lượng từ từ trong từng chu kì. - Trong giai đoạn ổn định thì dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số f của ngoại lực. - Biên độ của hệ phụ thuộc vào F0 và |f – f0|

- Lực được điều khiển bởi chính dao động ấy qua một cơ cấu nào đó. - Cung cấp một lần năng lượng, sau đó hệ tự bù đắp năng lượng cho vật dao động. - Dao động với tần số đúng bằng tần số dao động riêng f0 của vật. - Biên độ không thay đổi

ThuVienDeThi.com