Đang tải... (xem toàn văn)
Công Thức Đầy Đủ Chương Dao Động Điều Hòa _Vật Lý 12 (Từ Cơ Bản đến Nâng Cao) Mua File Word liên hệ Zalo : 0356695132 Nhiều tài liệu luyện thi đại học vật lý 12 cơ bản đến nâng cao. Công Thức Đầy Đủ Chương Dao Động Điều Hòa _Vật Lý 12 (Từ Cơ Bản đến Nâng Cao) Công Thức Đầy Đủ Chương Dao Động Điều Hòa _Vật Lý 12 (Từ Cơ Bản đến Nâng Cao) Công Thức Đầy Đủ Chương Dao Động Điều Hòa _Vật Lý 12 (Từ Cơ Bản đến Nâng Cao)
DAO ĐỘNG CƠ Khóa LTĐH VẬT LÝ 2021 Thầy Nguyễn Trọng Nghĩa Nội dung : Phần : Đại cương dao động điều hòa Phần : Con lắc lò xo Phần : Con lắc đơn Phần : Tổng hợp dao động điều hòa Phần : Các loại dao động khác CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ PHẦN I ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Định nghĩa Dao động : Là chuyển động qua lại quanh vị trí cố định (vị trí cân VTCB) Dao động tuần hoàn : Là dao động mà trạng thái chuyển động vật lặp lại cũ sau khoảng thời gian xác định (chu kì T(s)) Dao động điều hịa : Là dao động tuần hoàn mà trạng thái dao động mô tả định luật dạng cosin (hay sin) thời gian Chu kì T(s) : Là khoảng thời gian ngắn để vật lặp lại trạng thái chuyển động ( vật thực dao động ) Tần số f (Hz) hay (vòng/s) : Là số dao động vật thực 1s Tần số góc ω (rad/s) : Là tốc độ biến đổi pha II Trạng thái chuyển động Li độ (cm) : Là khoảng cách từ VTCB đến chất điểm (Tọa độ có dấu) Vận tốc (cm/s) : Là độ biến thiên li độ x theo thời gian t Gia tốc (cm/s2) : Là độ biến thiên vận tốc v theo thời gian t KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Mối quan hệ x, v, a : Vectơ Vận tốc + Vectơ Gia tốc : KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Vectơ Lực hồi phục : III Quan hệ dao động điều hòa chuyển động tròn Chuyển động trịn : • Tốc độ dài : • Tốc độ góc : • Quan hệ v ω : • Gia tốc hướng tâm : Quan hệ dao động điều hòa chuyển động trịn • M chuyển động trịn Hình chiếu N M lên trục cos dđđh • Tốc độ Max (VTCB) : |vmax |= v = Rω = Aω • Độ lớn gia tốc Max (VT Biên): |amax| = aht = Rω2 = Aω2 • Li độ : x=Acos(ωt+φ) KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ IV Các dạng tốn thường gặp Dạng Tìm T, f, ω Dạng Viết phương trình chuyển động x=Acos(ωt+φ) Dạng Tìm x(t) , v(t) , a(t) KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Dạng Liên hệ giá trị tức thời x, v, a Dạng Tính Thời Gian Δt vật từ x=x1 x=x2 NOTE NOTE Dạng Các khoảng thời gian đặc biệt cần nhớ : Tính thời gian từ li độ x đến VTCB / Biên Tính Qng Đường s vật thời gian Δt ( từ thời điểm t1 t2) KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ 1111 Dạng Tính Quãng Đường smax , smin vật thời gian Δt < T/2 Dạng V Tính Vận tốc trung bình – Tốc độ trung bình vật từ x=x1 x=x2 Năng lượng dao động điều hòa Thế : Động năng: Cơ : Liên hệ Wđ Wt : • Pha dao động : Wđ ngược pha Wt, Wđ tăng lên Wt giảm xuống, Wđ + Wt = W = const • Chu kì, Tần số góc, Tần số : Wđ ,Wt biến thiên điều hòa theo t với T’ = T/2, ω’=2ω, f’=2f • Giá trị tức thời : Wđ = k Wt • Cơ : W bảo tồn , khơng đổi theo thời gian , tỉ lệ với bình phương biên độ • Trong chu kì, có lần Wđ = Wt x = ± A T , khoảng thời gian để lần liên tiếp Wđ = Wt KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ CON LẮC LÒ XO PHẦN I Con lắc lị xo nằm ngang Chu kì , Tần số, Tần số góc : Độ biến dạng li độ x : KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Chiều dài lò xo li độ x : Lực đàn hồi : NOTE Vectơ lực đàn hồi ngược chiều với biến dạng Vectơ lực đàn hồi hướng VT CLLX không biến dạng CLLX nằm ngang, Lực đàn hồi = Lực hồi phục CLLX nằm ngang, VT CLLX khơng biến dạng x =0 (VTCB) KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ II Con lắc lò xo thẳng đứng Chu kì, Tân số, Tần số góc : Độ biến dạng li độ x : KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Chiều dài lò xo li độ x : Lực đàn hồi : Độ lớn lực đàn hồi : NOTE Vectơ lực đàn hồi ngược chiều với biến dạng Vectơ lực đàn hồi hướng VT CLLX không biến dạng CLLX thẳng đứng, Lực đàn hồi ≠ Lực hồi phục CLLX thẳng đứng, VT CLLX khơng biến dạng x = KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 10 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ III Các dạng toán thường gặp Dạng Tỷ lệ đại lượng công thức Dạng Phần trăm tăng / giảm đại lượng Dạng Bài tốn cắt, ghép lị xo Dạng Bài tốn chiều dài lị xo Sử dụng cơng thức phía KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 11 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Dạng Lực đàn hồi – Lực hồi phục Sử dụng cơng thức phía Dạng Bài tốn thời gian nén giãn chu kì Dạng Con lắc lị xo bị nhốt KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 12 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ CON LẮC ĐƠN PHẦN I Đại cương lắc đơn Chu kì, Tần số, Tần số góc : NOTE Li độ : Vận tốc dài : Gia tốc : Mối liên hệ s, α ,v , at : KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 13 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Lực hồi phục : Lực căng dây : Năng lượng lắc đơn : (Chọn mốc VTCB) KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 14 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ II Các dạng toán thường gặp Dạng Sử dụng cơng thức phía Dạng Viết phương trình chuyển động Tính vận tốc – gia tốc – lực căng dây Sử dụng cơng thức phía Dạng Tính Độ lớn gia tốc nhỏ |a|min lắc đơn Dạng Bài tốn lắc vướng đinh KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 15 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Dạng Bài toán lắc chịu biến cố KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 16 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 17 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ PHẦN I TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Tổng hợp dao động điều hịa KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 18 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ II Khoảng cách vật dao động điều hòa III Cực trị tổng hợp dao động điều hịa Phương pháp giản đồ vectơ : KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 19 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ Phương pháp đại số KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 20 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC PHẦN I 21 Dao động tự Dao động tự dao động hệ sau kích thích, suốt q trình dao động, chu kỳ dao động phụ thuộc vào đặc tính hệ, khơng phụ thuộc vào yếu tố bên ngồi Ví dụ: Dao động vật nặng lắc lị xo khơng có lực cản dao động dao động phụ thuộc vào khối lượng vật độ cứng lò xo Đặc điểm : Trong dao động tự do, vật dao động với tần số xác định, ta gọi tần số dao động riêng fo Ví dụ: Tần số góc dao động riêng lắc lò xo ωo = II k m Dao động tắt dần Định nghĩa : Dao động tắt dần : Biên độ dao động, lượng dao động giảm dần theo thời gian trình dao động gọi dao động tắt dần Nguyên nhân : lực ma sát lực cản môi trường Đặc điểm : ωtắt dần = ωo A : giảm dần theo thời gian Môi trường nhớt Fc lớn Tắt dần nhanh Vật dừng VTCB ban đầu vị trí gần sát VTCB ban đầu Ứng dụng : Có lợi : Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô Có hại : Làm lượng , Dao động lắc đồng hồ phải lên dây cót thay pin… Tắt dần nhanh KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 Tắt dần chậm CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ 22 Phương pháp giải : r r Wsau − Wdau = A F = Fscosα với α = F,s ( ) Nhắc lại định luật bảo toàn : Xét lắc lò độ cứng k, vật nặng m dao động mặt phẳng nằm ngang Ban đầu kéo lắc khỏi VTCB đoạn Ao buông nhẹ Hệ số ma sát vật mặt nằm ngang µ Các cơng thức “ Dao động tắt dần “ cần nhớ : Lực ma sát CLLX nằm ngang Fms = µN = µmg Áp dụng ĐL bảo toàn Wdau − Wsau = Fmss Độ giảm biên độ sau T/2 ∆A = 2Fms k A N= o 2∆A Số chu kì (dao động) thực đến dừng Ao ∆A Số nửa chu đến dừng N1/2 = 2N = Thời gian dao động đến dừng ∆t = NT Biên độ cịn lại sau n chu kì A n = A o − n.2∆A Quãng đường vật đến dừng : + B1: Tính Ac : A c = A o − N1/ ∆A + B2: So sánh Ac vs TH1: ∆A 1/2 : AC = : Vật dừng O ∆A 1/2 : Vật dừng AC ( vật ∈ O1O2) ∆A 1/2 TH3: A C > : Vật dừng AD với AD + AC = ΔA1/2 TH2 : A C ≤ (O2 trung điểm AC AD) kA − = Fmss o 1 kA 2o − kA 2C = Fmss 2 1 kA 2o − kA 2D = Fmss 2 Tốc độ max trình dao động : vmax đạt VTCB động đầu tiền (O1 hay O2) nửa chu kì vmax = A1ω Phần trăm giảm sau chu kì A' ∆W W ' = −1= −1 W W A KHÓA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132 CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ 23 III Dao động trì – Dao động cưỡng – Dao động cộng hưởng Để khắc phục tắt dần dao động, ta có cách sau: Dao động trì : Dao động trì : dao động tạo cách cung cấp cho hệ lượng lượng sau chu kì dao động Hệ dao động cung cấp lượng thơng qua cấu điều khiển hệ Đặc điểm : ωduy trì = ωo Aduy trì = Ao = const Ứng dụng : Trong đồng hồ lắc (chạy dây cót), lắc đồng hồ cung cấp lượng từ dây cót, dao động lắc dao động trì Dao động cưỡng : Dao động cưỡng : dao động tạo cách tác dụng lên hệ dao động tắt dần ngoại lực biến thiên điều hòa theo thời gian : F = Fo cos (Ωt + φ) Đặc điểm : ωcưỡng = Ω Acưỡng phụ thuộc vào Fo , Ω , Fcản Là dao động điều hòa Dao động cộng hưởng : Dao động cộng hưởng : Là tượng biên độ dao động cưỡng tăng đột ngột đến giá trị cực đại tần số lực cưỡng tần số dao động riêng vật Đặc điểm : ωcộng hưởng = Ω = ωo Acộng hưởng = Amax Fcản nhỏ, , Amax lớn Ứng dụng : Có lợi : hộp cộng hưởng âm đàn ghi ta … Có hại : gãy cầu , sập nha, hư hỏng máy móc … KHĨA LTĐH VẬT LÝ 2021 – NGUYỄN TRỌNG NGHĨA – 0356695132