Đang tải... (xem toàn văn)
Dao động cơ của một vật có thể là …………… hoặc ……………………. Dao động tuần hoàn là dao động mà …………………….của vật được lặp đi lặp lại như cũ, theo hướng cũ sau những khoảng thời gian …………….. xác định. Dao động tuần hoàn có thể có mức độ phức tạp khác nhau. Dao động tuần hoàn đon giản nhất là …………………………….
Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống A Tóm tắt lý thuyết a Dao động cơ: Dao động chuyển động vật quanh vị trí xác định gọi ………………………… Ví dụ: bơng hoa lay động cành có gió nhẹ, phao nhấp nhơ lên xuống mặt hồ có gợn sóng, dây đàn run lên ta gãy đàn,… Dao động Dao động lắc lò xo lắc đơn Bơng hoa lay động cành có Dao động xích gió nhẹ đu b Dao động tuần hồn: Dao động vật …………… …………………… Dao động tuần hoàn dao động mà …………………….của vật lặp lặp lại cũ, theo hướng cũ sau khoảng thời gian …………… xác định Dao động tuần hồn có mức độ phức tạp khác Dao động tuần hồn đon giản …………………………… Ví dụ: Dao động lắc đồng hồ ………… , dao động cành đu đưa gió thổi …………………… - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống Dao động lắc lò xo Đường cong hình đồ thị dao động lắc Nó cho biết vị trí cầu trục x thời điểm khác Đường cong có dạng ……… Đồ thị li độ x phụ thuộc vào thời gian t đường …………… Dao động mơ tả phương trình …………………………… gọi dao động điều hòa Vật nặng lắc dao động điều hòa gọi vật …………………………………… -A O A Các đại lượng đặc trưng cho dao động điều hòa: + x …………………… x + A ……………………………… + (t + ) ………………………… + ……………………………… + ………………… …… Chú ý: Quỹ đạo chuyển động lắc đơn đoạn thẳng có chiều dài L=……… Trong chu kì vật dao động, vật qua vị trí cân …… lần, qua vị trí biên dương …… lần, qua vị trí biên âm … lần, qua vị trí khác … lần (1 lần (+), lần (-)) Những đại lượng …………… trình dao động là: t, pha dao động, li độ x - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống Những đại lượng ………………… trình dao động là: A, ω, T, f, T, T, f, f, T, f, π Ví dụ: Một vật dao động điều hồ có phưong trình x=2cos(4πt+πt+t+ ) (cm) Hãy xác định: a Biên độ pha ban đầu dao động ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… b Pha li dô dao động t = s ……………………………………………………………………………………………………… B Bài tập Câu 1: Dao động chuyển động có A giới hạn khơng gian lặp lặp lại nhiều lần quanh vị trí cân B qua lại hai bên vị trí cân không giới hạn không gian C trạng thái chuyển động lặp lại cũ sau khoảng thời gian D lặp lặp lại nhiều lần có giới hạn khơng gian Câu 2: Dao động điều hịa A dao động mơ tả định luật hàm sin hay hàm cos theo thời gian B chuyển động tuần hồn khơng gian, lặp lặp lại xung quanh vị trí cố định C dao động có lượng khơng đổi theo thời gian D dao động lặp lặp lại cũ sau khoảng thời gian xác định Câu 3: Pha dao động dùng để xác định A biên độ dao động B tần số dao động C trạng thái dao động D chu kì dao động Câu 4: Biên độ dao động vật dao động điều hòa A quãng đường vật chu kỳ dao động B quãng đường vật nửa chu kỳ dao động C độ dời lớn vật trình dao động D độ dài quỹ đạo chuyển động vật Câu 5: Khi chất điểm dao động điều hịa li độ chất điểm A hàm sin thời gian B hàm tan thời gian C hàm bậc thời gian D hàm bậc hai thời gian x 2cos 2t T, f, cm 6 Câu 6: Một vật dao động điều hịa với phương trình a Xác định biên độ, chu kì, tần số pha ban đầu b Xác định chiều dài quỹ đạo c Xác định li độ vật thời điểm t = s - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống ❑ Câu 7: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4πt+cos(2πt+t + ) cm Xác định biên đợ, chu kỳ vị trí ban đầu vật? x 5cos 10t cm Câu 8: Một vật dao động điều hòa theo phương trình Hãy xác định: a Biên độ, chu kì tần số vật b Pha dao động li độ vật thời điểm t = 0,075 s Câu 9: Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh điểm gốc O, với biên độ A = 24πt+ cm chu kì T = 4πt+ s Tại thời điểm t = vật biên âm Viết phương trình dao động vật x 5cos 4t cm 2 Câu 5: Phương trình dao động vật - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống a Xác định biên độ, tần số góc, chu kì tần số dao động b Xác định pha dao động thời điểm t = 0,25 s, từ suy vị trí vật thời điểm III Bài tập nhà Câu 1: Phát biểu sau đúng? A Dao động tuần hồn dao động điều hịa B Dao động điều hịa dao động có li độ biến thiên theo thời gian biểu thị quy luật dạng sin (hay cosin) C Đồ thị biểu diễn li độ dao động tuần hoàn biến thiên theo thời gian ln đường hình sin D Biên độ dao động điều hịa khơng thay đổi theo thời gian, biên độ dao động tuần hồn thay đổi theo thời gian Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + φ), A,t + φ), A,), A, ωt + φ), A, số dương Pha dao động thởi điểm t A ωt + φ), A,t + φ), A, B ωt + φ), A, C φ), A, D ωt + φ), A,t Câu 3: Trong phương trình dao động điều hịa x = Acos(ωt + φ), A,t + φ), A,), đại lượng (ωt + φ), A,t + φ), A,) gọi A biên độ dao động B tần số dao động C pha dao động D chu kì dao động Câu 4: Một vật dao động điều hịa với phương trình x = Acos(ωt + φ), A,t + φ), A,), ωt + φ), A, A biên độ dao động B chu kì dao động C tần số góc dao động D tần số dao động Câu 5: Một vật dao động điều hịa trục Ox quanh vị trí cân O Gọi A, ωt + φ), A, φ), A, biên độ, tần số góc pha ban đầu dao động Biểu thức li độ vật theo thời gian t A x A cos t B x A cos t A C x t cos A D x cos A t Câu 6: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = cm chu kì T = 0,2 s Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm Viết phương trình dao động vật - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống Câu 7: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 12 cm chu kì T = s Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương Viết phương trình dao động vật Câu 8: Một vật dao động điều hịa dọc theo trục Ox Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t Xác định chu kì tần số góc vật ……………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Câu 9: Đồ thị biểu diễn li độ theo thời gian vật mô tả hình vẽ x(cm) 20 t(ms) Hãy xác định, biên độ, chu kì, tần số, tần số góc pha ban đầu vật Câu 10: Một vật dao động điều hịa trục Ox Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t Viết phương trình dao động vật - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống Tóm tắt lý thuyết A Dao động mơ tả phương trình x A cos t cm, T, f, s gồm đại lượng đặc trưng: + x li độ (tọa độ) → độ dịch chuyển từ …………… đến ……………………… …………………………………[m, cm] + A giá trị cực đại li độ hay biên độ → độ dịch chuyển ………… vật tính từ vị trí cân → phụ thuộc cách kích thích dao động [m, cm] + (t + ) pha dao động thời điểm t → xác định trạng thái dao động thời điểm t [rad] + pha ban đầu dao động → xác định trạng thái dao động thời điểm t = [rad] → phụ thuộc cách kích thích dao động + Chu kì khoảng thời gian để vật thực dao động, kí hiệu T (s) T= ∆t N N số dao động vật thực thời gian ∆ t giây + Tần số số dao động mà vật thực giây, kí hiệu f Ta có f T, f, = T, f, Hz T + là tần số góc → ln ln có giá trị dương → phụ thuộc vào cấu tạo hệ dao động ω T, f, = T, f, 2πf T, f, = T, f, 2π rad/s T Trong dao động điều hồ vật bốn đại lượng biên độ, chu kì, tần số tần số góc đại lượng ……………., không phụ thuộc vào thời điểm quan sát Với vật khác đại lượng khác Vì chúng đại lượng đặc trưng cho dao động điều hồ Ví dụ: Hình 2.1 đồ thị dao động điều hồ vật Hãy xác định: a Biên độ, chu kì, tần số dao động, tần số góc ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống ………………………………………………………… b Nêu thời điểm mà vật có li độ x= 0; x= 0,1 m Hình bên đồ thị hai vật dao động điều hoà ……… , ………… dao động đạt tới giá trị cực đại sớm dao động thời gian …… Từ đồ thị ta thấy, thời điểm ban đầu (t = 0): - Vật dao động điều hoà vị trí biên x = A dịch chuyển vị trí cân có phương trình dao động: x 1=¿ ……………………………… - Vật dao động điều hoà vị trí cân dịch chuyển phía x > có phương trình dao động: x 1=¿……………………………… *Chú ý: - Vật dao động điều hoà vị trí cân dịch chuyển phía x > có phương trình dao động: x=¿ ……………………………… - Vật dao động điều hoà vị trí biên x = A dịch chuyển vị trí cân có phương trình dao động: x=¿ ……………………………… Như vậy, pha ban đầu φ), A, cho biết thời điểm bắt đầu quan sát vật dao động điều hoà ……… ………… Nó có giá trị nằm khoảng từ -πt+ đến πt+ (rad) Ví dụ: Hình 2.3 đồ thị dao động điều hoà lắc Hãy cho biết: a Vị trí hướng dịch chuyển lắc thời điểm ban đầu ………………………………………………………… ………………………………………………………… b Pha ban đầu dao động ………………………………………………………… ………………………………………………………… - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống Trong khoa học kĩ thuật, độ lệch pha quan trọng pha, đại lượng khơng đổi, khơng phụ thuộc vào thời điểm quan sát Độ lệch pha hai dao động chu kì: ln độ lệch pha ban đầu ∆ φ=¿ ……………… - Nếu φ > φ dao động pha dao động - Nếu φ < φ dao động pha dao động - Nếu φ = φ dao động pha với dao động - Nếu φ = φ ± πt+ dao động ………… pha với dao động Lưu ý: Cách tính độ lệch pha hai dao động lệch khoảng thời gian t ∆ φ=¿ ……………… Bài Xét vật dao động điêu hồ có biên độ 10 cm, tần số Hz.Tại thời điểm ban đầu (t = 0) vật có li độ cực đại theo chiều dương a Xác định chu kì, tần số góc, pha ban đầu dao động b Viết phương trình vẽ đồ thị (x - t) dao động Bài Cho hai lắc đơn dao động điều hồ Biết phương trình dao động lắc π thứ x=20 cos (20 πt + ) (cm) Con lắc thứ hai có biên độ tần số lệch thời gian so với lắc thứ phần tư chu kì Viết phương trình dao động lắc thứ hai - NKL Vở ghi Vật lý 11 Kết nối tri thức với sống B Bài tập Câu 1: Xác định biên độ dao động A, tần số góc ωt + φ), A,, tần số f pha ban đầu dao động có phương trình sau: π x T, f, = T, f, 3cos 10πt T, f, + T, f, cm 3 a π x T, f, = T, f, -2sin πt T, f, + T, f, cm 6 b π x T, f, = T, f, 10cos 2πt T, f, + T, f, cm 6 Câu 2: Một vật dao động điều hòa với phương trình π a Xác định li độ vật pha dao động b Xác định li độ vật thời điểm t = s, t = 0,25 s Câu 3: Một ong mật bay chỗ không trung, đập cánh với tần số khoảng 300 Hz Xác định số dao động mà cánh ong mật thực s chu kì dao động cánh ong Câu 4: Cho hai lắc đơn dao động điều hịa Biết phương trình dao động lắc π x T, f, = T, f, 5cos 10πt T, f, – T, f, T, f, cm 6 thứ Con lắc thứ hai có tần số, biên độ quỹ đạo 10 - NKL