[Vật Lí 12] Tổng hợp lí thuyết bài dao động điều hòa.

H

hocmai.vatli

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

1. Định nghĩa và phương trình dao động điều hòa:
Dao động mà phương tình có dạng x = Acos(ωt + φ) hoặc x = Asin(ωt + φ) gọi là dao động điều hòa.
Pt dao động điều hòa là: x = Acos(ωt + φ) hoặc x = Asin(ωt + φ).

2. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa:
- Li độ x là khoảng lệch của vật khỏi vị trí cân bằng.
- Biên độ A là giá trị cực đại của li độ x. Hoặc là độ lệch cực đại của vật khỏi vị trí cân bằng. Biên độ A luôn có giá trị dương.
- Pha dao động là: ωt + φ, và pha ban đầu là: φ. Với một biên độ đã cho thì pha xác định li độ x của dao động.
- Tần số góc ω của dao động. Hay là tốc độ biến đổi của góc pha. Đơn vị là rad/s. Với một con lắc lò xo đã cho thì tần số góc chỉ có giá trị xác định bởi công thức: [TEX]\omega^2 = \frac{k}{m}[/TEX].

3. Chu kì và tần số
+ ĐN:
Chu kì là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ, hay khoảng thời để vật thực hiện được một dao động toàn phần.
Tần số là số dao động toàn phần mà vật thực hiện được trong 1 đơn vị thời gian (Hz).
+ Công thức: T = 1/N = 2π/ω; f = 1/T = ω/2π; ω = 2πf;

4. Vận tốc: v = x' = -ωA = -ωAsin(ωt + φ).
Vận tốc đạt giá trị cực đại là: vmax = ωA khi vật ở vị trí cân bằng.

5. Gia tốc: [TEX]a = - \omega ^2 x = - \omega ^2 A\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\left( {m/s^2 } \right)[/TEX]
Gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng. Gia tốc đạt cực đại khi vật ở vị trí biên.

6. Công thức độc lập: [TEX]A^2 = x^2+ \frac{{\upsilon ^2 }}{{\omega ^2 }}[/TEX]

7. Định luật bảo toàn cơ năng: Trong quá trình doa động điều hòa luôn có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, nhưng cơ năng luôn được bảo toàn va tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

8. Lực tác dụng: Luôn hướng về vị trí cân bằng. F = k(Δl + x)
Fmin = k|Δl - A|. Nếu Δl > A thì Fmin = k(Δl -A)
Nếu Δl < A thì Fmin = 0
Fmax = k(Δl + A)
 
Last edited by a moderator:
P

phuthuymatcuoi

ối anh ơi
anh đánh nhầm hay sao á
chỗ phần 3 và phần 4 á anh
chỗ phần ba cái công thức T= 1/N là sao anh ??? T=1/f chứ(chắc nah đánh nhầm)
với cái chỗ v=x'=-omega A ?=>sai
 
C

cuphuc13

đặc điểm của vecto vận tốc và gia tốc khi vật ở các li độ khác nhau là gì thế hả****************************??????????
 
T

thuyan9i

đặc điểm của vecto vận tốc và gia tốc khi vật ở các li độ khác nhau là gì thế
Gia tốc đạt giá trị max khi ở biên, = 0 khi ở vị trí cân bằng
Vận tốc đạt max khi ở vtcb, =0 khi ở biên
Gia tốc >< vận tốc
 
T

tramngan

Đặc điểm của vecto vận tốc và gia tốc khi vật ở các li độ khác nhau là gì thế hả?
- Vectơ vận tốc cùng chiều với hướng chuyển động
- Vectơ gia tốc luôn hướng về VTCB
- Nếu Vectơ vận tốc cùng hướng với Vectơ gia tốc nghĩa là vật dao động nhanh dần (vật tiến về VTCB)
- Nếu Vectơ vận tốc ngược hướng với Vectơ gia tốc nghĩa là vật dao động chậm dần (vật tiến về biên)
 
H

hocmai.vatli

Cách nào để làm các bài toán trắc nghiệm lí thuyết nhanh nhất?

Đầu tiên các em cần đọc kĩ câu hỏi và các câu trả lời. Nếu đầu bài là chọn các đáp án đúng hoặc sai. Thì các em nên xem xét kĩ các câu trả lời.
+ Nếu có hai câu trả lời mà tương tự nhau thì chắc chắn cả 2 câu đó sẽ không phải là câu được tích.
+ Nếu có hai câu trả lời mà trái ngược nhau thì chắc chắn một trong hai câu đó là câu các em phải tích.
Khi xem xét các đáp án mà các em thấy khả nghi các em nên dùng bút chì tích vào đó. Và xem kĩ lại câu hỏi và các đáp án. Rồi mới điền đáp án các em chọn vào.
Chúc các em học tốt và thi tốt.
 
H

hocmai.vatli

Trả lời em.

Bài 1:

Một lò xo khối lượng không đáng kể độ cứng 0,5 N/cm, đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo một vật khối lượng 500 g. Chọn gốc thời gian là lúc vật có vận tốc 20 cm/s và gia tốc 2√3 m/s2. Viết phương trình dao động điều hòa.

Bài 2:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 200 g và lò xo có độ cứng 1 N/cm. Từ vị trí cân bằng kéo vật tới vị trí lò xo bị dãn 5 cm rồi truyền cho vật vận tốc ban đầu 20π√5 cm/s. Lấy π2 = 10. Viết phương trình dao động điều hòa. Chọn t = 0 là lúc vật đi qua vị trí li độ x = 3,5 cm theo chiều âm quĩ đạo.

Bài 3:

Một lò xo một đầu cố định, một đầu gắn với một vật nặng khối lượng m dao động điều hòa theo phương nằm ngang trên đoạn thẳng AB = 2a với chu kì T. Viết phương trình dao động của vật nặng, chọn gốc thời gian khi vật có tọa độ x = a/2 và vận tốc của vật âm.

Bài 4:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, đầu trên cố định, đầu dưới gắn với một vật nặng có khối lượng m. Vật dao dộng điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 4,5 Hz. Trong quá trình dao động độ dài ngắn nhất của lò xo là 40 cm và dài nhất là 56 cm. Lấy g = 9,8 m/s2. Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới, gốc thời gian là lúc lò xo ngắn nhất. Phương trình dao động điều hòa của vật nặng là:

Bài 5:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, dài 20 cm và độ cứng k = 0,2 N/cm. Người ta treo vào lò xo một vật nặng khối lượng m = 200 g và kích thích cho vật dao động điều hòa với năng lượng 0,025 J. Xác định chiều dài cực tiểu của lò xo.

Bài 6:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể và độ cứng k = 50 N/m. Người ta treo vào lò xo một vật nặng khối lượng m = 200 g thì lò xo có chiều dài là 32 cm. Sau đó kích thích cho vật dao động điều hòa với năng lượng 0,0625 J. Xác định chiều dài tự nhiên của lò xo. Biết gia tốc trọng trường g = 10 m/s2.

Bài 7:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể và độ cứng k = 50 N/m. Người ta treo vào lò xo một vật nặng khối lượng m = 100 g thì lò xo có chiều dài là 30 cm. Sau đó kích thích cho vật dao động điều hòa với năng lượng 0,0625 J. Xác định chiều dài cực tiểu của lò xo. Biết gia tốc trọng trường g = 10 m/s2.

bài 8:

Một lò xo có chiều dài là 25 cm và độ cứng k = 40 N/m. Khi treo một vật nặng có khối lượng m = 100 g vào lò xo đó và kích thích cho vật dao động điều hòa thì vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là 100 cm/s. Xác định chiều dài cực đại của lò xo.

Bài 9:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, và độ cứng k = 50 N/m. Người ta treo vào lò xo một vật nặng khối lượng m = 125 g. Sau đó kích thích cho vật dao động điều hòa với phương trình dao động là
4a3cdb761bcddf2ca8eb34a83270e179.gif
. Xác định thời gian lò xo nén trong một chu kì. Chọn chiều dương hướng lên trên.

Bài 10:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 40 N/m. Treo một vật nặng khối lượng m = 200 g. Vật dao động điều hòa theo phương trình
bf8a5f3f2271d74ce4fd6d60a9cfe919.gif
. Trong khoảng thời gian t = 1,5 s, tính từ lúc bắt đầu, thì thời gian lò xo dãn là bao nhiêu? Chọn chiều dương hướng thẳng lên trên.
 
P

phuthuymatcuoi

Bài 1:
tính [TEX]\omega =10 (rad)[/TEX]
[TEX]{v}^{2}{\omega }^{2}+{a}^{2}={\omega }^{4}{A}^{2}[/TEX]
[TEX]\Rightarrow A=2[/TEX]
[TEX]\varphi =-\frac{\Pi }{2}[/TEX]
[TEX]x=2cos(10t-\frac{\Pi }{2})[/TEX]
 
Last edited by a moderator:
H

hoangoclan161

Bài 2:

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng 200 g và lò xo có độ cứng 1 N/cm. Từ vị trí cân bằng kéo vật tới vị trí lò xo bị dãn 5 cm rồi truyền cho vật vận tốc ban đầu 20π√5 cm/s. Lấy π2 = 10. Viết phương trình dao động điều hòa. Chọn t = 0 là lúc vật đi qua vị trí li độ x = 3,5 cm theo chiều âm quĩ đạo.
Ta có :

[TEX]\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{100}{0,2}}=10\sqrt5 rad/s^2[/TEX]

Ta có độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng:

[TEX]\Delta l=\frac{mg}{k}=\frac{0,2.10}{100}=0,02m=2cm[/TEX]

Kéo vật tới vị trí lò xo bị dãn 5 cm tức là kéo tới vị trí li độ x=3cm rồi truyền cho vật vận tốc ban đầu [TEX]20\pi \sqrt5 cm/s[/TEX] nên ta có biên độ dao động của con lắc:

[TEX]A=\sqrt{x^2+(\frac{V}{\omega })^2}=\sqrt{3^2+(\frac{20\pi \sqrt5}{10\sqrt5 })^2}=7cm[/TEX]

Phương trình dao động của vật có dạng : [TEX]x=7cos(10\sqrt5 t +\varphi )[/TEX]

Tại t=0 ta có :

[TEX]\left{\begin{7cos\varphi =3,5 }\\{sin\varphi >0}[/TEX]

[TEX]\Leftrightarrow \varphi =\frac{\pi }{3}[/TEX]

Vậy phương trình dao động của vật : [TEX]x=7cos(10\sqrt5 t+\frac{\pi }{3})[/TEX]
 
Last edited by a moderator:
H

hoangoclan161

bài 8:

Một lò xo có chiều dài là 25 cm và độ cứng k = 40 N/m. Khi treo một vật nặng có khối lượng m = 100 g vào lò xo đó và kích thích cho vật dao động điều hòa thì vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là 100 cm/s. Xác định chiều dài cực đại của lò xo.

Độ giãn của lò xo ở vị trí cân bằng :

[TEX]\Delta l-\frac{mg}{k}=\frac{0,1.10}{40}=0,025m=2,5cm[/TEX]

Ta có : [TEX]\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{40}{0,1}}=20 rad/s^2[/TEX]

Vận tốc của vật tại vị trí cân bằng là :

[TEX]V=\omega A \Leftrightarrow A=\frac{V}{\omega }=\frac{100}{20}=5cm[/TEX]

Chiều dài cực đại của lò xo :

[TEX]l_{max}=l_0+\Delta l+A=25+2,5+5=32,5cm[/TEX]
 
P

phuthuymatcuoi

Bài 3:

Một lò xo một đầu cố định, một đầu gắn với một vật nặng khối lượng m dao động điều hòa theo phương nằm ngang trên đoạn thẳng AB = 2a với chu kì T. Viết phương trình dao động của vật nặng, chọn gốc thời gian khi vật có tọa độ x = a/2 và vận tốc của vật âm.
giải
[TEX]\omega =\frac{2\Pi }{T}[/TEX]
A=a
giả sử phương trình dao động là [TEX]x=Acos(\omega t+\phi )[/TEX]
có hệ là [TEX]x=a cos(\omega t+\phi)=\frac{a}{2}[/TEX]
[TEX]v<0[/TEX]
từ đó ta có [TEX]\phi =\frac{\Pi }{3}[/TEX]
vậy phưog trình là [TEX]x=a cos (\frac{2\Pi t}{T}+\frac{\Pi }{3})[/TEX]
 
H

hocmai.vatli

Trả lời em.

Bài 1:
tính [TEX]\omega =10 (rad)[/TEX]
[TEX]{v}^{2}{\omega }^{2}+{a}^{2}={\omega }^{4}{A}^{2}[/TEX]
[TEX]\Rightarrow A=2[/TEX]
[TEX]\varphi =-\frac{\Pi }{2}[/TEX]
[TEX]x=2cos(10t-\frac{\Pi }{2})[/TEX]


Bài giải:
Độ cứng của lò xo là k = 0,5 N/cm = 50 N/m.
Tần số góc: ω = 10 rad/s.
Phương trình dao động điều hòa là: x = Acos(ωt + φ) cm.
Vận tốc: v = -Aωsin(ωt + φ) cm/s.
Gia tốc: a = - Aω2 cos(ωt + φ) cm/s.
Tại thời điểm t = 0 thì:
Vận tốc v = -Aωsin(φ) = 20 cm/s. => Asinφ = -2
Gia tốc: a = - Aω2 cosφ = 2√3 m/s2 = 200√3 cm/s2 =>Acosφ = -2√3
=> A = 4 cm.
=> sinφ = -1/2 và cosφ = -√3/2 => φ = -5π/6 rad.
=> Phương trình dao động điều hòa là: x = 4cos(10t - 5π/6) cm.
 
S

sukilalals

cho em hỏi ,chiều dương hướng xuống dưới hoặc hướng lên trên nghĩa là j ạ?
 
Top Bottom