Bài giảng Bài giảng Môn Vật lý lớp 12 - Chương I: Dao động cơ học

Cõu 1: Dao động tuần hoàn, dao động điều hoà * Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. * Dao động điều hoà: là một dao động được mô tả bằng một định luật dạng sin (hoặc cosin), trong đó A, φ, ω là những hằng số. x = Asin (ωt + φ) * Dao động tự do: là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc các đặc tính của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài. * Chu kỡ dao động T: là khoảng thời gian ngắn nhất sau đú trạng thỏi dao động lặp lại như cũ * Một dao động điều hoà cú thể là coi là hỡnh chiếu của một chuyển động trũn đều xuống một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quĩ đạo. * Pha của dao động xỏc định trạng thỏi dao động. Pha ban đầu φ xỏc định trạng thỏi dao động ban đầu. * Khi vật dao động điều hoà thỡ vận tốc, li độ, gia tốc cũng biến thiờn theo định luật dạng sin hoặc cosin tức là biến thiờn điều hoà theo thời gian * Đối với cỏc dao động nhỏ (α ≤ 100) thỡ chu kỡ dao động của con lắc đơn khong phụ thuộc vào biờn độ dao động Cõu 2: Năng lượng trong dao động điều hoà: * Cơ năng của vật tại một thời điểm bằng tổng động năng và thế năng tại thời điểm đú * Cơ năng của hệ được bảo toàn, nú bằng thế năng cực đại ở vị trớ biờn, bằng động năng cực đại ở vị trớ cõn bằng * Cơ năng của con lắc phụ thuộc vào cỏch kớch thớch ban đầu * Động năng và thế năng của vật dao động điều hoà biến thiờn tuần hoàn theo thời gian với chu kỡ T/2, vận tốc gúc 2ω. * Trong suốt quỏ trỡnh dao động cú sự chuyển hoỏ giữa động năng và thế năng nhưng cơ năng được bảo toàn, nghĩa là khụng đổi và tỉ lệ với bỡnh phương biờn độ của con lắc Cõu 3: Lực làm cho vật dao động điều hoà có tính chất gì? Có thể tăng năng lượng dao động cho con lắc lò xo, con lắc đơn đến giới hạn nào? * Lực làm cho vật dao động là lực phục hồi, tỉ lệ với độ dời, luôn hướng về vị trí cân bằng: F = - k.x ( k = const dương) * Muốn tăng năng lượng dao động cho con lắc lò xo → tăng biên độ dao động, Chỉ tăng được đến giới hạn trong đó vật còn giữ được tính đàn hồi của lò xo * Muốn tăng năng lượng dao động cho con lắc đơn → tăng góc α0 (đưa con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng nhiều hơn). Có thể tăng đến giới hạn mà dao động của con lắc còn được xem gần đúng là dao động điều hoà. Cõu 4: Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức: * Dao động tắt dần: là dao động tự do giảm dần biên độ rồi ngừng lại vì chịu tác dụng của lực ma sát của môi trường * Dao động cưỡng bức: là dao động do tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn theo thời gian: Fn = F0sin(ωt + φ). * Dao động cưỡng bức cú tần số bằng tần số riờng của ngoại lực, biờn độ phụ thuộc vào mối quan hệ giữa tần số f của ngoại lực và tần số riờng f0 * Sự tự dao động: là dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực. * Trong sự tự dao động thỡ tần số và biờn độ dao động vẫn giữ nguyờn như khi hệ dao động tự do * Hiện tượng cộng hưởng: là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng nhanh đột ngột đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ. * Hiện tượng cộng hưởng cú thể cú lợi hoặc cú hại cho con người Trang 1 Cõu 5: Tổng hợp hai dao động điều hoà: * Độ lệch pha ∆φ = φ1 – φ2.Hai dao động cựng pha thỡ ∆φ = 2kπ.Hai dao động ngược pha ∆φ = (2k + 1)π * Tổng hợp hai dao động điều hoà cựng phương, cựng tần số: - Nếu hai dao động cựng pha thỡ biờn độ dao động tổng hợp lớn nhất A = A1 + A2 - Nếu hai dao động ngược pha thỡ biờn độ dao động tổng hợp nhỏ nhất A = Cõu 6: Cỏc cụng thức trong dao động điều hoà: * Chu kỡ và tần số: T = 1/f = 2π/ω * Vận tốc gúc: ω = 2π.f * x = Asin (ωt + φ); v = x’ = Aωcos (ωt + φ); a = v’ = x’’ = - ω2Asin (ωt + φ) = - ω2.x * Tại vị trớ cõn bằng: x = 0; vmax = ωA; a = 0 * Tại vị trớ biờn: xmax = A; v = 0; a = - ω2.A * Vận tốc gúc trong dao động điều hoà của con lắc lũ xo cũn được tớnh bằng cụng thức: ω = * Vận tốc gúc trong dao động điều hoà của con lắc đơn cũn được tớnh bằng cụng thức: ω = * Con lắc lũ xo : Động năng: Ed = mv2. Thế năng: Et = kx2. Cơ năng: E = Ed + Et = Etmax = kA2 = Edmax = mω2A2 * Con lắc đơn: Động năng: Ed = mv2. Thế năng: Et = mgh = mgl (1 - cosα) * Tổng hợp hai dao động điều hoà: - Biờn độ tổng hợp: A2 = A + A + 2.A1.A2.cos (φ1 – φ2) - Pha ban đầu: tgφ = Trang 2