NHIỆT LIỆT CHAgrave;O MỪNG CAacute;C EM ĐẾN VỚI BAgrave;I HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Khi biết phương trigrave;nh hoặc đồ thị của vật dao động điều hograve;a, lagrave;m thế nagrave;o để xaacute;c định được vận tốc vagrave; gia tốc của vật?

BAgrave;I 4: BAgrave;I TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOgrave;A

1. BAgrave;I TẬP VIacute; DỤ

Thảo luận nhoacute;m

Cacirc;u 1. Nếu đề bagrave;i cho phương trigrave;nh dao động khocirc;ng đuacute;ng dạng cơ bản thigrave; ta xaacute;c định pha ban đầu như thế nagrave;o?

Cacirc;u 2. Coacute; thể sử dụng mối liecirc;n hệ giữa dao động điều hograve;a vagrave; chuyển động trograve;n đều để xaacute;c định pha ban đầu, thời gian để vật đi từ điểm nagrave;y đến điểm khaacute;c trong dao động điều hograve;a được khocirc;ng?

TRẢ LỜI

Cacirc;u 1. Ta phải đưa về phương trigrave;nh coacute; đuacute;ng dạng sau đoacute; xaacute;c định pha ban đầu.

Cacirc;u 2. Hoagrave;n toagrave;n coacute; thể sử dụng mối liecirc;n hệ giữa dao động điều hograve;a vagrave; chuyển động trograve;n đều để xaacute;c định pha ban đầu, thời gian để vật đi từ điểm nagrave;y đến điểm khaacute;c trong dao động điều hograve;a.

PHIẾU HỌC TẬP

Viacute; dụ 1 (SGK ndash; tr17): Cho phương trigrave;nh của một vật dao động điều hograve;a:

(cm)

Xaacute;c định biecirc;n độ A, tần số f, pha ban đầu vagrave; li độ x₁ tại thời điểm t₁ = 0,05s.

Viacute; dụ 2 (SGK ndash; tr18): Một vật dao động điều hograve;a với tần số 2 Hz. Tại thời điểm ban đầu, vật coacute; li độ x = 5 cm vagrave; vận tốc v = -30 cm/s. Xaacute;c định:

1. a) Biecirc;n độ vagrave; pha ban đầu của dao động.
2. b) Giaacute; trị cực đại của vận tốc vagrave; gia tốc của vật khi dao động.

Viacute; dụ 3 (SGK ndash; tr18): Một vật dao động điều hograve;a với tần số goacute;c rad/s, coacute; đồ thị của li độ x, vận tốc v vagrave; gia tốc a theo thời gian t được mocirc; tả trecirc;n Higrave;nh 4.1.

Hatilde;y chỉ đuacute;ng đồ thị của li độ (x ndash; t), vận tốc (v ndash; t), gia tốc (a ndash; t) theo thời gian t trecirc;n Higrave;nh 4.1.

Viacute; dụ 1 (SGK ndash; tr17)

• So saacute;nh phương trigrave;nh dao động của vật với phương trigrave;nh dạng cơ bản

• Ta coacute;:
• Biecirc;n độ A = 5cm
• Tần số Hz
• Pha ban đầu (rad)
• Li độ luacute;c t₁:

Viacute; dụ 2 (SGK ndash; tr18)

1. a) Tần số goacute;c của dao động: (rad/s).

• Khi t = 0 ta coacute;:
• Biecirc;n độ vagrave; pha ban đầu của dao động:(cm)

rad.

1. b) Vận tốc cực đại của vật: cm/s.

Gia tốc cực đại của vật: cm/s² = 8,75 m/s².

Viacute; dụ 3 (SGK ndash; tr18)

Ta đatilde; biết:

• Vận tốc v sớm pha so với li độ vagrave; trễ pha so với gia tốc.
• Gia tốc a ngược pha so với li độ vagrave; sớm pha so với vận tốc.

Do đoacute;, trecirc;n Higrave;nh 4.1 đường 2 lagrave; đồ thị li độ x(t), đường 1 lagrave; đồ thị vận tốc v(t), đường 3 lagrave; đồ thị gia tốc a(t).

TROgrave; CHƠI

Uacute;P LY

Cacirc;u 1: Một vật dao động điều hograve;a coacute; phương trigrave;nh lagrave; (cm). Hatilde;y cho biết biecirc;n độ, tần số goacute;c, chu kigrave;, tần số, pha ban đầu vagrave; pha của dao động ở thời điểm t = 1 s.

Trả lời: Từ phương trigrave;nh: (cm) ta xaacute;c định được caacute;c đại lượng:

• Biecirc;n độ A = 2 cm
• Tần số goacute;c: (rad/s)
• Chu kigrave;: T = 0,5 s
• Tần số: f = 2 Hz
• Pha ban đầu:
• Pha ở thời điểm t = 1 s: .

Cacirc;u 2: Một vật dao động điều hograve;a dọc theo trục Ox, quanh điểm gốc O với biecirc;n độ A = 10 cm vagrave; chu kigrave; T = 2 s. Tại thời điểm t = 0, vật coacute; li độ x = A.

1. a) Viết phương trigrave;nh dao động của vật.
2. b) Xaacute;c định thời điểm đầu tiecirc;n vật qua vị triacute; coacute; li độ x = 5 cm.

Trả lời: T = 2 s => (rad/s)

1. a) Phương trigrave;nh dao động điều hograve;a coacute; dạng:

Tại thời điểm t = 0, vật coacute; li độ x = A=> A = Acosphi; => cosphi; = 1 => phi; = 0

Suy ra, phương trigrave;nh dao động điều hograve;a: (cm)

1. b) Khi vật đi qua vị tri coacute; li độ x = 5 cm.

=> =>

Do thời điểm ban đầu vật đang ở biecirc;n dương necirc;n vật sẽ di chuyển theo chiều acirc;m tức lagrave; hướng về VTCB, khi đoacute; chọn . Thời điểm đầu tiecirc;n vật qua vị triacute; coacute; li độ x = 5 cm ứng với t = s.

Cacirc;u 3: Higrave;nh 4.2 lagrave; sơ đồ của một bagrave;n xoay higrave;nh trograve;n, coacute; gắn một thanh nhỏ caacute;ch tacirc;m bagrave;n 15 cm. Bagrave;n xoay được chiếu saacute;ng bằng nguồn saacute;ng rộng, song song, hướng chiếu saacute;ng từ phiacute;a trước magrave;n để boacute;ng đổ lecirc;n magrave;n. Một con lắc đơn dao động điều hograve;a phiacute;a sau bagrave;n xoay với biecirc;n độ bằng khoảng caacute;ch từ thanh nhỏ đến tacirc;m bagrave;n xoay. Tốc độ quay của bagrave;n quay được điều chỉnh lagrave; (rad/s). Boacute;ng của thanh nhỏ vagrave; quả nặng của con lắc luocirc;n trugrave;ng nhau.

1. a) Tại sao noacute;i dao động của boacute;ng thanh nhỏ vagrave; quả nặng lagrave; đồng pha?
2. b) Viết phương trigrave;nh dao động của con lắc. Chọn gốc thời gian lagrave; luacute;c con lắc ở vị triacute; hiển thị trong Higrave;nh 4.2.
3. c) Bagrave;n xoay đi một goacute;c 60⁰ từ vị triacute; ban đầu, tiacute;nh li độ của con lắc vagrave; tốc độ của noacute; tại thời điểm nagrave;y.

Đaacute;p aacute;n: a) Noacute;i boacute;ng của thanh nhỏ vagrave; quả nặng lagrave; đồng pha vigrave; chuacute;ng luocirc;n xuất hiện đồng thời.

1. b) Gốc thời gian lagrave; luacute;c con lắc ở vị triacute; biecirc;n dương vagrave; đang tiến về VTCB necirc;n pha ban đầu lagrave; phi; = 0 vagrave; biecirc;n độ A = 15 cm.

Tốc độ quay của bagrave;n lagrave; 3pi; rad/s necirc;n tốc độ goacute;c của con lắc đơn cũng lagrave; 3pi; rad/s.

Phương trigrave;nh dao động của con lắc đơn lagrave;: (cm)

1. c) Bagrave;n xoay đi một goacute;c 60deg; từ vị triacute; ban đầu, tương đương với pha dao động của con lắc đơn khi đoacute; lagrave; 60deg;, li độ của con lắc đơn: .

Tốc độ của con lắc đơn tại thời điểm nagrave;y:

Cacirc;u 4: Higrave;nh 4.3 lagrave; đồ thị li độ - thời gian của một vật dao động điều hograve;a.

1. a) Xaacute;c định biecirc;n độ, chu kigrave;, tần số, tần số goacute;c vagrave; pha ban đầu của vật dao động.
2. b) Viết phương trigrave;nh dao động của vật.