Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý - Chủ đề 1 Đại cương dao động điều hòa

Cô Hòa : zalo 0356222034 – hoa211191@gmail.com

Trang 1

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƢƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Chu kì, tần số, tần số góc:

2 2 ; t f T T n     (t là thời gian để vật thực hiện n dao động)

2. Dao động

A. Dao động cơ: Chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng.

B. Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.

C. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) theo thời gian.

3. Phƣơng trình dao động điều hòa (li độ):   x A.cos t  

+ x: Li độ, đo bằng đơn vị độ dài cm hoặc m

+ max A x :  Biên độ (luôn có giá trị dương)

+ Quỹ đạo dao động là một đoạn thẳng dài L = 2A.

+   rad / s :  tần số góc;   rad  : pha ban đầu;   t : pha của dao động

+ max min x A, x 0  

4. Phƣơng trình vận tốc:   v x Asin t    

+ v

r

luôn cùng chiều với chiều chuyển động (vật chuyển động theo chiều dương thì v 0  , theo chiều âm thì v 0  ).

+ v luôn sớm pha 2

so với x.

Tốc độ: là độ lớn của vận tốc v v 

r

+ Tốc độ cực đại max v A   khi vật ở vị trí cân bằng   x 0  .

+ Tốc độ cực tiểu min v 0  khi vật ở vị trí biên   x A . 

5. Phƣơng trình gia tốc

  2 2 a v Acos t x    

+ a

r

có độ lớn tỉ lệ với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng.

+ a luôn sớm pha 2

 so với v; a và x luôn ngược pha.

+ Vật ở VTCB: max min x 0; v A. ; a 0    

+ Vật ở biên: 2 min max x A; v 0; v A    

6. Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục)

+ F

r

có độ lớn tỉ lệ với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng.

+ Dao động cơ đổi chiều khi hợp lực đạt giá trị cực đại.

DeThi.edu.vn

Trang 2

+ 2 hpmax F kA m A:    tại vị trí biên.

+ hp min F 0:  tại vị trí cân bằng.

7. Các hệ thức độc lập

2 2 2 2 2 x v v a) 1 A x a A                        

a) đồ thị của (v, x) là đường elip

2 b)a x  b) đồ thị của (a, x) là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ

2 2 2 2 2 2 4 2 a v a v c) 1 A A A                    

c) đồ thị của (a, v) là đường eỉip

d)F k.x  d) đồ thị của (F, x) là đoạn thẳng đi qua gốc tọa độ

2 2 2 2 2

2 4 2 F v F v e) 1 A kA A m                   

e) đồ thị của (F, v) là đường elip

Chú ý:

 Với hai thời điểm 1 2 t ,t vật có các cặp giá trị 1 1 x ,v và 2 2 x ,v thì ta có hệ thức tính A & T như sau:

2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 1

v v x x T 2 x x v v x v x v x x v v A A A A A A v x v x v A x v v

                                                     

 Sự đổi chiều các đại lượng:

 Các vectơ a,F

r r

đổi chiều khi qua VTCB.

 Vectơ v

r

đổi chiều khi qua vị trí biên.

 Khi đi từ vị trí cân bằng O ra vị trí biên:

 Nếu a v  r r ↑↓ chuyển động chậm dần.

 Vận tốc giảm, ly độ tăng  động năng giảm, thế năng tăng  độ lớn gia tốc, lực kéo về tăng.

 Khi đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng O

 Nếu a v  r r ↑ ↑ chuyển động nhanh dần.

 Vận tốc tăng, ly độ giảm động năng tăng, thế năng giảm  độ lớn gia tốc, lực kéo về giảm.

 Ở đây không thể nói là vật dao động nhanh dần “đều” hay chậm dần “đều” vì dao động là loại chuyển động có gia tốc a biến thiên điều hòa chứ không phải gia tốc a là hằng số.

CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH

Ví dụ 1: Một vật dao động với phương trình x 5cos 4 t cm. 6         

Tại thời điểm t = ls hãy xác định li

độ của dao động.

DeThi.edu.vn