Quảng cáo

Chuyên đề ôn thi THPT quốc gia môn Vật lý có đáp án - Dao động cơ

Nguồn: onluyen.vn

Đọc sách

Xem trước nội dung

Chuyên đề vật lý 12 - 1 - CHUYÊN ĐỀ: DAO ĐỘNG CƠ

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I/ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Dao động điều hòa + Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian. + Phương trình dao động: x = Acos(t + ). + Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn có đường kính là đoạn thẳng đó. 2. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà: Trong phương trình x = Acos(t + ) thì: Các đại lượng đặc trưng Ý nghĩa Đơn vị A biên độ dao động; xmax= A >0 m, cm, mm (t + ) pha của dao động tại thời điểm t Rad; hay độ  pha ban đầu của dao động, rad  tần số góc của dao động điều hòa rad/s. T Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một dao động toàn phần

s ( giây)

f Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần

thực hiện được trong một giây . 1 f T 

Hz ( Héc)

Liên hệ giữa , T và f:  = T

 2 = 2f;

Biên độ A và pha ban đầu  phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu làm cho hệ dao động, Tần số góc  (chu kì T, tần số f) chỉ phụ thuộc vào cấu tạo của hệ dao động. 3. Mối liên hệ giữa li độ , vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà: Đại lượng Biểu thức So sánh, liên hệ Ly độ x = Acos(t + ): là nghiệm của phương trình : x’’ + 2x = 0 là phương trình động lực học của dao động điều hòa. xmax = A

Li độ của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng trễ pha

hơn

2  so với với vận tốc.

Vận tốc v = x' = - Asin(t + )

v= Acos(t +  +

2 )

-Vị trí biên (x =  A), v = 0. -Vị trí cân bằng (x = 0), |v| = vmax = A.

Vận tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng sớm

pha hơn 2

 so với với li độ.

Gia tốc a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) a= - 2x. Véc tơ gia tốc của vật dao động điều hòa luôn hướng về vị trí cân bằng, có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. - Ở biên (x =  A), gia tốc có độ lớn cực đại: amax = 2A. - Ở vị trí cân bằng (x = 0), gia tốc bằng 0.

Gia tốc của vật dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược

pha với li độ (sớm pha 2

 so với vận

tốc).

Lực kéo về

F = ma = - kx Lực tác dụng lên vật dao động điều hòa :luôn hướng về vị trí cân bằng, gọi là lực kéo về (hồi phục). Fmax = kA

Chuyên đề vật lý 12 - 2 -

4.Hệ thức độc lập đối với thời gian : +Giữa tọa độ và vận tốc:

2 2

2 2 2 1 x v A A   

2 2

2 v x A   

2 2

2 v A x   

2 2 v A x    2 2 v

A x 



+Giữa gia tốc và vận tốc:

2 2

2 2 4 2 v a 1 A A     Hay

2 2 2

2 4 v a A     

2 2 2 2

2 . a v A 

   

2 4 2 2 2 . . a A v    

Với : x = Acost : Một số giá trị đặc biệt của x, v, a như sau:

t 0 T/4 T/2 3T/4 T x A 0 -A 0 A v 0 -ωA 0 ωA 0

a A 2   0 A 2  0 A 2   II/ CON LẮC LÒ XO: 1.Mô tả: Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc treo thẳng đứng.

2.Phương trình dao động: x = Acos(t + ); với:  = m

k ;

3. Chu kì, tần số của con lắc lò xo: T = 2 k m ; f = 1

2 m

k .

4. Năng lượng của con lắc lò xo:

+ Động năng: 2 2 2 2 2 đ

1 1 W sin ( ) Wsin ( ) 2 2 mv m A t t          

+Thế năng:

2 2 2 2 2 2 1 1 W ( ) W s ( ) 2 2 t m x m A cos t co t           

+Cơ năng :

2 2 2 đ