Hãy Viết Phương Trình Vận Tốc Trong Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều

Nội dung vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa giúp các em hiểu được các khái niệm về dao động cơ, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. Từ đó có thể viết được phương trình dao động điều hòa, xác định được các đại lượng vector vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa. Hãy theo dõi để nắm bài học này nhé.

Đang xem : Viết phương trình vận tốc

I. Mục tiêu vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa

Vật lý 12 bài 1 về dao động điều hòa có các mục tiêu các em cần hoàn thành sau:

– Phát biểu được định nghĩa của giao động điều hòa
– Viết được phương trình giao động điều hòa, xác lập được những yếu tố của phương trình như : li độ, biên độ giao động, chu kỳ luân hồi, pha bắt đầu, …
– Nêu được mối quan hệ giữa hoạt động tròn đều và xê dịch điều hòa .

II. Tóm tắt lý thuyết vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa

Lý thuyết vật lý 12 bài 1 gồm 5 phần được trình bày sau đây:

1. Định nghĩa dao động cơ và dao động tuần hoàn

– Dao động cơ là những hoạt động qua lại của một vật quanh vị trí cân đối .
– Dao động tuần hoàn là những giao động được tái diễn như cũ sau những khoảng chừng thời hạn bằng nhau ( chu kỳ luân hồi ) .

2. Dao động điều hòa

a. Ví dụ về dao động điều hòa

– Giả sử điểm M hoạt động theo chiều dương vận tốc ω, P là hình chiếu của M lên trục Ox, ta có :
+ Tại t = 0, M có tọa độ góc là φ
+ Sau khoảng chừng thời hạn t, M sẽ có tọa độ góc φ + ωt
+ Lúc này, OP = x, x = OM cos ( ωt + φ )
+ Đặt A = OM, ta được x = Acos ( ωt + φ ), trong đó A, ω, φ là những hằng số
Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P xê dịch điều hòa

b. Định nghĩa dao động điều hòa

Dao động điều hòa là xê dịch mà li độ ( x ) của vật biến hóa theo hàm cos ( hoặc sin ) theo thời hạn

c. Phương trình dao động

– Phương trình x = Acos ( ωt + φ ) được gọi là phương trình xê dịch điều hòa
+ Với : A : biên độ xê dịch
ωt + φ ( rad ) : pha xê dịch tại thời gian t
φ ( rad ) : pha khởi đầu tại t = 0
Chú ý : Dao động điều hòa là hình chiếu của hoạt động tròn đều .

3. Chu kì, tần số và tần số góc của dao động điều hòa

– Khi vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ thì ta nói vật đã thực thi được một xê dịch toàn phần .
Xem thêm : Bài Tập Excel Cho Dân Kế Toán Có Lời Giải, Tải Bài Tập Excel Kế Toán Có Lời Giải
a. Chu kì ( T ) : là khoảng chừng thời hạn để vật thực thi một giao động toàn phần, đơn vị chức năng tính là giây ( s )
b. Tần số ( f ) : là số xê dịch thực thi trong một giây, đơn vị chức năng tính là 1 / s hoặc Hz .
c. Tần số góc ( ) :

Trong dao động điều hòa, ω được gọi là tần số góc, đơn vị tính là rad/s

Mối liên hệ giữa tần số góc, chu kỳ luân hồi và tần số :

4. Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa

a. Vận tốc

– Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời hạn : v = x ” = – ωAcos ( ωt + φ )
– Vận tốc trong xê dịch điều hòa cũng biến thiên theo thời hạn
+ Tại x = ± A thì v = 0
+ Tại x = 0 thì v = vmax = ωA

b. Gia tốc

Gia tốc là đạo hàm của vận tốc theo thời hạn : a = x ” ” = v ” = – ω2Acos ( ωt + φ )
a = – ω2x
+ Tại x = 0 thì a = 0
+ Tại x = ± A thì a = amax = ω2A

5. Đồ thị dao động điều hòa

Đồ thị xê dịch điều hòa khi φ = 0 có dạng hình sin nên người ta còn gọi là dao động hình sin .

III. Một số bài tập vận dụng lý thuyết vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa

Vận dụng các lý thuyết vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa ở trên, hãy giải một số bài tập dưới đây:

Bài 1: Một vật dao động điều hòa trên một đoạn thẳng AB dài 5cm có tần số f= 10Hz. Lúc t=0, vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương của quỹ đạo. Hãy viết phương trình dao động của vật.

Hướng dẫn:

Tần số góc ω = 2 πf = 2 π. 10 = 20 π
Biên độ A = AB / 2 = 2.5 cm
Điều kiện khởi đầu t = 0 : x0 = 0, v0 > 0 φ = – π / 2 x = 2.5 cos ( 20 πt – π / 2 ) ( cm )

Bài 2: Một vật dao động điều hòa có phương trình dạng: x= – 5cos(π t +π/6) (cm). Hãy xác định biên độ, chu kỳ và pha ban đầu của dao động này.

Hướng dẫn:

Ta có : x = – 5 cos ( πt + π / 6 ) = 5 cos ( πt + π / 6 – π ) = 5 cos ( πt – 5 π / 6 ) ( cm )
Vậy A = 5 cm, T = 2 π / π = 2 ( s ) ; φ = – 5 π / 6 ( rad )

Bài 3: Một vật dao động điều hòa có phương trình dạng: x= 10cos( πt +π/3)(cm). Viết phương trình vận tốc của vật và tính vận tốc cực đại vật đạt được.

Hướng dẫn:

Phương trình vận tốc của vật :
v = x ” = – 10 πcos ( πt + π / 3 ) ( cm / s )

Vận tốc cực đại vật đạt được: vmax= 10π(cm/s).

Xem thêm : Giải Vở Bài Tập Ngữ Văn 6 Tập 2 Bài Vượt Thác, Tải Giải Vbt Ngữ Văn 6 : Vượt Thác

Trên đây chúng tôi đã tổng hợp lý thuyết và đưa các các bài tập vận dụng của vật lý 12 bài 1 dao động điều hòa. Đây là một bài rất quan trọng để các em có thể học tốt được các bài học ở phía sau, vì vậy các em cần học kỹ lý thuyết và vận dụng bài tập thành thạo về dao động điều hòa. Cảm ơn các em đã theo dõi tài liệu của chúng tôi. Chúc các em học tập tốt.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Phương trình

Điều hướng bài viết

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Hỏi Đáp