Tài liệu Chuyên đề dao động ppt

Ôn thi đại học - Chuyên đề cơ học Vật lý 12
MễN VT Lí
(phn dao ng c hc)
Hỡnh thc trc nghim

CHNG I: DAO NG C HC
Vn 1: Dao ng - Dao ng tun hon - Dao ng iu ho.
1. Dao ng
Dao ng l chuyn ng cú gii hn trong khụng gian, lp i lp li nhiu ln quanh
mt v trớ cõn bng (v trớ cõn bng thng l v trớ ca vt khi nú ng yờn).
2. Dao ng tun hon
Dao ng tun hon l dao ng m trng thỏi chuyn ng ca vt c lp li
nh c sau nhng khong thi gian bng nhau.
Khong thi gian T ngn nht sau ú trng thỏi dao ng (v trớ v chiu vn tc)
lp li nh c gi l chu kỡ ca dao ng tun hon.
i lng
T
f
1
=
ch rừ s ln dao ng (tc l s ln trng thỏi dao ng lp li
nh c) trong mt n v thi gian c gi l tn s ca dao ng tun hon.
n v tn s l hec (kớ hiu Hz)
3. Dao ng iu ho
* N: Dao ng iu ho l mt dao ng c mụ t bng mt nh lut dng sin
(hoc cosin) i vi thi gian:
( )

+=
tAx cos
, trong ú

,,A
l nhng
hng s.
Chu kỡ ca dao ng iu ho:


=
2
T
.
GV: Bùi Thanh Dơng- THPT Hậu LộcI. Truy cập Web:Thuvienly- để có thêm nhiều tài liệu
1
Ôn thi đại học - Chuyên đề cơ học Vật lý 12
Tn s ca dao ng iu ho:


==
2T
1
f
Tn s gúc:
T
2
f2

==
Li ( To ) ca dao ng: x l lch ca vt khi v trớ cõn bng.
Biờn ca dao ng: A l giỏ tr cc i ca li .
Pha ban u ca dao ng: l i lng trung gian cho phộp xỏc nh trng thỏi dao

ng ban u ca vt (tc l v trớ v vn tc ban u ca vt).
Pha ca dao ng: (t + ) l i lng trung gian cho phộp xỏc nh trng thỏi
dao ng ca vt ti thi im t.
4. Mi liờn h gia dao ng iu ho v chuyn ng trũn u
Xột mt im M chuyn ng trũn u
trờn mt ng trũn tõm O, bỏn kớnh A,
vi vn tc gúc

(rad/s)
Chn C lm im gc trờn ng trũn.
Ti thi im ban u
0
=
t
, v trớ ca im
chuyn ng l
0
M
, xỏc nh bi gúc .
Ti mt thi im bt k, v trớ ca im
chuyn ng l
t
M
, xỏc nh bi gúc
( )

+
t
.
Hỡnh chiu ca M xung trc x'x l im P, cú to :

( )

+=
tAx cos
.
Vy, mt dao ng iu ho cú th coi nh l hỡnh chiu ca mt im chuyn
ng trũn u xung mt trc nm trong mt phng qu o.
5. Vn tc v gia tc trong dao ng iu ho

)(cos

+=
tAx
.

)(sin'

+==
tAxv
.

22
)cos('

AtAva
=+==
.
Cụng thc liờn h:

=
=

+
xa
A
v
x
2
2
2
2
2
Vn 2 : Con lc lũ xo
1. Cu to
Con lc xo l h gm mt hũn bi kớch thc nh khi lng
m, gn vo mt lũ xo khi lng khụng ỏng k, cú h s n
hi k. (Con lc dao ng iu ho khi b qua mi ma sỏt, sc
cn).
2. Phng trỡnh dao ng
Phng trỡnh dao ng:
( )

+=
tAx cos

( )

+=
tAv sin

Con lc lũ xo dao ng iu ho vi tn s gúc
m
k
=
, Chu k:
k
m
T

2
=
(Khụng ph thuc vo s kớch thớch ban u Dao ng t do)
Biờn A, pha ban u

: ph thuc vo s kớch thớch ban u v cỏch chn
gc to , mc thi gian.
Lc hi phc(Hp lc):
kxmaF
==
:L lc duy trỡ dao ng. Bin thiờn iu
ho.
Lc n hi:
)( xlkF
+=
Vn 3: Con lc n

GV: Bùi Thanh Dơng- THPT Hậu LộcI. Truy cập Web:Thuvienly- để có thêm nhiều tài liệu
2
Ôn thi đại học - Chuyên đề cơ học Vật lý 12
1. Cu to: Con lc n gm:
Dõy khụng dón v cú khi lng khụng ỏng k.
Hũn bi nh, kớch thc khụng ỏng k(coi l mt cht
im)
Con lc ch dao ng iu ho khi b qua mi ma sỏt,
sc cn, gúc lch nh(
0
0
10


):

s
tg
=

sin
2.Phng trỡnh dao ng:

( )

+=
tSs cos
0
,

.ls
=
,

g
=

,
g
l
T

2
=

( )

+=
tcos
0

( )

+=
tSv sin
0

( )
stSa
2

0
2
cos

=+=

2
0
2
2
S
v
s
=






+

3.Dao ng ca con lc n c coi l dao ng t do khi:
B qua mi ma sỏt sc cn, biờn dao ng nh
Dao ng xy ra ti mt v trớ c nh trờn mt t.
4. Con lc vt lý:

mgd
I
T

I
mgd

2
==
I: Mụmen quỏn tớnh i vi trc quay
d = OG: Khong cỏch t trong tõm vt rn n trc quay.\
ng dng ca con lc vt lý:
- o gia tc trng trng bng cỏch o chu k T.
- Bit g ta cú th bit s phõn b lng khoỏng vt di mt t trong vựng ú:
giỳp cho vic tỡm m du ngun nc.
Vn 3: Nng lng dao ng iu ho
1. Nng lng ca con lc lũ xo:
Ban u kộo con lc lch khi VTCB on A th nh
khụng vn tc u. C nng ban u truyn cho con lc:
2
0
2
1
kAE
=
Ti thi im bt k:
- Th nng:
( ) ( )

22cos
4
1
4
1

cos
2
1
.
2
1
22222
++=+==
tkAkAtkAkxE
t
- ng nng:
( ) ( )

22cos
4
1
4
1
sin
2
1
.
2
1
22222
+=+==
tkAkAtkAmvE
d
nh Lut BT c nng:

ntEkAEEE
d
cos
2
1
0
2
===+=
t

Nhn xộ t:
- ng nng, th nng bin thiờn tun hon vi tn s gúc, chu k:
2
,2
''
T
T
==

- Trong quỏ trỡnh vt dao ng cú s bin i qua li gia ng nng v th
nng. Nhng tng ca chỳng, tc c nng luụn khụng i, bng nng lng ban
GV: Bùi Thanh Dơng- THPT Hậu LộcI. Truy cập Web:Thuvienly- để có thêm nhiều tài liệu
3
Ôn thi đại học - Chuyên đề cơ học Vật lý 12
u cung cp cho nú:
0
2
2
1
EkAE

==
, (
2
2
1
kAE
=
: Luụn t l vi bỡnh phng
tn s , biờn dao ng.)
- C nng ph thuc vo s kớch thớch ban u.
2. Nng lng dao ng con lc n
Chn mc tớnh th nng hp dn ng vúi VTCB.
Ban u kộo con lc lch khi VTCB gúc
0

th nh:

2
000
2
1
)cos1(

mglmglE
==
Thi im bt k:
- Th nng:
)22cos(
4
1

4
1
)(cos.
2
1
)cos1(
2
0
2
0
22
0

++=+==
tmglmgltmglmglE
t
- ng nng:

)22cos(
4
1
4
1
)(sin.
2
1
2
1
2
0

2
0
22
0
2

+=+==
tmglmgltmglmvE
d
nh lut BT c nng:

ntEmglEEE
td
cos.
2
1
0
2
0
===+=

Nhn xột:
- ng nng, th nng bin thiờn tun hon vi tn s gúc, chu k:
2
,2
''
T
T
==

- Trong quỏ trỡnh vt dao ng cú s bin i qua li gia ng nng v th
nng. Nhng tng ca chỳng, tc c nng luụn khụng i, bng nng lng
ban u cung cp cho nú:
0
2
0
2
1
EmglE
==

, (
2
0
2
1

mglE
=
:
Luụn t l vi bỡnh phng tn s, biờn dao ng.)
- C nng ph thuc vo s kớch thớch ban u.
Vn 4 : Tng hp hai dao ng iu ho cựng phng cựng tn s
1. Phng phỏp biu din dao ng iu ho bng vect quay
Mt dao ng iu ho:
( )

+=
tAx cos
cú th c biu din bng

vộct quay
A

:
Hỡnh chiu u mỳt (M) ca vộct
A
lờn trc
'
xx
l
mt dao ng iu ho
( )

+==
tAOPx cos
.
2. S lch pha dao ng
Hai dao ng:
)cos(.
)cos(
222
1.11


+=
+=
tAx
tAx
lch pha:
12

)
1
()
2
(

=++=
tt
+ Nu
0
12
>
ta núi dao ng 2 sm pha hn dao ng 1
+ Nu
0
12
<
ta núi dao ng 2 tr pha hn dao ng 1
+ Nu
( )
Zk2k
12
=
ta núi 2 dao ng cựng pha.
+ Nu
( ) ( )
Zmm
+=

12

12
ta núi 2 dao ng ngc pha.
GV: Bùi Thanh Dơng- THPT Hậu LộcI. Truy cập Web:Thuvienly- để có thêm nhiều tài liệu
4
),()cos(.

++=
tAAtAx
Ôn thi đại học - Chuyên đề cơ học Vật lý 12
+ Nu
( ) ( )
Zn1n2
12
+=
ta núi 2 dao ng vuụng pha.
th :
3. Tng hp hai dao ng iu ho cựng phng cựng tn s bng phng phỏp
vect quay
Hai dao ng:
( )
( )
222
111
cos
,cos


+=
+=
tAx

tAx
Phng trỡnh dao ng tng hp:

21
21
AAA
xxx
+=

+=

Biu din hai dao ng bng hai vộct:

)
2
,
2
(
2
)
1
,
1
(
1


AA
AA
Cho hai vộct

2
,
1
AA
quay theo chiu ( + ) vi vn tc gúc

. Hỡnh bỡnh hnh
21
OMMM
, vộct
A
khụng i cựng quay vi vn tc gúc

. vộct
A
l vộct
biu din dao ng tng hp.Cho thy dao ng tng hp l mt dao ng iu ho:

)cos(
21

+=+=
tAxxx

( )
1221
2
2
2
1

2
2

++=
cosAAAAA

2211
2211
coscos
sinsin
tan



AA
AA
+
+
=
Nu hai dao ng:
- Cựng pha:
21
AAA
+=
- Ngc pha:
21
AAA
=
- Vuụng pha:
2

2
2
1
AAA
+=
- Lch pha nhau mt gúc bt k:

AAA
21
21
AA
+
Vn 5: Dao ng t do. Dao ng tt dn. Dao ng duy trỡ. Dao ng cng
bc. Cng hng
1. Dao ng t do
a. nh ngha
Dao ng t do l dao ng m chu kỡ , tn s ch ph thuc cỏc c tớnh ca h, khụng
ph thuc cỏc yu t bờn ngoi.
b. c im
Chu kỡ (tn s) ch ph thuc cỏc c tớnh ca h.
Biờn , pha ban u, c nng ph thuc cỏch kớch thớch ban u.
2. Dao ng c tt dn
a. nh ngha
Dao ng tt dn l dao ng cú biờn gim dn theo thi gian.
b. Nguyờn nhõn
GV: Bùi Thanh Dơng- THPT Hậu LộcI. Truy cập Web:Thuvienly- để có thêm nhiều tài liệu
5
Cựng pha
Ngc pha
Vuụng pha