Dao động điều hòa là gì? Công thức và bài tập dao động điều hòa – THPT Lê Hồng Phong

18/04/2023 admin
Dao động điều hòa là gì ? Công thức và bài tập xê dịch điều hòa

Dao động điều hòa là gì? Công thức và bài tập dao động điều hòa

Dao động điều hòa là một mảng kiến thức lớn trong chương trình vật lý 12. Phần này bao gồm nhiều điểm kiến thức dễ có, khó có và phân loại cũng có. Bài viết sau của THPT Lê Hồng Phong books sẽ giúp hệ thống lại toàn bộ kiến thức, cũng cố bằng một số dạng bài tập tổng quát nhất.

Nội dung chính
Bạn đang xem : Dao động điều hòa là gì ? Công thức và bài tập xê dịch điều hòa

  • Khái niệm dao động điều hòa?
  • Công thức dao động điều hòa

    • Phương trình dao động điều hòa
    • Chu kì dao động T (s)
    • Tần số f (Hz)
    • Công thức tính vận tốc trong dao động điều hòa
    • Công thức tính gia tốc trong dao động điều hòa
  • Bài tập trắc nghiệm dao động điều hòa cơ bản

Khái niệm dao động điều hòa?

Trước khi khám phá khái niệm giao động điều hòa là gì ? Bạn cần nắm một số ít khái niệm tiền thân của nó :

  • Dao động cơ: Sự chuyển động xung quanh một vị trí cân bằng nào đó.
  • Dao động tuần hoàn: Dao động cơ có trạng thái lặp lại như cũ sau một khoảng thời gian nhất định.

Dao động điều hòa cũng là một loại giao động tuần hoàn đơn thuần, có li độ ( x ) là hàm sin hoặc hàm cosin ( hàm số lượng giác ). Do đó, những đồ thị của giao động điều hòa thường được trình diễn bằng đồ thị hàm số sin hoặc cosin .

Công thức dao động điều hòa

Phương trình dao động điều hòa

x = A.cos ( ωt + φ )
Trong đó :
x : Li độ – khoảng cách từ vị trí của vật đến vị trí cân đối
A : Biên độ – A = max x
ω : Tần số góc – đơn vị chức năng là rad / s
ωt + φ : Pha giao động
φ : Pha ban đầu của xê dịch
Trong những bài toán ở mức độ cơ bản thì việc đi tìm những đại lượng A, ω, φ thường gặp rất nhiều. Do đó tất cả chúng ta cần phải nắm vững khái niệm của những đại lượng này. Đề bài thường sẽ cho dưới dạng khái niệm .

Chu kì dao động T (s)

Chu kì giao động là khoảng chừng thời hạn mà vật giao động lặp lại như lúc bắt đầu ( tái diễn như cũ ). Hay nói cách khác, chu kì giao động là thời hạn mà vật giao động được một vòng .
T = thời hạn / số giao động = 2II / ω

Tần số f (Hz)

Tần số là số xê dịch toàn phần được triển khai trong một khoảng chừng thời hạn là 1 giây .

Công thức tính vận tốc trong dao động điều hòa

Theo ý nghĩa của đạo hàm thì tốc độ được cho bởi công thức : v = x ’, do đó, ta có công thức sau khi đổi khác của tốc độ trong xê dịch điều hòa : v = ωA. cos ( ωt + φ + II / 2 )

Lưu ý:

  • v(max) = A

    ω, tại vị trí cân đối ( VTCB ), tức x = 0. Phát biểu bằng lời : Vận tốc cực lớn khi li độ bằng 0 .

  • Vận tốc sớm pha hơn li độ góc II/2
  • Khi v > 0, vật chuyển động theo chiều dương
  • Khi v < 0, vật chuyển động theo chiều âm
  • Từ VTCB đến biên vật chuyển động chậm dần
  • Từ biên đến VTCB vật chuyển động nhanh dần

Công thức tính gia tốc trong dao động điều hòa

Công thức : a = – ω2 A cos ( ωt + φ ) = ω2 A cos ( ωt + φ + II / 2 )
( Trong đó ω2A là biên độ còn ( ωt + φ + II / 2 ) là pha của gia tốc ) .
Lưu ý quan trọng :

  • a (max) = ω2 A tại biên âm (x = -A)
  • a (CT) = – ω2 A tại biên dương (x = A)
  • Độ lớn cực tiểu của a = 0 tại VTCB (x = 0)
  • Gia tốc a sớm  pha hơn vận tốc 1 pha bằng II/2
  • Véc tơ gia tốc dao động điều hòa luôn có chiều hướng về vị trí cân bằng
  • Véc tơ gia tốc vuông góc với véc tơ vận tốc khi vật chuyển động từ VTCB ra biên
  • Véc tơ gia tốc song song với véc tơ vận tốc khi vật chuyển động từ biên về VTCB

Ghi nhớ những chú ý quan tâm ở trên thật chắc như đinh, sẽ giúp những bạn nắm vững kiến thức và kỹ năng. Ứng dụng vào bài tập một cách thuận tiện. Ngoài ra, những điểm quan tâm ở trên cũng được xoáy vào rất nhiều câu hỏi trắc nghiệm triết lý. Dưới đây là 1 số ít câu trắc nghiệm mang đặc thù như vậy :

Bài tập trắc nghiệm dao động điều hòa cơ bản

Câu 1: Cho các phát biểu sau, tìm phát biểu sai về lực kéo khi tác động lên các dao động điều hòa:

A. Lực kéo luôn hướng về VTCB .

B. Lực kéo luôn ngược pha với li độ

C. Lực kéo luôn biến thiên điều hòa theo thời hạn
D. Lực kéo luôn ngược chiều hoạt động của vật

Đáp án chính xác: D. Lực kéo luôn ngược chiều chuyển động của vật

Câu 2 : Ý nào là đúng khi phát biểu về tốc độ và gia tốc trong giao động điều hòa :
A. Ở VTCB, tốc độ cực lớn, gia tốc cực lớn
B. Ở vị trí biên, tốc độ và gia tốc đều bằng 0
C. Ở vị trí biên, tốc độ bằng 0, gia tốc cực lớn .
D. Ở VTCB, tốc độ bằng 0, gia tốc cực lớn .

Đáp án chính xác:  C. Ở vị trí biên, vận tốc bằng 0, gia tốc cực đại.

Câu 3: Cho biết đồ thị biểu diễn sự biến thiên gia tốc trong dao động điều hòa theo li độ có đồ thị mang hình dạng nào trong các hình dạng sau đây:

A. Đoạn thẳng .
B. Đường thẳng .
C. Đường tròn .
D. Đường parabol .

Đáp án chính xác: A. Đoạn thẳng

Giải thích sơ lược : Do gia tốc có phương trình : a = − ω2xa = − ω2x, nên gia tốc là hàm bậc nhất với li độ, và ta có bất phương trình sau : − A ≤ x ≤ A − A ≤ x ≤ A nên đồ thị gia tốc, li độ có dạng đoạn thẳng .

Câu 4: Nêu khái niệm về dao động cơ học:

A. Chuyển động trong xê dịch cơ học có quỹ đạo xác lập trong khoảng trống, sau những khoảng chừng thời hạn xác lập trạng thái hoạt động được tái diễn như cũ .
B. Chuyển động có biên độ và tần số xác lập rõ ràng
C. Chuyển động trong cơ học trong khoanh vùng phạm vi hẹp trong khoảng trống được lặp tái diễn nhiều lần .
D. Chuyển động trong giao động cơ học có số lượng giới hạn trong khoảng trống, lặp đi lặp lại quanh một vị trí cân đối xác lập .
Đáp án đúng mực : D. Chuyển động trong xê dịch cơ học có số lượng giới hạn trong khoảng trống, lặp đi lặp lại quanh một vị trí cân đối xác lập .
Câu 5 :

Câu 5: Nêu khái niệm về dao động điều hòa:

A. Dao động mà được diễn đạt bằng định luật hàm sin hay cosin theo thời hạn .
B. Dao động mà được lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng chừng thời hạn bằng nhau .
C. Chuyển động tuần hoàn trong một khoảng chừng khoảng trống lặp đi lặp lại xung quanh một vị trí cố định và thắt chặt .
D. Dao dộng mà được diễn đạt bằng định luật hàm tan hay cotan theo thời hạn nhất định có đồ thị rõ ràng

Đáp án chính xác: A. Dao động mà được mô tả bằng định luật hàm sin hay cosin theo thời gian.

Bạn vừa tìm hiểu dao động điều hòa là gì, ứng dụng trong bài tập dao động điều hòa. Ngoài ra, học sinh cần phải biết kết nối các kiến thức có liên quan như: chuyển động tròn đều, giao động tuần hoàn,… để có thể hiểu sâu và rộng hơn phần kiến thức này. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết.

Đăng bởi : trung học phổ thông Lê Hồng Phong
Chuyên mục : Giáo dục đào tạo

Sửa Tủ Lạnh

Trung Tâm Bảo Hành

Alternate Text Gọi ngay