Câu hỏi trắc nghiệm ôn tập về Dao động cơ học Vật lí lớp 12 - Lê Tấn Ri

GV: Lê Tấn Ri Phần cơ bản

1

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

Vấn đề 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

I. KHÁI NIỆM VỀ DAO ĐỘNG.

1. Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, được lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng

2. Dao động tuần hoàn.

a. Khái niệm là dao động mà trạng thái chuyển động được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng

nhau.

b. Chu kỳ là khoảng thời gian T ngắn nhất trạng thái dao động lặp lại như cũ. Hay chu kỳ là thời gian thực

hiện một dao động toàn phần.

c. Tần số là số dao động tuần hoàn trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu f và f

II. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CON LẮC LÒ XO.

- Con lắc lò xo gồm 1 hòn bi, khối lượng m, gắn vào lò xo có

độ cứng K, khối lượng lò xo không đáng kể.

- Đặt con lắc nằm ngang như hình vẽ.

- Hòn bi chuyển động không ma sát dọc theo một trục nằm

ngang

cố định.

- Chọn gốc tọa độ O tại vị trí cân bằng, hệ tọa độ như hình vẽ.

- Từ vị trí cân bằng kéo vật đến vị trí x. Lực tác dụng lên viên bi gồm trọng lực , phản lực của thanh, lực

đàn hồi .

Áp dụng định luật II Niutơn: .

Đặt . Suy ra: đây là phương trình động lực học của dao động (hay phương trình vi phân

cấp 2), có nghiệm .

- Sự phụ thuộc li độ x theo thời gian gọi là phương trình dao động

- Như vậy dao động điều hòa là dao động mà li độ x được mô tả dưới dạng hàm sin hay cosin theo thời gian.

- Lực gọi là lực kéo về hay còn gọi là lực hồi phục.

1 T 

P

r

N

r

F

r

{

O

k F N P ma kx ma kx ma a x 0 m           r r r r r r r

2 k m  2 x x 0   &&

x Acos( t )  

F kx  r r

 A O x

m  F

 N

 P x’ x   A

Hình 1.1

ThuVienDeThi.com

GV: Lê Tấn Ri Phần cơ bản

2

III. CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TRƯNG CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

1. Phương trình dao động điều hòa: trong đó :

+ A là biên độ, luôn dương,

+ là pha của dao động tại thời điểm t, biết được pha dao động ta xác được trạng thái dao động của

vật (trạng thái dao động là bao hàm li độ, vận tốc, gia tốc, lực hồi phục,….).

+ là pha ban đầu của dao động, cho ta biết được trạng thái ban đầu của vật và phụ thuộc cách chọn gốc

tọa độ, gốc thời gian với .

+ là tần số góc, là đại lượng trung gian cho phép ta xác định được chu kỳ T và tần số f, với con lắc lò xo

thì tần số góc luôn có một giá trị xác định.

+ Ba đại lượng , T, f liên quan với nhau cùng đặc trưng cho một tính chất biến đổi nhanh hay chậm của

pha.

+ Đồ thị: chọn t = 0;

ÁP DỤNG

Vd1.1: Một vật dao động điều hòa với phương trình (cm;s). Xác định biên độ, pha đầu, tần số

góc, chu kỳ, tần số. Tính pha dao động tại thời điểm t = 0,3 s.

Giải

Phương trình viết lại: cm.

+ Biên độ: A = 2 cm.

+ Pha ban đầu: φ = π rad/s.

+ Tần số góc: ω = 10π rad/s.

+ Chu kỳ: T = 2π/ω = 0,2 s.

+ Tần số: f

+ Pha dao động (t = 0,3 s) = 10πt + π = 10π.0,3 + π = 4π (rad/s)

Vd 2.1: Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 20 cm, thực hiện 30 dao động trong 2 phút. Viết phương trình

dao động, chọn gốc thời gian t = 0: vật có li độ cực đại.

x Acos( t )  

max x A cos( t ) 1   

t 









0 

  2cos 10 x t  

  2cos 10 x t  

1 5(Hz) T  

x

-A

A

t

2 T

O

Hình 2.1

ThuVienDeThi.com