MasterSchool

Vật lý lớp 11 · KNTT · Chương 1

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 1: Dao động điều hòa

Chương 1: Dao động · Kết nối tri thức với cuộc sống

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Bài 1: Dao động điều hòa sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 11.

Lớp

I. Những đặc điểm của dao động cơ

- Dao động cơ là sự chuyển động của vật qua lại quanh vị trí cân bằng.

- Dao động cơ có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn.

- Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.

Ví dụ: dao động của con lắc đồng hồ là tuần hoàn, dao động của cành cây đu dưa khi gió thổi là không tuần hoàn.

Dao động của đồng hồ quả lắc là dao động tuần hoàn
Dao động của đồng hồ quả lắc là dao động tuần hoàn
Dao động của bông hoa là dao động không tuần hoàn
Dao động của bông hoa là dao động không tuần hoàn

Dao động tuần hoà có thể có mức độ phức tạp khác nhau. Dao động tuần hoàn đơn giản nhất là dao động điều hòa.

II. Dao động điều hòa

1. Đồ thị của dao động điều hòa

Đồ thị của dao động điều hòa có dạng hình sin. Trên đồ thị cho biết vị trí của quả cầu trên trục x tại những thời điểm khác nhau

Ví dụ:

Dao động của con lắc lò xo
Dao động của con lắc lò xo

2. Phương trình của dao động điều hòa

Phương trình dao động điều hòa có dạng: x=Acos(ωt+φ)x=Acos(\omega t+\varphi)

Trong đó: A, ω,φ\omega,\varphi là các hằng số

· x là li độ dao động

· A là biên độ dao động (A > 0)

· (ωt+φ)(\omega t+\varphi) là pha của dao động ở thời điểm t (đơn vị rad)

· φ\varphi là pha ban đầu (đơn vị rad)

Mở rộng:

Mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

Hình ảnh minh họa SGK

Điểm M chuyển động tròn đều với tốc độ góc ω\omega . Gọi Q là hình chiếu của M trên trục Ox. Điểm Q dao động điều hòa với phương trình x=Acos(ωt+φ)x=Acos(\omega t+\varphi) .

Hình ảnh minh họa SGK

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Dao động điều hòa: li độ biến thiên theo thời gian theo hàm sin/cos.
  • x = A cos(ωt + φ); A biên độ, ω tần số góc, φ pha ban đầu.
  • Chu kì T = 2π/ω; tần số f = 1/T; ω = 2πf.
  • Ví dụ: con lắc lò xo (biên độ nhỏ), hình chiếu chuyển động tròn đều.
  • Công thức trọng tâm: x = A cos(ωt + φ); T = 2π/ω; f = 1/T; ω = 2πf

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Thế nào là dao động điều hòa và các đại lượng đặc trưng trong phương trình li độ?
Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật là một hàm cosin (hoặc sin) theo thời gian: x=Acos⁡(ωt+φ)x = A\cos(\omega t + \varphi). Trong đó: AA là biên độ (độ lệch cực đại khỏi VTCB, luôn dương), ω\omega là tần số góc (rad/s), (ωt+φ)(\omega t + \varphi) là pha dao động tại thời điểm tt, và φ\varphi là pha ban đầu tại thời điểm t=0t = 0.
Câu 2: Mối quan hệ giữa chu kì TT, tần số ff và tần số góc ω\omega được xác định như thế nào?
Chu kì TT là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần (T=2πωT = \frac{2\pi}{\omega}). Tần số ff là số dao động toàn phần vật thực hiện trong 1 giây (f=1T=ω2πf = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi}, đơn vị Hz). Tần số góc ω=2πf=2πT\omega = 2\pi f = \frac{2\pi}{T}.
Câu 3: Phân biệt dao động cơ thông thường, dao động tuần hoàn và dao động điều hòa?
Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh VTCB. Dao động tuần hoàn là dao động cơ mà trạng thái (vị trí và hướng chuyển động) lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kì. Dao động điều hòa là trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn khi quy luật chuyển động tuân theo hàm sin hoặc cosin.
Câu 4: Pha ban đầu φ\varphi có ý nghĩa gì và làm thế nào để xác định giá trị của nó?
Pha ban đầu φ\varphi xác định vị trí và chiều chuyển động của vật tại thời điểm xuất phát t=0t = 0. Nếu vật qua VTCB theo chiều dương thì φ=−π2\varphi = -\frac{\pi}{2}; theo chiều âm thì φ=+π2\varphi = +\frac{\pi}{2}. Nếu vật ở biên dương (x=+Ax = +A) thì φ=0\varphi = 0; ở biên âm (x=−Ax = -A) thì φ=π\varphi = \pi (hoặc −π-\pi).

Đề luyện tập theo bài