MasterSchool

Vật lý lớp 11 · KNTT · Chương 1

Lý thuyết Vật lí 11 Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

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

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Bài 3: Vận tốc, gia tốc trong 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

II. Gia tốc của vật trong dao động điều hòa

1. Phương trình của gia tốc

Phương trình của gia tốc: a=−ω2Acos(ωt+φ)a=-\omega^{2}Acos(\omega t+\varphi)

Giá trị của gia tốc: a=−ω2xa=-\omega^{2}x

· Khi vật ở vị trí cân bằng a = 0.

· Khi vật ở vị trí biên gia tốc có giá trị a=±ω2Aa= \pm \omega^{2}A

· Gia tốc ngược pha so với li độ.

· Vecto gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng.

2. Đồ thị của vận tốc

Đồ thị của gia tốc cũng là một đường hình sin

Ví dụ:

Hình ảnh minh họa SGK

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

  • v = −ωA sin(ωt + φ); v_max = ωA tại vị trí cân bằng.
  • a = −ω²x = −ω²A cos(ωt + φ); a_max = ω²A tại biên.
  • v và x lệch pha π/2; a ngược pha với x.
  • v² = ω²(A² − x²).
  • Công thức trọng tâm: v = −ωA sin(ωt + φ); a = −ω²x; v² = ω²(A² − x²)

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Câu 1: Viết phương trình vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa?
Vận tốc là đạo hàm bậc nhất của li độ: v=x′=−ωAsin⁡(ωt+φ)=ωAcos⁡(ωt+φ+π2)v = x' = -\omega A \sin(\omega t + \varphi) = \omega A \cos(\omega t + \varphi + \frac{\pi}{2}). Gia tốc là đạo hàm bậc hai của li độ: a=v′=−ω2Acos⁡(ωt+φ)=−ω2x=ω2Acos⁡(ωt+φ+π)a = v' = -\omega^2 A \cos(\omega t + \varphi) = -\omega^2 x = \omega^2 A \cos(\omega t + \varphi + \pi).
Câu 2: So sánh quan hệ về pha giữa li độ xx, vận tốc vv và gia tốc aa?
Vận tốc vv sớm pha π2\frac{\pi}{2} so với li độ xx. Gia tốc aa sớm pha π2\frac{\pi}{2} so với vận tốc vv, và ngược pha hoàn toàn (lệch π\pi) so với li độ xx (a=−ω2xa = -\omega^2 x).
Câu 3: Các giá trị cực đại và cực tiểu của vận tốc và gia tốc đạt được ở những vị trí nào?
Tại vị trí cân bằng (x=0x = 0): tốc độ đạt cực đại vmax=ωAv_{max} = \omega A, gia tốc a=0a = 0. Tại vị trí biên (x=±Ax = \pm A): vận tốc triệt tiêu (v=0v = 0), độ lớn gia tốc đạt cực đại amax=ω2Aa_{max} = \omega^2 A và vectơ gia tốc luôn hướng về VTCB.
Câu 4: Nêu các công thức độc lập với thời gian liên hệ giữa x,v,ax, v, a?
Hệ thức độc lập thời gian giữa xx và vv: A2=x2+v2ω2A^2 = x^2 + \frac{v^2}{\omega^2}. Hệ thức giữa vv và aa: v2ω2A2+a2ω4A2=1  ⟹  v2vmax2+a2amax2=1\frac{v^2}{\omega^2 A^2} + \frac{a^2}{\omega^4 A^2} = 1 \implies \frac{v^2}{v_{max}^2} + \frac{a^2}{a_{max}^2} = 1.

Đề luyện tập theo bài