Title CHỦ ĐỀ 2 . MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ - GV.Image.Marked.pdf ✅

CHƯƠNG I - DAO ĐỘNG Chủ đề 2 : MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ • Yêu cầu cần đạt (Trích từ CTGDPT Vật lí 2018): - Dùng đồ thị li độ - thời gian có dạng hình sin (tạo ra bằng thí nghiệm hoặc hình vẽ cho trước), nêu được định nghĩa: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha. - Vận dụng được các khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mô tả dao động điều hoà. • Cấu trúc nội dung: I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ........................................................................... Lý thuyết chung của chủ đề + Phương pháp giải kèm ví dụ. II. BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ........................................................ (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT) 1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn 2. Câu trắc nghiệm đúng sai: 3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn : III. BÀI TẬP LUYỆN TẬP........................................................................... (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT)
Chủ đề 2 : MÔ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà Trong phương trình x = Acos(t + ) thì: - Li độ x là độ dịch chuyển từ vị trí cân bằng đến vị trí của vật tại thời điểm t (m, cm, mm) - Biên độ A là độ dịch chuyển cực đại của vật tính từ vị trí cân bằng; xmax= A >0 (m, cm, mm) - Chu kì là khoảng thời gian để thực hiện một dao động, kí hiệu là T, đơn vị là giây (s) - Tần số là số dao động mà vật thực hiện được trong một giây, kí hiệu là f, đơn vị là Hec (Hz) f = 1 T = N ∆t (N: số dao động thực hiện được trong khoảng thời gian ∆t ) - Tần số góc của dao động là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của pha dao động, kí hiệu là: , đơn vị tính: rađian trên giây (rad/s).  = ∆φ ∆t = = 2f Kết luận: Trong dao động điều hoà của mỗi vật thì bốn đại lượng: biên độ, chu kì, tần số và tần số góc là những đại lượng xác định, không phụ thuộc vào thời điểm quan sát. Vì thế chúng là những đại lượng đặc trưng cho dao động điều hoà. 2. Pha của dao động và độ lệch pha a. Pha của dao động - Trong phương trình x = Acos(t + ) đại lượng (t + ) chính là pha của dao động tại thời điểm t, có đơn vị là rad. - Với một biên độ đã cho thì pha của dao động giúp xác định trạng thái dao động (li độ và vận tốc) của vật tại thời điểm đang xét. - Tại thời điểm t = 0 , pha của dao động là , do đó  được gọi là pha ban đầu của dao động. Phan ban đầu cho biết tại thời điểm bắt đầu quan sát, vật dao động điều hoà ở đâu và đi về phía nào. b. Độ lệch pha giữa hai dao động cùng chu kì 2 dao động điều hoà có phương trình: x1 = A1cos(t + 1) x2 = A2cos(t + 2) Độ lệch pha giữa hai dao động điều hoà cùng chu kì luôn bằng độ lệch pha ban đầu. + Nếu 1 > 2 thì dao động 1 sớm pha hơn dao động 2. + Nếu 1 < 2 thì dao động 1 trễ pha hơn dao động 2. + Nếu 1 = 2 thì dao động 1 cùng (đồng) pha với dao động 2. T 2
+ Nếu 1 = 2 ± π thì dao động 1 ngược pha với dao động 2. 3. Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Đồ thị li độ - thời gian của một vật dao động điều hoà được mô tả như hình bên. a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, pha ban đầu và viết phương trình dao động. b) Xác định pha của dao động và li độ tại thời điểm t = 2,5s. Hướng dẫn: a) Từ đồ thị, ta xác định được: Biên độ A = 4 cm; chu kì T = 2 s; tần số f = 1 T = 0,5 Hz Áp dụng công thức:  = =>  =  (rad/s) Khi t = 0, x = 4 cos = 4 => cos = 1 =>  = 0 (rad) Do đó phương trình dao động được viết x = 4 cos(t) (cm). b) Từ phương trình dao động ta có pha dao động tại thời điểm t là ∅ = t, thay t = 2,5s vào ta được ∅ = 2,5 (rad). Li độ tại thời điểm t = 2,5s là: x = 4. cos 2,5 = 0 (cm) Ví dụ 2: Xác định độ lệch pha của hai dao động được biểu diễn trong đồ thị li độ - thời gian ở hình bên. Hướng dẫn: + Chu kì dao động: T = 2.10-1 = 0,2 (s) + Độ lệch thời gian của hai dao động khi cùng trạng thái: ∆t = 0,5.10-1 = 0,05 (s) Từ công thức:  = ∆φ ∆t =  Độ lệch pha của hai dao động: ∆φ = 2π.∆t T = 2π.0,05 0,2 = π 2 (rad) T 2 T 2
II– BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ : PHẦN I. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn : MỨC ĐỘ BIẾT Câu 1: Khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động gọi là A. biên độ dao động. B. chu kì dao động. C. pha dao động. D. tần số dao động. Câu 2: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x = Acos(ωt + φ), trong đó A, ω là các hằng số dương. Pha của dao động ở thởi điểm t là A. ωt + φ. B. ω. C. φ. D. ωt. Câu 3: Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình x  Acost  , A  0. Đại lượng A được gọi là A. biên độ của dao động. B. pha của dao động. C. tần số góc của dao động. D. pha ban đầu của dao động. Câu 4: Trong phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ), radian (rad) là đơn vị của đại lượng A. biên độ A B. tần số góc  C. pha dao động (t + ) D. chu kỳ dao động T Câu 5: Tần số góc có đơn vị là A. Hz. B. cm. C. rad. D. rad/s. Câu 6: Vật dao động điều hòa với li độ, biên độ, tần số và pha ban đầu lần lượt là x, A, f, φ. Đại lượng luôn dương trong bốn đại lượng trên là A. f, x. B. A, f. C. A, φ. D. A, x. Câu 7: Một chất điểm dao động có phương trình x = 5cos(10t + π) (x tính bằng cm, t tính bằng s). Chất điểm này dao động với biên độ là A. 5 cm. B. 10 cm. C. 20 cm. D. 15 cm. Câu 8; Một vật dao động điều hòa với phương trình x 2cos 10 t cm. 3           Pha ban đầu của dao động là A. rad. 3  B. 10 rad. C. 10 t rad. 3          D. 2 rad. Câu 9: Biên độ dao động A. là quãng đường vật đi trong một chu kỳ dao động B. là quãng đường vật đi được trong nửa chu kỳ dao động C. là độ dời lớn nhất của vật trong quá trình dao động D. là độ dài quỹ đạo chuyển động của vật