Tiêu đề 05 - KNTT - ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG - HỌC SINH.docx ✅

BÀI 5 ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG SỰ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ: THẾ NĂNG ĐỘNG NĂNG BIỂU THỨC 2t22t11EJkxmx 22W 222tt1EWmAcost 2 2ddJ1EWmv 2 2d22d1EWmAsint 2 2d22d1EWmA1cost 2  2d22d1EW=mAxJ 2 CỰC ĐẠI 222tmatmaxx11kAmA 2J 2EW tại vị trí biên 222dmaxdmaxmaxJ11mvEm 22WA tại vị trí cân bằng CỰC TIỂU tmintminE0W tại vị trí cân bằng dmindminE0W tại vị trí hai biên TĂNG DẦN khi đi từ vị trí cân bằng ra hai biên khi đi từ hai biên về vị trí cân bằng GIẢM DẦN khi đi từ hai biên về vị trí cân bằng khi đi từ vị trí cân bằng ra hai biên SỰ BIẾN THIÊN T, f, w đtđtđt T f= f= 2f, ω= ω= 2ω, T= T= 2 Động năng thế năng biến thiên với tần số gấp đôi, tần số góc gấp đôi và chu kì bằng một nửa của li độ. QUAN HỆ PHA Động năng và thế năng trong dao động điều hòa ngược pha nhau. CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG Động năng và thế năng chuyển hóa qua lại cho nhau, (nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, không bao giờ xảy ra động năng và thế năng cùng tăng hoặc cùng giảm). ĐỒ THỊ THỂ HIỆN SỰ BIẾN THIÊN W đ , W t THEO x là đường Parabol có bề lõm hướng xuống là đường Parabol có bề lõm hướng lên II. CƠ NĂNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ:  Cơ năng của con lắc 222 22 tdtmaxdmaxt11 WkAmA kxmvcons 22W 2WWW 2    Cơ năng của con lắc lò xo phụ thuộc vào độ cứng và biên độ dao động của con lắc lò xo, không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng.  Cơ năng của con lắc lò xo tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.
 Cơ năng là một hằng số, không biến thiên như động năng và thế năng. ĐỒ THỊ CƠ NĂNG Đồ thị cơ năng theo thời gian Đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hoà theo li độ. ĐỘNG NĂNG THẾ NĂNG Ở CÁC VỊ TRÍ ĐẶC BIỆT xdmaE hoặc tminE0 dtE3E dtEE t dE 3 E  xtmaE hoặc dminE0 dtEnE x0 A x 2 2 AA2 x 2 A3 x 2 xA A x n1  maxvv max3 2 v v maxmaxv 2 vv2 2 maxv 2 v  v0 trong một chu kì có hai thời điểm xdmaE hoặc tminE0 trong một chu kì có bốn thời điểm dtE3E trong một chu kì có bốn thời điểm dtEE trong một chu kì có bốn thời điểm t dE 3 E  trong một chu kì có hai thời điểm xtmaE hoặc dminE0 III. CON LẮC LÒ XO:  Con lắc lò xo nằm ngang: CON LẮC LÒ XO NẰM NGANG CẤU TẠO Gồm một lò xo nhẹ có độ cứng là k (N/m) gắn với một vật nặng khối lượng m (kg). Nếu bò qua ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà. HÌNH ẢNH PHƯƠNG TRÌNH x = Acost CHU KÌ DAO ĐỘNG mT = 2π s k Chu kì của con lắc tỉ lệ thuận với căn bậc hai khối lượng m của vật nặng, tỉ lệ nghịch căn bậc hai độ cứng k của lò xo. TẦN SỐ DAO ĐỘNG 1kf = Hz 2πm - Tần số của con lắc tỉ lệ thuận với căn bậc hai độ cứng k của lò xo, tỉ lệ nghịch
căn bậc hai độ khối lượng m của vật nặng. TẦN SỐ GÓC DAO ĐỘNG kω = rad/s m Tần số của con lắc tỉ lệ thuận với căn bậc hai độ cứng k của lò xo, tỉ lệ nghịch căn bậc hai độ khối lượng m của vật nặng. CHÚ Ý Chu kì, tần số, tần số góc phụ thuộc vào cấu tạo của hệ (m, k) không phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu. ĐỘNG NĂNG 2ddJ1EWmv 2 THẾ NĂNG 2t22t11EJkxmx 22W Thế năng của con lắc lò xo là thế năng đàn hồi của lò xo khi bị biến dạng. CƠ NĂNG 222 2WkAmA 2   TỈ SỐ QUAN TRỌNG 22 122 22 211 NTm = = NTm CHIỀU DÀI LÒ XO Độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng 00 VTCBVTTNℓ Chiều dài tự nhiên của lò xo 0ℓℓ Chiều dài của lò xo tại thời điểm bất kì 0xℓℓ Chiều dài cực đại của lò xo 0maxAℓℓ Chiều dài cực tiểu của lò xo 0minAℓℓ Biên độ maxminA 2  ℓℓ Chiều dài tự nhiên maxmin0 2  ℓℓ ℓ ỨNG DỤNG Đồng hồ cơ, cân bằng tải trọng, giảm chấn rung, cảm biến rung, các thiết bị đo đạc, tạo ra các dao động tần số cố định.  Con lắc lò xo treo thẳng đứng: CON LẮC LÒ XO TREO THẲNG ĐỨNG HÌNH ẢNH
PHƯƠNG TRÌNH x = Acost CHU KÌ DAO ĐỘNG 0T = 2π s g ℓ Chu kì của con lắc tỉ lệ thuận với căn bậc hai độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng. TẦN SỐ DAO ĐỘNG  0 1g f = Hz 2πℓ Tần số của con lắc tỉ lệ nghịch với độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng. TẦN SỐ GÓC DAO ĐỘNG  0 g ω = rad/s ℓ Tần số góc của con lắc tỉ lệ nghịch với độ dãn lò xo tại vị trí cân bằng. CHIỀU DÀI LÒ XO Độ giãn tại vị trí cân bằng 02 mgg k ℓ (VTCB  VTTN) Chiều dài tự nhiên của lò xo 0ℓℓ Chiều dài tại điểm bất kì 00xℓℓℓ Chiều dài cực đại của lò xo 00Aℓℓℓ Chiều dài cực tiểu của lò xo 00Aℓℓℓ Biên độ maxminA 2  ℓℓ Chiều dài tự nhiên maxmin0 2  ℓℓ ℓ  Cắt ghép lò xo: Ghép nối tiếp các lò xo có độ cứng là k 1 , k 2 ,..., k n Ghép song song các lò xo có độ cứng là k 1 , k 2 ,..., k n Hình ảnh