Tiêu đề 01. FILE HỌC SINH.pdf ✅

NǍNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA MỤC TIÊU CỦA BÀI GIẢNG  Sử dụng đồ thị, phân tích và thực hiện phép tính cần thiết để mô tả được sự chuyển hóa động năng và thế năng trong dao động điều hòa. I. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 1. Động năng trong dao động điều hòa a. Xét con lắc đơn đang dao động trong trường trọng lực Động năng của vật: 1 2 2 Wd  mv Trong đó: m là khối lượng của vật v là vận tốc của vật Thế năng: Wt  mgh Trong đó: m là khối lượng của vật h là chiều cao của vật so với gốc thế năng g là gia tốc rơi tự do ? Mô tả sự biến đổi động năng và thế năng của con lắc đơn khi quả cầu đi từ vị trí biên A , qua vị trí cân bằng O rồi sang vị trí biên B . Trả lời: Khi vật chuyển động từ biên A về VTCB, vận tốc của vật tăng dần  động năng của vật tăng, thế năng của hệ giảm Tại VTCB hệ có thế năng bằng 0 , động năng cực đại Khi vật chuyển động từ VTCB đến biên B , động năng của vật giảm, thế năng của hệ tăng.
Tại vị trí biên, vật có động năng bằng 0 , thế năng cực đại. b. Biểu thức động năng Phương trình li độ và vận tốc của dao động là: x  Acost   v  Asin t   Động năng của vật:   1 2 1 2 2 2 .sin 2 2 Wd  mv  m A t    1 2 2 2 1 cos 2 Wd  m A   t       1 2 2 2 2 Wd  m A  x 1 2 2 1 2 2 2 2 Wd  m A  m x Nhận xét: Tại VTCB: 2 2 max 1 2 Wd  m A Tại vị trí biên: min 0 Wd  c. Đồ thị động năng theo li độ Biểu thức động năng theo li độ: 1 2 2 1 2 2 2 2 Wd  m A  m x  đồ thị động năng - li độ là một parabol Mặt khác: động năng:   1 2 1 2 2 2 sin 2 2 Wd  mv  m A t 
1 cos2 2  . 2 d t W W      cos2 2  2 2 d W W W   t    d. Kết luận  Một vật khối lượng m dao động điều hòa với tần số góc  , biên độ A , động năng tại li độ x :   1 2 1 2 2 2 2 2 Wd  mv  m A  x  Tại VTCB: 2 2 max 1 2 Wd  m A  Tại vị trí biên: min 0 Wd   Đồ thị W-t dạng hình sin  Đồ thị W-x dạng parabol  Động năng biến thiên tuần hoàn với tần số góc 2 2. Thế năng trong dao động điều hòa Cơ năng của dao động điều hòa: 2 2 max 1 2 W Wd  m A ? Chứng minh rằng cơ năng dao động của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động Trả lời: Cơ năng của dao động điều hòa: 2 2 max 1 2 W Wd  m A  cơ năng tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động a. Biểu thức thế năng Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có: W Wd Wt Wt W Wd   1 2 2 1 2 2 2 2 2 Wt  m A  m A  x 1 2 2 2 Wt  m x Tại vị trí biên: 2 2 max 1 2 Wt  m A
Tại VTCB: min 0 Wt  b. Đồ thị thế năng theo li độ Đồ thị thế năng theo li độ là một đường parabol Mặt khác: x  Acost     1 2 2 1 2 2 2 cos 2 2 Wt  m x  m A t  1 cos2 2  . 2 t t W W       cos2 2  2 2 t W W W  t    c. Kết luận  Thế năng tại li độ 1 2 2 x : 2 Wt  m x  Tại VTCB: min 0 Wt   Tại vị trí biên: 2 2 max 1 2 Wt  m A  Đồ thị W-t dạng hình sin  Đồ thị W-x dạng parabol  Thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số 2 3. Cơ năng trong dao động điều hòa Cơ năng: 1 2 2 2 W Wt Wd  m A II. ĐỒ THỊ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA