- Liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. - Xác định thời gian trong dao động điều hòa. - Bài tập về dao động cơ. - Bài tập về mạch dao động LC. - Việc xác định thời gian trong dao động điều hòa là một vấn đề khó trong chương trình vật lí lớp 12, các em học học sinh thường bối rối khi gặp vấn đề này.. - Đề tài này vận dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để đưa ra phương pháp giải các dạng bài tập về xác định thời gian trong dao động điều hòa.. - Trên cơ sở những kết quả đã nghiên cứu sẽ giúp cho các em học sinh áp dụng để giải quyết các loại bài tập liên quan đến việc xác định thời gian trong Dao động cơ, Sóng cơ, Điện xoay chiều hay mạch dao động LC. - Phương pháp xác định thời gian trong dao động điều hòa.. - Vậy điểm P dao động điều hòa.. - *Kết luận: Một dao động điều hòa có thể được coi như hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều trên đường tròn tâm O lên một đường kính nằm trong mặt phẳng quỹ đạo.. - Xác định thời gian trong dao động điều hòa Theo mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, thời gian ngắn nhất vật chuyển động tròn đều đi từ M 1 đến M 2 cũng chính thời gian hình chiếu của nó (dao động điều hòa) đi từ điểm có li độ x 1 đến điểm có li độ x 2 . - Thời gian này được xác định bằng:. - v = R: Là góc mà bán kính quét được trong thời gian Δt. - Chú ý: trên cơ sở lí thuyết trên, ta có thể áp dụng phương pháp đường tròn trong việc tính khoảng thời gian giữa 2 vị trí bất kì M 1 (x 1 ) và M 2 (x 2 ) tương ứng với đại lượng x biến thiên điều hoà theo thời gian với phương trình x = A.cos. - Mở rộng bài toán, ta cũng tìm được khoảng thời gian giữa 2 vị trí M 1 (u 1 ) và M 2 (u 2 ) tương ứng với đại lượng u biến thiên điều hoà theo thời gian với phương trình u. - Trong đó u có thể là gia tốc a, vận tốc v, lực hồi phục F hp trong dao động điều hoà. - Hay u có thể là điện tích q, hiệu điện thế u hay dòng điện i trong mạch dao động LC, hoặc dòng điện xoay chiều. - Tuy nhiên, bài toán có thể mở rộng ra thêm một hướng mới, là tìm thời gian giữa 2 vị trí ứng với một đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với phương trình có dạng u. - Hàm số u* có thể là một trong các đại lượng như: phương trình dao động điều hoà có dạng đặc biệt (x = A.cos. - trong phương trình tìm thời gian. - Bài tập 1. - Một vật dao động điều hòa với biên độ A và tần số f = 5Hz. - Xác định thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ. - A thì mất một khoảng thời gian ngắn nhất là ∆t, đúng bằng thời gian vật chuyển động tròn đều (với tốc độ góc. - Vậy, thời gian ngắn nhất vật đi từ x 1 đến x 2 là: t s 30. - Nhận xét: Đối với bài tập này học sinh dễ nhầm lẫn rằng thời gian vật đi từ x 1 đến x 2 là tỉ lệ với quãng đường ∆s. - Bài tập 2. - Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x = Acos. - A trong khoảng thời gian ngắn nhất là s. - Xác định tần số góc và biên độ A của dao động.. - Bài tập 3. - Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì T và biên độ A = 2 cm. - Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để chất điểm có độ lớn gia tốc không nhỏ hơn 100√3 cm/s 2 là . - Tìm chu kì dao động.. - Theo giả thiết, ta cần tìm thời gian thoả mãn. - 100√3 / hay tìm thời gian để ≥ 100√3 / và. - Thời gian để vật thoả mãn điều kiện đầu bài là:. - Với bài tập trên, ta có thể tìm được chu kì T nều bài toán cho “Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để chất điểm có độ lớn gia tốc không vượt quá 100√3 cm/s 2 là. - Bài tập 4. - Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 8 cm. - Khoảng thời gian trong một chu kì dao động, chất điểm có độ lớn vận tốc không nhỏ hơn 8π cm/s là 2/3 chu kì dao động. - Tìm tần số dao động.. - Bài tập 5. - Một vật dao động điều hoà với tần số 2Hz. - Tính thời gian trong một chu kì để thế năng không nhỏ hơn 2 lần động năng.. - Như vậy, yêu cầu bài toán là tìm thời gian trong 1 chu kì dao động thoả mãn. - Thời gian trong một chu kì (của dao động) thoả mãn điều kiện đầu bài là t.. - Vậy thời gian trong một chu kì dao động là. - Nhận xét: Qua bài toán trên, ta thấy, phương pháp đường tròn phát huy hiệu quả cả khi ta vẽ cho 1 đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian.. - Thứ hai, trong công thức tính thời gian * 2. - Thứ ba, trong một chu kì của dao động có 2 lần đ ≤ (chu kì của dao động gấp đôi chu kì động năng) nên thời gian cần tìm là = 2. - Bài tập 6. - Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 10cm rồi buông nhẹ cho vật dao động điều hòa. - Xác định khoảng thời gian mà lò xo bị nén, bị dãn trong một chu kỳ.. - Thời gian lò xo nén t 1 là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí cao nhất và trở về vị trí cũ.. - Thời gian lò xo dãn t 2 là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí thấp nhất và trở về vị trí cũ: t 2 = s. - Bài tập 7. - Bài tập 8. - Tại mỗi điểm, dao động của các phẩn tử trên dây là dao động điều hòa. - Bài tập 9. - Xác định tỉ số thời gian đèn sáng và tắt trong một chu kỳ.. - 13 Hướng dẫn Điều kiện để đèn sáng là: u 110 6 ( V ) Trong mỗi nửa chu kì, khoảng thời gian đèn tắt là:. - Trong một chu kì, thời gian đèn tắt là: 2∆t 1 = s 150. - và thời gian đèn sáng trong một chu kì là: T - 2∆t 1 = s 150. - Vậy, tỉ số thời gian đèn sáng và tắt trong một chu kì là:. - Một mạch dao động điện từ lí tưởng đang có dao động điện từ tự do. - khoảng thời gian ngắn nhất t = 10 -6 s thì điện tích trên một bản tụ điện bằng một nửa giá trị cực đại. - Tính chu kì dao động riêng của mạch.. - Sau khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, điện tích trên một bản tụ điện là: q 2 = 2 q o. - Vậy, chu kì dao động riêng của mạch là: T = 6∆t = 6.10 -6 s. - Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do.. - Kể từ thời điểm ban đầu( t = 0), sau một khoảng thời gian ngắn nhất là bao lâu thì năng lượng điện trường trên tụ điện bằng ba lần năng lượng từ trường ở cuộn cảm?. - Sau đó một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, thì W L. - Một mạch dao dộng LC lí tưởng có chu kì dao động là T. - Tại một thời điểm điện tích trên tụ điện bằng 6.10 -7 C, sau đó một khoảng thời gian t = 3T/4 cường độ dòng điện trong mạch bằng A. - Ở thời điểm t 2 , sau đó một khoảng thời gian ∆t = T. - Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 cm. - Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100cm/s 2 là. - Xác định tần số dao động của vật.. - Kích thích cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với chu kỳ T thì thấy thời gian lò xo bị nén trong một chu kì là. - Xác định biên độ dao động của vật.. - Một vật có khối lượng m = 1,6 kg dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(t + /2) cm. - Trong khoảng thời gian s. - Tại N gần O nhất có biên độ dao động là 1,5cm. - Hỏi trong một chu kì của dòng điện, thời gian đèn sáng là bao nhiêu?. - Một mạch dao động LC lí tưởng có tần số riêng f = 1MHz. - Xác định thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng từ trường trong ống dây.. - Một vật dao động trên trục Ox với phương trình = 4 cos 2. - Tìm khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ = 2 đến vị trí có gia tốc = −8√2. - Trong dao động điều hoà của một vật, thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí có động năng bằng thế năng là 0,66 s. - Giả sử tại một thời điểm vật đi qua vị trí có thế năng Wt, động năng Wđ và sau đó thời gian Δt vật đi qua vị trí có động năng gấp 3 lần thế năng, thế năng giảm 3 lần. - Một chất điểm dao động điều hoà với chu kì T. - Tính thời gian trong một chu kì mà. - Một mạch dao động LC lí tưởng có chu kì dao động là T. - Tại một thời điểm điện tích trên tụ điện bằng 8.10 -7 C và đang có xu hướng giảm, sau đó một khoảng thời gian Δt = 3T/4 thì cường độ dòng điện tức thời trong mạch bằng 1,6π.10 -3 A. - Một vật nhỏ thực hiện dao động điều hoà theo phương trình = 5 cos 4. - Một vật nhỏ thực hiện dao động điều hoà dọc theo trục Ox theo phương trình = 6 cos 4. - Sở dĩ tôi đưa thêm các ví dụ về dòng điện xoay chiều, mạch dao động LC.... - là để giúp các em học sinh thấy rằng, ngoài dao động cơ thì dao động điện, dòng điện xoay chiều, điện tích hay điện áp trên tụ điện của mạch LC...cũng là những đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian nên có thể vận dụng phương pháp này để giải.. - Do thời gian có hạn nên đề tài này chưa được áp dụng rộng rãi và chắc chắn không tránh hết những thiếu sót