PHY-13Lớp 11 · Bài 1–4 · SGK Kết nối tri thức

Dao động điều hòa và pha dao động

Quan sát con lắc lò xo chiếu bóng lên trục cùng đồ thị x(t), v(t), a(t), chỉnh biên độ, chu kì, pha để thấy x = A·cos(ωt + φ).

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Li độ biến thiên theo hàm sin/cos.
Biên độ, chu kỳ, tần số và pha xác định trạng thái dao động.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Li độ biến thiên theo hàm sin/cos; biên độ, chu kỳ, tần số và pha xác định trạng thái dao động. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Con lắc lò xo chuyển động và chiếu hình lên trục
Cảnh S02
Mở đồng thời đồ thị x(t), v(t), a(t)
Cảnh S03
So sánh hai dao động lệch pha với cùng chu kỳ

Điều khiển trong mô phỏng

Kéo biên độ, pha, chu kỳ
Dừng thời gian

Chốt kiểm tra kiến thức

Tại biên v=0; tại cân bằng độ lớn v cực đại.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Vận tốc và gia tốc không đồng pha với li độ.
Điều hòa là mô hình lí tưởng.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Một vật dao động điều hòa. Nhận định nào đúng về vận tốc của vật?

Câu 2Phương trình dao động của một vật là x = 4cos(5t + π/3) (x tính bằng cm, t tính bằng s). Tốc độ cực đại của vật là

Kí hiệu và đại lượng

Vị trí cân bằng OEquilibrium position: Vị trí vật đứng yên khi không dao động, được chọn làm gốc tọa độ x = 0.
Li độ xDisplacement: Tọa độ của vật so với vị trí cân bằng, đơn vị m (hoặc cm): x = A·cos(ωt + φ).
Biên độ AAmplitude: Độ lớn cực đại của li độ, A > 0, đơn vị m; vật dao động trong đoạn từ −A đến +A.
Chu kì T và tần số fPeriod and frequency: T là thời gian thực hiện một dao động toàn phần, đơn vị s; f = 1/T là số dao động trong một giây, đơn vị Hz.
Tần số góc ωAngular frequency: ω = 2π/T = 2πf, đơn vị rad/s; với con lắc lò xo ω = √(k/m).
Pha dao động (ωt + φ) và pha ban đầu φPhase and initial phase: Pha dao động xác định li độ và chiều chuyển động tại thời điểm t; φ là pha tại t = 0, đơn vị rad.
Vận tốc v và gia tốc aVelocity and acceleration: v = −ωA·sin(ωt + φ) sớm pha π/2 so với x; a = −ω²x ngược pha với x. |v| cực đại bằng ωA tại vị trí cân bằng, v = 0 tại biên.
Độ lệch pha ΔφPhase difference: Hiệu pha của hai dao động cùng tần số: Δφ = φ₂ − φ₁; Δφ = 0 là cùng pha, Δφ = π là ngược pha.

Con lắc lí tưởng: không ma sát, lò xo không khối lượng; đồ thị x, v, a dùng ba thang dọc khác nhau. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.