Đơn vị chu kì là gì

II. DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN:

Dao động tuần hoàn:là dao động mà trạng thái

chuyển động của vật được lặp đi lặp lại như cũ sau

những khoảng thời gian bằng nhau.

Chu kỳ: là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng

thái dao động lặp lại như cũ(hay là khoảng thời

gian để vật thực hiện được một lần dao động).

Ký hiệu: T, đơn vị:s (giây)

Tần số: là đại lượng nghịch đảo của chu kì, là số

lần dao động trong một đơn vị thời gian.

Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo án vật lý 11 - học kỳ 1, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 1: DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN VÀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA – CON LẮC LÒ XO I. Mục đích yêu cầu: - Phân biệt dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Nắm được các khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số), của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Trọng tâm: Dao động điều hòa; T, f () của dao động điều hòa; Chuyển động của con lắc lò xo. * Phương pháp: Pháp vấn, thực nghiệm. II. Chuẩn bị: - GV: lò xo, quả nặng; (hoặc dây cao su thay cho lò xo). - HS: xem sách GK. III. Tiến hành lên lớp: A. Ổn định: B. Kiểm tra: GV giới thiệu chương trình. C. Bài mới. PHƯƠNG PHÁP NỘI DUNG I/ * GV nêu ví dụ: gió rung làm bông hoa lay động; quả lắc đồng hồ đung I. DAO ĐỘNG: Dao động là chuyển động có giới hạn trong không đưa sang phải sang trái; mặt hồ gợn sóng; dây đàn rung khi gãy… * GV nhận xét: những ví dụ trên, ta thấy vật chuyển động trong một vùng không gian hẹp, không đi quá xa một vị trí cân bằng nào đó -> chuyển động như vậy gọi là dao động. gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng. - Vị trí cân bằng thường là vị trí khi vật đứng yên. II/ * GV nêu ví dụ về dao động tuần hoàn: dao động của con lắc đồng hồ. * Hs nhắc lại ở lớp 10, các khái niệm, ký hiệu, đơn vị của: - Chu kỳ? (Là khoảng thời gian ngắn nhất vật thực hiện 1 lần dao động; [T], (s)) - Tần số? (Là số lần dao động vật quay được trong 1s. [n]: (Hz)) VD: 1 dao động -> T(s) f dao động <- 1(s)  f = ? II. DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN: Dao động tuần hoàn: là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau. Chu kỳ: là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ (hay là khoảng thời gian để vật thực hiện được một lần dao động). Ký hiệu: T, đơn vị:s (giây) Tần số: là đại lượng nghịch đảo của chu kì, là số lần dao động trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu: f, đơn vị Hz (Hezt). Biểu thức: T 1f  III/ Xét con lắc lòxo: III. CON LẮC LÒ XO. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA - Hs nhắc lại: bt đluật Hooke? bt đl II Newton? * Lưu ý: bt: F = -kx, trong đó: k: hệ số đàn hồi. x: độ dời của vật hay độ biến dạng. Dấu “-“ chỉ rằng lực đàn hồi luôn luôn hướng về vị trí cân bằng, nghĩa là khi chiếu lực lên trục x’x thì nó luôn ngược dấu với x. A. Con lắc lò xo: Xét con lắc lò xo gồm: một hòn bi có khối lượng m, gắn vào một lò xo có khối lượng không đáng kể, lò xo có độ cứng k. Cả hệ thống được đặt trên một rãnh nằm ngang, chuyển động của hòn bi là chuyển động không ma sát. - Chọn hệ trục x’Ox nằm ngang, chiều dương từ trái sang phải. Gốc tọa độ O là lúc hòn bi đứng yên (vị trí cân bằng). - Kéo hòn bi ra khỏi vị trí cân bằng (O) một khoảng x = A, làm xuất hiện một lực đàn hồi F có xu hướng kéo hòn bi về vị trí cân bằng. Khi buông tay, dưới tác dụng của lực đàn hồi F , hòn bi dao động quanh vị trí cân bằng (Ngoài ra còn xuất hiện hai lực cân bằng là trọng lực và phản lực của thanh ngang, hai lực này xuất hiện theo phương thẳng đứng không ảnh hưởng gì tới chuyển động của viên bi). Theo định luật Hooke, trong giới hạn đàn hồi: F = - kx (Dấu trừ chứng tỏ lực F luôn ngược chiều với độ dịch chuyển x của hòn bi) . Áp dụng định luật II Newton: F = ma => ma = - kx Đặt: m k m k  2 hay Vậy ta có pt: a = -2x (1) * Ta biết, theo định nghĩa thì: - Vận tốc tức thời: t xv    - Gia tốc tức thời: t va    Khi t vô cùng nhỏ, thì trở thành đạo hàm của x theo t, hoặc v theo t. Vậy, ta có thể viết: dt dx t v v : hayx'v lim 0 --t   Δ Δ Δ 2 2 dt xd Δ Δ Δ   dt dv t v a : hayv'a lim 0 --t Từ pt dao động: x = A.sin(t = j) + Vận tốc tức thời: v = x’ = A.cos (t + j). + Gia tốc tức thời: a = v' = x” = - 2A.sin (t + j). Mặt khác, theo ý nghĩa đạo hàm: + Vận tốc bằng đạo hàm bậc nhất của quãng đường: v = x’ + Gia tốc bằng đạo hàm bậc nhất của vận tốc (hay bằng đạo hàm bậc hai của quãng đường): a = v’ = x’’ Từ (1) ta có thể viết lại: x’’ + 2 x (2) Phương trình (2) là một phương trình vi phân bậc hai nghiêm có dạng: x = Asin(t + j) (4) đây là phương trình chuyển động của con lắc lò xo. * GV hướng dẫn và nhắc thêm: - HS có thể cho biết đồ thị hàm sin là một đồ thị như thế nào? - Ngoài phương trình dạng sin, chúng ta còn có phương trình dạng cos: x = A.cos(t + j) - Nhắc lại đơn vị của các đại lượng trong phương trình x? ([x]: (m); [A]: (m); [j]: (rad); [t + j]: (rad); []: (rad/s)) B. Dao động điều hòa: Hàm sin là một hàm dao động điều hòa nên ta nói con lắc lò xo dao động điều hòa. 1. Định nghĩa dao động điều hòa: dao động điều hòa là một dao động được mô tả bằng một định luật dạng sin (cosin) đối với thời gian. 2. Phương trình dao động điều hòa: x = Asin(t + j) hoặc x = Acos(t + j) Trong đó: A, , j là những hằng số. x: li độ dao động: là độ lệch của vật ra khỏi vị trí cân bằng. A: biên độ dao động: là giá trị cực đại của li độ dao động (xmax = A). j : pha ban đầu của dao động (pha ban đầu của dao động khi t = 0). (t + j) : pha của dao động (pha dao động của vật ở tại thời điểm t). : tần số gốc: là đại lượng trung gian cho phép xác định tần số (f) và chu kỳ (T) của dao động: f2 T 2    * Hs nhắc lại: hàm sin là một hàm tuầnhoàn có chu kỳ bằng bao nhiêu? 4. Chu kỳ của dao động điều hòa: Chúng ta biết hàm sin là một hàm tuần hoàn có chu kỳ 2p, do đó: x = A.sin(t+ j) = A.sin(t + 2p + j)         )2t(sinA Vậy, li độ của dao động ở thời điểm          2t cũng bằng li độ của nó ở thời điểm t => khoảng thời gian T=  2 là chu kỳ của dao động điều hòa. * Ta có: ?f2 T maø T 1f     * Con lắc lò xo:    2 T maø m k , => T =? * Nếu có phương trình dạng cos: x = Acos(t + j), thì: v, a =? (v = x’ = -A.sin(t+j) a = v' = - 2Acos(t+j)) 5. Một số điểm lưu ý: * Ta có: T 1f  ; vậy:    2 f tần số của dao động điều hòa. * Đối với con lắc lò xo, ta có: k mT     22 và m kf   2 1 * Cách chuyển phương trình dao động từ dạng cos sang dạng sin: x = A. cos(t + j) = A sin(t+j + ) 2  D. Củng cố: * Nhắc lại: - Định nghĩa về: dao động, dao động tuần hoàn, dao động điều hòa. - Khái niệm chu kì, tần số, li độ, biên độ và biểu thức chu kỳ (và tần số) của dao động điều hòa, chu kỳ của con lắc lò xo. * Hướng dẫn trả lời các câu hỏi Sgk trang 7. E. Dặn dò: Hs xem trước bài: “Khảo sát dao động điều hòa”.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

• 
  chuong_i_7694.pdf
• 
  ly 11 - hk 1.rar
• 
  tiet_2_9692.pdf
• 
  tiet_3_1999.pdf
• 
  tiet_4_6234.pdf
• 
  tiet_5_9916.pdf
• 
  tiet_6_8585.pdf
• 
  tiet_7_9318.pdf
• 
  tiet_8_1559.pdf
• 
  tiet_9_6367.pdf
• 
  tiet_10_7217.pdf
• 
  tiet_12_2039.pdf
• 
  tiet_14_1761.pdf
• 
  tiet_15_6355.pdf
• 
  tiet_18_8411.pdf
• 
  tiet_19_7454.pdf

Nêu định nghĩa chu kì và tần số của dao động điều hòa.

Dao động toàn phần là một định nghĩa nhỏ trong chương trình học vật lý lớp 12. Dường như đây là một khái niệm được lướt qua nhiều nhất trong chương trình học và cũng ít ai để ý thực chất đó là gì. Vì vậy, hôm nay Kiến Guru muốn chia sẻ đến các bạn ham học hỏi bản chất của dao động? Và vì sao lại được gọi là toàn phần. Chúng ta cùng bắt đầu tìm hiểu nhé:

I. Định nghĩa dao động toàn phần và các lý thuyết liên quan

Khi bạn gảy dây đàn guitar, âm thanh phát ra có âm sắc đều và kéo dài.  Mỗi lần rung liên tiếp của  và cùng thời gian với lần trước.  Định nghĩa chuyển động định kỳ là một chuyển động lặp đi lặp lại theo các khoảng thời gian đều đặn, chẳng hạn như được thể hiện bằng dây đàn guitar hoặc bởi một vật thể trên lò xo di chuyển lên xuống. Và mỗi lần chuyển động hoàn thành xong một chu kỳ của nó thì ta gọi đó là một dao động toàn phần.  Thời gian để hoàn thành một dao động toàn phần đó là không đổi và được gọi là chu kỳ T. Đơn vị của nó thường là giây, nhưng có thể là bất kỳ đơn vị tính thời gian nào để thuận tiện.  Thời gian từ đề cập đến thời gian cho một số sự kiện cho dù lặp đi lặp lại hay không;  nhưng chúng ta sẽ chủ yếu quan tâm đến chuyển động định kỳ, theo định nghĩa lặp đi lặp lại.  Một khái niệm liên quan chặt chẽ đến thời kỳ là tần suất của một sự kiện. 

Ví dụ: nếu bạn nhận được tiền lương hai lần một tháng, tần suất thanh toán là hai lần mỗi tháng và khoảng thời gian giữa các lần thanh toán sẽ là nửa tháng.  Tần số f được định nghĩa là số lượng sự kiện trên mỗi đơn vị thời gian.  Đối với chuyển động định kỳ, tần số là số lượng dao động trên một đơn vị thời gian.  Mối quan hệ giữa tần suất và thời gian là: 

Đơn vị SI cho tần số là chu kỳ mỗi giây, được xác định là hertz (Hz):

Một chu kỳ là một dao động hoàn chỉnh.  Lưu ý rằng một rung động có thể là một sự kiện đơn lẻ hoặc nhiều sự kiện, trong khi các dao động thường lặp đi lặp lại cho một số lượng đáng kể các chu kỳ.

Chúng ta có thể sử dụng các công thức được trình bày trong mô-đun này để xác định cả tần số dựa trên các dao động đã biết và dao động dựa trên một tần số đã biết.  Hãy thử một ví dụ về mỗi ví dụ.  

Hướng giải cho cả câu 1 và 2 có thể được trả lời bằng cách sử dụng mối quan hệ giữa thời gian và tần suất.  Trong câu 1, khoảng thời gian T được đưa ra và chúng tôi được yêu cầu tìm tần số f.  Trong câu 2, tần số f được đưa ra và chúng tôi được yêu cầu tìm khoảng thời gian T. 

Giải pháp cho Câu 1 Thay thế 0.400ms cho T trong 

Giải quyết tìm f = 2,50 × 106 Hz.  

Thảo luận về câu 1, tần số âm thanh được tìm thấy trong câu 1 cao hơn nhiều so với tần số cao nhất mà con người có thể nghe thấy và do đó, được gọi là siêu âm.  Các dao động thích hợp ở tần số này tạo ra siêu âm được sử dụng cho các chẩn đoán y tế không xâm lấn, chẳng hạn như quan sát thai nhi trong bụng mẹ.  

Giải pháp cho câu 2 Xác định các giá trị đã biết: 

Thời gian cho một dao động hoàn chỉnh là khoảng thời gian T: 

Suy ra  T:

Thay giá trị đã cho cho tần số vào biểu thức kết quả: 

Thảo luận cho câu 2, khoảng thời gian tìm thấy trong câu 2 là thời gian trên mỗi chu kỳ, nhưng giá trị này thường được trích dẫn đơn giản là thời gian tính theo đơn vị thuận tiện (ms hoặc mili giây trong trường hợp này).

II. Bài tập dao động toàn phần

(a) Một chiếc xe đua sẽ chạy nhanh như thế nào nếu động cơ tám xi-lanh của nó phát ra âm thanh có tần số 750 Hz, với điều kiện là động cơ tạo ra 2000 vòng quay trên mỗi km?  

(b) Động cơ quay được bao nhiêu vòng / phút?

III. Đáp án cho các bài tập dao động toàn phần

Vậy là chúng ta đã cùng nhau đi hết ngọn ngành của dao động toàn phần. Một kiến thức tưởng chừng như đơn giản nhưng đầy những học búa và những thí vị phải không nào. Có thể nói rằng khối lượng kiến thức khổng lồ trong các bộ môn trên ghế giảng đường không thể nào truyền tải hết được trong những tiết học ngắn ngủi. Vậy nên đôi khi có những lý thuyết rất thú vị lại được lướt qua và không bao giờ quay trở lại. Hãy cùng với Kiến Guru khám phá những lý thuyết thú vị đó ở những bài viết tiếp theo nhé!