Tài nguyên dạy học

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • Sắp xếp dữ liệu

    Chào mừng quý vị đến với website của ...

    Quý vị chưa đăng nhập hoặc chưa đăng ký làm thành viên, vì vậy chưa thể tải được các tài liệu của Thư viện về máy tính của mình.
    Nếu chưa đăng ký, hãy nhấn vào chữ ĐK thành viên ở phía bên trái, hoặc xem phim hướng dẫn tại đây
    Nếu đã đăng ký rồi, quý vị có thể đăng nhập ở ngay phía bên trái.

    Bài 3. Năng lượng trong dao động điều hoà

    Nhấn vào đây để tải về
    Báo tài liệu có sai sót
    Nhắn tin cho tác giả
    (Tài liệu chưa được thẩm định)
    Nguồn: Bạch Kim
    Người gửi: Ngô Văn Chinh (trang riêng)
    Ngày gửi: 11h:35' 09-04-2024
    Dung lượng: 1.2 MB
    Số lượt tải: 0
    Số lượt thích: 0 người
    BÀI 3. NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
    Ảnh
    Trang bìa
    Trang bìa
    Ảnh
    BÀI 3. NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
    Khởi động
    Ví dụ
    Ảnh
    Ví dụ: Tiến hành thí nghiệm như mô tả trong Hình 3.1. Đặt một tấm gỗ cố định lên tường, đưa vật nặng của con lắc đơn đến vị trí tiếp xúc với tấm gỗ và thả nhẹ để vật nặng bắt đầu chuyển động không vận tốc ban đầu. Khi dao động, vật nặng có va chạm vào tấm gỗ hay không? Vì sao? Trong quá trình dao động, vật nặng có những dạng năng lượng gì và sự chuyển hoá giữa chúng như thế nào?
    Ảnh
    Đáp
    Ảnh
    Đáp án:
    Nếu trong quá trình dao động, ta bỏ qua mọi ma sát thì vật nặng sẽ chạm vào tấm gỗ như lúc bắt đầu thả, khi đó coi như chỉ có sự chuyển hoá qua lại giữa động năng và thế năng. Tuy nhiên về mặt thực tế thì không có trường hợp nào là hoàn toàn lí tưởng, nên sau mỗi chu kì dao động, năng lượng sẽ được chuyển hoá một phần thành năng lượng hao phí (nhiệt năng, năng lượng âm thanh) nên vật nặng không chạm vào tấm gỗ mà càng ngày càng có xu hướng trở về trạng thái cân bằng.
    Ảnh
    Thế năng trong dao động điều hoà
    Câu hỏi 1
    Ảnh
    Câu hỏi 1: Dựa vào công thức (3.2) và Hình 3.2, mô tả sự thay đổi của thế năng trong một chu kì dao động của vật.
    Đồ thị thế năng – thời gian cũng có dạng hình sin. Từ đồ thị ta thấy: Tại thời điểm ban đầu, thế năng cực đại Tại thời điểm Latex(T/4), thế năng bằng 0 Tại thời điểm latex(T/2), thế năng cực đại Tại thời điểm latex((3T)/4), thế năng bằng 0 Tại thời điểm T, thế năng cực đại
    Ảnh
    Lời giải
    Biểu thức của thế năng trong dao động điều hoà
    Ảnh
    Biểu thức của thế năng trong dao động điều hoà
    Thế năng trong dao động điều hoà được tính theo công thức:
    Ảnh
    Ảnh
    Sự biến đổi của thế năng theo thời gian
    Ảnh
    Sự biến đổi của thế năng theo thời gian
    Thế năng trong dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng hai lần tần số góc của li độ: ω'=2ω
    Ảnh
    Câu hỏi 2
    Ảnh
    Câu hỏi 2: So sánh chu kì, tần số biến thiên của thế năng với chu kì, tần số dao động của vật.
    Thế năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng 2 lần tần số góc của li độ nên khi đó chu kì, tần số biên thiên của thế năng T' = LATEX(T/2) ; f' = 2f
    Lời giải
    Luyện tập
    Luyện tập: Một số toà nhà cao tầng sử dụng các con lắc nặng trong bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) để giảm thiểu sự rung động gây ra bởi gió hay những cơn địa chấn nhỏ. Giả sử vật nặng của con lắc có khối lượng 3,0.105 kg, thực hiện dao động điều hoà với với tần số 15 Hz với biên độ dao động là 15 cm. Hãy xác định thế năng cực đại của hệ con lắc trong bộ giảm chấn khối lượng.
    Lời giải:
    Tần số dao động: f=15Hz⇒ω=2πf=30π(rad/s) Thế năng cực đại:
    Ảnh
    Động năng trong dao động điều hoà
    Biểu thức của động năng trong dao động điều hoà
    Ảnh
    Biểu thức của động năng trong dao động điều hoà
    Động năng của vật dao động điều hoà được tính theo công thức:
    Ảnh
    Ảnh
    Động năng của vật dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng hai lần tần số góc của li độ: ω'=2ω
    Câu hỏi
    Ảnh
    Câu hỏi: So sánh pha dao động của thế năng và động năng khi vật dao động điều hoà.
    Trong quá trình vật dao động, khi động năng cực đại thì thế năng cực tiểu, khoảng thời gian ngắn nhất để chúng có cùng trạng thái là Δt = latex(T/4) nên độ lệch pha là Δφ = latex(((2π)/T).T/4) = latex(π/2) (rad). Tức là động năng và thế năng vuông pha với nhau.
    Luyện tập
    Luyện tập: Một vật có khối lượng 2 kg dao động điều hoà có đồ thị vận tốc – thời gian như Hình 3.4. Xác định tốc độ cực đại và động năng cực đại của vật trong quá trình dao động.
    Ảnh
    Tốc độ cực đại của vật dao động: vmax = 0,4 m/s.
    Động năng cực đại:
    Ảnh
    Lời giải
    Sự chuyển hoá năng lượng và bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà
    Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà
    Ảnh
    Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà
    - Khi vật ở biên, thế năng có giá trị cực đại còn động năng bằng không. - Khi vật di chuyển từ vị trí biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm và động năng tăng. - Khi vật ở vị trí cân bằng, thế năng bằng không còn động năng có giá trị cực đại. - Khi vật di chuyển từ vị trí cân bằng ra biên, thế năng tăng và động năng giảm. Như vậy, trong quá trình chuyển động thì động năng và thế năng luôn thay đổi và chuyển hoá qua lại với nhau.
    Ảnh
    Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà
    Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà
    - Cơ năng trong dao động điều hoà:
    - Cơ năng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động A của vật và không thay đổi theo thời gian. Trong quá trình dao động điều hoà, thế năng và động năng liên tục biến đổi theo thời gian nhưng cơ năng luôn bảo toàn.
    Ảnh
    Ảnh
    Câu hỏi
    Câu hỏi: Quan sát Hình 3.5 và 3.6, nhận xét về độ lớn của động năng, thế năng và cơ năng trong quá trình dao động điều hoà của vật.
    Ảnh
    Ảnh
    Lời giải:
    Độ lớn của động năng và thế năng thay đổi liên tục theo thời gian, khi động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại nhưng cơ năng luôn được bảo toàn.
    Luyện tập
    Ảnh
    Luyện tập: Xét một vật bắt đầu dao động điều hoà từ vị trí cân bằng, hãy chỉ ra những khoảng thời gian trong một chu kì dao động mà:
    Lời giải Vật bắt đầu dao động từ vị trí cân bằng, tại vị trí cân bằng động năng cực đại, thế năng bằng 0 và tại vị trí biên thì động năng bằng 0 và thế năng cực đại. a) Thế năng tăng dần trong khi động năng giảm dần tương ứng với các khoảng thời gian từ 0 đến latex(T/4) , latex(T/2) và latex ((3T)/4) b) Thế năng giảm dần trong khi động năng tăng dần tương ứng với các khoảng thời gian từ latex(T/4) , latex(T/2) và latex((3T)/4)
    Dặn dò
    Dặn dò
    Ảnh
    Dặn dò
    Ghi nhớ kiến thức trọng tâm Hoàn thành các bài tập trong sách bài tập Chuẩn bị bài mới:"Bài 4. Dao động tắt dần và hiện tượng cộng hưởng"
    Cảm ơn
    Ảnh
     
    Gửi ý kiến

    ↓ CHÚ Ý: Bài giảng này được nén lại dưới dạng ZIP và có thể chứa nhiều file. Hệ thống chỉ hiển thị 1 file trong số đó, đề nghị các thầy cô KIỂM TRA KỸ TRƯỚC KHI NHẬN XÉT  ↓