Tiết 1. BÀI TẬP VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
I. MỤC TIÊU
Rèn luyện kĩ năng giải một số bài tập về tìm các đại lượng đặc trưng trong dao động điều hòa.
II. CHUẨN BỊ
* Giáo viên: Các bài tập có chọn lọc và phương pháp giải.
* Học sinh: Xem lại những kiến thức đã học về dao động.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1 (10 phút): Kiểm tra bài củ và tóm tắt những kiến thức liên quan.
+ Li độ (phương trình dao động): x = Acos((t + ().
+ Vận tốc: v = x’ = - (Asin((t + () = (Acos((t + ( +
).
+ Gia tốc: a = v’ = - (2Acos((t + () = - (2x; amax = (2A.
+ Vận tốc v sớm pha
so với li độ x; gia tốc a ngược pha với li độ x (sớm pha
so với vận tốc v).
+ Liên hệ giữa tần số góc, chu kì và tần số của dao động: ( =
= 2(f.
+ Công thức độc lập: A2 = x2 +
=
.
+ Ở vị trí cân bằng: x = 0 thì |v| = vmax = (A và a = 0.
+ Ở vị trí biên: x = ( A thì v = 0 và |a| = amax = (2A =
.
+ Lực kéo về: F = ma = - kx.
+ Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng có chiều dài L = 2A.
Hoạt động 2 (30 phút): Giải các bài tập minh họa.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung cơ bản


1. Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40 cm. Khi ở vị trí có li độ x = 10 cm vật có vận tốc 20(
cm/s. Tính vận tốc và gia tốc cực đại của vật.



2. Một vật dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ
cm và với chu kì 0,2 s. Tính độ lớn của gia tốc của vật khi nó có vận tốc 10
cm/s.
3. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của nó là 20 cm/s. Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì gia tốc của nó có độ lớn là
cm/s2. Tính biên độ dao động của chất điểm.










4. Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x =
(x tính bằng cm; t tính bằng s). Xác định thời điểm chất điểm đi qua vị trí có li độ x = -2 cm lần thứ 2011, kể từ lúc t = 0.
Hướng dẫn học sinh sử dụng mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa để giải.


Tóm tắt bài toán.
Tìm công thức cần sử dụng.
Tính toán các đại lượng.



Tóm tắt bài toán.
Tìm công thức cần sử dụng.

Tính độ lớn gia tốc.


Tóm tắt bài toán.
Tìm các công thức cần sử dụng.




Suy ra để tính biên độ dao động A.








Đề xuất hướng giải.
Xác định vị trí ban đầu của vật.
Xác định số lần vật đi qua vị trí có li độ x = -
trong 1 chu kì.


1. Ta có: A =
=
= 20 (cm);
( =
= 2( rad/s;
vmax = (A = 2(A = 40( cm/s;
amax = (2A = 800 cm/s2.
2. Ta có: ( =
= 10( rad/s;
A2 =

( |a| =
= 10 m/s2.
3. Khi đi qua vị trí cân bằng:
|v| = vmax = (A ( ( =
.
Mặt khác: A2 =

( (2A2 = v
= v2 +

= v2 +

( A =

= 5 cm.


4. Ta có: T =
= 3 s. Khi t = 0 thì x = A = 4 cm. Kể từ lúc t = 0 vật đến vi trí có li độ x = - 2 cm = -
lần thứ nhất mất thời gian t1 =
= 1 s. Sau đó trong mỗi chu kì vật đi qua vị trí có li độ x = - 2 cm hai lần, nên thời gian để vật đi qua vị trí có li độ x = -