Giáo án Chủ đề 1: Dao động điều hòa vấn đề 1: Bài toán thời gian trong giao động điều hòa

Phần I. DAO ĐỘNG CƠ HỌC
CHỦ ĐỀ 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Vấn đề 1: Bài toán thời gian trong giao động điều hòa
Kết quả 1: Khoảng thời gian ngắn nhất.
	Dựa vào vòng tròn lượng giác hoặc trục phân bố thời gian
Cách 1: Dùng VTLG
	Tính góc quét tương ứng với sự dịch chuyển 
	Thời gian: 
Cách 2: Dùng PTLG
Khoảng thời gian trong một chu kì vật cách vị trí cân bằng một khoảng
+ nhỏ hơn x1 (|v| > v1 và (|a| < a1) là 
+ nhỏ hơn x1 (|v| a1) là 
Khi gặp bài toán liên quan đến v, a, F, p, Wt, Wđ, thì có thể giải trực tiếp hoặc dựa vào công thức liên hệ vận tốc, động lượng với li độ để quy về li độ.
Dự vào công thức liên hệ gia tốc, lực với li độ để quy về li độ.
Ví dụ 1: Một chất điểm dao động điều hòa với biên độ A và chu kì T = 2 s. Biết khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 = 1,8 cm theo chiều dương đến x2 = cm theo chiều âm là 1/6 s. Biên độ giao động là
A. 1,833 cm.	B. 1,822 cm.	C. 0,917 cm.	D. 1,834 cm.
	Hướng dẫn:
	Theo bài ra: t1 + t2 = 1/6 s, thay ; ta được:
Dùng máy tính giải phương trình này, 
Quý thầy cô cần cuốn sách trên (bản word chỉnh sửa được) xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ mail : giaovienchuyenly@gmail.com
tính ra: A = 1,833 cm Chọn A.
Ví dụ 2: Vật dao động điều hòa có vận tốc cực đại bằng 3m/s và gia tốc cực đại bằng 30 (m/s2). Thời điểm ban đầu vật có vận tốc 1,5 m/s và thế năng đang tăng. Hỏi vào thời điểm nào sau đây vật có gia tốc bằng 15(m/s2) là
A. 0,15s.	B. 0,05s.	C. 0,10 s.	D. 0,20 s.
Hướng dẫn:
Tần số góc: 
	Thời điểm ban đầu vật có vận tốc 1,5m/s = +vmax/2 và thế năng đang tăng đi ra biên 
	Thời điểm gần nhất vật có gia tốc bằng 15(m/s2) = +amax/2 ( lúc này x=-A/2) là: t=T/12 + T/4 + T/12 = 5/12T = 1/12 (s) Chọn A
Ví dụ 3: Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng 250 g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m dao động điều hòa dọc theo trục Ox với biên độ 4 cm. Khoảng thời gian ngắn nhất để vận tốc có giá trị từ -40 cm/s đến cm/s là
A./40 (s)	B./120 (s)	C./20 (s)	D./60 (s)
Hướng dẫn:
 Chọn A.
Ví dụ 4: Một vật nhỏ có khối lượng m = 0,1 kg dao động điều hòa trên mặt phảng nằm ngang với chu kỳ T. Khi đi qua vị trí căn bằng, vật có tốc độ 38 cm/s. Trong chu kỳ dao động đầu tiên, tại t =0, vật bắt đầu dao động từ vị trí cân bằng thì sau khi dao động được hơn T/6, tại t = t1 vật có li độ x = x1. Kể từ đó sau mỗi khoảng thời gian 2/3 s, khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng là không đổi. Gia tốc cực đại của vật gần giá trị nào nhất trong số giá trị sau?
A. 1,23 m/s2.	A. 1,56m/s2.	A. 1,79 m/s2.	A. 2,55 m/s2.
Hướng dẫn:
	Nếu vật xuất phát từ thì cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất T/4 vật lại cách vị trí cân bằng một khoảng như cũ. Nếu lúc đầu vật ở vị trí cân bằng hoặc ở vị trí biên thì cứ sau khoảng thời gian ngắn nhất T/2 vật lại cách vị trí cân bằng một khoảng như cũ.
Đối chiếu với bài ra: 
Biên độ và gia tốc cực đại: 
 Chọn C
Ví dụ 5: Vật nhỏ có khối lượng 200 g trong một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 4 cm. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc không nhỏ hơn 	 là T/2. Độ cứng của lò xo là
Hướng dẫn:
Để độ lớn gia tốc không nhỏ hơn m/s2 thì vật phải nằm ngoài khoảng (-x1; x1).
Theo bài ra: 
Từ công thức: 
Chọn B
 Ví dụ 6: Một vật dao động với biên độ 5 cm. Trong một chu kì thời gian vật có tốc độ lớn hơn một giá trị v0 nào đó là 1 s. Tốc độ trung bình khi đi một chiều giữa hai vị trí có cùng tốc độ v0 trên là cm/s. Tính v0.
A. 10,47 cm/s	B. 5,24 cm/s	C. 6,25 cm/s	D. 14,87 cm/s	
Hướng dẫn:
	Để tốc độ lớn hơn một giá trị v0 thì vật phải nằm trong khoảng (-x1; x1). Thì tốc độ trung bình khi đi một chiều giữa hai vị trí -x1 và x1 là:
 Chọn A
Quý thầy cô cần cuốn sách trên (bản word chỉnh sửa được) xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ mail : giaovienchuyenly@gmail.com