Tai lieu on tap kien thuc vat li on danh gia nang luc

Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động tắt dần để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó thì dao động con lắc theo cách như v

I DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG

1 Các khái niệm về dao động

− Dao động cơ: là chuyển động qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi là vị trí cân bằng

− Dao động tuần hoàn: là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kì,

vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

− Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) theo thời

gian

2 Các đại lượng đặc trưng cho tính tuần hoàn của dao động điều hòa



=

N là số dao động toàn phần vật thực hiện trong thời gian ∆t Tần số

(Kí hiệu: f, đơn vị: Hz)

Là số dao động toàn phần vật thực hiện được trong 1 giây

(Kí hiệu: ω, đơn vị: rad/s) Mối liên hệ giữa T, f, ω:

2

2 fT



 =  =

3 Các phương trình dao động điều hòa

Li độ x=A cos( +  t ) + A, ,  là các hằng số; với A,  dương;   

TÀI LIỆU HỆ THỐNG KIẾN THỨC

(Phần Vật lí)

CHUYÊN ĐỀ 1 DAO ĐỘNG CƠ

+ ( +  là pha dao động ở thời điểm t t )

 là pha ban đầu (pha ở thời điểm t = 0) + Mối quan hệ pha giữa x, v, a:

2



 =  + =  +  + Mối liên hệ giữa x, v, a (công thức độc lập):

1

2

gấp đôi tần số của vật dao động và chu kì bằng một nửa chu kì của vật dao động

+ Công thức liên hệ:

t đ

1

2

1W

Giá trị các đại lượng trong quá trình dao động trên trục Ox Chú ý quan trọng

+ Khoảng giá trị của các đại lượng:

2

LA2

4 Trục phân bố thời gian dao động giữa các vị trí đặc biệt cần nhớ

x (+) A

A 3

A 2 A

O -A

-A 2 -A 3 -A

O

0

x

II CON LẮC LÒ XO VÀ CON LẮC ĐƠN

Điều kiện dao động điều hòa: Dây treo rất nhẹ và

không dãn, bỏ qua mọi ma sát và lực cản, con lắc dao động bé

( ≤ 10)

Chu kì,

tần số

1m

L :

kv

mgSF

BỔ TRỢ NỘI DUNG KIẾN THỨC VỀ CON LẮC LÒ XO TREO THẲNG ĐỨNG

0

1mg

 Con lắc dao động với A < Δℓ

 Con lắc dao động với A > Δℓ

dao động điều hòa dao động điều hòa

s

s 0

Con lắc đơn dao động khi chịu thêm lực điện

= 

+

q Egm

= 

gm

cos a + cos b = 2cos cos

Bấm: SHIFT 2 3 = sẽ hiển thị: A

Lưu ý: Sử dụng pp này khi bài toán đã cho tường minh phương trình x1 và x2

IV CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC

Dao động tắt dần Dao động duy trì Dao động cưỡng bức

Khái

niệm

Dao động tắt dần là dao

động có biên độ giảm dần

theo thời gian

Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động tắt dần để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó thì dao động con lắc theo cách như vậy gọi là dao động duy trì

Dao động cưỡng bức là dao động

mà hệ chịu thêm tác dụng của một ngoại lực biến thiên tuần hoàn:

• Lực cản môi trường càng

lớn thì dao động tắt dần càng nhanh

Chú ý: Dao động tắt dần

không phải là dao động điều

hòa vì biên độ không phải là

hằng số, mà giảm dần theo

thời gian

• Biên độ, tần số, chu

kì dao động đều không đổi

• Sau khi dao động của hệ được

ổn định (thời gian từ lúc tác dụng lực đến khi hệ có dao động ổn định gọi là giai đoạn chuyển tiếp) thì dao động của

hệ là dao động điều hoà có tần

số bằng tần số ngoại lực

• Biên độ dao động của hệ không những phụ thuộc vào biên độ dao động của ngoại lực mà còn phụ thuộc cả vào

độ chênh lệch giữa tần số dao động riêng của vật f0 và tần số

f dao động của ngoại lực (hay

|f - f0|) Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số dao động riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn

là điều kiện cộng hưởng

Là sóng trong đó các phần tử của môi

trường dao động theo phương trùng với

phương truyền sóng

Là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng

Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo

Sóng ngang truyền được trong chất rắn và bề mặt chất lỏng

Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây

cao su

CHUYÊN ĐỀ 2 SÓNG CƠ

Lưu ý: Sóng cơ không truyền được trong chân không

2 Các đại lượng đặc trưng của sóng cơ

Biên độ của sóng A Là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua

=

Tốc độ truyền sóng

(v)

Tốc độ truyền sóng v là tốc độ lan truyền dao động của môi trường

Đối với mỗi môi trường, tốc độ truyền sóng v có một giá trị không đổi

Tốc độ truyền sóng chỉ phụ thuộc vào môi trường truyền sóng

Bước sóng (λ)

Là quãng đường mà sóng truyền được trong

vTf

2 d2k 1

II GIAO THOA SÓNG

1 Điều kiện giao thoa

+ Cùng phương

+ Cùng tần số

+ Độ lệch pha không đổi theo thời gian

2 Giao thoa với hai nguồn cùng pha

Giả sử phương trình dao động của hai nguồn là uA = uB = acos(ωt), điểm M là một điểm nằm trong vùng giao thoa

+ Phương trình dao động tổng hợp tại M là

Giả sử hiệu khoảng cách từ M đến hai nguồn nhỏ hơn so với N đến hai nguồn: (MA MB− ) ( NA−NB)

• Số điểm cực đại là số giá trị k thoả mãn bất đẳng thức: MA MB k−   NA NB−

• Số điểm cực tiểu là số giá trị k thoả mãn bất đẳng thức: MA MB− (k+0,5) NA−NB

Lưu ý: Đối với một số bài xác định số điểm cực đại, cực tiểu trên đường thẳng, đường tròn cho trước thì

+ Khi đầu dây là đầu cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới

+ Khi đầu dây là đầu tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới

2 Khoảng cách bụng – nút trên dây có sóng dừng

Sóng dừng là sóng được hình thành do sự giao thoa của 2 sóng ngược chiều (thường là sóng tới và sóng

+ Khi có sóng dừng trên dây, trên dây sẽ xuất hiện các điểm bụng và điểm nút

Biên độ dao động của các phần tử trên dây có sóng dừng

+ Nếu chọn trục Ox với O là một nút bất kì, thì biên

độ dao động AM của điểm M trên dây mà vị trí cân

bằng có tọa độ x được tính theo công thức:

+ Nếu chọn O là vị trí cân bằng của một bụng bất

min

v f 2l

= ; khi đó trên dây có 1 bụng, 2 nút

+ Tần số để có sóng dừng phải bằng nguyên lần tần số nhỏ nhất

+ Số bụng sóng bằng số nút sóng và bằng n

+ Tần số nhỏ nhất để tạo ra sóng dừng:

min

v f 4l

=

+ Tần số để có sóng dừng phải bằng lẻ lần tần số nhỏ nhất

+ Các sóng âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz được gọi là hạ âm

+ Các sóng âm có tần số lớn hơn 20000 Hz được gọi là siêu âm

M x

A b

A M

x O

A M

+ Âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí, hầu như không truyền được

qua các chất xốp, bông, len… những chất đó gọi là chất cách âm

+ Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự: rắn, lỏng, khí

Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất môi trường, nhiệt độ của môi trường

và khối lượng riêng của môi trường Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm cũng

tăng

→ Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm

không đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi

Các đặc trưng vật lí của âm

Âm có 3 đặc trưng vật lí là tần số, cường độ âm I và mức cường độ âm L

Tần số

Cường độ

âm

Là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải

qua một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó, vuông

góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời

4 r : diện tích mặt cầu tâm O chứa M 2

Đơn vị của cường độ âm: W/m2

Các đặc trưng sinh lí của âm

Âm có 3 đặc trưng sinh lí là độ cao, độ to và âm sắc Các đặc trưng sinh lí của âm nói chung

phụ thuộc vào cảm thụ âm của tai con người

Độ cao + Đặc trưng cho tính trầm hay bổng của âm, phụ thuộc vào tần số âm

+ Âm có tần số lớn gọi là âm bổng và âm có tần số nhỏ gọi là âm trầm

Độ to Là đại lượng đặc trưng cho tính to hay nhỏ của âm, phụ thuộc vào mức cường độ

âm

Âm sắc

Là đại lượng đặc trưng cho sắc thái riêng của âm, giúp ta có thể phân biệt được hai

âm do các nguồn khác nhau phát ra

Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm

Nhạc âm và tạp âm

+ Nhạc âm là những âm có tần số xác định và đồ thị dao động là đường cong tuần hoàn

+ Tạp âm là những âm có tần số không xác định và đồ thị dao động là những đường cong phức

tạp

I DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian

1 Các đại lượng đặc trưng của điện xoay chiều

u: giá trị điện áp tức thời (V)

U0 > 0 là giá trị điện áp cực đại

II MẠCH RLC NỐI TIẾP

CHUYÊN ĐỀ 3 ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Các đặc trưng mạch RLC nối tiếp

0R 0L 0C 0R 0L 0C 0

2

2 2

Cộng hưởng:ZL =Z →C Z = R hay cosφ = 1 →

2 ch

UPR

Khi R = R0, giá trị của R0 và Pmax tương ứng là:

L

2

0 max

UI

UI

- Khi C có giá trị thỏa mãn

III MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Nguyên Tắc Hoạt Động Máy Phát Điện Xoay Chiều

❖ Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều

❖ Biểu thức của từ thông qua khung dây  = NBScos(góc hợp bởi n và B) =  0cos(ωt + φ)

trong đó 0 = NBS là từ thông cực đại qua khung dây; BS là từ thông cực đại qua một vòng dây

❖ Biểu thức của suất điện động cảm ứng: e = – ’ =  0cos(ωt + φ –

+  và e vuông pha nhau, tại mọi thời điểm luôn có:

e 1 E

    

   

2 Máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều một pha Mạch phát điện xoay chiều 3 pha

Cấu tạo Gồm hai bộ phận chính:

+ Phần cảm: tạo ra từ thông biến thiên bằng các

nam châm quay; đó là một vành tròn có đặt p

cặp cực nam châm xếp xen kẽ cực bắc, cực nam

đều nhau

+ Phần ứng: gồm các cuộn dây giống nhau; xếp

cách đều nhau trên một vòng tròn

Một trong hai bộ phận đứng yên, bộ phận còn

lại quay; bộ phận đứng yên gọi là stato, bộ phận

quay gọi là rôto

+ Nếu tốc độ quay của roto là n (vòng/giây) thì

từ thông qua mỗi cuộn dây sẽ biến thiên tuần

hoàn với tần số f = np (Hz)

+ Nếu tốc độ quay của roto là N(vòng/phút) thì

từ thông qua mỗi cuộn dây sẽ biến thiên tuần

Nguyên

tắc hoạt

động

+ Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ trường quay

+ Biến đổi điện năng thành cơ năng

+ Khung dây dẫn đặt trong từ trường quay sẽ quay theo từ trường đó với tốc độ góc nhỏ hơn của từ trường quay

IV MÁY BIẾN ÁP VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA

1 Máy biến áp

Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều) và không làm thay đổi tần số của nó

Cấu tạo

+ Gồm có hai cuộn dây : cuộn sơ cấp có N1 vòng và

cuộn thứ cấp có N2 vòng Lõi biến áp gồm nhiều lá sắt

mỏng ghép cách điện với nhau để tránh dòng Fu-cô và

tăng cường từ thông qua mạch

+ Số vòng dây ở hai cuộn phải khác nhau, tuỳ thuộc

nhiệm vụ của máy mà có thể N1 > N2 hoặc ngược lại

+ Cuộn sơ cấp nối với nguồn điện xoay chiều còn cuộn

thứ cấp nối với tải tiêu thụ điện

Đặc điểm

Công thức máy biến áp: 2 2

U = N + Nếu N2 > N1 ⎯→ U2 > U1: gọi là máy tăng áp

+ Nếu N2 < N1 ⎯→ U2 < U1: gọi là máy hạ áp

+ Nếu máy được nối với tải thì cường độ dòng điện điện hiệu dụng ở hai cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lượt là I1 và I2 thỏa mãn : 2 2 1

P=UI cos U là điện áp tại nơi truyền đi (V)

I là cường độ dòng điện trên dây truyền tải (A)

cos  là hệ số công suất

R là điện trở đường dây truyền tải (Ω)

Công suất hao phí:  =P I R2

q = q cos( t  +  )(C) q0: điện tích cực đại (C)

U0: hiệu điện thế cực đại (V)

I0:cường độ dòng điện cực đại (A) ω: tần số góc của mạch dao động LC (rad/s)

Liên hệ giữa các đại lượng trong mạch dao động LC

+ Quan hệ về biên hay giá trị cực đại của các đại lượng:

Tại một nơi có từ trường biến thiên theo

thời gian thì tại đó xuất hiện điện trường

xoáy (điện trường xoáy là điện trường có

đường sức khép kín)

Tại một nơi có điện trường trường biến thiên theo thời gian thì tại đó xuất hiện từ trường

(đường sức từ trường bao giờ cũng khép kín)

Điện từ trường: là một trường thống nhất gồm hai thành phần: điện trường biến thiên và từ

trường biến thiên

+ Truyền trong mọi môi trường vật chất và truyền được

trong cả chân không Tốc độ sóng điện từ phụ thuộc vào

môi trường truyền sóng; trong chân không, không khí là

c = 3.108 m/s (tốc độ lớn nhất con người có thể đạt được),

trong các môi trường khác, tốc độ nhỏ hơn c

+ Sóng điện từ là sóng ngang vì E ⊥ ⊥ B v Hai thành

phần của sóng điện từ là điện trường E và từ trườngB

luôn biến thiên cùng tần số, cùng pha

+ Sóng điện từ tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ,

khúc xạ như ánh sáng

+ Sóng điện từ mang năng lượng, nhờ đó khi sóng điện

từ truyền đến anten sẽ làm cho các electron tự do trong

anten dao động

3 Thu phát sóng điện từ

+ Trong thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến, ta phải dùng các sóng điện từ cao tần

+ Muốn cho các sóng mang cao tần truyền tải được các tín hiệu âm tần thì phải biến điệu chúng

+ Bước sóng điện từ mà mạch phát ra hay thu được: c.T c 2 c LC

f

+ Phát sóng: Kết hợp máy phát dao động điều hòa

và anten Mạch hoạt động gây ra điện từ trường

biến thiên, anten phát sóng điện từ cùng tần số f

+ Thu sóng: Kết hợp anten với mạch dao động

có tụ điện với điện dung thay đổi Điều chỉnh C

để mạch cộng hưởng với tần số f – mạch chọn sóng

Sơ đồ khối của máy của một máy phát thanh và máy thu thanh vô tuyến đơn giản

 Mạch biến điệu: Trộn dao động

điện từ cao tần với dao động điện từ

âm tần

 Mạch khuếch đại: Khuyếch đại

dao động điện từ cao tần đã được biến điệu

 Anten phát: Tạo ra điện từ trường

cao tần lan truyền trong không gian

 Anten thu: Thu sóng điện từ cao tần biến

âm tần ra khỏi dao động điện từ cao tần

 Mạch khuếch đại dao động điện từ âm tần: Khuếch đại dao động điện từ âm tần từ

liên lạc dưới nước

1

+ Bị các vật trên mặt đất hấp thụ mạnh nhưng nước hấp thụ ít

Sóng

trung

100m  1000m + Ban ngày bị tầng điện li hấp thụ

mạnh nên không truyền đi xa được + Ban đêm bị tầng điện li phản xạ nên truyền đi xa được

Thường dùng trong thông tin liên lạc vào ban đêm

Sóng

ngắn

+ Bị phản xạ nhiều lần giữa tầng điện li và mặt đất

Thường dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất

Sóng cực

ngắn

+ Không bị tầng điện li hấp thụ hay phản xạ

+ Xuyên qua tầng điện li đi vào không gian vũ trụ

Thường được dùng để truyền thông qua vệ tinh

Đều là bức xạ không nhìn thấy và có bản chất là sóng điện từ

+ Tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn bước sóng ánh sáng đỏ (từ 760 nm đến vài mm

+ Tia tử ngoại có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng tím (từ vài nm đến 380 nm)

Tia X, (hay còn gọi là tia Rơn-ghen) là các bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn của tia tử ngoại (bước

CHUYÊN ĐỀ 5 SÓNG ÁNH SÁNG

Để tạo những chùm tia hồng ngoại định hướng, dùng trong kỹ thuật, người

ta thường dùng đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp và đặc biệt là dùng điôt phát quang hồng ngoại

+ Những vật có nhiệt độ cao (từ 20000C trở lên) đều phát tia tử ngoại Nhiệt độ của vật càng cao thì phổ tử ngoại của vật càng kéo dài về phía sóng ngắn

+ Hồ quang điện, bề mặt của Mặt Trời, nguồn tử ngoại chủ yếu là đèn hơi thủy ngân

+ Mỗi khi một chùm tia Catôt – tức là chùm êlectron

có năng lượng lớn – đập vào một vật rắn thì vật đó phát

+ Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại

+ Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hóa học

+ Tia hồng ngoại cũng có thể biến điệu được như sóng điện từ cao tần

+ Tia tử ngoại tác dụng lên phim ảnh

+ Tia tử ngoại kích thích sự phát quang của nhiều chất (đèn huỳnh quang)

+ Tia tử ngoại kích thích nhiều phản ứng hóa học

+ Tia tử ngoại làm ion hóa không khí và nhiều chất khí khác

+ Tia tử ngoại có tác dụng sinh học

+ Tia tử ngoại bị nước, thủy tinh,… hấp thụ rất mạnh nhưng lại có thể truyền qua được thạch anh

+ Tia X có khả năng đâm xuyên mạnh, đây là tính

chất nổi bật và quan trọng nhất của tia X Tia X có bước sóng càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng lớn, ta nói là nó càng cứng + Tia X làm đen kính ảnh, nên dùng để chụp điện trong y tế

+ Tia X làm phát quang một số chất

+ Tia X làm ion hóa không khí

kĩ thuật quân sự

+ Trong y học, tia tử ngoại được sử dụng để tiệt trùng các dụng cụ phẫu thuật, để chữa một số bệnh

+ Ngoài một số công dụng chuẩn đoán và chữa trị một

số bệnh trong y học, tia X còn được sử dụng trong công nghiệp để tìm khuyết