PHÂN LOẠI VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÍ Th.s Mai Trọng Ý Part1

MOMEN QUAN TINH Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển động quay quanh trục đó: 1= im,1 kg.m’ 11 DO Copy... Địn

NGƯY.ThS MAI TRỌNG Ý

JI\LII†IIW/1IiÌ

các dạng bài tập

PHẦN I: CƠ HỌC

Nội dung 2: Các định Mật $38 toàn

Nội dung 3: Cân bằng của vật rắn

Nội dung 4: Chuyển động quay của vật rắn

Nội dung 5: Dao động điều hoà

Nội dung 6: Dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức 3

Nội dung 7: Sóng cơ học — Âm học HH 011110111esseeseeesesrseasaus G3 Í

PHAN Ii: DIEN HOC

Nội dung 8: Dòng điện xoay chiều

Nội dung 9: Các thiết bị điện xoay chié

Nội dung 10: Dao động điện từ

PHAN II: QUANG HOC

Nội dung 11: Sóng áwằáng uc

Nội dung 12: Lượng tử ánh sáng

PHAN IV: HAT NHAN NGUYEN TU

Nội dung 13: Hạt nhần - Phản ứng hạt nhân -.-ccvvvvrvrccsccZ 93

PHAN V: VAT Li HIEN DAI

Các để thi Tuyển sinh Đại Học từ năm 2010 đến 2012

Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2010 e213 <5

Dé thi tuyén sinh Dai hoc năm 2011 .222

Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2012 LOD xs

Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2010 .286

Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2011

Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012

160 170 188

2192

.202

.256 270 311

1 CHUYEN DONG TRON DEU

a Chu kỳ, tần số, van toc dai, van tốc góc

* Chu ky: T = const

R

2 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN BIẾN ĐỔI ĐỀU

Vectd gia tốc đ có hai thành phan:

* Gia tốc tiếp tuyến Z, : làm thay đổi môđun lý I p tuyi t

e Gia tốc hướng tâm ä, có giá trị thay đổi

e Gia tốc tiếp tuyến Z, có vai trò giống như gia tốc trong chuyển động thẳng

biến đổi đều

7

DO Copy

Thí dụ

Chất điểm M chuyển động trên vòng tròn tâm O với gia tốc góc y = 0,25 rad/s” Trong

một khoảng thời gian A¿, tốc độ góc của M tăng từ 2 rad/s lên 3 rad/s Tìm góc do OM đã

quay được và số vòng quay được ø tương ứng

@ Ding hé thite: @? - a) = 2a

Với những số liệu đã cho, ta có: (3)? - (2)? =2.0,25.@

Tìm được: z= 10 rad và n = 10/2n = 1,59 vòng

3 CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG

Chất điểm M được phóng ra trong chân không với vận tốc đầu vụ có phương nằm ngang

Gia tốc của M chính là gia tốc trọng lực #- Ta có các phương trình sau đây cho M:

d Thời gian rơi

Nếu M được phóng ra từ độ cao b so với mặt đất thì thời gian để vật đi xuống tới đất là:

f=,Í— > xx =HAS .J—

> Kỹ ảo CH.1.3|

Nếu chất điểm là hạt có khối lượng m, mang điện tích ¿ (trị tuyệt đối) được phóng

ra trong điện trường với vận tốc đầu vọ theo phương vuông góc với vecto E thi hạt có

chuyển động giống như chuyển động của vật được ném ngang trong trọng trường

nhưng với gia tốc có độ lớn: „= T_.4E

m m

Thi du:

Hạt êlectron có khối lượng zw = 9,1.10°?' kg mang điện tích ~c = -1,6.10°" C, dude

phóng vào điện trường với vận tốc Yọ có độ lớn 2.105 m/s, theo phương vuông góc với

vectơ # Cho E = 5000 V/m, quang dudng đi trong điện trường dài 2 cm

8

DO Copy

Hãy tim:

¡) Thời gian đi trong điện trường

¡¡) Hướng của V khi ra khỏi điện trường

ø ¡) Thời gian này liên quan đến chuyển

động của e- trên trục Ox mà thôi:

vy = at= y=? m 9,1.10° _=-_ 108 =8,8.10° mis

Goi ơ là góc lệch của # khi ra khỏi điện trường, ta có:

CAC DINH LUAT BAO TOAN

1 ĐỊNH LUẬT BAO TOAN ĐỘNG LƯỢNG

a Động lượng

Động lượng ÿ của một vật là tích của khối lượng m với vận tốc của nó:

p=mv

b Định luật bảo toàn động lượng

Với một hệ kín động lượng được bảo toàn: = 5m =const

c Xưng của lực

Độ biến thiên động lượng của vật trong một khoảng thời gian bằng xung của lực tác

dụng trong thời gian đó: EAt= AB

2 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

Cơ năng của hệ = Động năng + Thế năng

Trong hệ kín mà nội lực tương tác chí là lực thế, có thể có sự biến đổi qua lại giữa

động năng và thế năng nhưng cơ năng của hệ bảo toàn

Lực thế: Lực có công không phụ thuộc đường đi, chỉ phụ thuộc điểm đầu và điểm

cuối (trọng lực, lực đàn hồi, lực tĩnh điện)

DO Copy

3 SỰ VA CHẠM CỦA CÁC VẬT

a Định luật

Khi ngoại lực triệt tiêu hoặc rất nhỏ so với nội lực trong tương tác thì có bđo toàn

động lượng Trong va chạm đàn hồi có bảo toàn cơ năng

b Vài hình thức 0a chạm

Gọi: vị, v; là vận tốc (trị đại số) của các vật khối lượng mm, mạ trước va chạm; vy va

v; là vận tốc của chúng (trị đại số) sau va chạm

* Va chạm đàn hồi xuyên tâm:

Trong đó đ là cánh tay đòn của lực (khoảng cách từ trục

quay đến giá của lực

AL >0: vật quay theo chiều dương đã chọn

W# <0: vật quay ngược chiêu dương đã chọn

* Khi vật có cân bằng quanh trục: ya =0 (tổng đại số)

10

BO Copy|

* Nếu vật không có trục quay giữ chặt: vật sẽ quay quanh trục đi qua khối tâm và

vuông góc với mặt phẳng của ngẫu lực

* Nếu vật có sẵn trục quay giữ chặt: vật sẽ phải quay quanh trục có sẩn Khi nay sẽ

có một lực đàn hồi tác dụng vào trục (có thể làm gãy trục)

3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG TỔNG QUÁT CỦA VẬT RẮN

NỘI DUNG 4|

CHUYỂN DONG QUAY CUA VAT RAN

1 PHUONG TRINH CO BAN:

Wf=I.y : mômen ngoại lực; I:mômen quán tính của vật đối với trục quay

Trong chuyển động quay biến đổi đều thì:

2 MOMEN QUAN TINH

Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho mức

quán tính của vật trong chuyển động quay quanh trục đó:

1= )im,1) (kg.m’)

11

DO Copy

Chú ý:

* Mômen quán tính của vật đối với trục quay (A) phụ thuộc khối lượng vật, hình

dạng của vật và vị trí của trục quay

* Mômen quán tính của vật rắn trong chuyển động quay đóng vai trò tương tự như

khối lượng m của chất điểm trong chuyển động tịnh tiến

3 MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG

a Định nghĩa

Momen động lượng L là tích giữa mômen quần tính của vật đó với vận tốc góc

trong sự quay quanh một trục:

L=Lo

b D6 bién thiên mômen động lượng

Độ biến thiên của L trong khoảng thời gian A bằng tổng các xung của mômen lực

tác dụng:

AL= AL

(Tương đương với công thức Aj= F.At trong chuyển động tịnh tiến)

c Sự bảo toàn mmomen động lượng |

Nếu tổng các mômen lực tác dụng lên vật bằng không thì mômen động lượng L

được bảo toàn;

# = 0 > L.@= const = Ï.Øị = lạ.@;

(Tương đương với công thức ÿ= m.ÿ = consr khi Ƒ = Ö trong chuyển động tịnh tiến)

4 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY

* Với vật rắn có mômen quán tính I, quay quanh, trục với vận tỐc góc @, ta có:

Wạ= gia”

* Độ biến thiên của động năng vật quay trong thời gian ¿ bằng công A của ngoại lực

tác dụng lên vật trong thời gian đó

1 1

AWa= 1ø) — lo? =A

Nếu lỡ quên các công thức của chuyển động quay, ta hãy viết lại các công thức của

chuyển động tịnh tiến rồi đổi các đại lượng trong công thức đó thành các đại lượng

tương đương của chuyển động quay của vật rắn (đọc lại các phần ghỉ chú về sự tương

đương đã nêu trên)

BÀI TRẮC NGHIỆM THỰC TẬP SỐ 1 (20 câu)

CHO CAC NOI DUNG 1, 2,3 VA 4

12

DO Copy

G11 Một chất điểm chuyển động trên đường tròn bán kính 20 cm, tốc độ góc tăng đều

1 rad/s sau mỗi khoảng thời gian 2,5 s Sau 5 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động,

chất điểm có gia tốc dài vào khoảng

A 31,300 m/$” B 0,880 m/s” C 0,804 m/s’ D 8,040 m/s’

2 Một điểm nằm trên mép của một dia tròn bán kính 20 cm đang quay đều với tốc độ

2 vòng/s Phát biểu nào đúng về các gia tốc dài của điểm này (®ˆ~ 10)?

A Gia tốc tiếp tuyến bing 5 m/s”; gia téc phap tuyến bằng 3,2 m/s’

B Gia tốc tiếp tuyến bằng 32 m/s’; gia tốc pháp tuyến bằng không

kng 32 m/s’

C Gia tốc tiếp tuyến bằng không; gia tốc pháp tuyến

D Gia tốc tiếp tuyến bằng không; gia tốc pháp tuyến bằng 3,2 m/s°

(13 Vật A khối lượng 2m đang di chuyển với vận tốc 4,5 m/s thì tới va chạm xuyên tâm

đàn hồi với vật B khối lượng m đang đứng yên Ngay sau va chạm thì

A: A đi tới với vận tốc 3 m/s; B đi tới với vận tốc 3 m/s

B A đi tới với vận tốc 1,5 m/s; B đi tới với vận tốc 6 m/s

€ A bật ngược lại với vận tốc 1,5 m⁄s; B đi tới với vận tốc 6 m/s

D A bật ngược lại với vận tốc 2,5 m/s; B đi tới với vận tốc 4 m/s

4 Một con lắc có chiều dài day treo 2m mang vật nhỏ khối lượng 100 g Tại nơi có

g = 9,8 m⁄$” con lắc được kéo lệch khỏi vị trí thẳng đứng góc 45° rồi được thả nhẹ Lực

căng dây khi con lắc đi qua vị trí thẳng đứng có độ lớn vào cỡ

A.1,56N B 4,32 N cs$25N ÐD:3,13N

Q5 Phát biểu nào szi khi nói về chuyển động quay của một vật rắn quanh một trục?

A Tất cả mọi điểm của vật đều chuyển động trừ những điểm nằm trên trục quay

B Trong chuyển động quay, gia tốc dài của mỗi điểm có phương trùng với phương

vận tốc của điểm đó

C Moi chất điểm chuyển động đều có cùng tốc độ góc và gia tốc góc

D Nói chung thì vận tốc dài của các chất điểm là khác nhau

Q6 Một thanh mảnh AB đồng chất tiết diện đều, chiều dài /, khối lượng m Tại đầu B

của thanh có gắn chất điểm khối lượng ⁄2 khoảng cách từ đầu A đến khối tâm của

hệ là

A.I3 B 31/5 C16 D 21/3

(17 Phát biểu nào sau đây sai khi nói về ngẫu lực ?

A Hai lực hợp thành ngẫu lực không phải là hai lực trực đối

B Dưới tác dụng duy nhất của một ngẫu lực không đổi, vật sẽ quay nhanh dần đều

C Ngẫu lực vẫn gây ra được chuyển động quay cho dù vật không có sẵn một trục

quay cố định

13

DO Copy

D Nếu trục quay đi qua điểm đặt của một trong hai lực và có phương vuông góc với

mặt phẳng chứa ngẫu lực thì mômen ngẫu lực sẽ bằng không

(18 Phát biểu nào si về gia tốc tiếp tuyến ẩ, va gia tốc pháp tuyến ẩn của vật

chuyển động tròn biến đổi đều ?

A Gia tốc tiếp tuyến ẩ, có độ lớn không thay đổi,

B Gia tốc toàn phan a cho bởi hệ thức: ä = a, 44;

C Gia tốc pháp tuyến ẩ„ có độ lớn không thay đổi

D Gia tốc tiếp tuyến a, lệ với gia tốc góc y

Ñ19 Từ các định luật liên quan tới mômen động lượng, ta có thể rút ra kết luận:

A Phải có mômen lực tác dụng thì chuyển động quay mới được duy trì

B Một vật đang quay quanh trục A với mômen động lượng không đổi thì tốc độ góc

œ phẩi luôn luôn không đổi

€ Một vật không biến dang quay déu quanh trục A sẽ có mômcn động lượng đối

với A không đổi

D Tất cả các phát biểu A, B và C đều đúng

tÍ 10 Một vật rắn có chuyển động quay nhanh dân đều với gia tc géc y = 0,8 rad/s’;

lúc t = 0 vật bắt đầu quay từ tọa độ góc — 4 rad Cặp phương trình biểu diễn đúng tốc độ

góc và tọa độ góc của vật lúc thời điểm / là

A =0,8.; 9=-440,40 B.o=0,4.; 9 =—4t+0,42

C.0=0,8.5 9=-440,8.02 D 0 =0,4.; 9 =—4 40,42

Q 11 Một vật rắn chịu tác dụng bởi một mômen lực có giá trị dương Ta có thể nói:

A Vật đang quay đều

B Vật đang quay nhanh dần đều

€ Vật đang quay nhanh dân nhưng không đều

D Một kết luận khác với A, B và C

O 12 Một vật chuyển động quay với gia tốc góc ÿ = 2 rad/s”; tốc độ góc ban đầu bằng

không Sau khi quay được 5 vòng tốc độ góc đạt được xấp xỉ bằng

A 4,5 rad/s B 20,0 rad/s C 11,2 rad/s D 22,4 rad/s

Q 13 Hai bánh xe A va B khi quay đều quanh trục có động năng quay bằng nhau Cho

biết tốc độ góc của A gấp 2 lần tốc độ góc của B, Tỉ số mômecn quán tính I„/I; có

Q14 Một bánh đà đang quay đều quanh trục với tốc độ góc œ = 10 rad/s Nếu tác dụng

vào bánh đà một mômcn lực không đổi sao cho trong vòng 5s động năng của nó tăng

lên gấp 2 lần thì gia tốc góc của bánh đà trong thời gian đó là

A.0,82rad/s” B.2,00rad/s”, C 0,082 rad/s’ D Một giá trị khác

d 1ã Khi so sánh chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, ta thấy mômen động

lượng L của chuyển động quay có vai trò tương đương với

A mômen lực B lực tác dụng C xung của lực D một đại lượng khác

16 Phát biểu đúng về mômen quán tính là:

A Mômen quán tính đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay

B Mômen quán tính có đơn vị là N.m

C Mômen quán tính của mỗi vật rắn chỉ phụ thuộc khối lượng và hình dạng của vật

D Mémen quán tính và mômcn lực luôn tỉ lệ với nhau

0117 Thuong số giữa mômcn lực và gia tốc góc có đơn vị:

A kg/m B kg.m C rad/s D kg.m’

18 Một cm bé đứng ở mép một mâm xoay đang quay tròn đều quanh trục Nếu em

bé từ từ đi về phía trục quay thì

A tốc độ quay của mâm tăng lên

B tốc độ quay của mâm giảm xuống

quay của mâm vẫn như cũ

D ta không kết luận được gì khi chưa biết tốc độ của em bé

[1 19 Một vật rắn có mômcn quán tính đối với trục quay là I = 0,5 kg.m”, khi vật này

quay đều quanh trục với tốc độ 2 vòng/s thì động năng quay của vật là (lấy 7° ~ 10):

A.11 B.40 J € 12,6 J D.801

Q 20 Khi tốc độ quay quanh trục của một vật rắn tăng lên gấp 2 lần thì

A mômen lực tác dụng tăng lên gấp 2

B mômen động lượng tăng lên gấp 2

€ động năng quay tăng lên gấp 2

Gia tốc tiếp tuyến: a, = y.R = 0,4.0,2 = 0,08 m/s”

Vận tốc dài: » = øuf = 008.5 =0,4m/s => a,= + =

Khi con lắc đi qua O, ta có:

2

T- mg = may = mộ = T=mg(3 - 2cosa)

T=0,1.9,8 - V2) = 1,56N,

ñ5 Chọn B

Các phát biểu A, C và D đều đúng B sai là vì có phương của tiếp tuyến trong khi

đ hướng vào bể lõm quỹ đạo

Khối tâm O của thanh AB đông chất nim tai tung —=———————

điểm của AB; khối tâm của vật nhỏ zz⁄2 nằm tại B <———><—— m nư2

Dễ dàng thấy được khối tâm của hệ nằm tại G với: 1⁄2 1⁄2

OG = OB/ 3 = i/6 = AG = 2/3

L7 Chọn D

TK ND 3.2 Các phát biểu A, B và C đều đúng Phát biểu D sai vì mômen ngẫu lực

không phụ thuộc vị trí của trục quay

TK ND 4.3 Phát biểu A sai vì khi vật quay đều 2 có thể bằng không B sai vì cho

dù L = Iœ không đổi, nhưng nếu I thay đổi thì œ sẽ thay đổi C đúng vì vật không biến

TK ND 4.1 Vật quay đều thì ⁄ = 0 (A sai) Vật quay nhanh dan déu khi M khong

đổi và cùng dấu với œ (B và C sai) Khi 4 > 0 thi y > 0, ta chỉ kết luận được là vật

quay với gia tốc góc dương (D đúng)

Q 12 Chon C

TK ND 4.1 Góc quay ứng với 5 vòng: œ = 2rn = 10m rad

Ứng dụng công thức: ø” - a = 27.9 - øạ)= 2yœ, với œạ = Ö

Ta có: œ°= 2.2 10m = 40m => w = 11,2 rad/s

Q 13 Chon B

AT,

BO Copy

TK ND 4.4 Động năng quay là: Wạ= flo’

;

Nhu vay: 1,02 =1,.02 = is-(2) =1 ki

Q 14 Chon A

Theo công thức Wạ = lo khi động năng quay tăng lên gấp 2 lần thì œ tăng lên

gấp v2 lần Gia tốc góc của bánh đà trong giai đoạn đó là:

xoe = 22-1) = 2(/2 -1) = 0,82 rad/s, t

Q15 Chọn D

TKND 4.3 Mômen động lượng L tương đương với động lượng p = mv

Q16 Chọn A

TK ND 43 Phát biểu A là chính xác; đơn vị của mômen quán tính là kg.mẺ (B sai);

mômen quán tính còn phụ thuộc vị trí của trục quay (C sai) Mômen quán tính và mômen

lực là hai đại lượng không có liên hệ trực tiếp với nhau (Dsai)

17 Chọn D

Phương trình cơ bản của chuyển động quay: M= ly

Suy ra: thương số ⁄y =1; đơn vị của mômen quán tính là kg.mẺ

18 Chọn A

TK ND 4.3c Khi = 0 thì mômen động lugng L = I.œ được bảo toàn, Khi em bé

đi về phía trục quay thì I giầm và œ sẽ tăng

C19 Chọn B

TK ND 4.4 Ta có: Wa=! Io? = | 0,5.(4n)? = 40), 1

> 2

Q20 Chọn B

Khi tốc độ góc tăng lên gấp 2 thì không có nghĩa là y và #0 tăng lên gấp (A sai);

động năng quay tăng lên gấp 4 (C sai) Động lượng L = IL.œ tăng gấp 2 (vì vật là vat

rắn nên I không đổi)

18

ĐO Copy|

1 TÍNH CHẤT CHUNG

a Li dé

L¡ độ x biến thiên theo thời gian bởi hàm cosin: x= A.cos(@t + Ø) (hoặc ham sin)

DAO DONG DIEU HOA

Lực tác dụng # là luc kéo về (hay: lực hồi phục): F c6 độ lớn ử lệ với IxI, chiêu

luôn luôn hướng về vi tri can bing > #=—k.Ý

Chú ý

Biểu thức ø = —aŸx (hoặc x” =—øx ) là đặc trưng của dao động điều hòa; cũng như

lực hồi phục là lực tác dụng đặc trưng của dao động điều hòa

Chu kì T không phụ thuộc g va biên độ dao động (biên độ phải nằm trong giới hạn

đàn hổi của lò xo)

-> Kỹ xảo C 5.2a|

* Với con lắc lò xo, trường hợp đơn giản nhất là con lắc nằm ngang Tại vị trí cân

bằng lò xo không biến dạng; tại vị trí bất kì, độ lớn của li độ x luôn bằng với độ biến

đạng AI của lò xo

2rYm

18

ĐO €opy|

*Phức tạp hơn là những trường hợp con lắc có phương thẳng đứng hoặc nằm

nghiêng Tại vị trí cân bằng lò xo luôn có một độ biến dạng A/ (dãn hay nén tùy trường

hợp); tại vị trí bất kì, độ lớn của li độ x luôn khác với độ biến dạng A/ của lò xo

#' Trong cả 4 trường hợp, chu kì dao động của cọn lắc đều được tính bằng công

thức; T= 2x Khi con lắc có tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng, khi xét lực tác dụng

vào quả cẩu tại vị trí bất kì, ta phải kể đến phản lực vuông góc W của mặt phẳng

nghiêng (với con lắc nằm ngang thì Ÿ và luôn khử nhau nên ta không cân xét đến

hai lyc nay) Goi Alp 1a độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng, ta có:

[i] Alo = mg/k (dan) [ii] Alo = mg/k (nén)

[iii] Al = mg.sina/k (dan) [iv] Alo = mg.sino/k (nén)

b Con lắc don

* T khong phu thuộc biên độ nếu biên độ nhỏ

* ÑÊl'dây treo bằng kim loại thì T thay đổi theo nhiệt độ; ngoài ra, mọi yếu tố làm

thay đổi ø cững làm chu kỳ T thay đổi: cao độ, hệ quy chiếu, điện trường (với con lắc

mang tiện tích)

3: NĂNé LƯỢNG TRONG DĐĐH

a: Ning Ditong (co ning)

Cơ năng của hệ bao gồm động năng và thế nang: E= Wa+ W,

* Con lắ£ lò xo: E = moa? = sha = const

* Con lắc đơn: E= 2mgia = 2a = const

Năng lượng có giá trị không đổi và tỉ lệ với bình phương của biên độ

b Biểu thức của động năng uà thế năng trong DĐĐH

(Quá trình ngược lại)

Đồ thị của W, và Wa theo / (với ø = 0) có dạng:

4 SỰ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

Người ta thường dùng vectơ quay để thực hiện sự tổng hợp các DĐĐH cùng phương,

cùng tân số Với hai dao động:

x; =Ajcos(at+@)) va x;= Ascos(@t+ @›)

Dao động tổng hợp có phương trình:

x=xi+txy = A= A, +A,

*- Biên độ dao động tổng hợp

A= fA? +A34+2.A A,.cos(~, — 9)

* Pha ban dau của dao động tổng hợp

Aisinø, + A,sing, Aicosø, + A,cosg,

5 BIỂU DIỄN DAO DONG DIEU HÒA BẰNG VECTƠ QUAY

Vì hình chiếu của một chất điểm chuyển động

tròn đều xuống mặt phẳng nằm trong quỹ đạo tròn

có chuyển động là dao động điều hòa, nên ta có thể

dùng vectơ quay biểu diễn một dao động điều hòa

Với dao động điều hòa có phương trình:

x = A.cos(ø@L + ø), vectợ quay có độ dài tỉ lệ

Lúc ? =0 vectơ hợp với trục x góc 0

Trong hình vẽ bên, ta giả sử p= Xã

Lic 11, vectơ quay đến vị trí OM¡, hình chiếu cla OM, xuống trục x cho ta giá trị

x, tai thoi điểm í„; tương tự hình chiếu xuống Ox của OM› cho ta giá trị x; tại thời

điểm /›

> Kỹ xảo CH.5.5|

'Vectơ quay là công cụ rất hữu ích để ta tìm thời giàn vật đi từ điểm này đến điểm

khác (thí dụ từ M đến N) trong dao động điều hòa Ta Vẽ các vectơ quay ứng với các vị

trí đã cho rồi tìm góc ø hợp bởi các vectơ đó (nếu vật đi thẳng từ M đến N) Thương số

n giữa góc # và góc vòng tròn (360°) cho ta biết thời gian đi là = nT

Thí dụ

Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T = 2 s trên trục x'Óx Gọi M và N lần

lượt là hai điểm trên trục với tọa độ lần lượt xu = A/V2 và xy =~A//2

Tìm:

¡) Thời gian ngắn nhất để vật đi từ M đến N

ii) Thời gian vật đi từ M đến N trong đó có một lần đổi chiều chuyển động

# ï) Khi chất điểm đi thẳng từ M đến N (ứng

với thời gian cực tiểu) thì vectơ quay da quay ty OV,

dén OV>; dé dang thấy góc quay a = 90° = ; vong

tròn Thời gian đi là r= T/4 = 0,50 s

ii) Nếu trong khi đi từ M đến N mà có một lần

đổi chiều chuyển động (xảy ra tại B`) thì vectơ phải

quay ty OV, đến OV3 Góc quay khi nay 1a 180°,

thời gian đi là T/2 = 1 s

BÀI TRẮC NGHIỆM THỰC TẬP SỐ 2 (25 câu)

CHO NỘI DUNG 5

ŒI Điều nào sao đây không đúng với con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ ?

A Lực tác dụng vào vật treo là tổng hợp của trọng lực và lực căng dây

B Khi đi qua vị trí cân bằng, lực căng dây có trị cực đại

€ Con lắc đơn không dao động được trong chân không

D Cơ năng của con lắc đơn đ lệ với bình phương của biên độ

(12 Con lắc đơn chiểu dài /, có chu ki dao động T¡, con lắc đơn chiều dài /; có chu kì

Tp (gid sit J) >) Con lắc đơn có chiều dai +]; sẽ có chu kì là

22

DO Copy

A T)+T B 2(i+Ti c1, D đáp số khác

3 Một vật dao động điều hòa với li độ x nghiệm hệ thức: x” + Kx = 0(K: hằng

số) Tân số của dao động này bằng

VK VK kì 2n

Q4 Điều nào sao đây không đúng với con lắc lò xo ?

A Lực tác dụng có độ lớn t lệ với khoảng cách từ vật đến vị trí cân bằng

B Chu kì tỉ lệ nghịch với độ cứng k của lò xo

C Trong một chu kì, có 2 thời điểm để gia tốc triệt tiêu

D Tốc độ của vật bằng không khi lực tác dụng có độ lớn cực đại

[1 5 Một vật dao động diéu hòa với phương trình x = 5cos 2 (cm) Lay g = 10 m/s* Con

lắc đơn cùng chu kì với dao động này có chiều dài bằng

(16 Một vật dao động điều hòa với tân số 2,5 Hz„ biên độ dao động bing 20 cm Vận

tốc tối đa vật này đạt được là

A 3,14 m/s B 5 m/s C 50 m/s D 1,25 m/s

(17 Vật nhỏ khối lượng m = 50 g được treo vào lò xo thẳng đứng có đầu trên cố định

Khi vật dao động điều hòa với chu kì T = 7 s va lực đàn hổi của lò xo có trị cực đại

bằng 0,8 N (với g = 10 m/s’) thi bién dé dao động của vật là

Q 8 Con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ A và tân số góc œ có

A cơ năng tỉ lệ với A?

B động năng biến thiên tuần hoàn với chu kì bing ©

A thế năng triệt tiêu B li độ đổi dấu

€ động năng bằng TA D các phát biểu A, B và C déu đúng

(110 Dao động tự do là dao động

A có gia tốc không phụ thuộc li độ

B có chu kì thay đổi được dễ dàng theo như ta muốn

C có tân số chỉ phụ thuộc cấu tạo của hệ

D có tất cả các đặc điểm nêu ra trong A, B và C

23

ĐO €opy|

Q11 Một dao động điều hòa có biểu thức li độ: x = Acos (wf + @); v va a lan lượt là

vận tốc và gia tốc của vật Thương số Porto) bằng với thương số

Cl 12 Trong vòng 2 phút một con lắc lò xo mang khối lượng zz = 100g làm được 240

dao động Lấy ø” ~ 10, độ cứng của lò xo là

A 8 N/m B 16 N/m C 32 N/m, D 64 N/m

[1 13 Con lắc lò xo mang vật nặng khối lượng m = 100g dao động điều hòa với biên

độ A = 10cm, khi đó cơ năng của con lắc bằng E = 0,08 J Lấy œˆ =10; chu kì của

con lắc này vào khoảng:

A 0,50 s B 0,75 s € 1,00 s D 2,00 s

Œ 14 Một con lắc đơn chiều dài J, quả câu nhỏ treo vào con lắc có mang điện tích q

Khi treo trong không khí con lắc dao động diều hòa với chu kì T; nếu sau đó dem

treo con lắc vào khoảng giữa hai bẩn tụ điện song song đặt nằm ngang với vectơ

cường độ điện trường E có phương thẳng đứng thì chu kì sẽ:

A tăng lên nếu q >0 và Ê hướng xuống dưới

B giảm xuống nếu q >0 và Ê hướng xuống dưới

C tăng lên nếu q < 0 và Ê hướng lên trên

D giảm xuống nếu q< 0 và Ê hướng xuống dưới

T15 Trong một dao động điều hòa, những giá trị của gia tốc và li độ tại một số thời

điểm được cho bởi bảng dưới đây:

Chu kì của dao động này (đo bằng giây) là:

T4 T1 Nia

Q16 Một con lắc đơn có dây treo dài Im được treo trong buồng thang máy Từ trạng

thái nghỉ, thang máy đi xuống nhanh dân đều và sau 2 giây có vận tốc v = 4m/s

Lấy g = 1Om/s? Chu kì đao động của con lắc trong giai đoạn này bằng giây

A m2 B.(x-1).2 v2 D (#1) V2

[ T7 Tại một nơi nhất định, khi chiều dài một con lắc đơn tăng lên 1% thì chu kì ứng

với biên độ nhỏ của con lắc sẽ:

A tăng 0,5%, B tăng 1%, € giảm 1%, D giảm 0,5%

24

DO Copy

18 Gọi x là tọa độ trên trục x'Ox của chất điểm M khối lượng , lực tác dụng đặt

vào chất điểm có độ lớn: # = k.lxl, với k là một số không đổi, ta có thể nói:

A M dao động điều hòa với tân số góc ua

m

B M dao động điều hòa với tân số góc 7 5

C M dao động điều hòa với tần số góc fe

D các phát biểu A, B và C đều sai

19 Một vật dao động điều hòa trên đoạn x` M P 0 Q N x

MN với O là vị trí can bing Goi P va Q.- 2? 0

lần lượt là trung điểm của OM va ON

Thời gian ngắn nhất để vật đi từ P đến Q là 0,5 giây; chu kì dao động điều hòa của

vật bằng

20 Một vật dao động điều hòa với biên độ A Khi động năng của vật bằng 3

thế năng thi vật ở cách vị trí cân bằng khoảng:

A 0,50A B 0,76A C 0,80A D.0,70A

O 21 Mot chất điểm dao động dưới tác dụng đồng thời của hai dao động:

xị = 8 sin 27t (cm) và xạ = A¿ cos 27t (cm)

Biết gia tốc cực đại của chất điểm có độ lớn 4 m/s”; lấy mỶ ~ 10 Biên độ A; có giá

trị bằng:

Q 22 Mét con lắc lò xo mang vật có khối lugng m = 50 g dao déng diéu hòa Thế năng

của hệ biến thiên theo thời gian với biểu thức:

W,= 0,5(1 + cos 20at) (J)

Phương trình biểu diễn đúng li độ của vật theo thời gian là:

A.x=20 cos 201 (cm) B.x= 20 cos 10t (cm)

€ x= 10 cos 20zt (cm) D.x= 10 cos 10t (cm)

Q 23 Mot vat nhỏ khối lượng 100 g được treo vào lò xo thẳng đứng có đầu trên cố

định Khi cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, hệ có chu kì T= Es

và lực đẩy đàn hồi có trị cực đại bằng 0,5 N Biên độ của dao động là:

A-1,5 cm B 20 cm C 15 cm D 12,5 cm:

[124 Phát biểu nào sai khi nói về cơ năng của một hệ dao động điều hòa ?

A Cơ năng có độ lớn không đổi và tỉ lệ với bình phương của biên độ

B Cơ năng có độ lớn bằng với động năng cực đại hoặc thế năng cực đại

C Cơ năng biến thiên điều hòa với tân số gấp 2 lần tân số của dao động

D Cơ năng có độ lớn bằng với năng lượng ban đâu ta cung cấp cho hệ

25

DO Copy

(125 So sánh pha giữa các biểu thức của *, Y và ø trong dao động điều hòa, ta thấy:

A x tré pha 2 So vdi v và ngược pha so với ø

B x trễ pha 5 SO với a va ngược pha so với v

€ x sớm pha : SO Với y và ngược pha so với ø

D x sớm pha > SO Với y và trễ phao SO VỚI a

DAP AN TRAC NGHIEM THỰC TẬP SỐ 2

Con lắc đơn chỉ không dao động được trong tình trạng không trọng lượng, còn ở

trong chân không nếu vẫn có trọng trường thì con lắc đơn vẫn dao động được 2 Chọn D

Tần số góc của dao động: œ = 2 rad/s Con lắc đơn có cùng chu kì với dao động này

phải có cùng tần số góc Như vậy:

26

DO Copy

Độ dãn lò xo tại vị tri cn bing: Al = =0,10m = 10cm

Lực đàn hôi có trị cực đại khi lò xo có độ dãn cực đại (ở biên dưới) Khi đó độ dãn

TK ND 5.3 Phát biểu A đúng B sai vì chu kì biến thiên của W¿ (cũng như W) là

Ta sĩ Khi lực hôi phục triệt tiêu, vật đi qua vị trí cân bang W, = 0 (C sai)

Q 9 Chon D

Trong dao động điều hòa, lực tác dụng đổi chiều khi vật đi qua vị trí cân bằng, tại

d6 W, = 0, li độ đổi dấu và động năng có trị cực đại bằng cơ năng toàn phần 2Á:

Các phát biểu A, B và C đều đúng

C110 Chọn C

Trong dao động tự do, chu kì dao động (cũng như tân số) chỉ phụ thuộc cấu tạo của

hệ mà không chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài

@°= a = 20,08 _160= 16.7 > 0 = 4m => T=0,50s mA‘ 0,1.(0,1)

Q 14 Chon B

Khi lực điện trường có chiều đi xuống (A, B và C) thì & tăng lên và chu kì giảm Khi

lực điện trường có chiều đi lên (D) thi g gidm và chu kì tăng

O15 Chon C

Từ biểu thite x” =~ @7.x, ta 06 © = 4 > @ =2 rad/s > T = (5)

Q 16 Chon C

Thang máy đi xuống nhanh dần đều, vectơ gia tốc hướng xuống dưới và lực quán

tính hướng lên trên làm cho g bị giảm đi, độ lớn của « =2 m/s” Gia tốc trọng lực biểu

Vật có dao động diều hòa khi lực tác dụng là lực hồi phục, nghĩa là có độ lớn tỉ lệ

với li độ và chiều phải luôn hướng về vị trí cân bằng, lực nêu ra còn thiếu về chiều nên

chuyển động không phải là dao động điều hòa

Q 19 Chon B

Sử dụng vectơ quay theo nhu KX CH 4.4 Ta thay trong thời gian ngắn nhất để vật

đi từ P đến Q, vectơ đã quay góc 60° tức là 1/6 vòng ròn, như Vậy thời gian tương ứng

Ta có thể viết: x = 8 cos(2at — 2) (cm) Vectơ quay của hai hàm vuông góc với

nhau Gia tốc cực đại có độ lớn: amu„ = @ A = 4.72.4 > A=0,Im= 10cm

Dùng định lí Pitago, tính được: A;= \|A” ~ A? =vJ10ˆ—8? = 6 cm

28

DO Copy

D6 dan 1d xo tai vi tri cin bing: Al = 28-5 =0,l0m = 10 cm

Lực đàn hồi là lực đẩy khi lò xo bị nén, lực này có độ lớn cực đại khi vật ở biên

DAO DONG TAT DAN - DAO DONG CUGNG BUC

1 DAO DONG TAT DAN

Khi trong hệ dao động có ma sát, lực ma sát sinh công âm làm gidm co nang của hệ,

vì thế biên độ sẽ giảm dẫn Lực ma sát càng lớn thì sự tắt dần càng nhanh Sự tắt dần

phan nhiều là có hại, tuy nhiên cũng có khi có lợi (lam b6 phận giảm xóc trong xe cộ)

Công của lực ma sát (trị đại số): Agmv=~ E„.s =— HN.s (s: đường di)

Khi vật chuyển động trên mặt phẳng ngang: N = mg

28

DO Copy

> ảo CH

Trong dao động điều hòa tắt dẫn, sau mỗi nửa chu kì, lực ma sát sinh công âm làm

biên độ giẩm từ A¡ xuống A; Áp dụng công thức công của lực ma sát, ta chứng minh

được là độ giảm biên độ trong mỗi nửa chu kì là một lượng có độ lớn AA không đổi Nếu

biết biên độ ban đầu A, ta tìm được số dao động do vật làm được cho đến lúc dừng lại

Con lắc lò xo nằm ngang có độ cứng lò xo

k = 50 N/m, mang khối lượng = 50g, hệ số ma

sát trượt w = 0,2, Biên độ dao động ban đầu của

hệ là A = 8 cm Tìm số dao động vật làm được cho

®' Gọi Ai và A; lân lượt là biên độ của dao động tắt dân trong hai nửa chu kì liên

tiếp Công của lực ma sát trong một nửa chu kì là:

Apms =~ Fns-S = — pumg.( Ay + Ag)

lApms! = wng.( Ay + Ap)

Độ giảm cơ năng sau mỗi nửa chu kì có độ lớn:

AE= 2(A?~A3)=Š(A, +A,)(A, A)

Ta c6: AE =1 Aging | => F(A, +A2)(A Az) = mg A, +A)

Độ giảm của biên độ sau mỗi nửa chu kì có độ lớn:

AA = 2g _ 2.0,2:0.050.10 _ 0 001m = 0,4 cm, k 50

Số nửa chu kì làm được cho đến lúc dừng lại:n= Â _ Š_ ~2o, WA 04

S6 chu ki: N = n/2 = 10 chu kì

2 DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC

Khi có ngoại lực tuần hoàn: F = /2cos Qt tac dụng vào hệ tắt dần thì ban đầu biên độ

dao động của hệ tăng lên và khi đã ổn định thì biên độ sẽ không tăng nữa; dao động trở

thành dao động cưỡng bức với tần số bằng tần số ƒcủa lực ngoài

3 SU CONG HUONG

Khi tan số ƒ của lực ngoài bằng với tin s6 riéng fy cia

hệ thì biên độ đột ngột tăng cao: đó là hiện tugng cong

A

Ma sát nhỏ hưởng Ma sát trong hệ càng nhỏ thì sự tăng biên độ khi

cộng hưởng càng rõ nét Sự cộng hưởng có thể gây ra tác J) News lớn

dụng có lợi (làm thùng cộng hưởng cho nhạc cụ ) hay có

hại (làm đổ vỡ các công trình kiến trúc ) Oo

fo ƒ(ngoài)

30

DO Copy

4 HỆ DAO ĐỘNG DUY TRÌ

‘ Hệ còn được gọi là hé tu dao déng, Trong hé cé 3 bé phan chinh:

* BO phan dao động có tan s6 riéng fy x4c định (Thí dụ: con lắc đồng hô)

* BO phận bé sung nang lugng; nang lung tich trif thudng ở dạng thế năng

(Thí dụ: dây cót trong đồng hồ quả lắc)

* Bộ phận liên kết đưa năng lượng bổ sung tới con lắc một cách tuần hoàn để bù lại

phần năng lượng bị mất do ma sát, đồng thời dùng ngay chu kì của con lắc để điều

khiển sự tuẫn hoàn đó Hệ quả là con lắc không bị tắt dân và vẫn giữ được tân số riêng

*- Sóng cơ học là sự lan truyền dao động cơ trong một môi trường Sự truyền sóng

là truyền pha dao động đồng thời cũng là sự lan truyền của năng lượng dao động,

nhưng không phải là sự truyền vật chất,

* Sóng ngang: có phương dao động vuông góc với phương truyền Sóng đọc: có

phương dao động song song với phương truyền

Quãng đường sóng truyền đi trong mot chu kỳ

đồng thời là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm

dao động cùng pha trên một phương truyền sóng:

Là sự tổng hợp của hai (hay nhiều) sóng kết hợp

Hiệu đường đi tại M: 6= dị~d;

* Cực đại (điểm bụng): ổ= k.A (k: số nguyên)

Quỹ tích những điểm cực đại là các nhánh hipebôn nhận O¡ và O; làm tiêu điểm

31

ĐO €opy|

* Những điểm nằm trên cùng một nhánh cực đại đều dao động với biên độ cực đại,

tuy nhiên pha dao động khác nhau (những điểm dao động cùng pha nằm trên những

đường e/lip nhận O¡ và O; làm tiêu điểm)

* Trên phương O¡O;: Hai điểm cực đại (bung) lién tiép cách nhau khoảng x va dao

động ngược pha nhau

>> Kỹ xảo CH.7.2a|

Trong trường hợp hai nguồn O; và O; dao động cùng pha, để tính số bụng và nút

trên đoạn thẳng O¡O¿, ta nên làm như sau:

chia cho ^ để tìm số

2

0,0

Vì khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp là ?} nên ta lấy —L “2

khoảng bụng n trên một nửa đoạn O¡O;

Phân nguyên trong n là số khoảng bụng trên nửa đoạn O,O; Số bụng tổng cộng:

N=2n+1

Nếu phân thập phân bị bỏ đi trong n > 0,5 thì số nút sẽ là: N' = N+1; cdn ngược lại

(n<0,5)thìN'=

Thí dụ:

Tại hai điểm O¡ và O; cách nhau 21,5 cm trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng

đao động cùng pha với dạng:

Trong trường hợp hai nguồn O; và O; dao động /ệch pha, để tính số bụng và nút trên

đoạn thẳng O¡O¿, ta phải làm như sau:

Gọi M là một điểm nằm trên đoạn O¡O; với dị = O¡M và dạ = O;M

32

DO Copy

Ta phải viết phương trình của các sĩng từ hai nguồn tới M, tính độ lệch pha Aø giữa

hai sĩng đĩ Nếu M là điểm bụng thì Aø = 2km

Căn cứ vào giới hạn của độ dài d; (hoặc d;) ta tìm ra những trị thích hợp của k

Thí dụ:

Tại hai điểm O; và O; cách nhau 10 cm trên mặt chất lỏng cĩ hai nguồn phát sĩng dao

động theo phương thẳng đứng với các phương trình lần lượt u, = A eos(50z)) cm và uạ = A

cos(50mt + z) cm Vận tốc truyền sĩng trên mặt chất lỏng là » = 0,5 m⁄s Xác định số

điểm bụng trên đoạn thẳng O¡O¿

@ Phuong trình sĩng do các nguồn O¡ và O; truyền tới M là:

Um: = A.cos(S5Oat )3 Um2 = A.cos(SOrt + 7 - ) với 2= 2 cm

Độ lệch pha của hai sĩng tại M:

Sự giao thoa giữa sĩng tới và sĩng phan xa cho ra sĩng ống hợp “dừng lại" trong mơi

trường vì cĩ những nút đứng yên Khi này năng lượng khơng lan truyền

a) Vat can cố định

Vật cần là nút, để cĩ sĩng ditng (thi du: trén sợi dây), ta cần cĩ điều kiện:

*- Khi đao động cĩ tân số ƒ khơng đổi, chiều dài dây phải nghiệm hệ thức:

= nề = nà, (n: số bĩ, là số nguyên dương)

Số bĩ tối thiểu n= l > £= —=— 2.2

v: vận tốc truyền sĩng, coi như khơng đổi

* Khi chiều dài dây # khơng đối, tần số dao động phải nghiệm hệ thức:

đe nee ie (n: số bĩ, là số nguyên dương)

33

DO Copy

Các tân số thích hợp: fanz Véin= 1, ta c6 tin số cơ bản: f, =

Vật cần là bựng, ta xét trường hợp ống có một đầu kin va một đầu hở (hoặc sợi đây

đàn hổi có một đầu cố định và một đâu được thả lỏng) Để có sóng dừng (zhí du: trong

cột khí, ống sáo ), cần có điều kiện:

* Với dao động có tần số ƒ không đối, chiều dài cột khí thích hợp phải thỏa:

Số bó tối thiểu n =0 = ý = 7= a (chiều dài cực tiểu)

* Với cột khí có chiều dài £ không đổi, tần số thích hợp phải nghiệm hệ thức:

#=Qn+ Đàn, Với n =0, ta có tần số cơ bản: Ai a9"

Với cột khí hở cả hai đầu thì khi có sóng # a a

dừng cả hai đầu déu 1a bung, chiéu dai ti thiéu a SS

Imin = 3⁄2

34

DO Copy

> Kỹ xảo CH.7.3

Khi có sóng dừng trên sợi dây đàn hôi có hai đầu cố định, hoặc có một đầu cố định một

đầu thả lỏng thì các tân sô thích hợp sẽ có những mối quan hệ đặc trưng cho mỗi loại

¡) Với sợi dây có cả hai đầu cố định

Từ biểu thức fang „ 1a nhận thấy nếu trong thi nghiém, tan số sóng sử dụng

được thay đổi dần dân thì các tần số thích hợp tìm được sẽ là những bội số nguyên /iên

tiếp của lượng không đổi là oe

Thí du: 50 Hz, 75 Hz, 100Hz các tần số này là bội số nguyên liên tiếp của USCNN

là 25 (25 Hz ứng với n = I là tân số cơ bản)

1i) Với sợi dây (hoặc cột khí) có một đâu cố định và một đầu tự do

Từ biểu thức f =(2n+ Đà =(n+0, a , ta nhận thấy nếu trong thí nghiệm, tần số

sóng sử dụng được hay đổi dân dân các tần số thích hợp là những bội số bán nguyên

liên tiếp của lượng không đổi là oe

Thi du: 30 Hz, 50 Hz, 70Hz cdc tần số này là bội số bán nguyên liên tiếp của

ƯSCNN là 20 (10 Hz ứng với n = 0 là tân số cơ bản)

>> Kỹ xảo CH.7.4

Để thực hiện thí nghiệm sóng dừng, nhiễu khi người ta dùng nguồn kích thích là

dòng điện xoay chiều tần số ƒø Ta cân phân biệt hai trường hợp:

ï) Nếu sợi dây bằng sắt và được kích thích bằng nam châm dùng điện xoay chiéu thì

tân số rung của dây sẽ gấp 2 lần tân số dòng điện bởi lí do trong một chu kì cực nam

châm đổi chiêu 2 lần: ƒ „y = 2 ƒo

ii) Nếu sợi dây bằng đông, có dòng điện xoay chiều tần số ƒs đi qua và sợi dây được

đặt trong từ trường của nam châm hình chữ U có đường sức của cắm ứng từ B vuông góc

với sợi dây thì sẽ có lực từ tác dụng lên sợi dây điện Lực từ này đổi chiều khi dòng điện ¿

đổi chiều, vì thế trong một chu kì của dòng điện, sợi dây được hút lên trên một lần (F)

4 SÓNG ÂM

a Các đặc trưng của âm

Trong không khí, sóng âm là sóng dọc Sóng âm không truyền được trong chân

không Nói chung tốc độ âm trong chất rắn là lớn nhất, kế đó là trong chất lỏng và

kém nhất là trong chất khí

Âm nghe được có tân số: 16 Hz < ƒ< 20 000 Hz

†> 20 000Hz: siêu âm; f< 16Hz: hạ âm

Các đặc trưng: độ cao (do tân số); âm sếc: sắc thái của âm (do các hoa am); dé to

(do cường độ)

b Cường độ 0à trưíc cường độ âm

* Cường độ âm: Năng lượng sóng âm truyền qua diện tích bằng đơn vị đặt vuông

góc với phương truyền sóng trong một giây; cường độ âm đo bing W/m’

* Mức cường độ âm: So sánh cường độ âm I véi một cường độ lạ chọn làm chuẩn

b= lệ với L đo bằng ben (B) |

Sóng âm lan truyền trong không gian, các mặt sóng là các mặt cầu có lâm là nguồn, vì thế

năng lượng sóng âm tại một điỂm sé # lệ nghịch với bình phương khoảng cách tới nguôn

> Kỹ xảo CH.7.4a

Khi gặp vấn để cần so sánh hai mức cường độ âm - nếu có thể được - ta nên tìm

hiệu của hai đại lượng này

Thí dụ:

Tại điểm A cách nguồn S khoảng đ, âm có mức cường độ 40 dB Tại điểm B cách

xa nguồn bao nhiêu thì mức cường độ âm giảm xuống chỉ còn phân nửa? (bỏ qua sự

hấp thụ âm của không khí)

# Hiệu mức cường độ âm tại hai điểm A và B là:

Vì cường độ sóng âm tại một điểm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tới

Goi Iq, Ip, Ip lan lượt là cường độ sóng âm tại A, B và cường độ của âm chuẩn Tại A

mức cường độ âm lớn gấp ø lần mức cường độ âm tại B Tìm mối quan hệ giữa lạ, Ip va Io

Trong trường hợp này, vì không biết giá trị cụ thể của Lạ cũng như của L; nên ta

phái lập ứ số giữa Lạ và Lạ Ta có thể viết:

Đà, “li =lgla —lg lạ VÀ Ly =Ig2 =Igl, —lg lạ: (L tinh theo ben)

c Hiệu ting Dép-ple:

Nguôn S phát ra âm tần số ƒ truyền đi với tốc độ y trong không khí Tần số âm đến tai

người nghe Mlà /' khác với ƒ nếu có chuyển động tương đối giữa nguồn và người nghe

* $ đứng yên, M chuyển động với tốc độ vụ /'= s SÊN f ; d&u + khi M lại gần S,

dấu - khi ra xa

v

* M đứng yên, S chuyển động với tốc độ vs: f'= #: dấu - khi § lại gần M,

vty,

dấu + khi ra xa

BÀI TRẮC NGHIỆM THỰC TẬP SỐ 3 (25 câu)

CHO CÁC NỘI DUNG 6 VÀ 7 [11 Phát biểu sai về dao động tắt dần là:

A Lực ma sát trong hệ luôn sinh công âm

B Thế năng của hệ không đổi nhưng động năng thì giảm dần

C Dao động này cũng vẫn có một chu kì nhất định

D Độ giảm của cơ năng trong mỗi chu kì bằng độ lớn công của lực ma sát trong

thời gian ấy

37

DO Copy

(12 Điều nào sai khi nói về sự cộng hưởng ?

A Tần số lực ngoài bằng tần số riêng của hệ

B Biên độ dao động cưỡng bức đột ngột tăng lên

C Lực ma sát không gây ảnh hưởng gì cho biên độ khi có cộng hưởng

D Hiện tượng cộng hưởng không phải lúc nào cũng là có lợi cho ta

13 Sóng cơ học là

A sự lan truyền của các phần tử vật chất dao động thco thời gian

B sự lan truyền của dao động cơ học trên một hướng nhất định thco thời gian

C sy lan truyền của các gợn trên mặt nước theo thời gian

D sự lan truyền của dao động cơ học trong các môi trường vật chất thco thời gian

14 Biểu thức sóng tại M cách nguồn khoảng x là: u = 2sin(5z a (cm) Trong 6 t

tính bằng giây, x tính bằng mét Cho biết pha ban đầu tại nguồn bằng không: vận

tốc truyền sóng là:

A 12,5 m/s B 25 m/s C 30 m/s D.50 m/s

(15 Sự lan truyền sóng cơ là sự lan truyền theo thời gian của

A inh trạng (pha) dao động B các dạng năng lượng

C các phần tử tham gia dao động D tất cả các yếu tố A, B và C

Q 6 Trong thí nghiệm giao thoa trên mặt một chất lỏng, hai nguồn dao động điều hòa

đồng bộ A và B cùng có tân số ƒ= 20 Hz Tại điểm M cách A và B những khoảng

lân lượt 20cm và 26cm có nhánh cực đại đi qua, giữa M và đường trung trực của AB

có một nhánh cực đại Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lồng này là

A 0,6 m/s B 1,2 m/s C 0,4 m/s D 6,0 m/s

Q 7 Trong kỹ thuật chơi đàn bầu (nhạc cụ cổ điển Việt Nam chỉ có một dây với lực

căng thay đổi được); có khi dây đàn vừa được gẩy nhạc sỹ lấy ngay cạnh bàn tay

chặn vào điểm giữa của sợi dây, động tác này nhằm mục đích

A làm cho tiếng đàn bị tắt ngay B làm cho tiếng đàn ngân lâu hơn

C làm cho cao độ tăng lên gấp đôi D làm cho tấn số giầm đi 2 lần

(18 Một âm có mức cường độ 30 dB, để tăng mức cường độ của âm này lên gấp 2 lân

(cũng ở vị trí đó) thì cần phải tăng cường độ âm lên bao nhiêu lần ?

A.2 lần B.6lân C 300 lần D đáp số khác

(19 Một nguồn phát ra âm có tân số 440) Hz, khi đến tai người nghe tần số trở thành 480

1z Vận tốc âm trong không khí là 340 m/s Cho biết người nghe đứng yên, vận tốc

nguồn coi như là khá nhồ so với vận tốc truyền âm Nguồn âm đã có dịch chuyển:

A Đi ra xa người với tốc độ xấp xỉ bằng 30 m/s

B Đi ra xa người với tốc độ xấp xỉ bang 26 m/s

38

DO Copy

C Đi lại gẦn người với tốc độ xấp xỉ bằng 28 m/s

B Đi lại gần người với tốc độ xấp xỉ bằng 26 m/s

Q10 Sóng tần số 15 Hz, lan truyền trên mặt nước với tốc độ 3 m/⁄s Ở trên cùng một

phương, hai điểm gần nhau nhất dao động lệch pha 7/3 có khoảng cách bằng:

A 3,33 cm B 6,66 cm C 13.3 cm D 33,3 cm

Q 11 Thực hiện thí nghiệm giao thoa sóng với hai nguồn cùng pha và cùng tần số

ƒ= 20 Hz Giữa hai nguồn, người ta thấy có 12 nhánh hipcbôn đứng yên; hai đỉnh

hipebôn ngoài là hai bụng với khoảng cách 108 cm Tốc độ lan truyền của sóng là

A 7,2 m/s B 3,1 m/s C 36 m/s D 3,6 m/s

O 12 Am s&c 1a một đặc trưng sinh lí của âm, nó phụ thuộc vào

A số lượng họa âm B tần số các họa âm

C biên độ các họa âm D tất cả các yếu tố A, B và C

OQ 13 Hai nguồn kết hợp S, và S; cách nhau khoảng / = 2,7m cùng phát ra những dao động

cùng phương: u¡ = uạ = A.sin40mt Vận tốc sóng là v = 6 m/s Số điểm bụng trong

khoảng giữa S, và S; là (không kể nguồn nếu bụng trùng với nguồn):

A 23 B 1h] € 11 D.19

Q 14, Phát biểu nào sau đây là sai khi để cập tới hiện tượng giao thoa giữa hai sóng cơ

học cùng tân số:

A Giữa hai sóng phải có một lệch pha nhất định

B Trên phương nối hai nguồn sóng, những cực đại liên tiếp cách nhau một nửa

bước sóng

C Trên phương nối hai nguồn sóng, những cực đại liên tiếp luôn luôn dao động

ngược pha

D Những điểm nằm trên cùng một quỹ tích cực đại (cùng nhánh hiperbol cực đại)

luôn dao động cùng pha

Q 15 Một sóng âm truyền trong không khí với vận tốc 340m/s, bước sóng của nó là 36

em, ta có thể nói về âm này như sau:

A không thể có một âm nào có bước sóng như vậy

B âm này có thể nghe được nếu cường độ âm đủ lớn

€ không nghe được vì là siêu âm

D không nghe được vì là hạ âm

Q16 Phát biểu nào chính xác khi để cập tới cường độ âm (I) và mức cường độ âm (L):

A: Cường độ âm và mức cường độ âm có cùng đơn vị

B Mức cường độ có độ lớn tỉ lệ thuận với cường độ âm

C Cường độ âm chỉ phụ thuộc sóng âm, mức cường độ phụ thuộc cả người nghe

D Tất cả các phát biểu A, B, C đều đúng

39

DO Copy

Q 17 Một âm có cường độ 7 = 5.105 W/m, Ngưỡng nghe của âm này bằng 10"! W/mệ, Mức cường độ của âm là:

A:57dB B 75 dB C 100 dB D 105 dB

O18 Thực hiện sóng dừng trên sợi dây AB Dau A (rất gân một nút) rung với tần số

= 40 Hz Khi đầu dây B tự do, ta thấy trên day có 6 điểm nút Nếu bây giờ giữ cho

đầu dây B cố định (vận tốc sóng vẫn như cñ), để trên dây vẫn có 6 nút thì tần số

rung của A phải bằng:

A 18,2 Hz B 36,4 Hz C 36,9 Hz Dz 18,5 Hz

C19 Nguồn âm S phát ra âm có công suất P = 6,28 W ~ 2x (W), ngưỡng nghe chuẩn

là lu = 10°? W/m’ Mức cường độ âm tại điểm cách nguồn khoảng 100m là:

A.77 dB B 83 dB C 90 dB D 120dB

Q 20 Phat biéu nao sau đây về siêu âm là không đúng ?

A Siéu âm vẫn cho được các hiện tượng như phẩn xạ, giao thoa

B Trong không khí có bước sóng dài hơn 17 mm

C Không thể xác định được mức cường độ của siêu âm

D Có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và y khoa

Q 21 Trong một phòng hòa nhạc, mười cây kèn ô-boa (Sáo dọc) phát ra âm có mức cường

độ 60 dB; để có được mức cường độ 70 đB thì số kèn phải sử dụng là:

(122 Âm phát ra từ nguồn O sau một thời gian âm truyền tới điểm M, cường độ âm tại điểm M là:

A năng lượng truyền tới tai người nghe đứng tại M trong một giây

B năng lượng truyền qua mặt câu tâm O bán kính OM trong một giây,

€ năng lượng truyền qua mặt câu tâm M bán kính MO tong một giây

D một định nghĩa khác với A, B và C

123 Một sợi dây đàn hồi dài 1/25 m có đầu A cố định, đầu B mắc với một âm thoa điện

đao động với tần số f = 100Hz, vận tốc truyền sóng trên dây là v = 50 m/s; quan sát sợi

dây, ta sẽ thấy:

A có 4 bó sóng dừng B có 5 bó sóng dừng

€ có 10 bó sóng dừng D không có sóng dừng

L124 Một dây đàn dài 60 cm phát ra âm có tần số 200 Hz Quan sát dây đàn, người ta

thấy trên dây có 4 nút sóng (gồm cả 2 nút ở hai đầu dây) Vận tốc truyền sóng trên

day là:

A 40 m/s B 60 m/s C 80 m/s D 160 m/s

© 25 Mét Ong séo dai 37,5 cm có một đầu kín, một đầu hở Lấy vận tốc âm trong

không khí v ~ 330 m/s Âm cơ bản do sáo này phát ra có tần số bằng:

A 220 Hz B 110 Hz C 150 Hz | D 330 Hz

40

DO Copy

TK ND 6.3, khi có cộng hưởng, biên độ dao động đột ngột tăng lên, nhưng tăng lên

nhiễu hay ít là tìy thuộc vào ma sát trong hệ nhỏ hay lớn

Q 3 Chon D

TK ND 7.1, sóng cơ học là sự lan truyền của dao động cơ học trong các môi trường

vật chất theo thời gian

TK ND 7.1 Phat biểu A đúng và C sai B cũng sai vì năng lượng lan truyền là cơ

năng của sóng, không phải là một dạng năng lượng bất kỳ

q6 Chọn A

TK ND 7.2 Hiệu đường đi tại M là: = 26 - 20 = 6 cm

'Vì giữa M và đường trung trực của AB có một nhánh cực đại nên tại M có k =2

6=22> 2=3cm

Vận tốc truyển sóng: v = A,f= 3.20 = 60 cm/s = 0,6 m/s

O17 Chon C

Trong trạng thái tự nhiên, day đàn chỉ rung thành một bó, khi điểm giữa bị chặn xuống

thì điểm đó sẽ là một nút: dây rung thành hai bó, 2 giảm đi 2 lần và ƒtăng lên 2 lần

41

DO Copy

Giữa hai điểm bụng ở ngoài cùng có tất cả 12 nút, nhứ vậy số khoảng bụng là 12

Ta có: 2= =9em => Â= 18 em => v = 2ƒ= 0,18.20 = 3,6 mis 2

Tất cả các yếu tố nêu ra trong A, B và C đều ảnh hưởng đến âm sắc

Q 13 Chon B

Ding KX CH.7.2a Bước sóng 1a: 4 = v/ f= 600/ 20 = 30cm

Số khoảng bụng trên nửa đoạn S¡S; là: w = 270/ 2.15 = 9

n là số nguyên, điều này chứng tổ là điểm bụng ở ngoài cùng trùng với nguồn, ta

phải lấy n = 8 Số bụng tổng cong: N = 2n + 1 = 17

Q 14 Chon D

TK ND 7.2 Cac phat biéu A, B va C về giao thoa đều đúng D sai vì những điểm

nằm trên cùng một nhánh hipebôn cực đại có pha dao động nói chung là khác nhau

Q 15 Chon B

Tần số của âm: ƒ= v/A = 340/ 0,36 = 944 Hz Am này nghe được nếu có cường độ

lớn hơn ngưỡng nghe của tai

q16 Chọn C

TK ẤWD 7.4 Trong mức cường độ âm L (đo bằng B hay dB) có sự so sánh giữa

cường độ âm J (do bing W/m’, chi phụ thuộc nguồn P và ngưỡng nghe Jy; ngưỡng

nghe phụ thuộc người nghe

42

DO Copy

Tại vị trí cách nguồn âm § khoảng z = 100 m, năng lượng âm sẽ phân bố đều trên

hình cầu tâm S bán kính z Theo định nghĩa của cường độ âm, ta có:

A và D đúng, C cũng đúng vì mức cường độ chỉ có với âm nghe được

Tần số của siêu am: f= v/A > 20 000 Hz = A < 340/ 20000 = 0,017 m = 17 mm

TK ND 7.4b Cường độ âm tại một điểm là năng lượng sóng âm truyền qua diện

tích bằng đơn vị đặt vuông góc với phương truyền Sóng trong một giây

Q 23 Chon B

Bước Sóng: Â = vi ƒ= 50/100 = 0,50 m, một bó sóng dừng có độ dài 0,25 m Ta thấy

độ dài / gấp 5 lần 0,25 m nên trên dây có 5 bó sóng dừng

Q 25 Chon A

Khi có sóng dừng với âm cơ bản thì số bó có trị tối thiểu,

vì ống sáo có một đầu hở nên số bó tối thiểu là nửa bó với

DONG DIEN XOAY CHIEU

1 DAI CUONG VỀ DONG DIEN XOAY CHIEU

a Nguyên tắc sẵn xuất

Khung dây có N vòng, mỗi vòng diện tích S quay đều

với tốc độ góc ø trong từ trường đều, vectơ cầm ứng từ #

vuông góc với trục quay của khung

* Từ thông qua khung: ®= NBScosef

* Suất điện động cảm ứng phát sinh: e = 2 =| O@NBS.sinot = Ey.sinot

it

* Biểu thức đơn giản của đồng điện xoay chiều ¡ là: ¡ = lạ cos@f

* Biểu thức của điện áp có dạng:

u = Up sin(at + Ø) với ø là góc lệch pha của so với ¡ (cồn goi la gj)

b Những giá trị hiệu dụng

ø) Cường độ hiệu dụng: I

Chú ý

* Các máy đo điện đều chỉ các giá trị hiệu dụng của I, U hoặc E

* Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiểu là cường độ của một dòng điện

không đổi sao cho khi lần lượt đi qua cùng một điện trở, trong cùng thời gian thì téa ra