tom tat li thuyet vat li 12

Vật chuyển động tròn đều từ M đến N, hình chiếu của vật lên trục Ox dao động điều hoà từ x1 đến x2 .Thời gian ngắn nhất vật dao động đi từ x1 đến x2 bằng thời gian vật chuyển động tròn đ

CHỦ ĐỀ 1: CƠ HỌC VẬT RẮN

VẤN ĐỀ 1 ĐỘNG HỌC VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

0 2 Thường chọnt0 = 0Xét một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R

5 Tốc độ dài v (m/s) vR const vR v0 a t t

6 Gia tốc

v R

a n

2 2



 

R

v R

a n

2 2

 Các đại lượng , ,  có giá trị đại số, phụ thuộc vào chiều dương được chọn

( thường chọn chiều dương là chiều quay của vật)

 Đổi đơn vị: 1 vòng = 3600 = 2 rad

 >0: chuyển động quay nhanh dần

<0: chuyển động quay chậm dần

 Gia tốc góc:

2 2

 Công thức Stenner: I O I G md2 dùng khi đổi trục quay.

d = OG : khoảng cách giữa hai trục quay

 M F 0: nếu F có giá cắt hoặc song song với trục quay.

 Định lí biến thiên mômen động lượng:

 M M      0 L L2 L M t I1   2 2  I1 1

VẤN ĐỀ 3 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG

Nội dung:  M   0 L const   I1 1  I22

I1, 1: mômen quán tính và tốc độ góc của vật lúc đầu

I2, 2: mômen quán tính và tốc độ góc của vật lúc sau

Chú ý:

 Áp dụng định luật cho hệ vật rắn có cùng trục quay: L const đối với trục quay đó

 Khi I = const   = 0 : vật rắn không quay

hoặc  = const: vật rắn quay đều

VẤN ĐỀ 4 KHỐI TÂM ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN

1 Tọa độ khối tâm:

x m

y m

z m z

2 Chuyển động của khối tâm: m ac F

 Vật rắn lăn khơng trượt: v C R

 Mọi lực tác dụng vào vật :

+) cĩ giá đi qua trọng tâm làm vật chuyển động tịnh tiến

+) cĩ giá khơng đi qua trọng tâm làm vật vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến

 Định lí động năng: A ngoạilực Wđ W đ2  W đ1

 Thế năng trọng trường: Wt  mgh

h: độ cao tính từ mức khơng thế năng

 Định luật bảo tồn cơ năng: Khi vật chỉ chịu tác dụng của lực thế

W=W Wđ t  c onst

* Sự tương tự giữa các đại lượng gĩc và đại lượng dài trong chuyển động quay và chuyển động thẳng

Chuyển động quay(trục quay cố định, chiều quay khơng đổi) (chiều chuyển động khơng đổi)Chuyển động thẳng

1 2

a m



o Dạng khác dp

F dt

CHỦ ĐỀ 2: DAO ĐỢNG CƠ HỌC

VẤN ĐỀ 1 DAO ĐỢNG ĐIỀU HÒA

Các định nghĩa

1 Dao động là một chuyển động qua lại và có giới hạn quanh một vị trí cân bằng (vị trí mà vật đứngyên).

2 Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảngthời gian bằng nhau.

3 Một dao động toàn

phần (chu trình) là giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại trong dao động tuần hoàn.

4 Chu kì thời gian thực hiện một dao động toàn phần (khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần vậtđi qua một vị trí xác định với cùng chiều chuyển động).

5 Tần số số dao động toàn phần thực hiện trong một giây

6 Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn được mô tả bằng một định luật dạng cosin (hay sin) theo thờigian.

b Pha của dao động (t)  (rad)  =(  t   ) Xác định trạng thái dao động

khoảng thời gian t

Ở thời điểm t=0: OM ,Ox

2 Tổng hợp hai dao động cùng phương, cùng tần số:

    0 : 2  1:x2 sớm pha hơn x1 một góc  (x1 trễ pha hơn x2 một góc )

    0 : 2  1:x2 trễ pha hơn x1 một góc  (x1 sớm pha hơn x2 một góc )

    0 : 2  1: hai dao động cùng pha (hoặc    2n ):

1.Cấu trúc

Vật có khối lượng m (kg), gắnvào lò xo có độ cứng k (N

m)

Vật có khối lượng m (kg), treo

ở đầu sợi dây nhẹ, khôngdãn, chiều dài l (m)

Vật rắn khối lượng m (kg),quay quanh một trục nằmngang không qua trọngtâm

2.Phương trình động

lực học

2x"+  x  0x: li độ thẳng

2s"+  s  0s: li độ cong

1 W=

2

1 cos

g

m s const l

 d: khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm vật rắn (m)

I: momen quán tính của vật rắn đối với trục quay (kg.m2)

 Gốc thời gian (t=0): thường chọn lúc vật bắt đầu dao động hoặc lúc vật qua VTCB theo chiều (+)

 Phương trình dao động có dạng: x = Acos(t + )

 Phương trình vận tốc: v = -Asin(t + )

6

Dạng 1

Viết phương trình dao động diều hoà.

Xác định các đặc trưng của một dao động điều hoà

 v

A x (nếu buông nhẹ v = 0)vận tốc và gia tốc tại cùng một thời



a max A



3 Xác định pha ban đầu : (     )

Dựa vào cách chọn gốc thời gian để xác định 

os =xAsin =v

os =00

v0sin

A

 Nếu lúc buông nhẹ vật:

00

 Khi thả nhẹ, buông nhẹ vật v0=0 , A=x0

 Khi vật đi theo chiều dương thì v>0, theo chiều âm thì v<0

 Pha dao động là: (t + )

khi vật đi theo chiều dương thì v>0

Tính số chu kỳ dao động từ thời điểm t1 đến t2 :

* vật đi được quãng đường sT = 4A

 Khi t = t1 ta tính x1 = Acos(t1 + ) và v1 dương hay âm (không tính v1)

 Khi t = t2 ta tính x2 = Acos(t2 + ) và v2 dương hay âm (không tính v2)

 Sau đó vẽ hình của vật trong phần lẽ m

T chu kỳ rồi dựa vào hình vẽ để tính slẽ và số lần mlẽ vật đi

Khi đó + Số lần vật đi qua x0 là mlẽ= 1

+ Quãng đường đi được: slẽ 2A A x  1A x 24A x x 1 2

Lực hồi phục đạt giá trị cực đại Fmax = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x =  A)

Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0)

2 Lực đàn hồi và lực tác dụng lên điểm treo lò xo:

 Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi:

o F k | 0x | khi chọn chiều dương hướng xuống

o F k | 0 x | khi chọn chiều dương hướng lên

+ Khi con lắc lò xo nằm ngang: 0 = 0 + Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng: 0 2

k

mg g l

 Lực cực đại tác dụng lên điểm treo là: Fmax  k( 0A)

 Lực cực tiểu tác dụng lên điểm treo là:

+ khi con lắc nằm ngang: Fmin = 0 + khi con lắc treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc 

Dạng 4

Xác định lực tác dụng cực đại và cực tiểu tác dụng lên vật và điểm treo lò xo - chiều dài lò xo khi vật

dao động

Nếu  l0 A thì Fmin k( 0 A) Nếu 0A thì Fmin = 0

3 Chiều dài lò xo:

l0 : là chiều dài tự nhiên của lò xo:

 Khi con lắc lò xo nằm ngang:

+ Chiều dài cực đại của lò xo : lmax   l0 A

+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin   l0 A

 Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc  :

+ Chiều dài lò xo khi vật ở VTCB: lcb   l0 l0

+ Chiều dài cực đại của lò xo: lmax     l0 l0 A

+ Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmax     l0 l0 A

1m2A2sin2(t + ) = 1 2 1 2 os 2 

1 m2A2 = const

 Ta dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều để tính

Vật chuyển động tròn đều từ M đến N, hình chiếu của vật lên trục Ox dao động điều hoà từ x1 đến x2 .Thời gian ngắn nhất vật dao động đi từ x1 đến x2 bằng thời gian vật chuyển động tròn đều từ M đến N

 1 2

MN

x MO x NO MON

| |sin xMO  x

A ,   2

2

| |sin x  x NO

 

* Khi vật đi từ: 2

6 2

A

t A

* Khi vật đi từ:

2 0

2 2

2 2

111

k k

x

1

x2-A

l2, k2

l0 (độ cứng k0) được cắt thành hai lò xo có chiều dài lần lượt là l1 (độ cứng k1) và l2 (độ cứng k2) thì ta có:

E: suất Young (N/m2); S: tiết diện ngang (m2)

 Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 được chu kỳ T1; vào vật khối lượng m2 được chu kì T2; vào vật khối lượng (m1+m2) được chu kỳ T3; vào vật khối lượng (m1 – m2) (m1 > m2) được chu kỳ T4 Thì ta có:

n quãng đường luôn là 2nA

 Trong thời gian t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên

o Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t:

ax

ax m

tbm

S v

t



với Smax; Smin tính như trên

1 Năng lượng con lắc đơn

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng O

M M

1 2

+ Động năng: Wđ = 1 2

mv

2 + Thế năng hấp dẫn ở ly độ  : Wtmgl1 os c 

2 Vận tốc của vật khi đi qua li độ  (đi qua A) vA 2g (cos  cos )0

3 Lực căng dây (phản lực của dây treo) treo khi đi qua li độ (đi qua A)

Theo Định luật II Newtơn: P +τ =ma  chiếu lên τ  ta được

2 A ht

vmgcos ma m

 Khi thay đổi độ cao, độ sâu và nhiệt độ thay đổi thì chu kì của con lắc đơn cũng thay đổi

1 Gia tốc trọng trường ở độ cao h

Khi đưa lên cao chu kì dao động của con lắc đơn tăng lên.

2 Gia tốc trọng trường ở độ sâu d

Khi đưa xuống độ sâu chu kì dao động của con lắc đơn cũng tăng lên

3 Chiều dài của dây kim loại ở nhiệt độ t

 

l l      t t   

: là hệ số nở dài của kim loại làm dây treo con lắc

l, l0: chiều dài ứng với nhiệt độ t, t0

Khi nhiệt độ tăng thì chu kì dao động của con lắc đơn tăng

Khi nhiệt độ giảm thì chu kì dao động của con lắc đơn giảm

Chú ý: Một số công thức gần đúng

Khi  1

 1   n   1 n 

 1  1  1  2   1 1 2 1

1 2 2

T

T  : đồng hồ chạy chậm (  T 0)

21



 Thời gian đồng hồ chạy sai đã chỉ:

1 1 2

 Khi con lắc chịu tác dụng thêm của ngoại lực không đổi F n :

Trọng lực hiệu dụng (trọng lực biểu kiến):

Hai điện tích cùng dấu thì đẩy nhau; hai điện tích trái dấu thì hút nhau

r: khoảng cách giữa hai điện tích

o Lực điện trường: F=|q|E

F  E khi q>0; F  E khi q<0

UEd

o Lực quán tính: F qt  ma 

a: gia tốc của hệ qui chiếu gắn con lắc đối với hệ qui chiếu quán tính

 Để cho hệ dao động với biên độ cực đại hoặc rung mạnh hoặc nước sóng sánh mạnh nhất thì xảy ra cộng hưởng dao động

Khi đó   0( f  f0)  T=T0

 Vận tốc khi xảy ra cộng hưởng là: s

v T



0

k m

 

2 Độ giảm biên độ sau N chu kì dao động:  n   n  4 Fms

k

3 Số chu kì dao động cho đến lúc dừng lại

Khi dừng lại An= 0  số chu kì :

s4



m

kA N F

Lực ma sát: Fms   N

: hệ số ma sát

N: phản lực vuông góc với mặt phẳng

*Để duy trì dao động:

Năng lượng cung cấp = Năng lượng mất đi trong một chu kì = Công của lực ma sát

CHỦ ĐỀ 3: SÓNG CƠ HỌC

VẤN ĐỀ 1 SÓNG CƠ HỌC

1 Sóng cơ là những dao động cơ học lan truyền theo thời gian trong môi trường vật chất liên tục (rắn,lỏng, khí).

a Sóng ngang -các phần tử có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng -truyền được trong môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng lệch: mặt chất lỏng,

chất rắn

b Sóng dọc -các phần tử có phương dao động trùng với phương truyền sóng.-truyền được trong môi trường xuất hiện lực đàn hồi khi có biến dạng nén-dãn: rắn, lỏng, khí

Các đại lượng đặc trưng cho sóng

1 Chu kì, tần số

1

T f

 bằng chu kì, tần số của nguồn tạo ra sóng

2 Bước sóng

v vT f

quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì dao động (khoảng cách gần nhau nhất của hai điểm trên phươngtruyền sóng dao động cùng pha)

T





  (m/s) là tốc độ truyền một pha dao động nhất định

4.Li độ của một

( ) cos

cos 2

2cos 2

M M

T x

xM: tọa độ của M trên phương truyền sóng

Dao động tại điểm chọn làm gốc:



5.Độ lệch pha của

hai điểm trên

6 Biên độ của sóng

ở một điểm là biên độ dao động của phần tử vật chất tại điểm đó

d n    n : hai điểm dao động cùng pha

(khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng bằng một số nguyên lần bước sóng hoặc bằng một sốchẵn lần nửa bước sóng)

d    n      n  

: hai điểm dao động ngược pha

(khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng bằng một số bán nguyên lần bước sóng hoặc bằng một

số lẻ lần nửa bước sóng)

 Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng, càng ra xa tâm phát sóng năng lượng càng giảm làmbiên độ sóng càng giảm

VẤN ĐỀ 2 GIAO THOA SÓNG

1 Giao thoa -là sự tổng hợp của hai (hay nhiều) sóng kết hợp trong không gian.- trong vùng giao thoa xuất hiện những vân giao thoa cực đại và cực tiểu xen kẽ cách đều nhau. *Sóng kết hợp do hai nguồn kết hợp phát ra: hai nguồn dao động có cùng tần số, cùng phương dao động vàhiệu số pha không đổi theo thời gian.

2 Độ lệch pha của hai sóng thành phần tại một điểm

a Hai nguồn S1, S2 cùng pha b Hai nguồn S1, S2 ngược pha

dao động tại điểm xét có biên độ cực tiểu

 Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồn S1S2:

* Số vân cực đại lẻ, số vân cực tiểu chẵn

* Đường trung trực của S1S2 là vân cực đại

 Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồn S1S2:

* Số vân cực đại chẵn, số vân cực tiểu lẻ

* Đường trung trực của S1S2 là vân cực tiểu

 Phương trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:

3 Sóng dừng -là sóng có những điểm nút (điểm đứng yên) và điểm bụng (điểm dao động với biên độ cực đại) cốđịnh trong không gian

-là hiện tượng giao thoa của hai sóng kết hợp có cùng phương truyền nhưng ngược chiều nhau

* Điều kiện để có sóng dừng

a Hai đầu dây cố định

(hai đầu là nút sóng) b Một đầu cố định, một đầu tự do (đầu tự do là bụng sóng)

 Chiều dài sợi dây:

Chú ý:

 Các điểm bụng và điểm nút nằm xen kẽ cách đều nhau

 Khoảng cách giữa hai điểm bụng kề nhau hoặc hai điểm nút kề nhau bằng

1 Các đặc trưng của âm

a Độ cao

phụ thuộc vào tần số của âm Âm càng cao thì tần số càng lớn

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

c Độ to cảm giác âm nghe to hay nhỏ, phụ thuộc vào cường độ âm và tần số âm

d Cường độ âm năng lượng sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyềnsóng trong một đơn vị thời gian.

e Mức cường độ âm

0( ) 10 lg I

 Cường độ âm cực đại mà tai người nghe được: Imax=10W/m2 (ngưỡng đau, ứng với L=130dB)

 Ngưỡng nghe là mức cường độ âm nhỏ nhất để gây được cảm giác âm cho tai người, thay đổi theo tần sốcủa âm

 Giới hạn nghe của tai người: từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau

 Khi cường độ âm tăng 10n lần thì cảm giác về độ to tăng n lần (L tăng 10n dB)

 Sóng âm trong không khí có dạng hình cầu: 2

4

P P I

S R

  P: công suất của nguồn phát âm

 Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và khối lượng riêng của môi trường (mật độ môi trường):

 : họa âm cơ bản (họa âm bậc 1) n=2: f2=2f1: họa âm bậc 2……

b Ống sáo một đầu kín, một đầu hở *Khi xảy ra sóng dừng:

chỉ có thể phát ra những họa âm bậc lẻ.

c Hộp cộng hưởng -hộp rỗng có một đầu hở, có tác dụng khuếch đại âm

-hộp đàn có tác dụng vừa khuếch đại âm, vừa tạo âm sắc riêng cho mỗi loại nhạc cụ

vM : tốc độ của máy thu đối với môi trường

vS : tốc độ của nguồn phát đối với môi trường

o Khi nguồn và máy thu chuyển động lại gần nhau: v M,v S: f’ > f

o Khi nguồn và máy thu chuyển động ra xa nhau: v M,v S: f’ > f

20

CHỦ ĐỀ IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ

VẤN ĐỀ 1 MẠCH DAO ĐỘNG LC (MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ)

1 Điện tích trên

hai bản tụ điện q (C)

0 0

= : số vòng dây trên một đơn vị chiều dài cuộn cảm)

* Sự tương tự giữa dao động điện và dao động cơ

VẤN ĐỀ 2 SÓNG ĐIỆN TỪ

1 Định nghĩa: Sóng điện từ là quá trình lan truyền của điện từ trường trong không gian

2 Đặc điểm:

 Tốc độ lan truyền trong không gian v = c = 3.108m/s

 Sóng điện từ là sóng ngang: E r ^ ^ B r phương truyền sóng (E, B đều biến thiên tuần hoàn và luôncùng pha với nhau)

 Sóng điện từ truyền trong mọi môi trường, kể cả chân không (khác biệt với sóng cơ)

 Trong chân không: Bước sóng của sóng điện từ:

c cT f

 Trong quá trình lan truyền có mang theo năng lượng

 Tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ…

3 Nguồn phát:

 Chấn tử (thường bằng kim loại, bên trong có dòng điện biến thiên)

 Bất cứ vật thể nào tạo ra điện trường hoặc từ trường biến thiên: tia lửa điện, dây dẫn điện xoaychiều, cầu dao đóng ngắt mạch điện…

22

VẤN ĐỀ 3 TRUYỀN THÔNG BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ

1 Việc phát và thu sóng điện từ

Chú ý:

Mạch dao động có L biến đổi từ Lmin  Lmax và C biến đổi từ Cmin  Cmax thì bước sóng  của sóng điện từ phát(hoặc thu)

+ min tương ứng với Lmin và Cmin

+ max tương ứng với Lmax và Cmax

KXɼ FK

ÿɞLkPFDRÿ Wɤn

Sóng dài > 3000m Thông tin dưới nước

Bị tầng điện liphản xạ với mức

độ khác nhau

Sóng trung 3000 m ¸ 200 m

Thông tin, truyềnthanh, truyền hìnhtrên mặt đất

Sóng ngắn 1 200 m ¸ 50 mSóng ngắn 2 50 m ¸ 10 mSóng cực

ngắn 10 m ¸ 0.01 m Truyền thông qua vệtinh Đi xuyên quatầng điện li