Luyện Thi Tốt Nghiệp Vật Lý 12 pps

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 3 Dao động cưỡng bức là dao động mà vật dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn F=F0cosΩt +  Đặc điểm  Dao động của hệ là dao độn

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 1

Mt

Mo C P

y

x '

wt j

wt + j

x

x

Chuyên đề 1 : DAO ĐỘNG CƠ HỌC

1 Dao động điều hòa:

Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian

Phương trình : x=Acos(  t+  )

+ x : li độ của vật ở thời điểm t (tính từ VTCB)

+A: gọi là biên độ dao động: là li độ dao động cực đại ứng với cos(t+) =1

+(t+): Pha dao động (rad)

+  : pha ban đầu.(rad)

+ : Gọi là tần số góc của dao động.(rad/s)

T= t/n n là số dao động toàn phần trong thời gian t

Tần số góc: kí hiệu là  đơn vị : rad/sBiểu thức : 2 2

Gia tốc : a = v/ = -A 2 cos(t + )= - 2x

|a|max=A2 khi x = A - vật ở biên a = 0 khi x = 0 (VTCB) khi đó F hl = 0

Gia tốc luôn hướng ngược dâu với li độ (Hay véc tơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng)

KL : Gia tốc luôn luôn ngược chiều với li độ và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ

Chú ý :

Một điểm dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể coi là

hình chiếu của một điểm tương ứng chuyển động tròn đều lên đường

kính là một đoạn thẳng đó

2 SO SÁNH CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN



21

m = m1 + m2 => 2

2 2

W t mgl(1 cos ) 

21

(1 cos )2

Lực đàn hồi cực đại: Fmax =kA

Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin =0

mg l

Lực đàn hồi cực tiểu: Fmin = 0 nếu A  l0

Fmin = k( - A) nếu l0  >A l0

2

min max 0

max

0

A A l l l

A l l

Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian

Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần là lực cản của môi trường Vật dao động bị mất dần năng lượng Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môi trường càng lớn

b Dao động duy trì:

- Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không

làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao động mải mải với chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì

c Dao động cưỡng bức

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 3

Dao động cưỡng bức là dao động mà vật dao động chịu tác dụng của một ngoại lực cưỡng bức tuần

hoàn F=F0cos(Ωt + )

Đặc điểm

 Dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực,

 Biên độ của dao động không đổi phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn

d Hiện tượng cộng hưởng

Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số (f) của lực cưỡng bức bằng tần số riêng (f0) của hệ dao động

 Điều kiện xảy ra hiện tượng cộng hưởng là f = f0

Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng :

 Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao động có khối lượng lớn

để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn

 Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn

5 Tổng hợp dao động:

Phương trình dao động điều hoà là

x  A cos( t  ) Ta biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay

OM

uuur

có đặc điểm sau :

- Có gốc tại gốc của trục tọa độ Ox

- Có độ dài bằng biên độ dao động, OM = A

- Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu và quay đều quanh O với tốc độ góc , với chiều quay là chiều

dương của đường tròn lượng giác, ngược chiều kim đồng hồ

Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số có các phương trình lần lượt x1 = A1cos(t + 1),

x2 = A2cos(t + 2) là mọtt dao động điều hoà có PT: x = Acos(t+)

 Nếu: 2 – 1 = 2k  2 dao động cùng pha :  A = Amax = A1+A2

 Nếu: 2 – 1 =(2k+1)  2 dao động ngược pha : A=Amin = A - A

Công thức lượng giác cần nhớ

cos

)2cos(

sin

)2cos(

2

12

1

A m kA

E E

- Chọn gốc thời gian lúc t = 0 , vật ở vị trí cân bằng dương

20

A x

x biết cụ thể , v biết dấu ( v = 0 khi vật ở vị trí biên )

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 5

- Sóng cơ không truyền được trong chân không

- Khi sóng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chổ, pha dao động và năng lượng

sóng chuyển dời theo sóng

- Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, sóng lan truyền với tốc độ không đổi

b Sóng dọc là sóng cơ có phương dao động trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền được trong

chất khí, lỏng, rắn

c Sóng ngang là sóng cơ có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền

được trong chất rắn và trên mặt nước

2 Các đặc trưng của sóng cơ

+) Chu kì ( tần số sóng): là đại lượng không thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang

môi trương khác

+) Biên độ sóng : Là biên độ dao động của một phần tử có sóng truyền qua

+) Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường

Đặc điểm: tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất của môi trường và nhiệt độ của môi trường

+) Bước sóng  ( m)

- là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau

- Bước sóng cũng là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kì:

Phương trình dao động tại điểm O là uO = Acosωt Sau khoảng thời

gian t, dao động từ O truyền đến M cách O một khoảng x = v.t

 Phương trình dao động của phần tử môi trường tại điểm M bất kì

2 sóng cùng pha : k2 d k => dmin = 

2 sóng ngược pha :

2)12()2

1()

12

1(2

)12

4)12



k => dmin = /4 Với d = d1- d2 : hiệu đường đi

Đơn vị :  : m V : m/s f : hz T : s S : m t : s

II GIAO THOA SĨNG:

1 Mơ tả thí nghiệm :

Cho cần rung cĩ hai mũi S1 và S2 chạm nhẹ vào mặt nước Gõ nhẹ cần rung

Ta quan sát thấy trên mặt nước xuất hiện một loạt gợn sĩng ổn định cĩ hình các đường hypebol với tiêu điểm là S1 và S2

2 ĐN: Hiện tượng giao thoa là hiện tượng hai sĩng khi gặp nhau thì cĩ những điểm chúng luơn tăng

cường lẫn nhau, cĩ những điểm chúng luơn luơn triệt tiêu lẫn nhau

3 Hai nguồn kết hợp-Điều kiện giao thoa:

 Hai nguồn dao động cùng tần số và cĩ độ lệch pha khơng đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp

Hai sĩng do hai nguồn kết hợp phát ra gọi là hai sĩng kết hợp

 Điều kiện để xảy ra hiện tượng giao thoa là trong mơi trường truyền sĩng cĩ hai sĩng kết hợp và các

phần tử sĩng cĩ cùng phương dao động

 Hiện tượng giao thoa là một hiện tượng đặc trưng của sĩng Quá trình vật lí nào gây ra được hiện tượng

giao thoa cũng là một quá trình sĩng

4 Cực đại, cực tiểu giao thoa:

Khoảng vân giao thoa (khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu liên tiếp trên đoạn nối

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 7

AB d d

2 1

2 1

1(2 1

2 1

k d d

AB d d

2 Mơ tả hiện tượng sĩng dừng trên dây :

Xét một sợi dây đàn hồi PQ cĩ đầu Q cố định Giả sử cho đầu P dao

động liên tục thì sĩng tới và sĩng phản xạ liên tục gặp nhau và giao

thoa với nhau, vì chúng là các sĩng kết hợp Trên sợi dây xuất hiện

những điểm luơn luơn đứng yên (gọi là nút) và những điểm luơn

luơn dao động với biên độ lớn nhất (gọi là bụng)

3 ĐN: Sĩng dừng là sĩng trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng cố định

Khoảng cách giữa hai bụng sĩng liền kề và khoảng cách giữa hai nút sĩng liền kề là

2

 Khoảng cách

giữa một bụng sĩng và một nút sĩng liền kề là

4



4 Điều kiện cĩ sĩng dừng:

 Vật cản cố định : Điều kiện để cĩ sĩng dừng trên một sợi dây cĩ hai đầu cố định là chiều dài của sợi

dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sĩng

AB = l = k

2



( A , B là nút ) với k = 0, 1, 2, số bĩ sĩng

 Vật cản tự do: Điều kiện để cĩ sĩng dừng trên một sợi dây cĩ một đầu cố định, một đầu tự do là

chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần

4



, ( A nút , B bụng ) với k = 0, 1, 2, số bĩ sĩng

Số nút = Số bụng = k + 1

IV SĨNG ÂM:

1 ĐN: Sĩng âm là các sĩng cơ truyền trong các mơi trường khí, lỏng, rắn (mơi trường đàn hồi)

2 P.loại:

 Âm nghe được (âm thanh) có tần số trong khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz

 Âm có tần số trên 20 000 Hz gọi là siêu âm

 Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm

3 Đặc trưng vật lý:

 Tần số âm là một trong những đặc trưng vật lí quan trọng nhất của âm

- Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số không đổi, tốc đô truyền âm thay

đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi

 Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng lượng 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 gian

 Mức cường độ âm là đặc trưng vật lí của âm Đại lượng L = lg

0

I

 Đơn vị của mức cường độ âm là ben, kí hiệu B Trong thực tế, người ta thường dùng đơn vị là đêxiben (dB)

Công thức tính mức cường độ âm theo đơn vị đêxiben là : L (dB) = 10lg

0

I

I (1dB =

1B

 Độ to của âm là một đặc trưng sinh lí của âm gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm Âm càng

to khi mức cường độ âm càng lớn

 Âm sắc là một đặc trưng sinh lí của âm, giúp ta phân biệt âm do các nguồn âm khác nhau phát ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 9

Chuyên đề 3 : ĐIỆN XOAY CHIỀU

Biểu thức từ thông :  NBScos( t)

Từ thông cực đại : 0 NBS

Biểu thức hiệu điện thế = biểu thức sức điện động = hiệu điện thế dao động điều hoà = sức điện động dao

động điều hoà =hiệu điện thế tức thời = sức điện động tức thời :

(mạch hở hoặc mạch kín và r = 0)

u = e = '(t) NBSwsin(  t )

 ; là góc hợp bởi véctơ pháp tuyến n của mặt phẳng khung dây và véctơ cảm ứng từ B ở

thời điểm đầu Hiệu điện thế cực đại = Sức điện động cực đại : Uo = Eo = NBS

* Nếu lúc đầu ( t=o ) :



Bvuông góc khung dây ;  o

Đơn vị :

2 DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU:

2.1 Dòng điện và điện áp AC:

 Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến đổi điều hoà theo thời gian :

i = I0cos(t +)

 Biểu thức của điện áp tức thời cũng có dạng :

u  U cos( t+  )Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho khi đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi dòng điện không đổi

ấy bằng công suất trung bình tiêu thụ trong R bởi dòng điện xoay chiều nói trên

Giá trị hiệu dụng của đại lượng xoay chiều bằng giá trị cực đại (biên độ) của đại lượng chia cho 2

Đoạn Mạch RLC cuộn dây

Xét Riêng Cuộn Dây(L,r)



Z

U Z

U Z

U R

U I

C C L



Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 11

Z Z

cos

1(

C L C L

U

U U U

U U R

U I

R Z

0



Đơn vị : R , Z L , Z C , Z :  I , I , I o : A , C : F

u , U ,U o : V , L : H P : W , : rad/s Viết biểu thức u , i:

u C =U oC cos( pha i -

2



) Nếu u C = U oC cos ( pha u C )

 i = I 0 cos(pha u C +

2



)

3.1-Nguyên tắc : dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

3.2-Máy phát điện 1 pha :

a-Cấu tạo: gồm

-Phần cảm : để tạo từ thông biến thiên ( do đó phần cảm là rôto)

-Phần ứng : để tạo ra dòng điện, gồm các cuộn dây giống nhau, cố định trên một vòng tròn (do đó phần

ứng là stato)

b-Tần số của dòng điện: f = n.p

Với n : tốc độ quay của rôto (vòng/giây) p : số cặp cực của nam châm

f : tần số của dòng điện (Hz)

3.3-Máy phát điện 3 pha :

a-Định nghĩa: máy phát điện pha là máy tạo ra ba suất điện động xoay chiều hình sin cùng tần số, cùng

biên độ và lệch pha nhau 2

3



b-Cấu tạo:

-Rôto: phần cảm, là nam châm NS có thể quay quanh trục O với tốc độ góc không đổi

-Stato: phần ứng, gồm 3 cuộn dây giống nhau, đặt lệch 1200 trên đường tròn

Với Ud : điện áp giữa 2 dây pha (gọi là điện áp dây)

UP : điện áp giữa dây pha và dây trung hòa (gọi là điện áp pha)

*Mắc hình tam giác: có 3 dây pha Tải tiêu thụ phải đối xứng

d-Ưu điểm của dòng điện 3 pha:

-Tiết kiệm được dây dẫn -Tạo từ trường quay cho động cơ ba pha

4-Động cơ không đồng bộ 3 pha:

4.1-Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và việc sử dụng từ trường quay Rôto

quay chậm hơn từ trường quay ( 0 <  )

4.2-Cấu tạo: có 2 phần

*Stato : là bộ phận tạo từ trường quay với tốc độ góc , gồm ba cuộn dây giống nhau đặt lệch nhau

1200 trên đường tròn

3.MÁY PHÁT ĐIỆN:

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 13

*Rơto : hình trụ, cĩ tác dụng như 1 khung dây dẫn, cĩ thể quay dưới tác dụng của từ trường quay (gọi

là rơto lồng sĩc)

5-Máy biến áp:

1-Định nghĩa: máy biến áp là những thiết bị cĩ khả năng biến đổi điện áp xoay chiều

2-Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

3-Cấu tạo:

a-Lõi biến áp hình khung, gồm nhiều lá sắt non cĩ pha silic ghép cách điện với nhau

b-Hai cuộn dây bằng đồng cĩ điện trở rất nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên khung

+Cuộn sơ cấp : nối với nguồn điện xoay chiều

+Cuộn thứ cấp: nối với tải tiêu thụ

3-Đặc điểm : dịng điện trong cuộn sơ cấp và cuộn sơ cấp cĩ

cùng tần số

4-Các cơng thức:

Gọi U1: điện áp hiệu dụng ở 2 đầu cuộn sơ cấp

U2: điện áp hiệu dụng ở 2 đầu cuộn thứ cấp

N1: số vịng dây của cuộn sơ cấp N2: số vịng dây của cuộn thứ cấp

I1 : cường độ hiệu dụng trong cuộn sơ cấp

I2 : cường độ hiệu dụng trong cuộn thứ cấp

a-Ở chế độ khơng tải : 2 2

5-Ứng dụng: truyền tải điện năng đi xa

Gọi Pphát: cơng suất cần truyền đi, Uphát: điện áp ở 2 đầu máy phát

I : cường độ dịng điện trên đường dây

Pphát = Uphát I => I =

phát phát

U P

Cơng suất hao phí trên đường dây:

2 phát 2

Chuyờn đề 4 : DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ – SểNG ĐIỆN TỪ

1 Mạch LC:

 Một cuộn cảm cú độ tự cảm L mắc nối tiếp với tụ điện cú điện dung C thành một mạch điện kớn gọi là

mạch dao động Nếu điện trở của mạch rất nhỏ, coi như bằng khụng thỡ mạch là mạch dao động lớ tưởng

 Muốn cho mạch dao động hoạt động thỡ ta tớch điện cho tụ điện rồi cho nú phúng điện trong mạch LC Nhờ cú cuộn cảm mắc trong mạch, tụ điện sẽ phúng điện qua lại trong mạch nhiều lần tạo ra một dũng điện xoay chiều trong mạch

Nếu điện tớch của bản tụ điện biến đổi theo quy luật q = q 0 cost

thỡ cường độ dũng điện trong mạch dao động biến thiờn điều hũa theo thời gian, sớm pha

động được gọi là dao động điện từ

Năng lượng điện từ của mạch dao động LC là tổng năng lượng điện trường tập trung ở tụ điện và năng

lượng từ trường tập trung ở cuộn cảm

2 ẹieọn Tửứ Trửụứng: Điện trường biến thiờn theo thời gian sinh ra từ trường, từ trường biến thiờn

theo thời gian sinh ra điện trường xoỏy Hai trường biến thiờn này quan hệ mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất, gọi là điện từ trường

3 Soựng ủieọn tửứ:

 Súng điện từ là quỏ trỡnh lan truyền điện từ trường trong khụng gian

 Chu kỳ biến đổi theo thời gian của điện từ trường tại mọi điểm là như nhau và gọi là chu kỳ của súng điện từ, ký hiệu là T Ta cú:

+ Súng điện từ truyền trong chõn khụng với tốc độ ỏnh sỏng trong chõn khụng là c ≈ 300 000 km/s

Súng điện từ lan truyền được trong điện mụi, tốc độ truyền của nú nhỏ hơn khi truyền trong chõn khụng

và phụ thuộc vào hằng số điện mụi

+ Súng điện từ là súng ngang (cỏc vectơ điện trường E

Bến Vinh Hoa Chờ Người Ham Học 15

+ Khi sóng điện từ gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì nó cũng bị phản xạ và khúc xạ như ánh sáng

+ Sóng điện từ mang năng lượng

5 Sơ đồ khối của máy phát thanh vô tuyến điện đơn giản:

2 0 2 0 2

C

Q CU