Bài giảng phụ đạo 12

Độ to của âm: ∆ = −I I Imin; Imin: Ở ngưỡng nghe Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận... Tia hồng ngoại: Thành cơng ch

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

PHẦN 1:

TÓM TẮT LÝ THUYẾT, CÔNG THỨC MỘT SỐ LƯU Ý KHI VẬN DỤNG CÔNG THỨC

Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

I CON LẮC LÒ XO

I.1 Phương trình dao động: x A= cos(ω ϕt+ )

I.4.d Pha dao động: (ω ϕt+ )

I.4.e Pha ban đầu: ϕ

Chú ý: Tìm ϕ, ta dựa vào hệ phương trình 0

0

cos sin

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua biên dươngx0 =A: Pha ban đầu ϕ =0

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua biên âmx0 = −A: Pha ban đầu ϕ π=

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua vị trí 0 =

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

♦ Chọn gốc thời gian t0 =0là lúc vật qua vị trí 0 = − 2

Giá trị các hàm số lượng giác của các cung (góc)

u u'

- 3 -1 - 3 /3

1

1 -1

2 2

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

I.5 Phương trình độc lập với thời gian:



hpM hp

+ Lực hồi phục luôn hướng vào VTCB.

+ Khi hệ dao động theo phương nằm ngang thì lực đàn hồi và lực hồi phục như nhau F ñh =F hp .

I.7 Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình

I.7.a Thời gian: Giải phương trình x i =Acos(ωt i+ϕ) tìm t i

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

I.7.b Quãng đường:

4TNeáu t thì s 2A

2Neáu t T thì s 4A

4TNeáu t nT thì s n4A 2A

I.8 Năng lượng trong dao động điều hòa: E E= ñ +E t

I.8.a Động năng: 1 2 1 2 2sin (2 ) sin (2 )

I.9 Chu kì của hệ lò xo ghép:

1 2

k k= +k ⇒ = +

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

I.9.b Ghép song song: 1 2 2 2 2

II CON LẮC ĐƠN

II.1 Phương trình li độ gĩc: α α= 0cos(ω ϕt+ )(rad)

II.2 Phương trình li độ dài: s s= 0cos(ω ϕt+ )

II.3 Phương trình vận tốc dài: v ds s v'; s0sin( t )

II.5.d Pha dao động: (ω ϕt+ )

II.5.e Pha ban đầu: ϕ

Chú ý: Tìm ϕ, ta dựa vào hệ phương trình 0

0

cos sin

: Vật qua VTCB : Vật ở biên

M M

lực hồi phục luơn hướng vào VTCB

II.8 Năng lượng trong dao động điều hịa: E E= đ+E t

Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

+ Lực căng dây: τ =mg(3cosα−2 cos )α0

II.9 Sự thay đổi chu kì dao động của con lắc đơn:

II.9.a Theo độ cao (vị trí địa lí):  

=  + ÷

2 0

+ Thời gian con lắc chạy nhanh (chậm trong 1s): 2 1

Chú ý: Lực lạ cĩ thể là lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính (auurqt = −ar)

III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

III.1 Giản đồ Fresnel:

Hai dao động điều hịa cùng phương, cùng tần số và độ lệch pha khơng đổi:

Hai dao động cùng pha 2 :

Hai dao động ngược pha (2 1) :

Hai dao động vuông pha (2 1) :

2Hai dao động có độ lệch pha :

IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG

IV.1 Dao động tắt dần: Phương trình động lực học: − ± =kx F ma c

Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên năng lượng dao động cũng giảm

IV.2 Dao động cưỡng bức: fcưỡng bức = fngoại lực Cĩ biên độ phụ thuộc vào biên độ của ngoại lực cưỡng

bức, lực cản của hệ, và sự chênh lệch tần số giữa DĐ cưỡng bức và DĐ riêng

IV.3 Dao động duy trì: Cĩ tần số bằng tần số dao động riêng, cĩ biên độ khơng đổi.

IV.4 Sự cộng hưởng cơ:

x

'

A ur

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chu kì T

(tần số f)

Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của

hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài.

Không có chu kì hoặc tần số

do không tuần hoàn

Bằng với chu kì (hoặc tần số) của ngoại lực tác dụng lên hệ

Ht đặc biệt

Sẽ xãy ra HT cộng hưởng (biên độ A đạt max) khi tần số f cb = f0

Ưng dụng Chế tạo đồng hồ quả lắc.Đo gia tốc trọng trường t đất. Chế tạo lòxo giảm xóc ở ôtô, xe máy Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác xa tần số của máy gắn vào nó.

Chế tạo các loại nhạc cụ

======= 0o0 =======

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chương 2: SÓNG CƠ HỌC

I HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG

I.1 Phương trình dao động sóng:

Tại nguồn O ta có: u a= cosωt

Tại điểm M cách nguồn có toạ độ x : u acos ωt 2π x

λ

phụ thuộc vào không gian (x) và thời gian (t)

I.2 Phương trình truyền sóng:

Phương trình dao động sóng tại nguồn O: u a= cosωt

Phương trình truyền sóng từ O đến M ( d OM= ) với vận tốc v mất khoảng thời gian = OM

OM

d t

⇒ Phương trình sóng tại M có dạng: u M =acos(ω ϕt− )

I.3 Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp ở nguồn phát có dạng u a= cosωt

Hai dñ vuoâng pha: (2 1) (2 1) ; hai ñieåm gaàn nhaát 0

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

I.4 Số điểm cực đại, cực tiểu:

I.4.a Số điểm cực đại trên đoạnO O :1 2

k là số bó sóng số bụng sóng số nút sóng k

II.5 Sĩng trên sợi dây một đầu là nút đầu kia là bụng: (2 1)

P(W): Cơng suất truyền sĩng (năng lượng dao động sĩng truyền sĩng trong 1s) S(m2): Diện tích

III.3 Độ to của âm: ∆ = −I I Imin; Imin: Ở ngưỡng nghe

Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

l

λλ

IV ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM

IV.1 Sóng âm, dao động âm:

IV.1.a Dao động âm:

+ Dao động âm là những dao động cơ học có f (16Hz đến 20KHz ) mà tai người có thể cảm nhận được + Sóng âm có f < 16Hz gọi là sóng hạ âm; sóng âm có > 20KHz gọi là sóng siêu âm.

IV.1.b Sóng âm là các sóng cơ học dọc lan truyền trong các môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí Không truyền được trong chân không

Chú ý: Dao động âm là dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của nguồn phát.

IV.2 Vận tốc truyền âm:

+ Vận tốc truyền âm trong môi trường rắn lớn hơn MT lỏng, MT lỏng lớn hơn MT khí

+ Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường

+ Trong một MT, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ và khối lượng riêng của MT

IV.3 Đặc trưng sinh lí của âm:

IV.3.a Nhạc âm: Nhạc âm là những âm có tần số hoàn toàn xác

định; nghe êm tai như tiếng đàn, tiếng hát, …

IV.3.b Tạp âm: Tạp âm là những âm không có tần số nhất định;

nghe khó chịu như tiếng máy nổ, tiếng chân đi, …

IV.3.c Độ cao của âm: Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí của âm

phụ thuộc vào đặc trưng vật lí của âm là tần số Âm cao có tần số lớn, âm trầm có tần số nhỏ.

IV.3.d Âm sắc: Âm sắc là đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có cùng độ cao, nó phụ thuộc vào biên độ và

tần số của âm.

IV.3.e Độ to: Độ to là đtrưng sinh lí của âm phụ thuộc vào đtrưng vật lí là mức cường độ âm và tần số

+ Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé nhất mà tai người nghe được, thay đổi theo f âm.

+ Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau (I >10 W/m( 2)ứng với

=130

L dB với mọi tần số).

Miền nghe được là giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau

Chú ý: Quá trình truyền sóng là quá trình truyền pha dao động, các phần tử vật chất dao động tại chỗ.

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chương 3: DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

I.1 Từ thơng: Φ =NBScos(ω ϕt+ )= Φ0cos(ω ϕt+ )(Wb)

I.2 Suất điện động tức thời: e=ωNBSsin(ω ϕt+ ) ( )V =E0sin(ω ϕt+ )e d '

I.3 Điện áp tức thời: u U= 0cos(ω ϕt+ u)

II DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

II.1 Cường độ dịng điện tức thời: i I= 0cos(ω ϕt+ i)(A)

II.2 Các giá trị hiệu dụng: = I0 = U0 = E0

II.5.b Độ lệch pha (u so với i):

: u sớm pha hơn i

: u trễ pha hơn i

uur uuur uuur uuur

Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận

0L

U uuuur

0C

U uuuur

0L

U uuuur

0C

U uuuur

0LC

U uuuuur

0AB

U uuuuur

0C

U uuuur I ur0U uuuuur0AB

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

II.6 Liên hệ giữa các điện áp hiệu dụng trong đoạn mạch thuần RLC nối tiếp:

III BÀI TOÁN CỰC TRỊ

III.1 Hiện tượng cộng hưởng:

2 2

III.2 Khi L, C không đổi R thay đổi:

Z Z

L m

L L

U U

Z Z

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

IV.1 Mạch điện đơn giản:

IV.1.a Nếu U cùng pha với i suy ra X chỉ chứa NB R0

IV.1.b Nếu U sớm pha với i gĩc NB

IV.2 a Mạch 1: Nếu U cùng pha với i suy ra X chỉ chứa AB L0

Nếu U và AN U tạo với nhau gĩc NB

suy ra X chỉ chứa R Vậy X chứa (0 R0, C0)

V SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

V.1 Dịng điện XC một pha, máy phát điện XC một pha:

V.1.a Suất điện động tức thời: e d '

f np np f

Chú ý: Một MPĐ cĩ 1cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n=50 vòng/s( )

; cĩ 10 cặp cực từ muốn phát ra với tần số 50Hz thì phải quay với tốc độ n=5 vòng/s( ) Số cặp cực

tăng lên bao nhiêu lần thì tốc độ quay giảm đi bấy nhiêu lần.

V.2 Dịng điện XC ba pha, máy phát điện XC ba pha:

Dịng điện XC ba pha là hệ thống gồm ba dịng điện XC, được tạo ra bỡi ba suất điện động XC cĩ cùng tần số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đơi một một gĩc 2

V.3 Máy biến thế, truyền tải điện năng:

V.3.a Máy biến thế:

♣ Biến đổi điện áp 1 1

Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây cĩ điện trở trong về cơng

thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số cơng suất, liên hệ giữa các điện áp hiệu dụng, …

======= 0o0 =======

Chương 4: DAO ĐỘNG VÀ SĨNG ĐIỆN TỪ

Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

I.1 Sự biến thiên điện tích trong mạch dao động: q Q= 0cos(ω ϕt+ )( )C

I.2 Sự biến thiên cường độ dịng điện trong mạch dao động: i dq q'

'''

1cos( ); với

Q q

I.4.e Pha ban đầu ϕ: Tìm ϕ bằng cách giải hệ phương trình ϕ

I.6 Năng lượng dao động điện từ: E E= C+E L

I.6.a Năng lượng điện trường:

2 2

Mạch dao động LC lí tưởng thực hiện dao động điện từ Khoảng thời gian,

giữa hai lần liên tiếp, năng lượng điện trường trên tụ điện bằng năng lượng

từ trường trong cuộn dây.

Khi năng lượng điện trường trên tụ bằng năng lượng từ trường trong cuộn

2

1W

Wđ = t = hay:

2

2QqC

Q2

12

1C

q2

1

0

2 0

q=± 0 trên trục Oq, tương ứng với 4 vị trí trên đường trịn, các vị trí này cách đều nhau bởi các cung

2

π

Q

0

22

−Q

4

π3

4

π

34

4

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Nghĩa là, sau hai lần liên tiếp W = W , pha dao động đã biến thiên được một lượng là đ t

4

T4

2

2 = π ↔

π

: Pha dao động biến thiên được 2π sau thời gian một chu kì T

Tĩm lại: cứ sau thời gian

4

T

năng lượng điện lại bằng năng lượng từ.

II ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SĨNG ĐIỆN TỪ

II.1 Bước sĩng: c cT v; c; : Chiết suất của môi trườngn

λ= = =

II.2 Điện từ trường: Điện trường và từ trường cĩ thể chuyển hĩa cho nhau, liên hệ mật thiết với nhau

Chúng là hai mặt của một trường thống nhất gọi là điện từ trường

II.3 Giả thuyết Maxwell:

II.3.a Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một điện trường xốy

II.3.b Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy

II.3.c Dịng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất hiện một từ trường xốy Điện trường này tương đương như một dịng điện gọi là dịng điện dịch

II.4 Sĩng điện từ: Sĩng điện từ là quá trình truyền đi trong khơng gian của điện từ trường biến thiên

tuần hồn theo thời gian

II.4.a Tính chất:

+ Sĩng điện từ truyền đi với vận tốc rất lớn ( v c≈ ).

+ Sĩng điện từ mang năng lượng

+ Sĩng điện từ truyền được trong mơi trường vật chất và trong chân khơng

+ Sĩng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, …

+ Sĩng điện từ là sĩng ngang

+ Sĩng điện từ truyền trong các mơi trường vật chất khác nhau cĩ vận tốc khác nhau

II.4.b Phân loại và đặc tính của sĩng điện từ:

II.5 Mạch chọn sĩng:

II.5.a Bước sĩng điện từ mà mạch cần chọn: λ =2πc LC c; =3.10 (m/s)8

II.5.b Một số đặc tính riêng của mạch DĐ:

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

SỰ TƯƠNG TỰ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ VÀ DAO ĐỘNG CƠ

======= 0o0 =======

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chương 5: SÓNG ÁNH SÁNG

I GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC

I.1 Khoảng vân: i x k 1 x i k; D

I.6.b Số vân tối: N s =2n+1

I.7 Dịch chuyển hệ vân giao thoa:

I.7.a Đặt bản mặt song song trên một đường truyền của tia sáng:

Trước khi có bản mặt song song; vân sáng trung tâm là: δ =S O S O2 − 1 =0

Khi có bản mặt song song có chiết suất n , bề dày e :

Chú ý: Vân sáng trung tâm sẽ dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển của nguồn.

I.8 Các thiết bị tạo vân giao thoa

I.8.1 Lưỡng Lăng kính Frexnen

+ Khoảng cách giữa hai khe: a = S1S2 = 2(n - 1).A.SI

+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = IO + SI

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

AS

S2

S1

A2

A1

ϕ

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

+ Bề rộng trường giao thoa: A1A2 = IO.2(n - 1).A

+ Góc lệch ϕ =A n.( −1)

I.8.2 Thấu kính Biê

+ Khoảng cách giữa hai khe: a = S1S2 = 1 2

+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = S’I

+ Bề rộng trường giao thoa: A1A2 = O O1 2 SI e.SI

OS = d

I.8.3 Gương Fresnen

1 2 2

⇒ = (d = SO; α là góc hợp bởi 2 gương)

+ Khoảng cách từ hai khe đến màn: D = HO + OI

+ Bề rộng trường giao thoa: A1A2 = 2α IO

II GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP)

II.3 Vị trí vân sáng bậc k 1 của bxạ λ1trùng với v trí vân sáng bậc k 2 của bxạ λ2: k1 1λ =k2 2λ

II.4 Vị trí vân sáng bậc k 1 của bxạ λ1trùng với v trí vân tối bậc k 2 của bxạ λ2: 1 1 ( 2 1) 2

III.1 Máy quang phổ:

III.1.a Định nghĩa: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau

III.1.b Cấu tạo:

+ Ống chuẩn trực là tạo ra chùm tia song song

+ Lăng kính để phân tích chùm sáng song song thành những thành phần đơn sắc song song khác nhau.+ Buồng ảnh là kính ảnh đặt tại tiêu điểm ảnh của thấu kính L để quan sát quang phổ 2

III.1.c Nguyên tắc hoạt động:

+ Chùm tia qua ống chuẩn trực là chùm tia song song đến lăng kính

+ Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành các thành phần đơn sắc song song

+ Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh được hội tụ trên kính ảnh

III.2 Quang phổ liên tục:

III.2.a Định nghĩa: Quang phổ liên tục là dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục của ánh sáng là dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím

III.2.b Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát ra quang phổ liên tục.III.2.c Đặc điểm, tính chất:

+ Quang phổ liên tục không phụ thuộc thành phần hóa học của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt của nguồn phát

A1

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

+ Ở nhiệt độ 500 C0 , các vật bắt đầu phát ra ánh sáng màu đỏ; ở nhiệt độ 2500Kđến 3000Kcác vật phát

ra quang phổ liên tục cĩ màu biến thiên từ đỏ đến tím Nhiệt độ của bề Mặt Trời khoảng 6000K, ánh sáng của Mặt Trời là ánh sáng trắng

III.3 Quang phổ vạch phát xạ:

III.3.a Đ nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm những vạch màu đơn sắc nằm trên nền tối

III.3.b Các chất khí hay hơi cĩ áp suất thấp bị kích thích phát ra.

phổ xuất hiện các vạch tối ở đúng vị trí các vạch vàng trong quang phổ vạch phát xạ của Natri.

III.4.c Điều kiện: Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục

III.4.d Hiện tượng đảo sắc: Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi cĩ khả năng phát ra những ASĐS nào thì nĩ cĩ khả năng hấp thụ những ASĐS đĩ

Chú ý: Quang phổ của Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ hấp thụ, Bề mặt của Mặt Trời

Vùng đỏ λ: 0, 640µm÷0, 760µm Tia gamma Dưới 10 − 12m Vùng cam λ : 0, 590µm÷0, 650µm Tia Rưentgen 10− 12m đến 10− 9m Vùng vàng λ : 0, 570µm÷0, 600µm Tia tử ngoại 10−9m đến 3,8.10−7m Vùng lục λ : 0, 500 µm÷ 0, 575 µm ASNT 3,8.10−7m đến 7,6.10−7m Vùng lam λ: 0, 450µm÷ 0, 510µm Tia hồng ngoại 7,6.10−7m đến 10−3m Vùng chàm λ : 0, 440µm÷0, 460µm Sĩng vơ tuyến 10−3m trở lên Vùng tím λ : 0,38µm÷0, 440µm

IV.1 Tia hồng ngoại:

Thành cơng chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm cịn lại là do lao động và khả năng vận

gồm các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục

ĐK phát

sinh

do các ch rắn, lỏng, khí cĩ p suất cao (cĩ tỉ khối lớn) bị nun nĩng phát ra

do chất khí hoặc hơi ở áp suất thấp phát ra

Chùm as trắng bay qua khí hoặc hơi

bị nun nĩng ở t 0 < t NStrắng0

Đặc

Điểm

+ Khơng phụ thuộc thành phần cấu tạo mà chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng

+ t 0 càng cao miền phát sáng càng

mở rộng về phía as cĩ bước sĩng ngắn.

+ Các ntố khác nhau thì quang phổ vạch khác nhau về: số lượng, vị trí, màu sắc, độ sáng vạch.

+ Mỗi ngtố cho qp vạch phát xạ riêng đặc trưng cho ngtố

+ HT đảo sắc: Khi bỏ nguồn as trắng thì các vạch tối trở thành các vạch màu.

+ Ngtố phát ra as đơn sắc nào thì cĩ khả năng hấp thụ as đĩ.

+ Mỗi ngtố cho qpvạch hấp thụ riêng đặc trưng cho ngtố

Ứng dụng xác định t 0 của nguồn sáng xđ các thành phần cấu tạo của

nguồn phát sáng

xđ các thành phần cấu tạo của nguồn phát sáng

19

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

IV.1.a Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng lớn hơn bước sóng cùa ánh sáng đỏ (λ>0,76 m( )µ ).

IV.1.b Nguồn phát sinh:

+ Các vật bị nung nóng dưới 500 C phát ra tia hồng ngoại.0

+ Có 50% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng hồng ngoại

+ Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn dây tóc Vonfram nóng sáng có công suất từ (250W−1000W )

IV.1.d Ứng dụng: Sấy khô sản phẩm, sưởi ấm, chụp ảnh hồng ngoại

IV.2 Tia tử ngoại:

IV.2.a Định nghĩa: Tia hồng ngoại là những bức xạ không nhìn thấy, có bước sóng nhỏ hơn bước sóng cùa ánh sáng tím (λ<0,38 m ( )µ )

IV.2.b Nguồn phát sinh:

+ Các vật bị nung nóng trên 3000 C phát ra tia tử ngoại.0

+ Có 9% năng lượng Mặt Trời thuộc về vùng tử ngoại

+ Nguồn phát tia tử ngoại là các đèn hơi thủy ngân phát ra tia tử ngoại

+ Gây ra một số phản ứng quang hóa, quang hợp

+ Gây hiệu ứng quang điện

+ Tác dụng sinh học: hủy hoại tế bào, giết chết vi khuẩn, …

+ Bị thủy tinh, nước hấp thụ rất mạnh Thạch anh gần như trong suốt đối với tia tử ngoại

IV.2.d Ứng dụng: Chụp ảnh; phát hiện các vết nứt, xước trên bề mặt sản phẩm; khử trùng; chữa bệnh …

IV.3 Tia Röentgen (Tia X):

IV.3.a Định nghĩa: Tia Röentgen là những bức xạ điện từ có bước sóng từ 10 m− 12 đến10 m− 8 (tia Röentgen cứng, tia Röentgen mềm)

IV.3.b Cách tạo tia Röentgen: Cho chùm tia catốt đập vào tấm kim loại có nguyên tử lượng lớn phát ra.IV.3.c Tính chất, tác dụng:

+ Khả năng đâm xuyên

+ Tác dụng mạnh lên kính ảnh

+ Làm ion hóa không khí

+ Làm phát quang nhiều chất

+ Gây ra hiện tượng quang điện

+ Tác dụng sinh lí: hủy diệt tế bào, diệt tế bào, diệt vi khuẩn, …

d Ứng dụng: Dò khuyết tật bên trong các sản phẩm, chụp điện, chiếu điện, chữa bệnh ung thư nông, đo liều lượng tia Röentgen, …

======= 0o0 =======

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chương 6: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

I THUYẾT LƯỢNG TỬ

I.1 Giả thuyết Plăng:

- Các nguyên tử hay phân tử vật chất hấp thụ hay bức xạ ánh sáng thành từng phần riêng biệt đứt quãng

- Mỗi phần đó mang một năng lượng hoàn toàn xác định gọi là lượng tử năng lượng: ε =hf = hc

λ .Trong đó: h=6,625.10−34Js: Haèng soá Planck

I.2 Nội dung thuyết lượng tử:

+ Chùm ánh sáng là chùm các hạt (photon);

+ Mỗi photon mang năng lượng hoàn toàn xác định, bằng lượng tử năng lượng (lượng tử ánh sáng).+ Cường độ chùm sáng tỉ lệ với số photon có trong chùm sáng

I.3 Các định luật quang điện:

I.3.a Định luật 1: Hiện tượng QĐ chỉ xảy ra khi bước sóng ASKT (λ) phải nhỏ hơn bằng giới hạn QĐ (λ0) của kim loại đó: λ λ≤ 0.

I.3.b Định luật 2: Cường độ DQĐ bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng KT: I qñ ~I askt

I.3.c Định luật 3: Động năng ban đầu cực đại của các electron QĐ chỉ phụ thuộc vào bước sóng ASKT

và bản chất của kim loại, không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích thích: 0 0

I.4 Phương trình Einstein:

I.4.a Giới hạn quang điện: 0 ; 1 1,6.10 19

Chú ý: Phương trình Einstein giải thích định luật 1; định luật 3; thuyết lượng tử giải thích định luật 2.

I.5 Điều kiện để triệt tiêu hoàn toàn dòng quang điện: I qñ = ⇔0 W0ñM =eU U h; h <0

I.6 Dòng QĐ bão hòa:

e

I n e n

e e

bh = ⇒ = (với n : số electron bứt ra trong 1s) e

I.7 Công suất bức xạ của nguồn:

ε

n

P = p ⇒ p = (với n : số photon đập vào trong 1s) p

I.8 Hiệu suất lượng tử: λ

P e

c h I n

ε

λε

II MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

II.1 Tiên đề Bohr:

II.1.a Tiên đề 1: Nguyên tử chỉ tồn tại ở những trạng thái có năng

lượng hoàn toàn xác định gọi là trạng thái dừng Ở trạng thái dừng

nguyên tử không bức xạ năng lượng.

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

II.1.b Tiên đề 2: Nguyên tử ở thái thái cĩ mức năng lượng E cao hơn khi chuyển về trạng thái dừng m

cĩ mức năng lượng E thấp hơn sẽ giải phĩng một năng lượng n mn mn m n

II.1.c Hệ quả: Ở những trạng thái dừng các electron trong nguyên tử chỉ chuyển động trên quỹ đạo cĩ

bán kính hồn tồn xác định gọi là quỹ đạo dừng: r n =n r2 0; với r0 =0,53A0

Chú ý: Trong nguyên tử Hiđrơ, trạng thái dừng là trạng thái cĩ mức năng lượng thấp nhất (ứng với

quỹ đạo K), các trạng thái cĩ mức năng lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích (thời gian tồn tại

8

10 s− )

Nguyên tử (electron) chỉ hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng giữa hai mức.

II.2 Năng lượng ở trạng thái dừng: E n 13,6 ( ); 2 eV E0 13,6 eV

với R H 1,09.10 m : Hằng số Ritber

II.4 Quang phổ nguyên tử Hiđrơ: Các electron ở trạng thái kích thích tồn tại khoảng 10 s− 8 nên giải phĩng năng lượng dưới dạng phơtơn để trở về các trạng thái cĩ mức năng lượng thấp hơn

II.4.a Dãy Lyman: Các electron chuyển từ trạng thái cĩ

mức năng lượng cao hơn về trạng thái cĩ mức năng lượng

ứng với quỹ đạo K (thuộc vùng tử ngoại)

II.4.b Dãy Balmer: Các electron chuyển từ trạng thái cĩ

mức năng lượng cao hơn về trạng thái cĩ mức năng lượng

ứng với quỹ đạo L (thuộc vùng tử ngoại và vùng ASNT)

II.4.c Dãy Paschen: Các electron chuyển từ trạng thái cĩ

mức năng lượng cao hơn về trạng thái cĩ mức năng lượng

ứng với quỹ đạo M (thuộc vùng hồng ngoại)

Chú ý: Bước sĩng càng ngắn năng lượng càng lớn.

Chú ý: + Khi làm bài tập thì đơn vị của các đại lượng

phải dùng trong hệ đơn vị SI.

+ Các đơn vị khác thường sử dụng trong dạng bài tập này là:

* Micrô met (µm): 1 m m = 10 m− 6 * Hằng số Plăng: h = 6,625.10− 34( )J.s

* Nanô met (nm): 1nm = 10 m− * Tốc độ ánh sáng: c = 3.108(m/s)

* Picô met (pm): 1pm = 10 m− 12 * K/lượng của electron: m 9,1.10 = − 31( )kg

* Ăngstrong (A ): 10 A = 0 10 m− 10 * Điện tích của electron: e= −1,6.10− 19C

*Electron vôn (eV): 1eV= 1,6 10 J− 19

III HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG

III.1 Hấp thụ ánh sáng:

Hấp thụ ánh sáng là hiện tượng mơi trường vật chất làm giảm cường độ của chùm sáng truyền qua nĩ

a Định luật về hấp thụ ánh sáng:

Cường độ của chùm sáng đơn sắc khi truyền mơi trường hấp thụ, giảm theo định luật hàm mũ của độ dài

đường truyền tia sáng: = −α d

M N O

L P

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

+ Vật trong suốt (vật không màu) là vật không hấp thụ ánh sáng trong miền nhìn thấy của quang phổ + Vật có màu đen là vật hấp thụ hoàn toàn AS trong miền nhìn thấy của quang phổ.

+ Vật trong suốt có màu là vật hấp thụ lọc lựa ánh sáng trong miền của quang phổ.

IV.1 Hiện tượng phát quang:

a Sự phát quang: Có một số chất ở thể rắn, lỏng, khí khi hấp thụ một năng lượng dưới dạng nào đó thì

có khả năng phát ra một bức xạ điện từ Nếu bức xạ đó có bước sóng nằm trong giới hạn của ASNT thì được gọi là sự phát quang

+ Đặc điểm

- Mỗi chất phát quang có một quang phổ đặc trưng riêng cho nó

- Sau khi ngừng kích thích, sự phát quang của một số chất còn được duy trì trong một khoảng thời gian nào đó

+ Thời gian phát quang là khoảng thời gian kể từ lúc ngừng kích thích cho đến lúc ngừng phát quang: Thời gian phát quang có thể kéo dài từ 10− 10( )s đến vài ngày.

+ Hiện tượng phát quang là hiện tượng khi vật hấp thụ ASKT có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác

b Các dạng phát quang:

+ Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian ngắn dưới 10 s , thường xảy ra với chất lỏng và khí.− 8( )

+ Lân quang là sự phát quang có thời gian dài trên 10 s , thường xảy ra với chất rắn.− 8

Chú ý: Thực tế trong khoảng 10− 8s t≤ ≤10− 6s không xđ được lân quang hay huỳnh quang.

+ Tia Laser là chùm sáng kết hợp, các photon trong chùm sáng có cùng tần số, cùng pha

+ Tia Laser là chùm sáng song song, có tính định hướng cao

+ Tia Laser có cường độ lớn I ~10 W/cm6 2

b Các loại Laser: Laser hồng ngọc, Laser thủy tinh pha nêođim, Lasre khí He – He, Laser CO , Laser 2

bán dẫn, …

c Ứng dụng:

+ Trong thông tin liên lạc: cáp quang, vô tuyến định vị, …

+ Trong y học: làm dao mổ, chữa một số bệnh ngoài da nhờ tác dụng nhiệt, …

+ Trong đầu đọc đĩa: CD, VCD, DVD, …

+ Trong công nghiệp: khoan, cắt, tôi, … với độ chính xác cao

======= 0o0 =======

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Chương 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

27

1,67262.10 prôtôn

1,6.10 được tạo nên từ

1,67493.10( - ) nơtrôn

0 : không mang điện

p p A

Z

n p

II.2 Hệ thức Einstein: E mc= 2; 1uc2 =931,5MeV ; 1MeV =1,6.10− 13J

II.3 Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:

II.3.a Năng lượng liên kết: ∆ = ∆E mc2

II.3.b Năng lượng liên kết riêng: E : tính cho một nuclôn

A

δ ∆=

Chú ý: Hạt nhân cĩ số khối trong khoảng từ 50 đến 70, năng lượng liên kết riêng của chúng cĩ giá trị

lớn nhất vào khoảng 8,8 MeV nu/

-®

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ơ trong bảng HTTH và số khối giảm 4 đơn vị

+ Phĩng xạ β - (- 01e

): AZX®-01e+ Z 1+AY

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ơ trong bảng tuần hồn và cĩ cùng số khối

Thực chất của phĩng xạ β- là một n biến thành một p, một hạt electrơn và một hạt nơtrinơ:

®

Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phĩng xạ β- là chùm các hạt electrơn (e-)

- Hạt nơtrinơ (v) khơng mang điện, khơng khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của

ánh sáng và hầu như khơng tương tác với vật chất

+ Phĩng xạ β + (+ 01e

): AZX®+01e+ Z 1-AY

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ơ trong bảng tuần hồn và cĩ cùng số khối

Thực chất của phĩng xạ β+ là một p biến thành một n, một hạt pơzitrơn và một hạt nơtrinơ:

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E1 chuyển xuống mức năng lượng E2 đồng thời phóng ra một phôtôn có năng lượng: 1 2

+ Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13J

+ Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị Cacbon): 1u = 1,66055.10-27kg = 931(MeV/c2)

+ Điện tích nguyên tố: |e| = 1,6.10-19C

+ Khối lượng prôtôn: mp = 1,0073u

+ Khối lượng nơtrôn: mn = 1,0087u

+ Khối lượng electrôn: me = 9,1.10-31kg = 0,0005u

0 t T

t 0

0 t T

0 t T

, Brnhiều hơn tia α .

c Tia γ : Có bước sóng ngắn λ <10− 11( )m , có năng lượng rất lớn, không bị lệch trong điện, từ trường

IV.2 Các định luật bảo toàn:

a Định luật bảo toàn điện tích: Z A +Z B =Z C +Z D

b Định luật bảo toàn số nuclon: A A+A B =A C +A D

c Định luật bảo toàn năng lượng: (E A+E ñA) (+ E B+E ñB) (= E C +E ñC) (+ E D+E ñD)

d Định luật bảo toàn động lượng: prA+prB = rp C+prD

IV.3 Các công thức liên hệ:

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

b Động lượng: p mvr = r hay p mv p= ; r ↑↑vr

c Liên hệ: p2 =2mEđ

IV.4 Năng lượng trong phản ứng hạt nhân:

- Khối lượng các hạt nhân trước phản ứng: M0 =m A+m B

- Khối lượng các hạt nhân sau phản ứng: M m= C +m D

a Phản ứng tỏa năng lượng: M0 >M: Năng lượng tỏa ra là: ∆ =E (M0−M c) 2 ≥0

b Phản ứng thu năng lượng: M0 <M : Năng lượng thu vào là: 2

cũng được ”

(Cổ nhân)

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

PHẦN 2

HƯỚNG DẪN PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TỰ LUẬN

VÀ TRẮC NGHIỆM THEO CHƯƠNG

Chương 1: DAO ĐỘNG CƠ HỌC DẠNG 1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC ĐIỂM TRONG DĐĐH

và VTCB của các dao động đó

Lời Giảia) Ta có: x=5.cos( ) 1πt + 1 5 ( ) 5sin( )

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

a= −Aω cos ωt+ϕ hoặca= −A .sin( ω2 ωt+ϕ) và F ph = −k x. .

+ Nếu đã xác định được li độ x, ta có thể xác định gia tốc, lực phục hồi theo biểu thức như sau:

2

a= −ω x và F ph = −k x = −m .ω2 x

Chú ý:

- Khi v> 0;a> 0;F ph> 0: Vận tốc, gia tốc, lực phục hồi cùng chiều với chiều dương Oxuuur

- Khi v<0;a<0;F ph <0: Vận tốc , gia tốc, lực phục hồi ngược chiều với chiều dương Oxuuur

Ta có: ' ( ) 5.2 (2 ) 10 (2 )

v x= =A cosω ωt+ϕ = π cos πt+π = π cos π t+π

a Thay t = 5(s) vào phương trình của x, v ta có: 5.sin(2 .5 ) 5.sin( ) 2,5( )

Dấu “ – “ chứng tỏ Lực phục hồi ngược chiều với chiều dương trục toạ độ

b Khi pha dao động là 1200 thay vào ta có:

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

- Li độ của vật sau khi dao động được 5(s) là: x=4.cos(4 .5) 4π = (cm)

- Vận tốc của vật sau khi dao động được 5(s) là: v x= = −' 4 .4.sin(4 .5) 0π π =

Bài 3 Phương trình của một vật DĐĐH có dạng: x=6.sin(100 .πt+π) Các đơn vị là x(m) và t(s)

- Xác định biên độ, tần số, vận tốc góc, chu kỳ của dao động

- Tính li độ và vận tốc của dao động khi pha dao động là -300

Bài 4 Một vật DĐĐH theo phương trình: 4.sin(10 )

4

(cm)

- Tìm chiều dài của quỹ đạo, chu kỳ, tần số

- Vào thời điểm t = 0, vật đang ở đâu và đang di chuyển theo chiều nào? Vận tốc bằng bao nhiêu?

kỳ dao động của m khi mắc m vào hệ lò xo trong hai trường hợp:

a Hai lò xo mắc nối tiếp

b Hai lò xo măc song song

Bài 2 Hai lò xo L1, L2 có cùng chiều dài tự nhiên Khi treo vật có m = 200g bằng lò xo L1 thì nó dao động với chu kỳ T1 = 0,3(s); khi treo vật m đó bằng lò xo L2 thì dao động với chu kỳ T2 = 0,4(s)

1 Nối hai lò xo trên với nhau thành một lò xo dài gấp đôi rồi treo vật m trên vào thì vật m sẽ dao động với chu kỳ bao nhiêu? Muốn chu kỳ dao động của vật '

1 2

1

2

T = T T+ thì phải thay đổi m bao nhiêu?

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

2 Nối hai lò xo với nhau bằng cả hai đầu để được một lò xo có cùng độ dài rồi treo vật m ở trên thì chu

kỳ dao động là bao nhiêu? Muốn chu kỳ T = 0,3(s) thì phải tăng hay giảm m vật bao nhiêu?

Bài 3 Một lò xo OA = l0 = 40cm, độ cứng k0 = 100(N/m) M là một điểm treo trên lò xo với OM = l0/4

1 Treo vào đầu A một vật có khối lượng m = 1kg làm nó dãn ra, các điểm A và M đến vị trí A’ và M’ Tính OA’ và OM’ Lấy g = 10(m/s2)

2 Cắt lò xo tại M thành hai lò xo Tính độ cứng tương ứng của mỗi đoạn lò xo

3 Cần phải treo vật m ở câu 1 vào điểm nào để nó dao động với chu kỳ T = 2

10

π s.

Bài 4 Khi gắn quả nặng m1 vào lò xo, nó dao động với chu kỳ T1 = 1,2s Khi gắn quả nặng m2 vào lò xo,

nó dao động với chu kỳ T2 = 1,6s Hỏi sau khi gắn đồng thời cả hai vật nặng m1 và m2 vào lò xo thì chúng dao động với chu kỳ bằng bao nhiêu?

DẠNG 4. VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DĐĐH

1 Phương pháp.

Phương trình dao động có dạng: x A cos= ( ωt+ϕ)hoặcx A= sin( ωt+ϕ)

1 Tìm biên độ dao động A: Dựa vào một trong các biểu thức sau:

Chú ý: - Trong thời gian t vật thực hiện n dao động, chu kỳ của dao động là: T t

n

=

- ω > 0; đơn vị: rad/s

3 Tìm pha ban đầu ϕ: Dựa vào điều kiện ban đầu (t = 0).

Giá trị của pha ban đầu (ϕ) phải thoả mãn 2 phương trình: 0

0

.sin

Bài 1 Một con lắc lò xo dao động với biên độ A = 5cm, chu kỳ T = 0,5s Viết phương trình dao động

của con lắc trong các trường hợp:

a t = 0, vật qua VTCB theo chiều dương

b t = 0, vật cách VTCB 5cm, theo chiều dương

c t = 0, vật cách VTCB 2,5cm, đang chuyển động theo chiều dương

Lời giảiPhương trình dao động có dạng: x A= sin( ωt+ϕ)

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

a) t = 0; 0

0

.sin

Bài 3 Một vật có khối lượng m = 100g được treo vào đầu dưới của một lò xo có độ cứng k = 100(N/m)

Đầu trên của lò xo gắn vào một điểm cố định Ban đầu vật được giữ sao cho lò xo không bị biến dạng Buông tay không vận tốc ban đầu cho vật dao động Viết phương trình dao động của vật

Lấy g = 10(m/s2); π ≈2 10

Lời giảiPhương trình dao động có dạng: x A= sin( ωt+ϕ) ⇒ 100 10

0,1

k m

Phương trình vận tốc: v = - A .sin( ω ωt+ϕ)

Phương trình gia tốc: a = - A.ω2.cos( ωt+ϕ)

Khi t = 0; thay các giá trị x, v, a vào 3 phương trình đó ta có:

x= − =A cos vϕ = −π = −Aω ϕ a=π = −ω Acosϕ

Lấy a chia cho x ta được: ω π= (rad s/ )

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Lấy v chia cho a ta được: 80 (100 )( )

3

DB

u cos t V (vì cosϕ < 0) ⇒ =A 2cm Vậy: 2.sin( 3. )

4

x= π t+ π

(cm)

Tương tự làm các bài 5, 6, 7, 8

Bài 5 Quả cầu k lượng m = 100g treo vào lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm, độ cứng k = 25(N/m)

a Tính chiều dài của lò xo tạo VTCB Lấy g = 10(m/s2)

b Kéo quả cầu xuống dưới, cách VTCB một đoạn 6cm rồi buông nhẹ ra cho nó dao động Tìm

chu kỳ dao động, tần số Lấy π ≈2 10

c Viết phương trình dao động của quả cầu chọn gốc thời gian là lúc buông vật; gốc toạ độ tại

VTCB, chiều dương hướng xuống

Bài 6 Một quả cầu khối lượng m = 500g treo vào lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 40cm

a Tìm chiều dài của lò xo tại VTCB, biết rằng lò xo trên khi treo vật m0 = 100g, lò xo dãn thêm 1cm Lấy g = 10(m/s2) Tính độ cứng của lò xo

b Kéo quả cầu xuống dưới cách VTCB 8cm rồi buông nhẹ cho dao động Viết phương trình dao động (Chọn gốc thời gian là lúc thả vật, chiều dương hướng xuống)

Bài 7 Vật có khối lượng m treo vào lò xo có độ cứng k = 5000(N/m) Kéo vật ra khỏi VTCB một đoạn

3cm rồi truyền vận tốc 200cm/s theo phương thẳng đứng thì vật dao động với chu kỳ

25

T = π s

a Tính khối lượng m của vật

b Viết phương trình chuyển động của vật Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí có li độ x = -2,5cm theo chiều dương

Bài 8: Cho con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng vật nặng có khối lượng m = 400g,

lò xo có độ cứng k, cơ năng toàn phần E = 25mJ Tại thời điểm t = 0, kéo vật xuống dưới VTCB để lò

xo dãn 2,6cm đồng thời truyền cho vật vận tốc 25cm/s hướng lên ngược chiều dương Ox (g = 10m/s2) Viết phương trình dao động?

DẠNG 5. TÌM CHIỀU DÀI CỦA LÒ XO TRONG QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG.

NĂNG LƯỢNG TRONG DĐĐH

1 Phương pháp.

1 Chiều dài:

+ Nếu con lắc lò xo đặt nằm ngang: lmax = l0 + A; lmin = l0 - A

+ Nếu con lắc lò xo đặt thẳng đứng: l max = + ∆ +l0 l A; lmin = + ∆ −l0 l A

E E= +E = k A = mω A =Const

2 Bài Tập.

Bài 1 Một vật khối lượng m = 500g treo vào lò xo thì dao động với tần số f = 4(Hz).

a) Tìm độ cứng của lò xo, lấy π ≈2 10

b) Biết lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 20cm và dao động với biên độ 4cm Tính chiều dài nhỏ nhất và lớn nhất của lò xo trong quá trình dao động Lấy g = 10(m/s2)

m

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

c) Thay vật m bằng m’ = 750g thì hệ dao động với tần số bao nhiêu?

Bài 2 Một quả cầu khối lượng m =1kg treo vào một lò xo có độ cứng k = 400(N/m) Quả cầu DĐĐH

với cơ năng E = 0,5(J) (theo phương thẳng đứng)

a) Tính chu kỳ và biên độ của dao động

b) Tính chiều dài cực tiểu và cực đại của lò xo trong quá trình dao động Biết l0 = 30cm

c Tính vận tốc của quả cầu ở thời điểm mà chiều dài của lò xo là 35cm Lấy g = 10(m/s2)

Bài 3 Một quả cầu khối lượng m = 500g gắn vào lò xo độ cứng k = 100(N/m) DĐĐH với biên độ 4cm

a Tính cơ năng của quả cầu dao động

b Tìm li độ, vận tốc của quả cầu tại một điểm, biết rằng nơi đó, động năng của quả cầu bằng thế năng

c Tính vận tốc cực đại của quả cầu

Bài 4 Một vật có khối lượng m = 500g treo vào một lò xo có độ cứng k = 50(N/m) Người ta kéo vật ra

khỏi VTCB đoạn 2(cm) rồi truyền cho nó một vận tốc ban đầu v0 = 20(cm/s) dọc theo phương của lò xo.a) Tính năng lượng dao động

b) Tính biên độ dao động

c) Vận tốc lớn nhất mà vật có được trong quá trình dao động

Bài 5 Môt con lắc lò xo có khối lượng m = 50g DĐĐH theo phương trình: 10sin 10

2

ππ

a Tìm biên độ, tần số góc, tần số, pha ban đầu của dao động

b Tìm năng lượng và độ cứng của lò xo

Bài 6 Một con lắc lò xo DĐĐH biết vật có khối lượng m = 200g, tần số f = 2Hz Lấy π ≈2 10, ở thời điểm t1 vật có li độ x1 = 4cm, thế năng của con lắc ở thời điểm t2 sau thời điểm t1 1,25s là:

+ Bước 1: Xem lực cần tìm là lực gì? Ví dụ hình bên: uuurF dh

+ Bước 2: Xét vật ở thời điểm t, vật có li độ x, áp dụng định luật 2 Newton ở dạng vô hướng, rồi rút ra lực cần tìm m a P F = − dh ⇒F dh = −P m a m g m x = − " (1)

+ Bước 3: Thay x" = −ω2.x vào (1) rồi biện luận lực cần tìm theo li độ x Ta có F dh =m g m + ω2 x

* F dh Max( ) =m g m + ω2 A khi x = +A (m)

* Muốn tìm giá trị nhỏ nhất của Fđh ta so sánh ∆l (độ biến dạng lò xo tại VTCB) và A (biên độ DĐ)

- Nếu l∆ < A ⇒F Min dh( )=m g m − ω2∆l khi x= −∆l

- Nếu ∆l > A ⇒F Min dh( )=m g m − ω2 A khi x = -A

2 Bài Tập.

Bài 1 Treo một vật nặng có khối lượng m = 100g vào đầu một lò xo có độ cứng k = 20(N/m) Đầu trên

của lò xo được giữ cố định Lấy g = 10(m/s2)

a Tìm độ dãn của lò xo khi vật ởVTCB

b Nâng vật đến vị trí lò xo không bị niến dạng rồi thẻ nhẹ cho vật dao động Bỏ qua mọi ma sát Chứng

tỏ vật m DĐĐH Viết phương trình dao động của vật Chon gốc thời gian là lúc thả

c Tìm giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của lực phục hồi và lưc đàn hồi của lò xo

Bài 2 Một lò xo được treo thẳng đứng, đầu trên của lò xo được giữ cố định, đầu dưới của lò xo treo vật

m = 100g Lò xo có k = 25(N/m) Kéo vật ra khỏi VTCB theo phương thẳng đứng và hướng xuống dưới

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc v0 =10 3π (cm/s) hướng lên Chọn gốc thời gian là lúc truyền vận tốc cho vật, gốc toạ độ là VTCB, chiều dương hướng xuống Lấy g = 10(m/s2) π ≈2 10

a Viết phương trình dao động

b Xác định thời điểm mà vật qua vị trí lò xo dãn 2cm lần đầu tiên

c Tìm độ lớn lực phục hồi như ở câu b

Bài 3 Cho một con lắc lò xo được bố trí như hình vẽ Lò xo có độ cứng k = 200(N/m);

vật có khối lượng m = 500g Lấy g =10(m/s2)

1 Từ VTCB ấn vật m xuống một đoạn x0 = 2,5cm theo phương thẳng đứng rồi thả nhẹ

cho vật dao động

a) Lập PT dao động

b) Tính lực tác dụng lớn nhất và nhỏ nhất mà lò xo nén lên mặt giá đỡ

2 Đặt lên m một gia trọng m0 = 100g Từ VTCB ấn hệ xuống một đoạn x0’ rồi thả nhẹ

a) Tính áp lực của m0 lên m khi lò xo không biến dạng

b) Để m0 nằm yên trên m thì biên độ dao động phải thoả mãn đ kiện gì? Suy ra giá trị của x0’

Bài 4 Một lò xo có độ cứng k = 40(N/m) được đặt thẳng đứng, phía trên có vật khối lượng m

= 400g Lò xo luôn giữ thẳng đứng

a Tính độ biến dạng của lò xo khi vật cân bằng Lấy g = 10(m/s2)

b Từ VTCB ấn vật xuống dưới đoạn x0 = 2cm rồi buông nhẹ Chứng tỏ vật m DĐĐH

c Tính chu kỳ dao động

d Tính lực tác dụng lớn nhất và nhỏ nhất mà lò xo nén lên sàn

DẠNG 7: XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM CỦA VẬT TRONG QUÁ TRÌNH DAO ĐỘNG

Bài 1 Một vật dao động với phương trình: 10.sin(2 )

2

x= πt+π

(cm) Tìm thời điểm vật đi qua vị trí có

li độ x = 5(cm) lần thứ hai theo chiều dương

Lời giảiCác thời điểm vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm được xác định bởi phương trình:

110.sin(2 ) 5 sin(2 )

(cm) Xác định thời điểm vật đi qua vị trí

có li độ x = - 5 2 (cm) lần thứ ba theo chiều âm

Lời giảiThời điểm vật ở vị trí có li độ x = - 5 2 (cm) ta có:

m0m

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

30 5

k

t= + (với k = 0, 1, 2, 3, 4, ) (2) + (1) ứng với các thời điểm vật đi qua vị trí x = 5cm theo chiều dương (v > 0).

2

, vật bắt đầu dao động từ vị trí biên dương Vật đi qua vị trí x = 5cm lần thứ nhất theo chiều âm, qua vị trí này lần 2 theo chiều dương Ta có ngay vật qua vị trí x = 5cm lần thứ 2008 theo chiều dương, trong số 2008 lần vật qua vị trí x = 5cm thì có 1004 lần vật qua vị trí đó theo chiều dương Vậy thời điểm vật qua vị trí x = 5cm lần thứ 2008 là:

Bài 4 Một vật DĐĐH có biên độ bằng 4(cm) và chu kỳ bằng 0,1(s)

a Viết phương trình dao động của vật khi chọn t = 0 là lúc vật đi qua VTCB theo chiều dương

b Tính khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có x1 = 2(cm) đến vị trí x2 = 4(cm)

Lời giảia) Phương trình dao động có dạng: x A= sin( ωt+ϕ)Trong đó: A = 4cm, 2 2 20 (rad/s)

b) Khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1 = 2(cm) đến vị trí x2 = 4(cm)

Thành công chỉ một phần trăm là do trí tuệ và chín chín phần trăm còn lại là do lao động và khả năng vận

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

3.20 60 s

Bài 5 Một vật DĐĐH theo phương trình: x=10.sin(10 )πt (cm) Xác định thời

điểm vận tốc của vật có độ lớn bằng nửa vận tốc cực đại lần thứ nhất, lần thứ hai

Lời Giải+ Từ phương trình x=10.sin(10 )πt (cm) ⇒ = =v x' 100 .πcos(10 )(cm/s)πt

Suy ra vận tốc cực đại là: v max = A.ω =10 10 100 (cm/s)π = π .

+ Khi t = 0, v > 0 vật bắt đầu chuyển động từ VTCB, theo chiều dương Lần thứ nhất vật chuyển động theo chiều dương và có độ lớn vận tốc bằng nửa vận tốc cực đại Lần thứ hai vật chuyển động ngược chiều dương

+ Khi vật chuyển động theo chiều dương, ta có: 100 (10 ) 1.100

⇒ = − + với k = 1, 2, 3, ứng với li độ của vật x=10.sin(10 )πt < 0 (2)

Do vật bắt đầu chuyển động từ VTCB theo chiều dương nên lần đầu tiên vận tốc của vật bằng nửa vận tốc cực đại ở thời điểm, 1 ( )

(10 )

22

x

α

ω

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

1

15 5

k

t

⇒ = − + (với k = 1, 2, 3, ; t > 0) ứng với li độ của vật x=10.sin(10 )πt < 0

Do vật bắt đầu chuyển động từ VTCB theo chiều dương nên lần thứ hai vận tốc của vật có độ lớn bằng nửa vận tốc cực đại ở thời điểm, 1 ( )

- Vật chuyển động theo chiều dương, thời điểm của vật được xác định như sau:

Vật bắt đầu chuyển động từ vị trí biên âm nên lần thứ 1 và lần thứ 2 vận tốc của vật bằng 25 2.π (cm/s)

ở các thời điểm tương ứng là:

DẠNG 8: XÁC ĐỊNH VẬN TỐC, GIA TỐC TẠI MỘT ĐIỂM TRÊN QUỸ ĐẠO

Bài 1 Một vật DĐĐH với chu kỳ ( )

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

rad s T

Bài 2 Một vật DĐĐH trên đoạn thẳng dài 10cm và thực hiện 50 dao động trong 78,5s Tìm vận tốc và

gia tốc của vật khi nó đi qua vị trí có toạ độ x = -3cm theo chiều hướng về VTCB

Lời giải+ Biên độ: A = 10 5

DẠNG 9: XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG ĐI SAU KHOẢNG THỜI GIAN ĐÃ CHO

Bài 1 Một chất điểm DĐĐH với phương trình: x=5.sin(2 )πt (cm) Xác định quãng đường vật đi được sau kh thời gian t(s) kể từ khi vật bắt đầu dao động trong các trường hợp sau:

t n T

t n T

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

b Trong khoảng thời gian t2 = 2,2s, số dao động vật thực hiện được là: 2 2, 2 5,5

Vậy quãng đường vật đi được sau khoảng thời gian t2 = 2s là: s = 5,5 4A = 5,5 4 10 = 220cm = 2,2 m

c Trong khoảng thời gian t3 = 2,5, số dao động vật thực hiện được là: 3 2,5 6, 25.

Bài 4 Một vật DĐĐH dọc theo trục Ox, xung quanh VTCB x = 0 Tần số dao động ω =4(rad s/ ) Tại một thời điểm nào đó, li độ của vật là x0 = 25cm và vận tốc của vật đó là v0 = 100cm/s Tìm li độ x và vận tốc của vật sau thời gian 3 2, 4( )

Bài 6 Một vật DĐĐH đi qua VTCB theo chiều dương ở thời điểm ban đầu Khi vật có li độ là 3(cm) thì

vận tốc của vật là 8π (cm/s), khi vật có li độ là 4(cm) thì vật có vận tốc là 6π(cm/s) Viết phương trình dao động của vật nói trên ĐS: x=5.sin(2 )π t cm

Nguyễn Trọng Thạch – Trường THPT Nghi Lộc 4 – ĐT 038 379 2777 – 094 404 8696

Trong đó A, ϕ được xác định theo công thức sau:

- Chú ý: + Có thể tìm phương trình dao động tổng hợp bằng PP lượng giác

+ Nếu hai dao động cùng pha: A = A1 + A2

+ Nếu hai dao động ngược pha: A = A1−A2 .

2 Bài Tập

Bài 1 Hai dao động có cùng phương, cùng tần số f = 50Hz, có biên độ A1 = 2a, A2 = a

Các pha ban đầu 1 ( ); 2 ( )

π

1 Viết phương trình của hai dao động đó

2 Tìm biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp Vẽ trên cùng một giản đồ các véc tơ uur uur urA A A1; ;2

.sin sintan

Bài 2 Cho hai dao động có phương trình: x1 =3sin(π ϕt+ 1);x2 =5sin(π ϕt+ 2)

Hãy xác định phương trình và vẽ giản đồ véc tơ của dao động tổng hợp trong các trường hợp sau:

1 Hai dao động cùng pha

2 Hai dao động ngược pha

3 Hai dao động lệch pha một góc

2

π(xác định pha ban đầu của dao động TH phụ thuộc vào ϕ ϕ1; 2)

Bài 3 Cho hai dao động cùng phương, cùng tấn số, có phương trình dao động là:

1 3sin( )( ); 2 4sin( )( )

x = ωt−π cm x = ωt+π cm

Tìm biên độ của dao động tổng hợp trên?

Bài 4 Hai dao động cơ điều hoà, cùng phương, cùng tần số góc ω =50rad s/ , có biên độ lần lượt là 6cm và 8cm, dao động thứ hai trễ pha hơn dao động thứ nhất là

2rad

π Xác định biên độ của dao động tổng hợp Từ đó suy ra dao động tổng hợp

DẠNG 11: HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG CƠ HỌC

1 Phương pháp

Hệ dao động có tần số dao động riêng là f0, nếu hệ chịu tác dụng của lực cưỡng bức biến thiên tuần hoàn với tần số f thì biên độ dao động của hệ lớn nhất khi: f0 = f

2 Bài Tập

Bài 1 Một chiếc xe gắn máy chạy trên một con đường lát gạch, cứ cách khoảng 9m trên đường lại có

một rãnh nhỏ Chu kì dao động riêng của khung xe máy trên lò xo giảm xóc là 1,5s Hỏi với vận tốc bằng bao nhiêu thì xe bị xóc mạnh nhất

Lời giải