Tóm tắt LT + PP giải Vật Lý 12

Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau.. Chu kì thời gian thực hiện một dao động toàn phần khoảng thời

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

CHỦ ĐỀ I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

Vấn đề 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

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 đứng yên)

2 Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật được lặp lại như cũ sau những khoảng thời gian

bằng nhau

3 Chu kì thời gian thực hiện một dao động toàn phần (khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần vật đi qua

một vị trí xác định với cùng chiều chuyển động)

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

5 Dao động điều hòa là dao động tuần hoàn được mô tả bằng một định luật dạng cosin (hay sin) theo thời gian

- là dao động có “biên độ” giảm dần theo thời gian; dao động tắt dần không có tính tuần hoàn; sự

tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn

- khi ma sát nhỏ, dao động tắt dần có thể coi gần đúng là tuần hoàn với tần số góc bằng tần số

góc riêng  0 của hệ

8 Dao động duy trì là dao động có được khi cung cấp thêm năng lượng bù lại sự tiêu hao do ma sát mà không làm

thay đổi tần số góc riêng của hệ

9 Dao động cưỡng bức

- là dao động được tạo ra dưới tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn FF c0 os t

- dao động cưỡng bức là điều hòa; có tần số góc bằng tần số góc  của ngoại lực; biên độ tỉ lệ

với F0 và phụ thuộc vào 

- khi  = 0 thì biên độ của dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại: ta có hiện tượng cộng hưởng

Đại lượng vật lí Kí hiệu (đơn

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

c Pha ban đầu (t=0)  (rad) Có giá trị tùy theo điều kiện ban đầu

x: độ dời vật thực hiện được trong

khoảng thời gian t

(tâm quay O):

OM = A Tốc độ góc = Tần số góc ()

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    2k  ): A  Amax  A1 A2

     : hai dao động ngược pha {hoặc    (2 k  1) }: A  Amin  A1 A2

 F kxma

: Luôn hướng về vị trí cân bằng

 Độ lớn: F = k|x| = m  2 |x|

 Lực kéo về đạt giá trị cực đại F max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x =  A)

 Lực kéo về có giá trị cực tiểu F min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0)

O



x

M

Fđh  k   l x ( chiều dương ra xa điểm treo)

* Khi con lắc nằm nghiêng 1 góc : 

k

mg l

3) Độ biến dạng của lò xo khi lò xo treo thẳng đứng

 Khi vật ở VTCB: k l   mg

mg l

 Chiều dài lò xo khi vật ở VTCB: lCB  l0  l

 Chiều dài lò xo khi vật ở biên trên: lmin  lCB  A

 Chiều dài lò xo khi vật ở biên dưới: lmax  lCB A

Ta luôn có trong quá trình vật dao động

1 1 1

k k

c) Con lắc lò xo ghép xung đối

Khi ghép xung đối công thức giống ghép song song

Lưu ý:

Khi giải các bài toán dạng này, nếu gặp trường hợp một lò xo có độ dài tự nhiên 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: k 0 l 0 = k 1 l 1 = k 2 l 2 =

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:

xA

-Anén

l

giãn O

x A-A

1m2A2sin2(t + ) = 1 2 1 2  

 Phương trình theo li độ góc α:   0cos(  t   ) ( rad )

 Theo li độ dài s: s  s0cos(  t   ) ( ) m

(với s=l.α và s 0 =l.α 0) Trong đó αo là biên độ góc ; S0 là biên độ dài

1 2

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 5) Lực căng dây

 Tại li độ α bất kì:   mg (3cos   2cos 0)

 Tại VTCB:   mg (3 2 cos  0) vì cos α=1

 Tại hai biên:   mg cos 0

6) Vận tốc con lắc:

 Tại li độ góc α bất kì: v   2 gl (cos   cos 0)

 Tại VTCB: vmax   2 gl (1 cos  0)

7) Các trường hợp đặc biệt

Chu kì con lắc đơn thay đổi theo độ cao, độ sâu, nhiệt độ

a) Gia tốc trọng trường ở độ cao h

R: bán kính trái Đất R=6400km

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

b) Gia tốc trọng trường ở độ sâu d

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

c) 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, l 0 : chiều dài ứng với nhiệt độ t, t 0

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

d) Chu kì của con lắc khi chịu tác động của một ngoại lực không đổi

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

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

r: khoảng cách giữa hai điện tích

 Lực điện trường: F=|q|E

 Lực đẩy Acsimet: FA= Vg

: khối lượng riêng của chất lỏng, khí (kg/m 3

) V: thể tích chất lỏng hoặc chất khí mà vật chiếm chỗ

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

 Lực quán tính: F qt   ma 

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

Lưu ý: + Chuyển động nhanh dần đều a   v 

(v 

có hướng chuyển động) + Chuyển động chậm dần đều a   v 

+ F qt  a 

: lực F qt

luôn luôn ngược hướng với gia tốca 

e) Xác định thời gian chạy sai của đồng hồ

Viết công thức tính chu kì của con lắc đồng hồ trong trường hợp chạy đúng (T1) và chạy sai (T2)

có chu kỳ T3; con lắc đơn chiều dài (l 1 - l 2 ) (l 1 >l 2) có chu kỳ T4 Thì ta có:

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

 

*** Việc ứng dụng đường tròn lượng giác còn thuận tiện trong việc viết phương trình chuyển động

Khi biết trước pha ban đầu của dao động chúng ta cũng có thể xác định được vị trí ban đầu của vật, rất thuận tiện trong việc giải quyết các bài toán có liên quan đến thời gian và quãng đường chuyển động của vật dao động

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 2) Tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian 0 < t < T/2

Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảng thời gian t quãng đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên

 Quãng đường lớn nhất khi vật quét được góc

từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin (hình 1)

 Quãng đường nhỏ nhất khi vật quét được góc

M1 đến M2 đối xứng qua trục cos (hình 2)

n quãng đường luôn là 2nA

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

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

S v

t



với Smax; Smin tính như trên

Vấn đề 6: CỘNG HƯỞNG – DAO ĐỘNG TẮT DẦN 1) Cộng hưởng

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

M

O P

2

1 M

M

P 2

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

CHỦ ĐỀ II: 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

vT f

   (m)

quãng đường sóng truyền đi trong một chu kì dao động

(khoảng cách gần nhau nhất của hai điểm trên phương truyền

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

4.Li độ của một điểm

M M

T x

x M : tọa độ của M trên phương truyền sóng

Dao động tại điểm chọn làm gốc:

 0 cos

O

Điều kiện để tại M có dao động: xM

t v



x M sẽ có giá trị âm nếu ta xét M nằm ở vị trí phía sau nguồn phát so với phương truyền sóng

5.Độ lệch pha của hai

điểm trên phương

d k k : 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 số chẵn lần nửa bước sóng)

d k k : 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 làm biên 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 và hiệu số pha

không đổi theo thời gian

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

a Hai nguồn S 1 , S 2 cùng pha b Hai nguồn S 1 , S 2 ngược pha

dao động tại điểm xét có biên độ cực tiểu

dao động tại điểm xét có biên độ cực tiểu

 Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồn S 1 S 2 :

1 2 1 2

S S S S n

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

* Đường trung trực của S 1 S 2 là vân cực đại

 Số vân giao thoa cực đại giữa hai nguồn S 1 S 2 :

   n  Z

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

* Đường trung trực của S 1 S 2 là vân cực tiểu

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

Đây là 2 công thức sử dụng trong mọi trường hợp với độ lệch pha của 2 sóng ban đầu là bất kì

Chú ý: Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d 1M ,

Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đường cần tìm

+ Khoảng cách giữa 2 điểm cực đại hoặc giữa 2 điểm cực tiểu trên đường thẳng nối 2 nguồn S1S2 là

2



Vấn đề 3: SÓNG DỪNG

Sóng dừng

- là sóng có những điểm nút (điểm đứng yên) và điểm bụng (điểm dao động với biên độ cực đại) cố định

trong không gian

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

 Trong các công thức trên k = số bó sóng nguyên

 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

2



Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

Vấn đề 4: SÓNG ÂM Sóng âm là những sóng cơ lan truyền trong môi trường rắn, lỏng, khí

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 (I)

năng lượng sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian W P

 I: cường độ âm (W/m 2

)

 I0 1012

 W/m 2 : cường độ âm chuẩn (cường độ âm nhỏ nhất mà tai người có thể nghe được ứng với L= 0dB)

 Cường độ âm cực đại mà tai người nghe được: I max =10W/m 2 (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 số của âm

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

 Khi cường độ âm tăng 10 n

lần thì cảm giác về độ to tăng n lần (L tăng 10.n dB)

 Sóng âm trong không khí có dạng hình cầu:

P: công suất của nguồn phát âm

R: Xem như khoảng cách từ nguồn tới điểm đang xét

 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

chỉ có thể phát ra những họa âm bậc lẻ (bậc 1, bậc 3… ứng với n=0,1,2 )

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

 Khoảng cách giữa một điểm nút và một điểm bụng kề nhau bằng

Hạ âm

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

CHỦ ĐỀ III: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Vấn đề 1: KHÁI QUÁT VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

0

cos 2 sin

2

i i

- Nếu pha ban đầu  i =0

hoặc  i =  thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều (2f-1) lần

 Các thết bị đo lường điện (ampe kế, vôn kế ) chỉ giá trị hiệu dụng của đại lượng cần đo Để đo cường độ dòng điện,

mắc ampe kế nối tiếp với mạch điện; mắc vôn kế song song với mạch điện để đo điện áp giữa hai đầu đoạn mạch

 E0  NBS     0

N: số vòng của cuộn dây

B: cảm ứng từ (T)

S: diện tích giới hạn bởi mặt phẳng khung dây (m2)

: tốc độ góc của khung dây (rad/s)

Vấn đề 2: ĐỊNH LUẬT OMH CHO CÁC ĐOẠN MẠCH ĐIỆN

1 Đoạn mạch RLC không phân nhánh (mắc nối tiếp)

 Xét đoạn mạch gồm có điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L (có

U

U   U  U  U

Giản đồ vectơ

U I Z

 Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua

3 Đoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L



 Cảm kháng: ZL = L=2fL đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều của cuộn cảm

 u L nhanh pha hơn i góc /2 (  = /2)

 Cuộn thuần cảm không cản trở dòng điện 1 chiều nhưng có tác dụng cản trở dòng điện xoay chiều: dòng điện xoay

chiều có tần số càng nhỏ (chu kì càng lớn) thì càng dễ qua cuộn cảm

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

Vấn đề 3: CÔNG SUẤT CỦA DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Công suất tức thời

Công suất phản kháng Ppk  UIsin 

- Đặc trưng cho sự trao đổi năng lượng giữa các bộ phận trong mạch điện

Điện năng tiêu thụ trên

Vấn đề 4: DẠNG TOÁN ĐẶC BIỆT VÀ BÀI TOÁN CỰC TRỊ

1 Tính thời gian trong sự biến thiên của dòng điện xoay chiều

 Thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ

Khi đặt điện áp u = U0cos(t + u) vào hai đầu bóng đèn, biết đèn chỉ sáng

 Khi tính thời gian hoặc các đại lượng có liên quan đến thời gian thì

tốt nhất là sử dụng giản đồ vectơ quay (dạng đường tròn)

2 Đoạn mạch RLC có R thay đổi

 Điều chỉnh R để Pmax: áp dụng bất đẳng thức Cô-si ta có

Lúc này ta có: 2

2 cos =  hay =   4

 Khi R= R1 hoặc R = R2 mà P có cùng giá trị

3 Đoạn mạch RLC có L thay đổi

 Khi 12

L

C



 thì mạch cộng hưởng I = Imax  URmax; Pmax và ULCmin = 0

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau

 Khi

C L

Tóm tắt LT + CT Vật Lý 12CB GV Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64

 Khi

4 2

RLM

U U



Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau

4 Đoạn mạch RLC có C thay đổi

 Khi 12

C

L



 thì mạch cộng hưởng I = Imax  URmax; Pmax và ULCmin = 0

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau

 Khi

L C

RCM

U U

  thì IMax  URmax; PMax còn ULCMin (Cộng hưởng)

Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau

 Với  = 1 hoặc  = 2 mà I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi

Vấn đề 5: SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG

1 Máy phát điện xoay chiều

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

 Hai bộ phận chính:

o Phần ứng: gồm các cuộn dây trong đó suất hiện suất điện động

o Phần cảm: tạo ra từ trường, thường là nam châm điện

o Một trong hai phần đặt cố định (Stato), phần còn lại quay (Rôto)

 Tần số dòng điện xoay chiều do máy phát ra:

o Máy có rôto là phần ứng: f = n (Hz)

n (vòng/s) là tốc độ quay đều của rôto

o Máy có rôto là phần cảm: f = np (Hz)

p là số cặp cực từ của rôto

2 Dòng điện xoay chiều ba pha

 Dòng điện xoay chiều ba pha là là hệ thống ba dòng điện xoay chiều, gây bởi ba suất điện động xoay chiều có cùng tần

số, cùng biên độ nhưng lệch pha nhau từng đôi một là 2/3

(Không dây trung hòa nên tải tiêu thụ đối xứng)

- Ud: điện áp giữa hai dây pha

- Up: điện áp giữa hai đầu mỗi cuộn dây

- Nếu các tải đối xứng thì dòng điện trong dây trung hòa bằng không

 Ưu điểm của dòng điện xoay chiều 3 pha: Công suất lớn, ít tốn kém, ít hao phí khi truyền tải, công suất ổn định

3 Máy biến áp Truyền tải điện năng

 Máy biến áp là thiết bị làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi điện áp xoay chiều (tăng hoặc

giảm) mà không làm thay đổi tần số của nó

 Công thức: (bỏ qua sự mất mát từ thông và điện trở các cuộn dây)

N1: số vòng dây của cuộn sơ cấp (nối với nguồn điện xoay chiều)

N2: số vòng dây của cuộn thứ cấp (nối với tải tiêu thụ)

P : công suất truyền đi ở nơi cung cấp

U : điện áp ở nơi cung cấp

cos: là hệ số công suất của dây tải điện

l

R

S



 là điện trở tổng cộng của dây tải điện (chú ý: dẫn điện bằng 2 dây)

 Độ giảm điện áp trên đường dây tải điện: U = IR

 Hiệu suất tải điện: H  P   P 100%

P