Trạng thái chuyển động được xác định bởi vị trí và chiều chuyển động.+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsinhay sin của thời gian.. GV: LÊ QUỐC KHOA – LUY
Trang 1GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ
I DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ
1 Lý thuyết
+ Dao động cơ là chuyển động lặp đi lặp lại của một vật quanh một vị trí đặcbiệt gọi là vị trí cân bằng Vị trí cân bằng thường là vị trí của vật khi đứngyên
+ Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đượclặp lại như cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kì dao độngT) Trạng thái chuyển động được xác định bởi vị trí và chiều chuyển động.+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin(hay sin) của thời gian
+ Phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ), trong đó:
x là li độ hay độ dời của vật khỏi vị trí cân bằng; đơn vị cm, m;
A là biên độ dao động, luôn dương; đơn vị cm, m;
là tần số góc của dao động, luôn dương; đơn vị rad/s;
(t + ) là pha của dao động tại thời điểm t; đơn vị rad;
là pha ban đầu của dao động, có thể dương, âm hoặc bằng 0; đơn vị rad.+ Điểm P dao động điều hòa trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi
là hình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính là đoạnthẳng đó
+ Chu kì T của dao động điều hòa là khoảng thời gian để thực hiện một daođộng toàn phần; đơn vị giây (s)
+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện đượctrong một giây; đơn vị héc (Hz)
Véc tơ v
�
luôn hướng theo chiều chuyển động; khi vật chuyển động theochiều dương thì v > 0; khi vật chuyển động ngược chiều dương thì v < 0.+ Gia tốc là đạo hàm bậc nhất của vận tốc (đạo hàm bậc hai của li độ) theothời gian: a = v' = x’’ = - 2Acos(t + ) = - 2x
Trang 2GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Li độ x, vận tốc v, gia tốc a biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng v sớmpha 2
so với x, a ngược pha so với x
+ Khi đi từ vị trí cân bằng ra biên: |v| giảm; |a| tăng; v
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): |v| = vmax = A; a = 0
+ Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ, vận tốc và gia tốc của vật daođộng điều hòa theo thời gian là một đường hình sin
+ Quỹ đạo chuyển động của vật dao động điều hòa là một đoạn thẳng
2 Công thức
+ Li độ: x = Acos(t + )
+ Vận tốc: v = x’ = - Asin(t + ) = Acos(t + + 2
)
v
=
2 4
a
+
2 2
v
+ Những cặp lệch pha nhau 2
(x và v hay v và a) sẽ thỏa mãn công thứcelip:
về phía vị trí cân bằng
Fhp max = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = A);
Fhp min = 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng
+ Trong một chu kì, vật dao động điều hòa đi được quãng đường 4A Trongnữa chu kì, vật đi được quãng đường 2A Trong một phần tư chu kì, tính từbiên hoặc vị trí cân bằng thì vật đi được quãng đường bằng A, nhưng tính từcác vị trí khác thì vật đi được quãng đường A
Trang 3GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Quãng đường lớn nhất; nhỏ nhất vật dao động điều hòa đi được trongkhoảng thời gian 0 < t < 2
3
Trang 4GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
* Vòng tròn lượng giác dùng để giải một số câu trắc nghiệm về dao động điều hòa
+ Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí x1 đến vị trí x2:
Dùng vòng tròn lượng giác: t =
s t
Tính: t2 – t1 = nT + t; dựa vào góc quét = t. trên đường tròn lượnggiác để tính St; sau đó tính S = n.4A + St
+ Đồ thị của dao động điều hòa:
* Đồ thị li độ - thời gian:
- Biên độ A: đó là giá trị cực đại của x theo trục Ox
- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà x = 0 hoặc
|x| = A là 2
T
từ đó suy ra T
Cũng có thể dựa vào vòng tròn lượng giác và giá trị của x vào các thời điểm
t = 0 và thời điểm t đã cho trên độ thị để tính T
Trang 5GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
23
; x0 =2
- Vận tốc cực đại vmax: đó là giá trị cực đại của v theo trục Ov
- Chu kì T: khoảng thời gian giữa hai thời điểm gần nhau nhất mà v = 0 hoặc
|v| = vmax là 2
T
từ đó suy ra T
Cũng có thể dựa vào vòng tròn lượng giác và giá trị của v vào các thời điểm
t = 0 và thời điểm t đã cho trên độ thị để tính T
5
Trang 6GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
- Gia tốc cực đại: amax = 2A
Trên đồ thị như hình vẽ là đồ thị vận tốc – thời gian của hai dao động điềuhòa:
SHIFT CALC = và chờ … ra kết quả.
Nếu phương trình có nhiều nghiệm thì bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện
Solve for X; nhập một con số nào đó chẳng hạn -1 hoặc 1 rồi bấm =; máy sẽ
hiện nghiệm khác (nếu có)
Lưu ý: Phương trình bậc 2 thường có 2 nghiệm; phương trình bậc 3 thường
có 3 nghiệm Nếu sau khi bấm tiếp SHIFT CALC máy hiện Solve for X; nhập từng con số khác nhau rồi bấm = máy sẽ hiện các nghiệm khác nhau.
Nếu nhập các con số khác nhau mà máy đều hiện ra một con số như nhau thìphương trình chỉ có một nghiệm
* Viết phương trình dao động điều hòa nhờ máy tính fx-570ES khi biết x 0
và v 0 :
Trang 7GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
Bấm máy: MODE 2 (để diễn phức), SHIFT MODE 4 (để dùng đơn vị góc
Trang 8GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
II CON LẮC LÒ XO
1 Lý thuyết
+ Con lắc lò xo gồm một lò xo có khối lượng không đáng kể, có độ cứng kmột đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng kích thước không đáng kể, cókhối lượng m
+ Phương trình dao động: x = Acos(t + ); với =
+ Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động
+ Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát
+ Wđ = Wt khi x =
22
A
; thời gian giữa 2 lần liên tiếp để Wđ = Wt là 4
T
+ Li độ, vận tốc, gia tốc, lực kéo về biến thiên điều hòa cùng tần số
+ Thế năng, động năng của vật dao động điều hòa biến thiên tuần hoàn cùngtần số và tần số đó lớn gấp đôi tần số của li độ, vận tốc, gia tốc
+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ; Wt
+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ; Wt
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
+ Tại vị trí biên (x = A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W
k m
Trang 9GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
9
Trang 10GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Khi k không đổi, m thay đổi:
k m
T
.+ Cơ năng: W = Wt + Wđ =
d t
A x
t x A
Trang 11GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Lực đàn hồi của lò xo: F = k(l – l0) = kl
+ Con lắc lò xo treo thẳng đứng: l0 =
mg
k ; = 0
g l
.
Chiều dài cực đại của lò xo: lmax = l0 + l0 + A
Chiều dài cực tiểu của lò xo: lmin = l0 + l0 – A
Chiều dài lò xo ở li độ x:
l = l0 + l0 + x nếu chiều dương hướng xuống;
l = l0 + l0 - x nếu chiều dương hướng lên
Lực đàn hồi cực đại: Fmax = k(A + l0)
Lực đàn hồi cực tiểu: A l0: Fmin = 0; A < l0: Fmin = k(l0 – A)
Độ lớn của lực đàn hồi tại vị trí có li độ x:
Fđh= k|l0 + x| nếu chiều dương hướng xuống
Fđh = k|l0 - x| nếu chiều dương hướng lên
Thời gian lò xo nén, giãn:
- Nếu A l0 thì trong quá trình dao động lò xo luôn bị giãn
- Nếu A > l0 thì trong một chu kì thời gian bị nén là: tnén =
2
cos-1(
0
l A
).Trong 1 chu kì nếu:
- Thời gian lò xo bị giãn bằng 2 lần lò xo bị nén thì l0 = A - 2
11
Trang 12GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Hai lò xo ghép nối tiếp: k =
+ Con lắc đơn gồm một sợi dây có khối lượng không đáng kể, không dãn,
chiều dài l, một đầu được gắn cố định, đầu kia được gắn vật nặng có kích
thước không đáng kể và có khối lượng m
+ Phương trình dao động của con lắc đơn khi sin (rad):
s = S0cos(t + ) hoặc = 0cos(t + )
4 l T
.+ Khi con lắc đơn dao động điều hòa có sự chuyển hóa qua lại giữa độngnăng và thế năng nhưng tổng của chúng tức là cơ năng sẽ được bảo toàn nếu
bỏ qua ma sát
+ Ở vị trí cân bằng vật nặng có tốc độ cực đại và có gia tốc bằng 0
+ Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên: |v| ; |a| ; Wđ ; Wt .+ Ở vị trí biên vật nặng có vận tốc bằng 0; gia tốc có độ lớn đạt cực đại.+ Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng: |v| ; |a| ; Wđ ; Wt + Tại vị trí cân bằng (α = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W
+ Tại vị trí biên (α = α0): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W
2 Công thức
+ Phương trình dao động: s = S0cos(t + ) hay = 0cos(t + );
với s = l; S0 = 0l; ( và 0 sử dụng đơn vị đo là rad)
Trang 13GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Vận tốc khi đi qua vị trí có li độ góc : v = 2 (gl coscos0).
Vận tốc khi đi qua vị trí cân bằng: |v| = vmax = 2 (1gl cos0) .
Nếu 0 100: v =
2 2 0
2
).+ Chu kỳ của con lắc đơn thay đổi theo độ cao, độ sâu so với mặt đất:
- Ở độ cao h: Th = T(1 +
h
R ); ở độ sâu d: Td = (1 +
12
'
T T
.+ Con lắc đơn chịu thêm các lực ngoài trọng lực: 'P� = P�+ F�
Gia tốc rơi tự do biểu kiến:
Trang 14GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Chu kì của con lắc đơn treo trong thang máy:
Thang máy đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều: T = 2
+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
+ Nguyên nhân: Do ma sát, do lực cản của môi trường làm cơ năng giảm nênbiên độ giảm
+ Biên độ của dao động giảm càng nhanh khi lực cản của môi trường cànglớn
+ Trong quá trình vật dao động tắt dần chu kỳ, tần số của dao động khôngthay đổi
Các thiết bị đóng cửa tự động hay bộ phận giảm xóc của ôtô, xe máy, … lànhững ứng dụng của dao động tắt dần
+ Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuầnhoàn F = F0cos(t + )
+ Đặc điểm: Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằngtần số f của lực cưỡng bức Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vàobiên độ của lực cưỡng bức, vào lực cản trong hệ dao động và vào sự chênhlệch giữa tần số cưỡng bức f và tần số riêng f0 của hệ Biên độ của lực cưỡng
Trang 15GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
bức càng lớn, lực cản càng nhỏ và sự chênh lệch giữa f và f0 càng ít thì biên
độ của dao động cưỡng bức càng lớn
+ Dao động duy trì là dao động có biên độ không đổi, có tần số bằng tần sốriêng (f0) của hệ dao động
+ Đặc điểm: Dao động duy trì có biên độ không đổi và dao động với tần sốriêng của hệ; biên độ không đổi là do trong mỗi chu kỳ đã bổ sung nănglượng đúng bằng phần năng lượng hệ tiêu hao do ma sát
+ Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăngnhanh đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần sốriêng f0 của hệ dao động
+ Điều kiện cộng hưởng: f = f0
+ Đặc điểm: Khi lực cản nhỏ thì sự cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn),khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù)
; đó cũng là khoảng cách giữa
vị trí cân bằng mới so với vị trí cân bằng cũ
Độ giảm biên độ sau mỗi chu kì: A =
Thời gian chuyển động: t = N.T
+ Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi f = f0 hay = 0 hoặc T = T0
V TỔNG HỢP DAO ĐỘNG
1 Lý thuyết
+ Mỗi dao động điều hòa được biểu diễn bằng một véc tơ quay Véc tơ này
có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox, có độ dài bằng biên độ dao động A và hợpvới trục Ox một góc bằng pha ban đầu
15
Trang 16GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Phương pháp giãn đồ Fre-nen: lần lượt vẽ hai véc tơ quay biểu diễn haidao động thành phần, sau đó vẽ véc tơ tổng của hai véc tơ trên Véc tơ tổng
là véc tơ quay biểu diễn dao động tổng hợp
+ Công thức tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp:
Khi x1 và x2 cùng pha (2 - 1 = 2kπ) thì A = A1 + A2 (cực đại)
Khi x1 và x2 ngược pha (2 - 1 = (2k + 1)π) thì A = |A1 - A2| (cực tiểu).Khi x1 và x2 vuông pha (2 - 1 = (2k + 1) 2
) thì A =
+ Nếu: x1 = A1cos(t + 1) và x2 = A2cos(t + 2) thì:
x = x1 + x2 = Acos(t + ); với A và được xác định bởi:
Hai dao động cùng pha (2 - 1 = 2k): A = A1 + A2
Hai dao động ngược pha (2 - 1) = (2k + 1)): A = |A1 - A2|
Hai dao động vuông pha (2 - 1) = (2k + 1) 2
): A =
2 2
1 2
A A .
Với độ lệch pha bất kỳ: |A1 - A2 | A A1 + A2
* Dùng máy tính fx-570ES giải bài toán tổng hợp dao động:
+ Thao tác trên máy: bấm SHIFT MODE 4 (trên màn hình xuất hiện chữ
R để dùng đơn vị góc là rad); bấm MODE 2 (để diễn phức); nhập A 1; bấm
SHIFT (-) (trên màn hình xuất hiện dấu để nhập góc); nhập 1 ; bấm +; nhập A 2 ; bấm SHIFT (-); nhập 2 ; bấm =; bấm SHIFT 2 3 =; màn hình hiễn thị A .
+ Tìm dao động thành phần thứ hai x2 khi biết x và x1: x2 = x – x1 Thực hiệnphép trừ số phức: A - A1 1 A2 2
+ Trường hợp tổng hợp nhiều dao động: x = x1 + x2 + + xn Thực hiện phépcộng nhiều số phức: A1 1 + A2 2 + + An n A
+ Tìm khoảng cách lớn nhất giữa hai vật dao động:
Thực hiện việc trừ các số phức: A2 2 - A1 1 A
Nhập: A2 2 - A1 1 =; bấm tiếp SHIFT 2 3; hiển thị: A ; khoảng
cách lớn nhất giữa hai vật dao động là A
Trang 17GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
I SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
1 Lý thuyết
+ Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất
+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theophương vuông góc với phương truyền sóng
Sóng ngang chỉ truyền được trên mặt nước và trong chất rắn
+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theophương trùng với phương truyền sóng
Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn
Sóng cơ (cả sóng dọc và sóng ngang) không truyền được trong chân không.+ Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: vrắn > vlỏng > vkhí
+ Khi truyền từ môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóngthay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thìkhông thay đổi
+ Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môitrường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng
+ Bước sóng : là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhau nhất trênphương truyền sóng dao động cùng pha Bước sóng cũng là quãng đường màsóng truyền đi được trong một chu kỳ: = vT =
+ Độ lệch pha của hai dao động giữa hai điểm cách nhau một khoảng d trênphương truyền sóng là: =
2 d
.
17
Trang 18GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
Khi d = k (k N) thì hai dao động cùng pha
Bấm MODE 7 màn hình xuất hiện f(X) =
Nhập hàm số vào máy tính (nhập biến số X vào biểu thức: bấm ALPHA )), nhập xong bấm =; màn hình xuất hiện Start (số đầu), nhập số đầu tiên của biến (thường là 0 hoặc 1), bấm =; màn hình xuất hiện End (số cuối), nhập số cuối của biến, bấm =; màn hình xuất hiện Step (bước nhảy) nếu k Z thì nhập bước nhảy
là 1, bấm =; màn hình xuất hiện bảng các giá trị của f(X) theo X, dùng các phím
+ Hai sóng do hai nguồn kết hợp phát ra là hai sóng kết hợp
+ Giao thoa sóng là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong khônggian, trong đó có những vị trí biên độ sóng tổng hợp được tăng cường hoặc
+ Nếu phương trình sóng tại hai nguồn S1; S2 là: u1 = Acos(t + 1);
u2 = Acos(t + 2) thì phương trình sóng tại M (tổng hợp hai sóng từ S1 và S2
truyền tới) là (với S1M = d1; S2M = d2) là:
Trang 19GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Biên độ dao động tổng hợp tại M: AM = 2A|cos(
Cực tiểu:
Trang 20GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ ngược pha với sóngtới và triệt tiêu lẫn nhau (ở đó có nút sóng)
+ Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới
và tăng cường lẫn nhau (ở đó có bụng sóng)
+ Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giaothoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng
+ Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một sốđiểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng
+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là 2
.+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề của sóng dừng là 4
.+ Hai điểm đối xứng qua bụng sóng luôn dao động cùng biên độ và cùngpha Hai điểm đối xứng qua nút sóng luôn dao động cùng biên độ và ngượcpha
+ Các điểm nằm trên cùng một bó sóng thì dao động cùng pha Các điểmnằm trên hai bó sóng liền kề thì dao động ngược pha
+ Các điểm nằm trên các bó cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha,các điểm nằm trên các bó lẻ thì dao động ngược pha với các điểm nằm trên
.+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách nút sóng (hay đầu cố định)một khoảng d (với A là biên độ sóng tại nguồn; 2A là biên độ dao động tạibụng sóng): AM = 2A|cos(2π
d
+ 2
)|
+ Biên độ dao động của điểm M trên dây cách bụng sóng (hay đầu tự do)một khoảng d (với A là biên độ sóng tại nguồn): AM = 2A|cos2π
Trang 21GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có chiều dài l với:
Hai đầu là hai nút: l = n 2
+ Tần số của âm phát ra bằng tần số dao động của nguồn âm
+ Sóng âm truyền được trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí)
+ Âm không truyền được trong chân không
+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định
+ Trong chất lỏng và chất khí thì sóng âm là sóng dọc
+ Trong chất rắn thì sóng âm có thể là sóng dọc hoặc sóng ngang
+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16 Hz đến 20000 Hz
+ Âm có tần số dưới 16 Hz gọi là hạ âm; trên 20000 Hz gọi là siêu âm + Về phương diện vật lí, âm được đặc trưng bằng tần số của âm, cường độ
âm (hoặc mức cường độ âm) và đồ thị dao động của âm
+ Ba đặc trưng sinh lí của âm là: độ cao, độ to và âm sắc
+ Độ cao của âm là đặc trưng liên quan đến tần số của âm
+ Độ to của âm là đặc trưng liên quan đến mức cường độ âm L
+ Âm sắc là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ cácnguồn khác nhau (âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm)
2 Công thức
21
Trang 22GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Mức cường độ âm: L = lg 0
I I
; cường độ âm chuẩn: I0 = 10-12 W/m2.+ Cường độ âm tại điểm cách nguồn âm một khoảng d: I = 4 2
P d
+ Trong một quãng tám gồm các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, sol, la, xi, đô thì
nốt mi và nốt pha, nốt xi và nốt đô cách nhau nữa cung còn các nốt liền kềnhau khác cách nhau một cung Hai nốt nhạc cách nhau nữa cung thì có:
cường độ âm): lga = b a = 10b; lg(a.b) = lga + lgb; lg
a
b = lga – lgb.
Trang 23GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
I ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
1 Lý thuyết
+ Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theothời gian
+ Biểu thức của i và u: i = I0cos(t + i); u = U0cos(t + u)
Trong một giây dòng điện xoay chiều đổi chiều 2f lần (f tính ra Hz)
+ Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều:
- Các giá trị tức thời, cực đại, hiệu dụng của i, u, e
- Tần số góc, tần số, chu kì, pha và pha ban đầu
+ Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều Máyphát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
+ Để đo các giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều người ta dùng cácdụng cụ đo hoạt động dựa vào tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều
+ Suất điện động cực đại trong khung dây (có N vòng dây) của máy phátđiện:
* Tìm điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch nhờ máy tính fx-570ES:
Biểu thức điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch u = U0cos(t + ) Tại thời điểm t1, điện áp có giá trị u1 Tính u2 tại thời điểm t2 = t1 + t
Góc quay (tính ra rad) trong thời gian t: = .t
u2 = U0cos((t1+ Δt) + ) = U0cos(t1+ ) + ωΔt) = U0cos((t1+ ) + Δφ)
23
Trang 24GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
Chọn đơn vị đo góc là rad: Bấm: MODE 1 (để tính toán chung) SHIFT
MODE 4 (để dùng đơn vị góc là rad) Nhập u2 = U0cos( SHIFT cos (
1
u
A ) +
.t)
Dấu đặt trước SHIFT: dấu (+) nếu u1 đang giảm; dấu (-) nếu u1 đang tăng
* Áp dụng tương tự cho việc tìm cường độ dòng điện tức thời.
II CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU
Giữa hai đầu điện trở thuần: uR = RI0cos(t + i)
Giữa hai đầu cuộn cảm thuần: uL = LI0cos(t + i + 2
)
Giữa hai bản của tụ điện: uC =
0
I C
cos(t + i - 2
)
Trang 25GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Đoạn mạch chỉ có L hoặc C hoặc có cả L và C (không có R):
* Phương pháp chuẩn hóa gán số liệu:
Bản chất của phương pháp “chuẩn hóa gán số liệu” là dựa trên việc thiết lập
tỉ lệ giữa các đại lượng vật lý (thông thường là các đại lượng cùng đơn vị),theo đó đại lượng này sẽ tỉ lệ theo đại lượng kia với một hệ số tỉ lệ nào đó, nógiúp ta có thể gán số liệu đại lượng này theo đại lượng kia và ngược lại Dấu hiệu nhận biết để áp dụng phương pháp này là bài ra sẽ cho biết các tỉ lệgiữa các đại lượng cùng đơn vị; hoặc là biểu thức liên hệ giữa các đại lượng ấyvới nhau có dạng tỉ số Sau khi nhận biết, xác định được “đại lượng cần chuẩnhóa” thì ta bắt đầu tính toán, việc xác định được “đại lượng cần chuẩn hóa”thông thường sẽ là đại lượng nhỏ nhất và gán cho đại lượng ấy bằng 1, các đạilượng khác sẽ từ đó biểu diễn theo “đại lượng chuẩn hóa” này, đối với trườnghợp số phức thì có thể chuẩn hóa số gán cho góc bằng 0
Trong phần điện xoay chiều, ta sẽ xây dựng cách giải cho một số dạng toán
về so sánh, lập tỉ số như: độ lệch pha, hệ số công suất và so sánh các điện áphiệu dụng trên các đoạn mạch, tần số thay đổi …
Trong phần sóng âm, ta sẽ gặp một số dạng toán về so sánh cường độ âm, tỉ
số khoảng cách giữa các điểm
Trong phần hạt nhân, ta gặp một số dạng toán về tỉ số các hạt nhân phóng
xạ tại những thời điểm …
Một bài tập sẽ có nhiều cách giải, nhưng nếu chọn cách giải theo phương pháp
“Chuẩn hóa gán số liệu” thì chắc chắn sẽ làm cho quá trình tính toán đơn giảnhơn, giảm thiểu tối đa ẩn số, phù hợp với tính chất của thi trắc nghiệm
III MẠCH CÓ R, L, C MẮC NỐI TIẾP
.+ Góc lệch pha giữa u và i ( = u - i): tan =
- Nếu ZL > ZC thì > 0 (u sớm pha hơn i): mạch có tính cảm kháng
- Nếu ZL < ZC thì < 0 (u trể pha hơn i): mạch có tính dung kháng
25
Trang 26GV: LÊ QUỐC KHOA – LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHẤT LƯỢNG – ĐÀ NẴNG
+ Cộng hưởng: Khi ZL = ZC hay =
1
LC thì Z = Zmin = R; I = Imax =
U
R ;
= 0 Đó là trường hợp đoạn mạch có cộng hưởng điện
+ Giãn đồ véc tơ cho các điện áp trên đoạn mạch RLC:
Nếu i = I0cos(t + i) thì u = U0cos(t + i + )
Nếu u = U0cos(t + u) thì i = I0cos(t + u - )
+ Cộng hưởng điện: Khi: ZL = ZC hay = 2f =
1 2
2
L L
thì mạch có cộng hưởng