GIAO AN CHUYEN DE

là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Chu kỳ: là khoảng thời gian T vật thực hiện được một dao đôạng điều hoà đơn vị s Tần

Chương I: DAO ĐỘNG CƠ HỌC

I Dao động cơ

Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian, lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng.

II Dao động tuần hoàn.

là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau gọi là chu kỳ vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ

Chu kỳ: là khoảng thời gian T vật thực hiện được một dao đôạng điều hoà( đơn vị s)

Tần số: Số lần dao f động trong một giây ( đơn vị là Hz)

III Dao động điều hoà

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

3.1Phương trình

phương trình x=Acos(t+) thì:

+ 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)

3.2 Chu kì (T):

C1 : Chu kỳ dao động tuần hoàn là khoảng thời gian ngắn nhất T sau đó trạng thái dao động lặp lại như cũ.

C2: chu kì của dao động điều hòa là khoản thời gian vật thực hiện một dao động

- vmax=A khi x = 0-Vật qua vị trí cân bằng

- vmin = 0 khi x =  A ở vị trí biên

- 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

Dao động điều hoà có tần số góc là , tần số f, chu kỳ T Thì động năng và

thế năng biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f, chu kỳ T/2

Động năng và thế năng trung bình trong thời gian nT/2 ( nN*, T là chu kỳ

O





2 2

s s

x co

A x co

+ Chiều dài quỹ đạo: 2A

+ Quãng đường đi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong 1/2 chu kỳ luôn là 2A

Quãng đường đi trong l/4 chu kỳ là A khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc ngược lại

+ Quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến t2

Quãng đường đi được trong thời gian nT là S1 = 4nA, trong thời gian t là S2

Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2

chú ý: + Nếu t = T/2 thì S2 = 2A

+ Tính S2 bằng cách định vị trí x1, x2 và chiều chuyển động của vật trên trục Ox

+ Trong một số trường hợp có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và

chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn

+ Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t1 đến t2:

tb

S v

t t



 với S là quãng đường tính như trên

+ Bài toán 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 quãng

đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên

Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển đường tròn đều

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:

ax

tbM

S v

t



 với SMax; SMin tính như trên

+ Các bước lập phương trình dao động dao động điều hoà:

Lưu ý: + Vật chuyển động theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < 0

+ Trước khi tính  cần xác định rõ  thuộc góc phần tư thứ mấy của đường tròn lượng giác

(thường lấy -π <  ≤ π)

+ Các bước giải bài toán tính thời điểm vật đi qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, W t , W đ , F) lần thứ n

* Giải phương trình lượng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0  phạm vi giá trị của k )

* Liệt kê n nghiệm đầu tiên (thường n nhỏ)

* Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n

Lưu ý:+ Đề ra thường cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật để suy ra nghiệm thứ n

A -A

+ Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều

+ Các bước giải bài toán tìm số lần vật đi qua vị trí đã biết x (hoặc v, a, W t , W đ , F) từ thời điểm t 1 đến t 2

* Giải phương trình lượng giác được các nghiệm

* Từ t1 < t ≤ t2  Phạm vi giá trị của (Với k  Z)

* Tổng số giá trị của k chính là số lần vật đi qua vị trí đó

Lưu ý: + Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều.

+ Trong mỗi chu kỳ (mỗi dao động) vật qua mỗi vị trí biên 1 lần còn các vị trí khác 2 lần

+ Các bước giải bài toán tìm li độ, vận tốc dao động sau (trước) thời điểm t một khoảng thời gian t.

Biết tại thời điểm t vật có li độ x = x0

* Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(t + ) cho x = x0

Lấy nghiệm t +  =  với 0   ứng với x đang giảm (vật chuyển động theo chiều âm vì v < 0)

hoặc t +  = -  ứng với x đang tăng (vật chuyển động theo chiều dương)

* Li độ và vận tốc dao động sau (trước) thời điểm đó t giây là

+ Dao động có phương trình đặc biệt:

* x = a  Acos(t + ) với a = const

Biên độ là A, tần số góc là , pha ban đầu 

* Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB với con lắc lò xo

nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α:

+ Khi A >l (Với Ox hướng xuống):

- Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi

xA

-Anén

l

giãnO

xA-A

Hình a (A < l) Hình b (A > l)

x

A -A

 l

Lưu ý: Trong một dao động (một chu kỳ) lò xo nén 2 lần

và giãn 2 lần

Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật.

* Luôn hướng về VTCB

* Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ

5 Lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí lò xo không biến dạng.

* Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến dạng)

* Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng

+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:

+ Lực đàn hồi cực tiểu:

* Nếu A < l  FMin = k(l - A) = FKMin

T  T  T 

m1+m2 được chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2) được chu kỳ T4.

Thì ta có: T32  T12 T22 và T42  T12 T22

9 Đo chu kỳ bằng phương pháp trùng phùng

Hai con lắc gọi là trùng phùng khi chúng đồng thời đi qua một vị trí xác định theo cùng một chiều.

- cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động

- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bở qua mọi ma sát

V CON LẮC ĐƠN

a Câu tạo và phương trình dao động

gồm :

+ một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây

+ sợi dây mềm khụng dón có chiều dài l và có khối lượng không đáng kể

Lưu ý: + Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng.

+ Với con lắc lò xo lực hồi phục không phụ thuộc vào khối lượng.

đơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T3,con lắc đơn chiều dài l1 - l2 (l1>l2) có chu kỳ T4.

Với R = 6400km là bán kính Trái Đât, còn  là hệ số nở dài của thanh con lắc.

Lưu ý: * Nếu T > 0 thì đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng con lắc đơn)

* Nếu T < 0 thì đồng hồ chạy nhanh

10 Khi con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không đổi:

Lực phụ không đổi thường là:

* Lực đẩy Ácsimét: F = DgV ( F  luông thẳng đứng hướng lên)

Trong đó: D là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí.

g là gia tốc rơi tự do.

V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí đó.

Chu kỳ dao động của con lắc đơn khi đó: ' 2

'

l T

g



 Các trường hợp đặc biệt:

Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian

- Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.

1 Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát µ

* Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là:

- 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

Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F=F0sin(t + ) lên một hệ.lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bùlại phần năng lượng mất mát do ma sát Khi đó hệ sẽ gọi là dao động cưỡng bức

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

d Hiện tượng cộng hưởng

Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với tần số riêng (f0) của hệ dao động tự do, thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trịcực đại

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

VII TỔNG HỢP DAO ĐỘNG

được một dao động điều hoà cùng phương cùng tần số x = Acos(t + ).

+ Sóng cơ là những dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất theo thơig gian.

+ Khi sóng cơ truyền đi chỉ có pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các phần tử vật chất thì daođộng xung quanh vị trí cân bằng cố định

+ Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyềnsóng

Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su

+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng

Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo

+ Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử vật chất của môi trường có sóng truyền qua

+ Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử vật chất của môi trường sóng truyền qua

+ Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ són : f =

T

1

+ Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trongmôi trường

+ Bước sóng :là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kỳ  = vT =

f

v

+Bước sóng  cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha vớinhau

+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là

Nếu phương trình sóng tại O là uO =Aocos(t) thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là:

uM = AMcos((t - t) Hay uM =AMcos (t - 2OM

Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình

truyền sóng thì biên độ sóng tại A và tại M bằng nhau

(Ao = AM = A) Thì : uM =Acos 2(



x T

* Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì uM = AMcos(t +  - x

* Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng kết hợp.

+ Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai nguồn kết hợp.+ Hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi theo thời gian gọi là hai sóng kết hợp

+ Giao thoa là sự tổng hợp của hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những chổ cố định màbiên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt

*Lý thuyết về giao thoa:

+Giả sử S1 và S2 là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng uS1 =uS2 = Acos

T

t

2

và cùng truyến đến điểm M ( với S1M = d1 và S2M = d2 ) Gọi v là tốc độ truyền sóng Phương trình dao động tại M do S1 và S2 truyền đến lần

+ Khi hai sóng kết hợp gặp nhau:

-Tại những chổ chúng cùng pha, chúng sẽ tăng cường nhau, biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại:

VỊ TRÍ CÁC CỰC ĐẠI GIAO THOA(Gợn lồi): Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng: d 1 – d 2 = k ;( k = 0, 1,  2 , ) dao động của môi trường ở đây là mạnh nhất.

-Tại những chổ chúng ngược pha, chúng sẽ triệt tiêu nhau, biên độ dao động tổng hợp có giá trị cực tiểu:

VỊ TRÍ CÁC CỰC TIỂU GIAO THOA(Gợn lõm) : Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước

sóng:

d 1 – d 2 = (2k + 1)

2



, ;( k = 0, 1,  2 , ) dao động của môi trường ở đây là yếu nhất.

-Tại những điểm khác thì biên độ sóng có giá trị trung gian

+ Hai nguồn dao động cùng pha (    1 2  0 )

* Điểm dao động cực đại: d1 – d2 = (2k+1)

  

*Điều kiện giao thoa: - Dao động cùng phương , cùng chu kỳ hay tần số

- Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

4.SÓNG DỪNG

+ Sóng dừng là sóng truyền trên sợi dây trong trưởng hợp xuất hiện các nút và các bụng

+ Sóng dừng có được là do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ cùng phát ra từ một nguồn.

-Biên độ dao động của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian

-Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề là

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:

Biên độ dao động của phần tử tại M: AM 2 cos(2 A  d )

*Nguồn âm: Một vật dao động tạo phát ra âm là một nguồn âm.

*Âm nghe được , hạ âm, siêu âm

+Âm nghe được(âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz và gây ra cảm giác âm trong tai con người

+Hạ âm : Những sóng cơ học tần số nhỏ hơn 16Hz gọi là sóng hạ âm, tai người không nghe được

+siêu âm :Những sóng cơ học tần số lớn hơn 20000Hz gọi là sóng siêu âm , tai người không nghe được

+Sóng âm, sóng hạ âm, sóng siêu âm đều là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất nhưng chúng

có tần số khác nhau và tai người chỉ cảm thụ được âm thanh chứ không cảm thụ được sóng hạ âm và sóng siêu âm

+Nhạc âm có tần số xác định.

* Môi trường truyền âm

Sóng âm truyền được trong cả ba môi trường rắn, lỏng và khí nhưng không truyền được trong chân không

Các vật liệu như bông, nhung, tấm xốp có tính đàn hồi kém nên truyền âm kém, chúng được dùng làm vật liệu cáchâm

*Tốc độ truyền âm: Sóng âm truyền trong mỗi môi trường với một tốc độ xác định.

-Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường

-Nói chung tốc độ âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng và trong chất lỏng lớn hơn trong chất khí

-Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì vận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âmthay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi

* Các đặc trưng vật lý của âm

-Tần số âm: Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm

* Tần số do đàn phát ra (hai đầu dây cố định  hai đầu là nút sóng)

( k N*) 2



- 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 phuơng truyền sóng trong một đơn vị thời gian

Đơn vị cường độ âm là W/m2

I = W = P

tS S

Với W (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn

+Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B), thực tế thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB):1B = 10dB

- Âm cơ bản và hoạ âm :Sóng âm do một người hay một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát racùng một lúc Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, … Âm có tần số f gọi là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f,

… gọi là các hoạ âm thứ 2, thứ 3, ….Tập hợp các hoạ âm tạo thành phổ của nhạc âm nói trên

- Đồ thị dao động âm : của cùng một nhạc âm (như âm la chẳng hạn) do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn

toàn khác nhau

* Các đặc tính sinh lý của âm

+ Độ cao của âm: phụ vào tần số của âm

Âm cao (hoặc thanh) có tần số lớn, âm thấp (hoặc trầm) có tần số nhỏ

+ Độ to của âm: gắn liền với đặc trưng vật lý mức cường độ âm.

+ Âm sắc:Giúp ta phân biệt âm do các nguồn khác nhau phát ra Âm sắc có liên quan mật thiết với đồ thị dao độngâm

6 HIỆU ỨNG ĐỐP-PLE

CHƯƠNH III : ĐIỆN XOAY CHIỀU

1 Các biểu thức u – i

+ Biểu thức suất điện động xoay chiều :e = E0 cos(t + e)

+ Biểu thức cường độ dòng điện : i = I0 cos( t + i) (A) Với I0 là cường độ dòng điện cực đại, và  l à tần sốgóc, ilà pha ban đầu

Lưu ý

* Mỗi giây đổi chiều 2f lần

- Độ lệch pha giữa u – i: tan ZL ZC

U

I 

- Độ lệch pha giữa u – i:   u itan

+ Số chỉ của ampe kế, và vôn kế cho biết giá trị hiệu dụng của hiệu điện thế và cường độ dòng điện

+ Nếu các điện trở được ghép thành bộ ta có:

Ghép nối tiếp các điện trở Ghép song song các điện trở

R R   R   R

Ta nhận thấy điện trở tương đương của mạch khi

đó lớn hơn điện trở thành phần Nghĩa là : Rb > R1,

Ta nhận thấy điện trở tương đương của mạch khi

đó nhỏ hơn điện trở thành phần Nghĩa là : Rb <

R1, R2Ghộp nối tiếp cỏc tụ điện Ghộp song song cỏc tụ điện

Ta nhận thấy điện dung tương đương của mạch khi

đú nhỏ hơn điện dung của cỏc tụ thành phần

Nghĩa là : Cb < C1, C2…

C C   C   C

Ta nhận thấy điện dung tương đương của mạch khi

đú lớn hơn điện dung của cỏc tụ thành phần

Nghĩa là : Cb > C1, C2…

2 Hiện tượng cộng hưởng điện

+ Khi cú hiện tượng cộng hưởng điện ta cú: I = I max = U/R trong mạch cú ZL = ZC hay 2LC = 1, hiệu điện thế luụn cựng pha với dũng điện trong mạch, UL = UC và U=UR; hệ số cụng suất cos=1

3.Công suất của đoạn mạch xoay chiều

+ Công thức tính công suất tức thời của mạch điện xoay chiều: p =u.i = U0 I0 cost cos(t+)

Với U0 = U 2; I0 = I 2 ta có : p = UIcos + UIcos(2t+)

+ Công thức tính công suất trung bình :

Lại có: UIcos(2 t+ ) 0   nên p  UIcos + UIcos(2 t+ ) UIcos      UIcos 

Vậy: p=UIcos  Cos= R

Cụng suất của dũng điện xoay chiều L,C,=const, R thay đổi R,C,=const, Lthay đổi R,L,=const, C thay đổi R,L,C,=const, f thay đổi.

2

U

P =

1: L C

2

U

P =

1: L C

U

P =

1:

4 Máy phát điện xoay chiều:

a Nguyên tác hoạt động: Dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ : Khi từ thông qua một vòng dây biến thiên điều

hoà, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động xoay chiều 0cos t  trong đó:  0 BS là từ thông cực

đại

2

b Máy phát điện xoay chiều một pha

Gồm có hai phần chính:

+ Phần cảm : Là một nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu.Phần cảm tạo ra từ trờng

+ Phần ứng: Là những cuộn dây, xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động Tạo ra dòng

điện

+ Một trong hai phần này đều có thể đứng yên hoặc là bộ phận chuyển động

+ Bộ phận đứng yên gọi là Stato, bộ phận chuyển động gọi là Rôto

c Máy phát điện xoay chiều ba pha

Dũng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dũng điện xoay chiều, gõy bởi ba suất điện động xoay chiều

Pmax

Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip

Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau.

+ Gåm: Stato: Lµ hÖ thèng gåm ba cuén d©y riªng rÏ, hoµn toµn gièng nhau quÊn trªn ba lâi s¾t lÖch nhau 1200 trªnmét vßng trßn R«to lµ mét nam ch©m ®iÖn

5 M¸y biÕn ¸p- truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa:

a C«ng thøc cña MBA: 1 1 2 1

N  U  I  E

b Hao phÝ truyÒn t¶i:

Công suất hao phí trong quá trình truyền tải điện năng:

2 2

2.

cos là hệ số công suất của dây tải điện

S



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

1 22

C

R Z Z

U R Z U