on tap vat ly 12_co ban-HKI

+ Tần số góc  của dao động điều hòa là một đại lượng liên hệ với chu kỳ T hay với tần số f bằng các hệ thức sau đây: +Hay:Li độ của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số như

VẬT LÝ 12 CHƯƠNG I: DAO ĐỘNG CƠBài 1 DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ

A LÝ THUYẾT:

I Dao động cơ, dao động tuần hoàn:

+ Dao động cơ là chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.

+ 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.

II Phương trình của dao động điều hòa :

+ Dao động điều hòa là dao động trong đó ly độ là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.

+ Phương trình của dao động điều hòa x = Acos(t + ), trong đó: A,  và  là những hằng số;

x là ly độ (tọa độ) của dao động ( đơn vị là m, cm…);

A là biên độ của dao động , xmax = A ( đơn vị là m, cm…) ;

: tần số góc của dao động , đơn vị là rad/s;

(t + ): pha dao động tại thời điểm t, đơn vị: rad, xác định trạng thái của dao động tại thời điểm t bất kỳ;

: pha ban đầu của dao động

III.Tần số góc, chu kỳ, tần số và pha của dao động điều hoà

+ Chu kỳ T (s) của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần

+ Tần số f của dao động điều hòa là số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây.Đơn vị là hec (Hz).

+ Tần số góc  của dao động điều hòa là một đại lượng liên hệ với chu kỳ T hay với tần số f bằng các hệ thức sau đây:

+Hay:Li độ của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưngTRỄ pha hơn vận tốc một góc

2

.

+Các giá trị đặc biệt: -Khi vật tại vị trí cân bằng (x = 0)=>v max = A

-Tại vị trí biên (x =  A) => v = 0

2 Gia tốc: a = x''(t) = - 2 Acos(t + ) = -  2 x

-Gia tốc của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng ngược pha với li độ.

-Gia tốc của dao động điều hòa biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng SỚM pha hơn vận tốc một góc

2

.

-Gia tốc đạt giá trị cực đại : a max =  2 A khi vật ở các vị trí biên (x =  A).

-Gia tốc bằng 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0).

+ Hệ thức độc lập đối với thời gian :

*Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi Ci, Câu hỏi và bài tập trong SGK.

C1 Theo H.1.2 y = OQ = OM sin (t + ) , như vậy điểm Q dao động điều hoà trên đoạn Q1Q2

+ A: biên độ dao động, là xmax (A > 0)

+ : tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s

+ (t + ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad

+ : pha ban đầu của dao động, có thể dương hoặc âm

3 Mối liên hệ giữa DĐĐH và CĐTĐ : Dao động điều hoà có thể xem là chuyển động của hình chiếu của một

điểm chuyển động tròn đều lên một trục trùng với một đường kính của đường tròn

-Phương trình gia tốc: a = v’ = -2Acos(t + ) = -2x

- Ở vị trí biên (x = A):  |vamax|v = 2A

9 Chọn D: x= - 5cos(4t) (cm) = 5cos(4t+ )(cm) => A =5cm ;  =  rad

10 Cho Phương trình: x = 2.cos(5t + /6)(cm).=>

Biên độ A= 2cm ; Pha ban đầu : φ = + /6 ; pha ở thời điểm t : (ωt + φ)= (5t + /6)

11 Chu kỳ T= 2t = 2.0,25= 0,5s ; tần số f = 2Hz ; Biên độ A= l/2 = 36/2 = 18cm

B TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT

I.1: Chọn câu đúng khi nói về dao động điều hòa của một vật.

A Li độ dao động điều hòa của vật biến thiên theo định luật hàm sin hoặc cosin theo thời gian.

B Tần số của dao động phụ thuộc vào cách kích thích dao động.

C Ở vị trí biên, vận tốc của vật là cực đại D Ở vị trí cân bằng, gia tốc của vật là cực đại

I.2: Trong phương trình dao động điều hoà đại lượng nào sau đây thay đổi theo thời gian

A li độ x B tần số góc C pha ban đầu D biên độ A

I.3 . Chọn câu sai khi nói về chất điểm dao động điều hoà:

A Khi chuyển động về vị trí cân bằng thì chất điểm chuyển động nhanh dần đều.

B Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại.

C Khi vật ở vị trí biên, li độ của chất điểm có độ lớn cực đại.

D Khi qua vị trí cân bằng, gia tốc của chất điểm bằng không.

I.4: Trong dao động điều hoà x = Acos(t + ), phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng

B Gia tốc của vật đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng.

C Vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên

D Gia tốc của vật bằng không khi vật chuyển động qua vị trí cân bằng

I 5: Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x Ac os(t) Vận tốc của vật tại thời điểm t có biểu thức:

A v A c  os(t) B v A c 2 os(t) C vAsin(t) D v A2sin(t).

I.6: Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương trình : x=Acos(t) Phương trình gia tốc là

I.7: Một vật dao động điều hòa theo phương trình: x Ac os( )t Gia tốc của vật tại thời điểm t có biểu thức:

A a A c  os(t) B a A c 2 os(t) C aAsint D a A2sint

I.8: Trong dao động điều hòa, giá trị cực đại của vận tốc là:

I.10: Một vật dao động điều hoà, khi qua vị trí cân bằng thì:

A Vận tốc bằng 0, gia tốc bằng 0 B Vận tốc cực đại, gia tốc bằng 0

C Vận tốc bằng 0, gia tốc cực đại D Vận tốc cực đại, gia tốc cực đại

I.11: Trong dao động điều hòa thì

A.quỹ đạo là một đoạn thẳng B lực phục hồi là lực đàn hồi.

C vận tốc biến thiên điều hòa D gia tốc tỉ lệ thuận với thời gian.

I.12: Vận tốc trong dao động điều hòa

A luôn luôn không đổi B đạt giá trị cực đại khi đi qua vị trí cân bằng.

C luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ.

D biến đổi theo hàm cosin theo thời gian với chu kỳ

2

T

.

I.13: Gia tốc của vật dao động điều hòa có giá trị bằng không khi:

A vật ở vị trí có li độ cực đại B vận tốc của vật cực tiểu.

C vật ở vị trí có li độ bằng không D vật ở vị trí có pha ban dao động cực đại.

I.14: Gia tốc trong dao động điều hòa:

A luôn luôn không đổi B đạt giá trị cực đại khi đi qua vị trí cân bằng.

C luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và tỉ lệ với li độ.

D biến đổi theo hàm cosin theo thời gian với chu kỳ

2

T

.

I.15: Phát biểu nào sau đây về sự so sánh li độ, vận tốc và gia tốc là đúng ?

Trong dao động điều hòa li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lượng biến đổi điều hòa theo thời gian và có

A cùng biên độ B cùng pha C cùng tần số góc D cùng pha ban đầu.

I.16: Phát biểu nào sau đây về mối quan hệ giữa li độ, vận tốc và gia tốc là đúng ?

A Trong dao động điều hòa vận tốc và li độ luôn cùng chiều.

B Trong dao động điều hòa vận tốc và gia tốc luôn ngược chiều.

C Trong dao động điều hòa gia tốc và li độ luôn ngược chiều

D Trong dao động điều hòa gia tốc và li độ luôn cùng chiều.

I.17 (TN–2009): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định Phát biểu nào sau đây đúng?

A Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng

B Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi

C Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình sin

D Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động

I.18.( TN- 2010):Nói về một chất điểm dao động điều hòa, phát biểu nào dưới đây đúng?

A Ở vị trí biên, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc bằng không

B Ở vị trí cân bằng, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc cực đại

C Ở vị trí cân bằng, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc bằng không

D Ở vị trí biên, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc cực đại

I.19: Trong dao động điều hoà của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi lực tác dụng

A đổi chiều B bằng không C có độ lớn cực đại. D thay đổi độ lớn

I.20:Một vật dao động điều hòa với li độ x = Acos (t + ) và vận tốc v = - Asin(t + ):

A Vận tốc dao động cùng pha với li độ B Vận tốc dao động sớm pha / 2 so với li độ

C Li độ sớm pha /2 so với vận tốc D Vận tốc sớm pha hơn li độ một góc 

C TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP:

Dạng 1: Xác định các đặc trưng của một dao động điều hoà

Phương trình dao động điều hòa có dạng Tổng quát: x = Acos(t + ); So sánh với phương trình dao động

điều hòa đề bài cho cụ thể, Ta xác định được A;  ;  ; Suy ra T và f từ: = 2f = 2

T



2



 t ) (cm)

a, Xác định: Biên độ, Pha ban đầu, Chu kỳ của dao động,

b, Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc?

c, Tìm giá trị cực đại của vận tốc, gia tốc

2



 t )

-Suy ra A = 4cm,  =

2

 , chu kỳ

T



 => T = 2 2 2s









(rad/s )

b, v, a? -Ta có biểu thức vận tốc: v = x' = -Asin(t+) => v = - 4 sin(

2



 t ) (cm/s)

-Biểu thức của gia tốc: a = v' = x" = - 2 A cos(t+)=> a = - 4 cos(2

2



 t ) (cm/s2)

c, vmax, amax ? - Vận tốc cực đại (vmax) : vmax= A = 4 = 12,56 (cm/s)

- Gia tốc cực đại (amax) : amax= A = 42  = 40 (cm/s2 2) Bài tập1 : Một vật dao động điều hoà theo phương trình: x = cos( 2   t ) (cm) a, Xác định:Biên độ, chu kỳ, pha ban đầu của dao động b, Lập biểu thức của vận tốc và gia tốc? c, Tìm giá trị cực đại của vận tốc, gia tốc d Tại thời điểm t = 2,5s, tọa độ và vận tốc của chất điểm này có giá trị bap nhiêu? Lời giải: ĐỀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐÁP ÁN LỜI GIẢI I.21:Một Con lắc lò xo dao động với phương trình x = 6cos(20t) cm Xác định chu kỳ, tần số dao động chất điểm A f =10Hz; T= 0,1s B f =1Hz; T= 1s C f =100Hz; T= 0,01s D f =5Hz; T= 0,2s A

I.22: Một vật dao động điều hoà với tần số 50Hz, biên độ dao động 5cm, vận tốc cực đại của vật đạt được là A 50 cm/s B 50cm/s C 5m/s D 5 cm/s C

I.23: Một vật dao động điều hoà theo phương trình : x = 10 cos ( 3 4 t  ) cm Gia tốc cực đại vật là A 10cm/s2 B 16m/s2 C 160 cm/s2 D 100cm/s2 B

I.24: Một chất điểm thực hiện dao động điều hoà với chu kỳ T = 3,14s và biên độ A = 1m Khi chất điểm đi qua vị trí x = -A thì gia tốc của nó bằng: A 3m/s2 B 4m/s2

C 0 D 1m/s2 B

Bài 2 CON LẮC LÒ XO

1 Con lắc lò xo : Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k

khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn

với vật nặng khối lượng m được đặt theo phương ngang hoặc

g



2 Tính chất của lực làm vật dao động điều hoà( Lực kéo về )

Lực làm vật dao động điều hoà tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luôn luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là

Lực kéo về ( lực hồi phục) Trị đại số của Lực kéo về (lực hồi phục): F = - kx

Lực kéo về đạt giá trị cực đại Fmax = kA , khi vật đi qua các vị trí biên (x =  A).

Lực kéo về có giá trị cực tiểu Fmin = 0, khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0).

3 Năng lượng trong dao động điều hoà

+ Trong quá trình dao động của con lắc lò xo luôn xẩy ra hiện tượng: khi động năng tăng thì thế năng giảm, khi động năng đạt giá trị cực đại bằng cơ năng thì thế năng đạt giá trị cực tiểu bằng 0 và ngược lại.

+ Trong quá trình dao động điều hòa thì cơ năng không đổi và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

+ Các vị trí (li độ) đặc biệt : v = 0 khi x =  A ; Wt = W tMax = W =

*Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi Ci, Câu hỏi và bài tập trong SGK.

C1 m có đơn vị là (kg), k có đơn vị là (N/m) suy ra m/k có đơn vị là (kg.m/N) Mặt khác theo công thức F =

m.a ta có 1 (N) = 1(kg.m/s2) suy ra 1(kg.m/N)=1 (s2) Suy ra

k

m

có đơn vị là (s)

C2 Khi con lắc chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì thế năng giảm, động năng tăng.

Khi con lắc chuyển động từ vị trí cân bằng về vị trí biên thì động năng giảm, thế năng tăng

I.25 Một con lắc lò xo gồm lò xo khôi lượng không đáng kể, độ cứng k và một hòn bi khối lượng m gắn vào

đầu lò xo, đầu kia của lò xo được gắn vào một điểm cố định Kích thích cho con lắc dao động điều hoà theophương thẳng đứng Chu kì dao động của con lắc là

I.27 Cơ năng của một chất điểm dao động điều hoà tỉ lệ thuận với

A biên độ dao động B li độ của dao động

C bình phương biên độ dao động D chu kì dao động

I.28: Công thức nào sau đây dùng để tính cơ năng trong dao động điều hoà

A W =

2

2

A m

B W=

2

2

2A m

I.29 Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?

A Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB

B Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên

C Thế năng đạt giá trị cực đại khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.

D Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu

I.30 Khi nói về năng lượng trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây không đúng ?

A Tổng năng lượng là đại lượng tỉ lệ với bình phương của biên độ

B Tổng năng lượng là đại lượng biến thiên theo li độ.

C Động năng và thế năng là những đại lượng biến thiên tuần hoàn

D Tổng năng lượng của con lắc phụ thuộc vào cách kích thích ban đầu

I.31 Chọn câu đúng trong các câu sau khi nói về năng lượng trong dao động điều hoà.

A Khi vật chuyển động về vị trí cân bằng thì thế năng của vật tăng

B Khi động năng của vật tăng thì thế năng cũng tăng

C Khi vật dao động ở vị trí cân bằng thì động năng của hệ lớn nhất.

D Khi vật chuyển động về vị trí biên thì động năng của vật tăng

I.32: Trong dao động điều hòa của chất điểm, chất điểm đổi chiều chuyển động khi

A lực tác dụng đổi chiều B lực tác dụng bằng không.

C lực tác dụng có độ lớn cực đại D lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.

C TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP

Dạng 2: Xác định các đại lượng trong dao động điều hoà của Con lắc lò xo.

+ Công thức:  = 2f = 2

T

 , với T t

N



 , N: tống số dao động

+ Nếu con lắc lò xo: k

m

  , ( k: N/m, m: kg) ;

m

k T

f k

m T





2

1 1



+ khi cho độ giãn của lò xo treo đứng ở VTCB : k mg k g

m







g





 



I.33: Con lắc lò xo gồm vật m=100g và lò xo

k=1N/cm dao động điều hòa với chu kì là

A) 0,1s B) 0,2s.

C) 0,3s D) 0,4s

B Theo công thức tính chu kì dao động

 s k

m

100

1 , 0 2

I.34: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng

400g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ

cứng 100N/m Con lắc dao động điều hòa theo

phương ngang Lấy 2 = 10 Dao động của con lắc

có chu kì là

A 0,8s B 0,4s

C 0,2s D 0,6s

B

I.35 : Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0=20cm Khi

treo vật có khối lượng m=100g thì chiều dài của

lò xo khi hệ cân bằng đo được là 24cm Tính chu

kì dao động tự do của hệ

A) T=0,35(s) B) T=0,3(s)

C) T=0,5(s) D) T=0,4(s)

D Vật ở vị trí cân bằng, ta có

mg l k P

F dh0   0 

0,1.10

25( / ) 0,04

mg

l



) ( 4 , 0 25

1 , 0 2

k

m

I.36: Khi treo vật m vào lò xo k thì lò xo giãn ra

2,5cm, kích thích cho m dao động Chu kì dao

động tự do của vật là

C Tại vị trí cân bằng trọng lực tác dụng vào vật cân bằng với lực đàn hồi của là xo:

mg k l



10

T







I.

37: Khi gắn một vật có khối lượng m1=4kg vào

một lò xo có khối lượng không đáng kể, nó dao

động với chu kì T1=1s Khi gắn một vật khác có

khối lượng m2 vào lò xo trên nó dao động với khu

kì T2=0,5s Khối lượng m2 bằng bao nhiêu?

C

Chu kì dao động

k

m

T 2 Do đó ta có:

2 1 2 1 2 2

1 1

2

2

m m T T

k m T

k m T



















 kg T

T m

1

5 , 0

4 2

2 2

1

2 2 1



I.38: Con lắc lò xo gồm lò xo k và vật m, dao

động điều hòa với chu kì T=1s Muốn tần số dao

động của con lắc là f’=0,5Hz thì khối lượng của

vật m phải là

A) m’=2m B) m’=3m

C

Khi T=1(s) thì tần số là:

m

k f

 2

1

 Tần số dao động mới của con lắc:

'

' 2

1

m

k f





m

m k

m m

k f



m m m

m

4 5

, 0









I.39: Một con lắc lò xo dao động thẳng đứng Vật

có khối lượng m=0,2kg Trong 20s con lắc thực

hiện được 50 dao động Tính độ cứng của lò xo

A) 60(N/m) B) 40(N/m)

C Trong 20s con lắc thực hiện được 50 dao động nên tacó: 50 T 20 0,4( )

5

2

s

có:

k

m

4 , 0

2 , 0 4 4

2

2 2

2

m N T

m

I.40: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với

chu kì T=0,5s, khối lượng của quả nặng là

m=400g Lấy 2 10, độ cứng của lò xo là

A) 0,156N/m B) 32 N/m

C

I.4 1: Một con lắc lò xo gồm vật khối lượng m và lò xođộ cứng k, dao động điều hoà Nếu khối lượng m=200g thì chu kì dao động của con lắc là 2s Để chu kì con lắc là 1s thì khối lượng m bằng A 100 g B 200 g C 800 g D 50 g D Công thức tính chu kì dao động của 2 con lắc lò xo: k m T k m T 2 2 1 12 ; 2  g m T T m m m T T 50 200 2 1 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1       I.42 : Khi gắn quả nặng m1 vào một lò xo, nó dao động với chu kì T1=1,2s Khi gắn quả nặng m2 vào lò xo đó, nó dao động với chu kì T2=1,6s Khi gắn đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó thì chu kì dao động của chúng là A) 1,4s B) 2,0s C) 2,8s D) 4,0s B

I.43: Con lắc lò xo thẳng đứng gồm một lò xo có đầu trên cố định, đầu dưới gắn vật dao động điều hoà có tần số góc 10rad/s, tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 thì tại vị trí cân bằng độ giãn của lò xo là A 5cm B 8cm C 10cm D 6cm C

I.44: Treo vật vào lò xo làm lò xo giãn 4cm Chu kỳ dao động con lắc là A 2s B 1s

C 0,025s D 0,4s D

I.45: Một vật dao động điều hòa với biên độ 5cm, khi vật có li độ x = - 3cm thì có vận tốc 4 cm/s Tần số dao động là: A 5Hz B 2Hz

C 0, 2 Hz D 0, 5Hz D

I.46: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 400g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ cứng 100N/m Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang Lấy 2 = 10 Dao động của con lắc có chu kì là A 0,8s B 0,4s C 0,2s D 0,6s

Nguyên tắc thành công: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hoạt động kiên trì ! Chúc các em HỌC SINH thành công trong học tập!

GV: Đoàn Văn Lượng

 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com; luongdv@ymail.com;

 Điện Thoại: 0915718188 – 0906848238

Dạng 3: Viết phương trình dao động điều hoà

Chọn hệ quy chiếu: + Trục x’x.theo phương dao động; + Chiều dương.:0x

+ gốc toạ độ tại VTCB + gốc thời gian: Khi t=0 thì 0

, d: là chiều dài quỹ đạo của vật dao động

+ Nếu đề cho chiều dài lớn nhất và nhỏ nhất của lò xo: min



 (nếu buông nhẹ v = 0)

+ Nếu đề cho vận tốc và gia tốc:

2 2 2

+ Nếu đề cho năng lượng của dao động Wthì  A 2W

x c

A v A

c

v A

x A

Hình a (A < l)

Chú ý: +Khi vật đi theo chiều dương thì v>0 (Khi vật đi theo chiều âm thì v<0)

Một số trường hợp đặc biệt của  :

Bài I.47:Một vật dao động điều hòa có biên độ A = 24 cm ,chu kỳ T= 4 s Tại thời điểm t = 0 vật có li độ cực đại âm ( x

= -A) a) Viết phương trình dao động điều hòa x ?

Bài I.48:Một lò xo khối lượng không đáng kể có k = 200 N/m.Đầu trên giữ cố định đầu dưới treo vật nặng có

m = 200g, vật dao động thẳng đứng có vận tốc cực đại 62,8 cm/s viết PT dao động của vật

v = -Asin  > 0 Suy ra  < 0 =>  = - /2 => x = 2cos(10t-/2) (cm)

Bài I.49: Một chất điểm dao động với biên độ 6 cm, với chu kì 0.5 s Viết phương trình dao động của chấtđiểm trong các trường hợp sau:

a) Chọn gốc thời gian lúc chất điểm qua VTCB theo chiều dương

b) Chọn gốc thời gian lúc chất điểm ở vị trí biên về phía chiều âm quỹ đạo

c) Chọn gốc thời gian lúc chất điểm có li độ x = 3 cm và đang đi theo chiều dương quỹ đạo

Lúc t = 0, x= 3 cm, v > 0 3 6 os

sin



 



 



 1

os

    do 0v  sin0 nên chọn ( )

3 rad



 

Vậy 6 s(4 )( )

3

x co t  cm

Bài I.50: Một vật khối lượng 200g, được treo vào một lò xo khối lượng không đáng kể Vật dao động điều hoà

theo phương thẳng đứng với tần số 2,5 Hz Trong khi dao động chiều dài của lò xo biến thiên từ 20 cm đến 24

cm Lấy g = 10 m/s2

a) Viết phương trình dao động của vật, chọn trục toạ độ 0 x có gốc 0 trùng vị trí cân bằng của vật, hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, gốc thời gian là lúc vật ở vị trí cao nhất

b) Viết biểu thức vận tốc, gia tốc của vật Tính vận tốc, gia tốc cực đại, cực tiểu của vật

c) Tính chiều dài tự nhiên của lò xo

Hướng dẫn giải: Tần số góc là ω = 2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωf = 5πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω2 = 0,2.25.10 = 50N/m a) Vì chiều dài biến thiên từ 20cm đến 24cm nên ta có: A = 2

2

20 24





cm

Khi t = 0 thì x0 = -A = -2cm, v0 = 0 : nên φ = πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω (rad)

Vậy phương trình dao động là: x = 2cos(5πt + π) (cm).t + πt + π) (cm).) (cm).

b) Phương trình v = -Aωsin(ωt + φ) = 10πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωsin(5πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω) cm/s suy ra: vmax = 10πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω(cm/s), vmin = 0

a = -ω2x = -500cos(5πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω) cm/s2.suy ra: amax = 500cm/s2 amin = 0

c) Chiều dài của lò xo l0 = lmax – A – Δl = 24 – 2 – 4 = 18cml = 24 – 2 – 4 = 18cm

I.51: Một vật dao động điều hoà với biên độ A, tần

số góc  Chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí

cân bằng theo chiều dương Phương trình dao động

của vật là

A x = Acos(t + /4) B x = Acost.

C x = Acos(t - /2) D x = Acos(t + /2).

I.52: Một vật dao động điều hoà khi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc v = 20 cm/s và gia tốc cực đại của vật là a = 2m/s2 Chọn t= 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm của trục toạ độ, phương trình dao động của vật là : A.x = 2cos(10t ) cm B.x = 2cos(10t + 2  ) cm C.x = 2cos(10t + )cm D.x = 2sin(10t -2  )cm

I.53: Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 6cm, tần số f = 2Hz Khi t = 0 vật qua vị trí có li độ cực đại Phương trình dao động điều hòa của vật là: A         2 4 cos 6 t  x cm B         2 2 cos 6 t  x cm C. x  6 cos4 tcm D x 6 cos2 tcm

I.54: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật m

= 100g, lò xo có độ cứng k = 100N/m Kéo vật ra

khỏi vị trí cân bằng x = + 2cm và truyền vận tốc v =

+ 62, 8cm/s theo phương lò xo Chọn t = 0 lúc vật bắt

đầu chuyển động thì phương trình dao động của con

lắc là (cho 2 = 10; g = 10m/s2)

A x = 4cos (10t + /3)cm B.x = 4cos(10t

+/6)cm

C x = 4cos (10t + 5./6)cm D x = 4cos (10t -

/3)cm

Dạng 4: Cơ năng dao động điều hoà :

+Cơ năng Dao động điều hoà: 2 2 đ 1 W W W 2 t m A    = 2 1 k A 2 +Với :Động năng: đ 2 2 2 2 2 1 1 W sin ( ) Wsin ( ) 2mv 2m A t  t       Thế năng: 1 2 2 1 2 2 2 2 W ( ) W s ( ) 2 2 t  m x  m A cos t  co t + 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, t nần s 2f, chu k T/2ố 2f, chu kỳ T/2 ỳ T/2 ĐỀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐÁP ÁN LỜI GIẢI I.56: Nếu tăng độ cứng lò xo lên 2 lần và giảm biên độ 2 lần thì cơ năng sẽ A không đổi B giảm 2 lần C tăng hai lần D tăng 4 lần B

I.57: Một khối lượng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kì 2s (lấy  2 = 10 ) Năng lượng dao động của vật là: A W = 60 J B W = 6 mJ C W = 60 kJ D W = 6 J B

I.58: Một chất điểm khối lượng m = 100g, dao động điều điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình x = 4cos(2t)cm Cơ năng trong dao động điều hoà của chất điểm là A W = 3200J B W = 3,2J C W = 0,32mJ D.W = 0,32J C

I.59: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ là 10cm Li độ của vật khi động năng bằng thế năng là A x= ± 5 cm B x= ±5 2 cm C x= ± 2,5 2cm D x=±2,5cm. B

I.60 Con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương ngang với biên độ là A Li độ của vật khi thế năng bằng động năng là A x = ± 2 A B x = ± 2 2 A B

C x = ±

4

A

4

2

A .

I.61: Một vật có khối lượng 200g treo và lò xo làm nó dãn ra 2cm Trong quá trình vật dao động thì chiều dài của lò xo biến thiên từ 25cm đến 35cm Lấy g = 10m/s2 Cơ năng của vật là: A.1250J B.0,125J.

C.12,5J D.125J

I.62: Một con lắc lò xo có k = 100N/m, quả nặng có khối lượng m = 1kg Khi đi qua vị trí có ly độ 6cm vật có vận tốc 80cm/s a) Tính biên độ dao động:

A 10cm B 5cm C 4cm D 14cm b) Tính động năng tại vị trí có ly độ x = 5cm: A 0,375J B 1J C 1,25J D 3,75J

Dạng 5: Lực kéo về-Lực đàn hồi cực đại- cực tiểu, chiều dài cực đại- cực tiểu 1 Độ biến dạng của lò xo thẳng đứng khi vật ở VTCB: l mg k   T 2 l g    + Chiều dài lò xo tại VTCB: l CB = l 0 + l (l 0 là chiều dài tự nhiên) + Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): l Min = l 0 + l – A + Chiều dài cực đại (khi vật ở vị trí thấp nhất): l Max = l 0 + l + A  l CB = (l Min + l Max )/2 2 Lực kéo về hay lực hồi phục F = -kx = -m 2 x Đặc điểm: * Là lực gây dao động cho vật * Luôn hướng về VTCB * Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ 3 Lực đàn hồi là lực đưa vật về vị trí lò xo không biến dạng. +Có độ lớn Fđh = kx (x là độ biến dạng của lò xo) +Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB l = 0) +Với con lắc lò xo thẳng đứng: - Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức: * F đh = kl + x với chiều dương hướng xuống * F đh = kl - x với chiều dương hướng lên - Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): F Max = k(l + A) = FKmax (lúc vật ở vị trí thấp nhất) -Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < l  FMin = k(l - A) = FKMin * Nếu A ≥ l  FMin = 0 (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng) -Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - l) (lúc v t v trí cao nh t)ật ở vị trí cao nhất) ở vị trí cao nhất) ị trí cao nhất) ất) ĐỀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐÁP ÁN LỜI GIẢI I.63: Một vật khối lượng 1 kg dao động điều hòa với phương trình: x = 10cos t (cm) Lực phục hồi (lực kép về) tác dụng lên vật vào thời điểm 0,5s là: A 0,5 N B 2N

C 1N D Bằng 0 D

l

giãn O

x A

-A nén

l

giãn O

x A -A

Hình a (A < l) Hình b (A > l)

I.64: Một vật có m=100g dao động điều hoà

với chu kì T=1s, vận tốc của vật khi qua VTCB

là vo=10 cm/s, lấy  2=10 Hợp lực cực đại

tác dụng vào vật là

A 0,2N B 4,0N

C 2,0N D 0,4N

A

I.65: Con lắc lò xo nằm ngang dao động với biên độ A = 8 cm, chu kì T = 0,5 s, khối lượng của vật là m = 0,4 kg (lấy  2 = 10 ) Giá trị cực đại của lực đàn hồi tác dụng vào vật là: A Fmax= 5,12 N B Fmax= 525 N C Fmax = 256 N D Fmax= 2,56 N A

I.66: Một lò xo nhẹ đầu trên gắn cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ m Chọn trục Ox thẳng đứng, gốc O ở vị trí cân bằng của vật Vật dao động điều hoà trên Ox với phương trình x=10cos10t(cm), lấy g=10m/s2, khi vật ở vị trí cao nhất thì lực đàn hồi của lò xo có độ lớn là A 0(N) B 1,8(N) C 1(N) D 10(N) A

Bài 3.CON LẮC ĐƠN a Con lắc đơn: Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào mộtsợi dây không giãn, vật nặng có kích thước không đáng kểso với chiều dài sợi dây, sợi dây có khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng + Phương trình dao động: s = S o cos(t + ) hoặc  =  o cos(t + ); với  = l s ;  o = l S o + Chu kỳ, : T = 2 g l ; tần số góc:  = l g + Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc độ cao, vĩ độ địa lí và nhiệt độ môi trường vì gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao và vĩ độ địa lí trên Trái Đất , còn chiều dài con lắc phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. b Năng lượng Con lắc đơn + Động năng: Wđ = 2 1 mv 2 + Thế năng: Wt = mgl(1-cos) + Cơ năng: W = Wt + W đ = 2 1 mv 2 + mgl(1-cos) = hằng số SO SÁNH CON L C LÒ XO CON L C ẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN ẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN ĐƠNN CON LẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN Định nghĩa Gồm hòn bi có khối lượng m gắn vào lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào điểm cố định, đặt nằm ngang hoặc treo đứng Gồm hòn bi khối lượng m treo vào sợi dây không giãn có khối lượng không đáng kể và chiều dài rất lớn so với kích thước hòn bi Điều kiện khảo sát Bỏ qua Lực cản môi trường và ma sát Bỏ qua Lực cản môi trường và ma sát Góc lệch  nhỏ (   100 ) Phương trình dao x = Acos(t + ), s = S 0 cos(t + ) hoặc  =  0 cos(t + )

Q



s s0

O

M

A.Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi Ci, Câu hỏi và bài tập trong SGK.

C1 Ví dụ α = 100 = 0,1745 rad có sinα = 0,1736 tức là sinα ≈ α

C2 chu kỳ của con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào chiều dài và gia tốc trọng trường, không phụ thuộc vào khối

lượng của con lắc

C3 + Khi con lắc đơn chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng: độ cao của vật giảm → thế năng của vật

giảm, khi đó vật chuyển động nhanh dần → vận tốc của vật tăng → động năng của vật tăng

+ Khi con lắc đơn chuyển động từ vị trí cân bằng lên vị trí biên: thì độ cao của vật tăng → thế năng tăng,vật chuyển động chậm dần → vận tốc giảm → động năng của vật giảm

Cơ năng: W = mv 2

2

1+ mgl(1 – cosα) = const

Khi con lắc dao động nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại nhưng tổng chúng không đổi

C.Bài tập:

4 Chọn D

g

l 2

T  

5 Chọn D Vì chu kỳ dao động không phụ thuộc vào khối lượng

6 Chọn C Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng :

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

3 Phương trình dao động: s = S 0 cos(t + ) hoặc α = α 0cos(t + ) với s = αl, S0 = α 0l

 v = s’ = -S0sin(t + ) = -lα0sin(t + )

 a = v’ = -2S0cos(t + ) = -2lα0cos(t + ) = -2s = -2αl

Lưu ý: S0 đóng vai trò như A còn s đóng vai trò như x

4 Cơ năng: Năng lượng dao động ( gốc thế năng lúc vật ở vị trí thấp nhất)

2

1mglo2 = mgl(1- coso)

5 Tại một nơi con lắc đơn chiều dài l 1 có chu kỳ T1, con lắc đơn chiều dài l 2 có chu kỳ T2, con lắc đơn chiều

dài l 1 + l 2 có chu kỳ T3, con lắc đơn chiều dài l 1 - l 2 (l 1 >l 2) có chu kỳ T4.Thì: 2 2 2

I.67 Trong các công thức sau, công thức nào dùng để tính tần số dao động nhỏ của con lắc đơn:

A f = 2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω.

l

g

 2

1

g

l

C f =2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

g

l

D.f =

 2

1

l

g

I.68: Chu kỳ dao động điều hoà của con lắc đơn không phụ thuộc vào

A vĩ độ địa lý B chiều dài dây treo C gia tốc trọng trường D kh i l ng qu n ngố 2f, chu kỳ T/2 ượng quả nặng ả nặng ặng

I.69: Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối

lượng m được treo vào một đầu sợi dây mềm,

nhẹ, không dãn, dài 64cm Con lắc dao động

điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g Lấy

g= 2 (m/s2) Chu kì dao động của con lắc là

A.1,6s B.1s C 0,5s D 2s

A

I.70 : Tại cùng một vị trí địa lí, hai con lắc đơn có chu kì dao động lần lượt làT1 = 2s và T2 = 1,5s, chu kì dao động của con lắc thứ ba có chiều dài bằng tổng chiều dài của hai con lắc nói trên là A 5,0s B 2,5s C 3,5s D 4,9s B

I.71 Một con lắc đơn có chiều dài l1 dao động điều hoà với tần số f1 = 3Hz, khi chiều dài là l2 thì dao động điều hoà với f2 = 4Hz, khi con lắc có chiều dài l = l1 + l2 thì tần số dao động là: A 5Hz B 2,5Hz C 2,4Hz D 1,2Hz C

Bài 4 DAO ĐỘNG TẮT DẦN- DAO ĐỘNG CƯỞNG BỨC 1 Dao động tắt dần:+ Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian. + Nguyên nhân:Do ma sát, do lực cản môi trường mà cơ năng giảm nên biên độ giảm * Dao động tự do: + Là dao động mà chu kỳ chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của hệ, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài + Dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn (với li độ góc nhỏ (  10 o),được coi là dao động tự do trong điều kiện không có ma sát, không có sức cản môi trường và là Dao động với tần số riêng fo (fo chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc). 2 Dao động duy trì : có biên độ không đổi, có chu kỳ, tần số bằng tần số riêng (fo) 3 Dao động cưởng bức: + Dao động cưởng bức là dao động của vật do chịu tác dụng của ngoại lực cưởng bức tuần hoàn + Đặc điểm : - Dao động cưởng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lựccưởng bức - Biên độ của dao động cưởng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưởng bức, mà còn phụ thuộc vào cả độ chênh lệch giữa tần số của lực cưởng bức f và tần số riêng f o của hệ Khi tần số của lực cưởng bức càng gần với tần số riêng thì biên độ của lực cưởng bức càng lớn, 4.Hiện tượng Cộng hưởng :

+ Sự cộng hưởng là hiện tượng biên độ của dao động cưởng bức tăng nhanh đến một giá trị cực đại khi tần số của lực cưởng bức bằng tần số riêng của hệ dao động (f = f o ) + Đặc điểm: khi lực cản nhỏ thì cộng hưởng rỏ nét (cộng hưởng nhọn), khi lực cản lớn thì sự cộng hưởng không rỏ nét (cộng hưởng tù). * Sự tự dao động : Sự tự dao động là sự dao động được duy trì mà không cần tác dụng của ngoại lực Trong sự tự dao động thì tần số và biên độ dao động vẫn giữ nguyên như khi hệ dao động tự do. *Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi Ci, Câu hỏi và bài tập trong SGK C1.a Các con lắc đều dao động cưỡng bức

b Con lắc C dao động mạnh nhất do có chiều dài bằng con lắc D có cùng chu kỳ dao động riêng nên cộnghưởng.

C2 a Vì tần số của lực cưỡng bức gây ra bởi chuyển động của pittông trong xilanh của máy nổ khác xa tần số

riêng của khung xe

b Vì tần số của lực đẩy bằng tần số riêng của chiếc đu

Câu hỏi:

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

Nguyên nhân là do lực ma sát làm tiêu hao năng lượng

2 Dao động duy trì là dao động được cung cấp năng lượng bằng phần năng lượng đã bị mất sau mỗi chu kì saocho chu kì dao động riêng không thay đổi

3 Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của một ngoại lực tuần hoàn

Đặc điểm của dao động cưỡng bức:

- Biên độ không đổi, tần số dao động bằng tần số của ngoại lực

- Biên độ dao động phụ thuộc vào biên của lực cưỡng bức và chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần

số riêng của hệ dao động

4 Hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số của lực cưỡng bức bằng tần sốdao động riêng gọi là hiện tượng cộng hưởng

Điều kiện khi tần số dao động cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ dao động

Bài tập:

5 Chọn D Vì cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.(1-0,03)2=0,972= 0,9409 -> giảm 6%

6 Chọn B Chu kì dao động của con lắc T  2  gl = 1,33 s Khi dao động của con lắc có biên độ lớn nhất,tức là dao động cưỡng bức của con lắc xảy ra hiện tượng cộng hưởng Vận tốc của tàu là v = l/T = 12,5/1,33 =9,4 m/s = 33,84 km/h.Ta thấy 33,84 km/h chọn B

TRẮC NGHIỆM

I.72 Nhận xét nào sau đây là không đúng?

A Dao động tắt dần càng nhanh nếu lực cản của môi trường càng lớn

B Dao động duy trì có chu kỳ bằng chu kỳ dao động riêng của con lắc

C Dao động cưỡng bức có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức

D Biên độ của dao động cưỡng bức không phụ thuộc vào tần số lực cưỡng bức.

I.73 Nguyên nhân gây ra dao động tắt dần của con lắc đơn dao động trong không khí là

A do trọng lực tác dụng lên vật B do lực căng của dây treo

C do lực cản của môi trường. D do dây treo có khối lượng đáng kể

1.74: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A.Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành nhiệt năng

B.Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành hoá năng

C.Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành điện năng

D.Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành quang năng

1.75: Phát biểu nào sau đây là không đúng? Điều kiện để xảy ra hiện tượng cộng hưởng là:

A tần số góc lực cưỡng bức bằng tần số góc dao động riêng

B tần số lực cưỡng bức bằng tần số dao động riêng

C chu kỳ lực cưỡng bức bằng chu kỳ dao động riêng

D biên độ lực cưỡng bức bằng biên độ dao động riêng.

I.76 Điều kiện nào sau đây là điều kiện của sự cộng hưởng ?

A Chu kì của lực cưỡng bức phải lớn hơn chu kì riêng của hệ

B Lực cưỡng bức phải lớn hơn hoặc bằng một giá trị F0 nào đó.

C Tần số của lực cưỡng bức bằng tần số riêng của hệ

D Tần số của lực cưỡng bức phải lớn hơn nhiều tần số riêng của hệ

I.77 Phát biểu nào sau đây là đúng ?

A Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động điều hòa

B Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động riêng

C Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động tắt dần

D Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức

I.78 (TN – 2011): Khi nói vể dao động cơ cưỡng bức, phát biểu nào sau đây là sai?

A Tần số của dao động cưỡng bức bằng tần số của lực cưỡng bức.

B Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức.

C Biên độ của dao động cưỡng bức càng lớn khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng của hệ dao động.

D Tần số của dao động cưỡng bức lớn hơn tần số của lực cưỡng bức.

I.79 Một hệ dao động chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn F n F0cos10tthì xảy ra hiện tượng cộnghưởng tần số dao động riêng của hệ phải là:

I.80 (TN–THPT 2009): Dao động tắt dần

A có biên độ giảm dần theo thời gian B luôn có lợi

C có biên độ không đổi theo thời gian D luôn có hại.

I.81 Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi được 50cm.Chu kỳ dao động riêng của nước

trong xô là 1s Người đó đi với vận tốc v thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất Vận tốc v có thểh nhận giátrị nào trong các giá trị sau ?

A 2,8 km/h B 1,8 km/h C 1,5 km/h D 5,6 km/h

Nguyên tắc thành công: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hoạt động kiên trì !

Chúc các em HỌC SINH thành công trong học tập!

GV: Đoàn Văn Lượng

 Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com; luongdv@ymail.com;

 Điện Thoại: 0915718188 – 0906848238

Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG CÙNG TẦN SỒ

1)Véctơ Quay: x A cos(t) được biểu diễn bằng một véctơ quay OM

vẽ lúc t =0 như sau :

- Có độ dài OM = A; -Có gốc là O và  =(OM ,Ox) (chọn chiều + là chiều đường tròn lượng giác )

2) Phương pháp giản đồ fre-nen

Biên độ A, pha ban đầu  của dao động tổng hợp:

Biên độ: A 2 =A 1 + A 2 +2A 1 A 2 cos ( 2 -  1 ); Pha ban đầu: tan =

2 2 1 1

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A

A1

+ Khi hai dao động thành phần vuông pha(2 -  1 = (2n + 1)

2



) thì dao động tổng hợp có biên độ: A= 2

2 2

A 

*Hướng dẫn, lời giải, đáp án Câu hỏi Ci, Câu hỏi và bài tập trong SGK.

C1 Dao động điều hoà x = 3cos(5t + πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/3) cm được biểu diễn bằng mọt vectơ quay có độ dài 3 đơn vị, hợp vớitrục 0x một góc 600

Câu hỏi:

1 Phần I SGK

2 Phần II SGK

3 a Hai dao động cùng pha: A = A1 + A2

b Hai dao động ngược pha: A = |vA1 - A2 |v

c Hai dao động vuông pha: A2 = A1 + A2

6

rad

6 Phương trình của dao động tổng hợp: x = 2,3cos(5πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + 0,68πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω) (cm)

Hướng dẫn: A2 = x2

1m + x2 2m + 2.x1m.x2m.cos(φ2 – φ1) = 5,25 → A = 2,29  2,3 cm

tan φ =

2 m 2 1 m

1

2 m 2 1 m

1

cosxcos

x

sin.xsin

3 Suy ra  = -0,27πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω hoặc  = 0,73πt + π) (cm)

Dạng 8: Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng tần số:

Biên độ: A2=A1 2+ A2 2+2A1A2cos (2 - 1);Pha ban đầu: tan =

2 2 1 1

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A

1.Chọn chế độ thực hiện phép tính về số phức của máy tính: CASIO fx – 570ES, 570ES Plus

Cài đặt ban đầu (Reset all): Bấm: SHIFT 9 3 = = Reset all

Hiển thị 1 dòng (MthIO) Bấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện Math.

Thực hiện phép tính về số phức Bấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện chữ CMPLX

Dạng toạ độ cực: r 

(ta hiểu:A )

Bấm: SHIFT MODE  3 2 Hiển thị số phức kiểu r  

Tính dạng toạ độ đề các: a + ib Bấm: SHIFT MODE  3 1 Hiển thị số phức kiểu a+bi

Chọn đơn vị đo góc là độ (D) Bấm: SHIFT MODE 3 Màn hình hiển thị chữ D

A

x0

Bấm: MODE 2 xuất hiện chữ CMPLX

Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) Bấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R

Để nhập ký hiệu góc  Bấm SHIFT (-). Màn hình hiển thị ký hiệu 

Ví dụ: Cách nhập: Máy tính CASIO fx – 570ES

Cho: x= 8cos(t+ /3) sẽ được biểu diễn với số phức 8 60 0 hay 8/3 ta làm như sau:

-Chọn mode: Bấm máy: MODE 2 màn hình xuất hiện chữ CMPLX

-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D

-Nhập máy: 8 SHIFT (-) 60 sẽ hiển thị là: 8 60

-Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R

-Nhập máy: 8 SHIFT (-) (:3 sẽ hiển thị là: 81πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

3

Kinh nghiệm: Nhập với đơn vị độ nhanh hơn đơn vị rad

nhưng kết quả sau cùng cần phải chuyển sang đơn vị rad

cho những bài toán theo đơn vị rad (Vì nhập theo đơn vị

rad phải có dấu ngoặc đơn ‘(‘‘)’nên thao tác nhập lâu hơn,

3.Lưu ý :Khi thực hiện phép tính kết quả được hiển thị dạng đại số: a +bi (hoặc dạng cực: A  )

-Chuyển từ dạng : a + bi sang dạng: A  , bấm SHIFT 2 3 =

Ví dụ: Nhập: 8 SHIFT (-) (:3 ->Nếu hiển thị: 4+ 4 3i , muốn chuyển sang dạng cực A  :

- Bấm phím SHIFT 2 3 = kết quả: 81πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

3

-Chuyển từ dạng A  sang dạng : a + bi : bấm SHIFT 2 4 =

Ví dụ: Nhập: 8 SHIFT (-) (:3 -> Nếu hiển thị: 81πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

3 , muốn chuyển sang dạng phức a+bi :

- Bấm phím SHIFT 2 4 =  kết quả :4+4 3i

4.

Tìm dao động tổng hợp xác định A và  bằng cách dùng máy tính thực hiện phép cộng :

a.Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

-Chọn đơn vị đo góc là độ (D) ta bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D

(hoặc Chọn đơn vị đo góc là Rad (R) ta bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R )

-Nhập A1 ,bấm SHIFT (-) , nhập φ1, bấm +, Nhập A2, bấm SHIFT (-) ,nhập φ2 nhấn = hiển thịkết quả (Nếu hiển thị số phức dạng: a+bi thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả : A)

b.Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

Nhập A1, bấm SHIFT (-) nhập φ1 , bấm + , Nhập A2 , bấm SHIFT (-) nhập φ2 nhấn =

Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A SHIFT = hiển thị kết quả là: φ)

c.Lưu ý Chế độ hiển thị màn hình kết quả:

Bấm SHIFT 2 màn hình xuất hiện như hình bên

Nếu bấm tiếp phím 3 = kết quả dạng cực (r   )

Nếu bấm tiếp phím 4 = kết quả dạng phức (a+bi )

( đang thực hiện phép tính )

Sau khi nhập ta ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ, muốn kết quả dưới dạng thập phân ta ấn

SHIFT = (hoặc dùng phím SD ) để chuyển đổi kết quả Hiển thị

d.Các ví dụ:

Ví dụ 1: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình:

x1 = 5cos( t + /3) (cm); x2 = 5cos t (cm) Dao động tổng hợp của vật có phương trình

1 1

2 2 1 1

coscos

sinsin

A A

Vậy :x = 5 3cos(t + /6) (cm)

(Nếu Hiển thị dạng đề các:15 5 3

2  2 i thì Bấm SHIFT 2 3 = Hiển thị: 5 3 30 )

Bạn thử dùng đồng hồ lần lượt đo thời gian khi giải cả 2 phương pháp rồi rút ra kết luận !

Giải khi dùng đơn vị đo góc là Rad ( R): SHIFT MODE 4

Bấm chọn MODE 2 màn hình xuất hiện: CMPLX. Tìm dao động tổng hợp:

Nhập :5 SHIFT (-). (/3) + 5 SHIFT (-)  0 = Hiển thị: 5 3 1πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

6

Ví dụ 2: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số

x1=cos(2t + )(cm), x2 = 3 cos(2t - /2)(cm) Phương trình của dao động tổng hợp

A x = 2.cos(2t - 2/3) (cm) B x = 4.cos(2t + /3) (cm)

C x = 2.cos(2t + /3) (cm) D x = 4.cos(2t + 4/3) (cm)

Giải: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

Chọn đơn vị đo góc là rad ( R): SHIFT MODE 4

-Nhập máy: 1 SHIFT(-)   + 3 SHIFT(-)  (-/2 = Hiển thị 2-2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

3 Đáp án A

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng dọc theo trục x’Ox có li độ

) ( ) 2 2 cos(

3

4 ) )(

6 2

cos(

3

4

cm t

cm t

x      Biên độ và pha ban đầu của dao động là:

3

; 3

8

rad

cm  Đáp án A

Giải 1: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

Chọn đơn vị đo góc là radian( R): SHIFT MODE 4

Giải 2: Với máy FX570ES : Chọn đơn vị đo góc là độ Degre(D): SHIFT MODE 3

Ví dụ 4: Ba dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là x1= 4 cos(t - /2) (cm) ,

x2= 6cos(t +/2) (cm) và x3=2cos(t) (cm) Dao động tổng hợp của 3 dao động này có biên độ và pha ban đầu

là

A 2 2cm; /4 rad B 2 3 cm; - /4 rad C.12cm; + /2 rad D.8cm; - /2 rad

Giải: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

Chọn đơn vị góc tính rad (R) SHIFT MODE 4 Tìm dao động tổng hợp, nhập máy:

4 SHIFT(-) (- /2) + 6 SHIFT(-) (/2) + 2 SHIFT(-) 0 = Hiển thị: 2 2  /4 Chọn A

Ví dụ 5: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

x1= a 2 cos(t+/4)(cm) và x2 = a.cos(t + ) (cm) có phương trình dao động tổng hợp là

A x = a 2 cos(t +2/3)(cm) B x = a.cos(t +/2)(cm)

C x = 3a/2.cos(t +/4)(cm) D x = 2a/3.cos(t +/6)(cm) Chọn B

Giải : Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

chọn đơn vị góc tính theo độ ( D) Bấm : SHIFT MODE 3 ( Lưu ý : Không nhập a)

Tìm dao động tổng hợp: Nhập máy : 2  SHIFT(-)45 + 1 SHIFT(-)180 = Hiển thị: 1 90,

e Trắc nghiệm vận dụng :

I.83: Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số x1= 3 cos(5t +/2) (cm) và

x2 = 3 cos( 5t + 5/6)(cm) Phương trình dao động tổng hợp là

Tìm dao động thành phần ( xác định A 2 và 2 ) bằng cách dùng máy tính thực hiện phép : trừ

Ví dụ tìm dao động thành phần x2 : x2 =x - x1 với: x2 = A2cos(t + 2)

Xác định A2 và 2 ?

a.Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

-Chọn đơn vị đo góc là độ ta bấm: SHIFT MODE 3 trên màn hình hiển thị chữ D

(hoặc Chọn đơn vị đo góc là Radian ta bấm: SHIFT MODE 4 trên màn hình hiển thị chữ R )

Nhập A , bấm SHIFT (-) nhập φ; bấm - (trừ), Nhập A1 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 , nhấn =kết quả.

(Nếu hiển thị số phức thì bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả trên màn hình là: A 2   2

b.Với máy FX570MS : Bấm chọn MODE 2 màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

Nhập A , bấm SHIFT (-) nhập φ ;bấm - (trừ), Nhập A1 , bấm SHIFT (-) nhập φ1 nhấn =

Sau đó bấm SHIFT + = hiển thị kết quả là: A2 bấm SHIFT = hiển thị kết quả là: φ) 2

Ví dụ 6: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình dao động tổng hợp x=5 2 cos(t+5/12)(cm) với

các dao động thành phần cùng phương, cùng tần số là x1=A 1 cos(t +  1) và x2=5cos(t+/6)(cm), Biên độ và pha ban đầu của dao động 1 là:

A 5cm; 1 = 2/3 B.10cm; 1= /2 C.5 2 (cm) 1 = /4 D 5cm; 1= /3

Giải: Với máy FX570ES : Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

-Chọn đơn vị đo góc là rad (R ): SHIFT MODE 4 Tìm dao động thành phần:

Nhập máy : 5 2  SHIFT(-)  (5/12) – 5 SHIFT(-)  (/6 = Hiển thị: 5  2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω

3 , chọn A

c.Trắc nghiệm vận dụng:

I.86: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, có phương trình lần lượt là x1=3cos(10t

-/3) (cm); x2 = 4cos(10t + /6)(cm) (t đo bằng giây) Xác định biên độ dao động tổng hợp:

5) Dao động tổng hợp có dạng :

A x = 5 2cos(t +

3

) B x = 10cos(t -

3

) C x = 5 2cost D x =

I.89: Hai dao động cơ điều hoà có cùng phương và cùng tần số f = 50Hz, có biên độ lần lượt là 2a và a, pha

ban đầu lần lượt là /3 và  Phương trình của dao động tổng hợp có thể là phương trình nào sau đây:

I.90: Một vật đồng thời tham gia 2 dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình dao động: x1 =

8cos(2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + /2) (cm) và x2 = A 2 cos(t +  2) (cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng x=8 2 cos(2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt +

/4) (cm) Tính biên độ dao động và pha ban đầu của dao động thành phần thứ 2:

A 8cm và 0 B 6cm và /3 C 8cm và /6 D 8cm và /2

I.91: Hai dao động điều hòa cùng phương: 1 4 2 cos(2 )

2

x  t  cmvà x2 4 2 cos(2 )t cm

Kết luận nào sai?

A.Biên độ dao động tổng hợp là 8cm B.Tần số góc dao động tổng hợp 2rad s/

C.Pha ban đầu dao động tổng hợp

Bài 6 KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

Mục đích: Phát hiện sự ảnh hưởng của biên độ, khối lượng và chiều dài con lắc đơn đối với chu kỳ dao

1 Dự đoán: Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào những đại lượng đặc trưng l, m, α

Dùng thí nghiệm thay đổi một đại lượng khi giữ nguyên các đại lượng kia kiểm tra từng dự đoán

2 Dự đoán: Chu kỳ dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm

Làm thí nghiệm với con lắc có chiều dài không đổi tại những nơi khác nhau để kiểm chứng

3 Không đo chu kỳ của con lắc đơn có chiều dài l < 10 cm vì khi đó kích thước quả cân là đáng kể so vớichiều dài này, vì khó tạo ra dao động với biên độ nhỏ và chu kỳ T nhỏ khó đo

4 Dùng con lắc dài khi xác định gia tốc g cho kết quả chính xác hơn vì gg 2TT ll

B

Câu 1(TN- 2007): Hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình lần lượt là: x1 = 4 cos 100 πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt (cm) và x 2 = 3 cos( 100 πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/2) (cm) Dao động tổng hợp của hai dao động đó có biên độ là:

Câu 2 (TN- 2011): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ gắn với lò xo nhẹ dao động điều hòa theo phương ngang Lực kéo về tác

dụng vào vật luôn

A cùng chiều với chiều chuyển động của vật B.hướng về vị trí cân bằng.

C cùng chiều với chiều biến dạng của lò xo D.hướng về vị trí biên.

Câu 3(TN –2007): Biểu thức li độ của vật dao động điều hòa có dạng x = Acos (ωt + φ) , vận tốc của vật có giá trị cực

đại là:

A.v max = Aω B v max = Aω 2 C v max = 2Aω D v max = A 2 ω

Câu 4(TN – 2007): Tại một nơi xác định, chu kỳ đ ủa con lắc đơn tỉ lệ thuận với

A căn bậc hai chiều dài con lắc B chiều dài con lắc C căn bậc hai gia tốc trọng trường D gia tốc trọng trường

Câu 5(TN – 2008): Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, có các phương trình dao động là:

x 1 = 3cos (ωt – πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/4) cm và x 2 = 4cos (ωt + πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/4 cm Biên độ của dao động tổng hợp hai dao động trên là

Câu 6(TN – 2008): Một hệ dao động chịu tác dụng của ngoại lực tuần hoàn Fn = F 0 cos10πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng Tần số dao động riêng của hệ phải là

A 10πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω Hz B 5πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω Hz C 5 Hz D 10 Hz

Câu 7(TN – 2008): Hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình x1 = Acos(ωt +πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/3) và

x 2 = Acos(ωt - 2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/3)là hai dao động:

A.lệch pha πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/2 B cùng pha C ngược pha D lệch pha πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω/3

Câu 8(TN – 2008): Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k, một đầu cố định và một đầu

gắn với một viên bi nhỏ khối lượng m Con lắc này đang dao động điều hòa có cơ năng

A tỉ lệ với bình phương biên độ dao động B tỉ lệ với bình phương chu kì dao động

C tỉ lệ nghịch với độ cứng k của lò xo D tỉ lệ nghịch với khối lượng m của viên bi

Câu 9(TN – 2008): Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể, một đầu cố định và một đầu gắn với

một viên bi nhỏ Con lắc này đang dao động điều hòa theo phương nằm ngang Lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên viên

bi luôn hướng:

A theo chiều chuyển động của viên bi B về vị trí cân bằng của viên bi.

C theo chiều dương quy ước D theo chiều âm quy ước.

Câu 10(TN –2008): Một con lắc đơn gồm một hòn bi nhỏ khối lượng m, treo vào một sợi dây không giãn, khối lượng sợi

dây không đáng kể Khi con lắc đơn này dao động điều hòa với chu kì 3 s thì hòn bi chuyển động trên một cung tròn dài

4 cm Thời gian để hòn bi đi được 2 cm kể từ vị trí cân bằng là:

Câu 11(TN – 2009): Một vật nhỏ dao động điều hòa theo một trục cố định Phát biểu nào sau đây đúng?

A Quỹ đạo chuyển động của vật là một đoạn thẳng B Lực kéo về tác dụng vào vật không đổi.

C Quỹ đạo chuyển động của vật là một đường hình sin D Li độ của vật tỉ lệ với thời gian dao động.

Câu 12(TN – 2009): Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng m được treo vào một đầu sợi dây mềm, nhẹ, không

dãn, dài 64cm Con lắc dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g Lấy g=  2 (m/s 2 ) Chu kì dao động của con lắc là:

A 1,6s B 1s C 0,5s D 2s.

Câu 13(TN–2009): Cho hai dao động điều hòa cùng phương có các phương trình lần lượt làx1 = 4cos(t / )(6 cm)

và x 2 =4cos(t  / )(2 cm) Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ là

A 8cm B. 4 3cm C 2cm D 4 2cm.

Câu 14(TN–2009): Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox theo phương trình x = 5cos4t ( x tính bằng cm, t tính

bằng s) Tại thời điểm t = 5s, vận tốc của chất điểm này có giá trị bằng:

A 5cm/s B 20 cm/s C -20 cm/s D 0 cm/s.

Câu 15(TN–2009): Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 400g, lò xo khối lượng không đáng kể và có độ cứng

100N/m Con lắc dao động điều hòa theo phương ngang Lấy  2 = 10 Dao động của con lắc có chu kì là:

Câu 16(TN– 2011): Một chất điểm dao động điều hòa dọc trục Ox với phương trình x = 10cos2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt (cm) Quãng đường đi

được của chất điểm trong một chu kì dao động là

A 10 cm B 30 cm C 40 cm D 20 cm

Câu 17(TN –2009): Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 0,5 (s) và biên độ 2cm Vận tốc của chất điểm tại vị trí

cân bằng có độ lớn bằng:

Câu 18 (TN-2010)Nói về một chất điểm dao động điều hòa, phát biểu nào dưới đây đúng?

A Ở vị trí biên, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc bằng không

B Ở vị trí cân bằng, chất điểm có vận tốc bằng không và gia tốc cực đại

C Ở vị trí cân bằng, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc bằng không

D Ở vị trí biên, chất điểm có độ lớn vận tốc cực đại và gia tốc cực đại

Câu 19 (TN- 2010)Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình li độ x = 2cos(2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + /2) (x tính bằng cm, t tính bằng s) Tại thời điểm t = 1/4s, chất điểm có li độ bằng:

Mind map topic I

A

C B

I D

G

H F E

J Phương truyền sóng λ

Câu 21 (TN- 2010) Một nhỏ dao động điều hòa với li độ x = 10cos(πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt + / 6) (x tính bằng cm, t tính bằng s) Lấy  2

= 10 Gia tốc của vật có độ lớn cực đại là

A 100 cm/s2 B 100 cm/s 2 C 10 cm/s2 D 10 cm/s2

Câu 22 (TN-2010) Hai dao động điều hòa có các phương trình li độ lần lượt là x1 = 5cos(100t + /2) (cm) và x 2 = 12cos100t (cm) Dao động tổng hợp của hai dao động này có biên độ bằng

Câu 23 (TN-2010)Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa trên một quỹ đạo thẳng dài 20 cm với tần số góc 6

rad/s Cơ năng của vật dao động này là

Câu 24(TN – 2011): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 200 g và lò xo nhẹ có độ cứng 80 N/m Con lắc dao động

điều hòa theo phương ngang với biên độ 4 cm Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là

Câu 25(TN– 2011): Con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g gắn với một lò xo nhẹ Con lắc dao động điều hòa theo

phương ngang với phương trình x = 10cos10t (cm) Mốc thế năng ở vị trí cân bằng Lấy  2 = 10 Cơ năng của con lắc bằng

BÀI 7 : SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ :

I.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại

+ Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường

+ 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 dao động 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 truyền sóng.

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.

II.Các đặc trưng của một sóng hình sin

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

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

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

T

1

+ Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao động trong môi 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.

+Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên

phương truyền sóng mà dao động ngược pha là

2

.

III Phương trình sóng: Nếu phương trình sóng tại O :

u O =A o cos(t) , thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng là: u M =A M cos(t-t)

Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì

biên độ sóng tại O và tại M bằng nhau

t

 )

BÀI 8 GIAO THOA SÓNG

1 Nguồn kết hợp, sóng kết hợp, Sự giao thoa của sóng

kết hợp.

+ Hai nguồn dao động cùng tần số, cùng pha, 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 mà biên độ sóng được tăng cường hoặc bị giảm bớt.

2.Lý thuyết về giao thoa:

+Giả sử S1 và S2 là hai nguồn kết hợp có phương trình sóng

uS1 = uS2 = Acos

T

t

2cùng truyền đến M (S1M = d1; S2M =d2)

+Gọi v là tốc độ truyền sóng, phương trình dao động tại M do S1 và S2

A M = 2Acos



(d 2 d1)

+ 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 :

a.Vi trí các cưc đại giao thoa: Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước sóng:

d2 – d 1 = k ( k = 0, 1,  2 , ) dao động của môi trường ở đây là mạnh nhất (đường cong liền nét).

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

b.Vị trí các cực tiểu giao thoa : Những chổ mà hiệu đường đi bằng một số lẻ nữa bước sóng:

d 2 – d 1 = (2k + 1)

2



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

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

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

-Có hiệu số pha không đổi theo thời gian.

BÀI 9 :SÓNG DỪNG

I.Sự phản xạ của sóng

1.Phản xạ của sóngtrên vật cản cố định:

- Khi phản xạ trên vật cản cố định , sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ

2.Phản xạ của sóngtrên vật cản tự do:

Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ

II.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.

+ Điều kiện để có sóng dừng:

-Sợi dây với hai nút ở hai đầu (hai đầu cố định) thì chiều dài

của sợi dây thoả : l = k

QP

đầu tự do) thì chiều dài sợi dây phải bằng một số lẻ ¼ bước sóng

-Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là

4



-Khoảng cách giữa hai nút sóng liền kề là

2

 -Tốc độ truyền sóng: v = f =

T

.

BÀI 10 +11 SÓNG ÂM

1 Sóng âm: Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn

Tần số của của sóng âm cũng là tần số âm

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

+Âm nghe được 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 sóng âm, không cảm thụ được hạ âm và 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, tấm xốp truyền âm kém, dùng làm vật liệu cách âm.

*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 âm thay

đổi còn tần số của âm thì không thay đổi.

2 Các đặc tính vật lý của âm

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

-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/m 2

-Mức Cường độ âm: Mức cường độ âm L là lôga thập phân của thương số giữa cường độ âm I và cường độ âm chuẩn Io :

L = lg

o I

I

+ Đơn vị của mức cường độ âm là Ben (B),

hay

0( ) 10lg I

L dB

I

 (dB) + thực tế thường dùng ước số của ben là đềxiben (dB):1B = 10dB.

-Âm cơ bản và hoạ âm :Sóng âm do một nhạc cụ phát ra là tổng hợp của nhiều sóng âm phát ra cùng một lúc Các sóng này có tần số là f, 2f, 3f, … Âm có tần số f là hoạ âm cơ bản, các âm có tần số 2f, 3f, … 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 do các nhạc cụ khác nhau phát ra thì hoàn toàn khác nhau.

3 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 liên quan với đồ thị dao động âm

B CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM.

II.1: Chọn câu đúng Sóng cơ học là:

A sự lan truyền dao động của vật chất theo thời gian

B những dao động cơ học lan truyền trong một môi trường vật chất theo thời gian

C sự lan toả vật chất trong không gian

D sự lan truyền biên độ dao động của các phân tử vật chất theo thời gian

II.2: Bước sóng  là:

A Quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ dao động của sóng

B.Khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng gần nhau nhất dao động cùng pha với nhau

C Là quãng đường sóng truyền được trong 1 đơn vị thời gian D Câu A và B đúng.

II.3: Sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất với tốc độ v, bước sóng tính theo công thức

II.4: Chọn phát biểu đúng:

A Tần số sóng thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trường khác

B Tần số sóng được xác định bởi nguồn phát sóng

C Tần số sóng là tích số của bước sóng và chu kì dao động của sóng

D Tần số sóng trong mọi môi trường đều không phụ thuộc vào chu kì dao động của sóng

II.5: Khoảng cách giửa hai điểm gần nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha bằng

A  /4 B /2 C  D 2 

II.6: Chọn câu đúng nhất: hai nguồn kết hợp là hai nguồn

A cùng tần số và có độ lệch pha không đổi B cùng tần số và cùng pha

C cùng tần số và ngược pha D cùng tần số

II.7: Sóng âm truyền được trong môi trường:

A.Rắn, lỏng, khí, chân không B Rắn, lỏng

C,Rắn, lỏng, khí D Lỏng, khí, chân không

II.8: Âm sắc là đặc tính sinh lí của âm

A chỉ phụ thuộc vào biên độ B chỉ phụ thuộc vào tần số

B chỉ phụ thuộc vào cường độ âm D phụ thuộc vào tần số và biên độ

II.9 : Khi âm thanh truyền từ không khí vào nước thì

A Bước sóng thay đổi nhưng tần số không đổi B Bước sóng và tần số đều thay đổi

C Bước sóng và tần số không đổi D Bước sóng không đổi nhưng tần số thay đổi

II.10: Độ to của âm là một đặc tính sinh lý phụ thuộc vào

A.vận tốc âm B.bước sóng và năng lượng âm.

C.tần số và mức cường độ âm D.vận tốc và bước sóng.

áp án: TR C NGHI M CH NG II

Đ ẮC LÒ XO CON LẮC ĐƠN ỆM CHƯƠNG II ƯƠN

II.1: B II.2: D II.3: D II.4: B II.5: B II.6: A II.7: C II.8: D II.9: A II.10:C

λ  ;

t

s v





 với s là quãng đường sóng truyền trong thời gian t.

+ Quan sát hình ảnh sóng có n ngọn sóng liên tiếp thì có n-1 bước sóng Hoặc quan sát thấy từ ngọn sóng thứ n đến ngọn sóng thứ m (m > n) có chiều dài l thì bước sóng

nm

lλ

- Độ lệch pha: Độ lệch pha giữa 2 điểm nằm trên phương truyền sóng cách nhau khoảng d là

- Nếu 2 dao động cùng pha thì    2k - Nếu 2 dao động ngược pha thì    ( 2k 1 ) 

2 –Phương pháp : Áp dụng các công thức chứa các đại lượng đặc trưng:

Ví dụ 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình là u5cos(6t x) (cm), với t đo bằng s, x

đo bằng m Tốc độ truyền sóng này là

/ (

Giải : 4 = 0,5 m   = 0,125m  v = 15 m/s  Đáp án B.

Ví dụ 5: Tại điểm O trên mặt nước yên tĩnh, có một nguồn sóng dao động điều hoà theo phương thẳng đứngvới tần số f = 2Hz Từ O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh Khoảng cách giữa 2 gợn sóng liêntiếp là 20cm Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là :

II.12 Một người quan sát một chiếc phao trên mặt biển thấy nó nhô lên cao 10 lần trong 18 s, khoảng cách

giữa hai ngọn sóng kề nhau là 2 m Tốc độ truyền sóng trên mặt biển là :

II.15 : Một sóng truyền theo trục Ox với phương trình u = acos(4t – 0,02x) (u và x tính bằng cm, t tính bằng

giây) Tốc độ truyền của sóng này là :

II.16 : Đầu A của một sợi dây đàn hồi dài nằm ngang dao động theo phương trình )

64cos(

Dấu (–) nếu sóng truyền từ O tới M, dấu (+) nếu sóng truyền ngược lại từ M tới O.

+Lưu ý: Đơn vị của , x, x 1 , x 2 ,  và v phải tương ứng với nhau.

Ví dụ 1 : Đầu A của dây cao su căng được làm cho dao động theo phương vuông góc với dây với biên độ 2cm,

chu kỳ 1,6s Sau 3s thì sóng truyền được 12m dọc theo dây

Ví dụ 2 : Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A=5cm,

T=0,5s Vận tốc truyền sóng là 40cm/s Viết phương trình sóng tại M cách O d=50 cm

+Nếu 2 điểm M và N trên phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì :  =

- Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ:

+ dao động cùng pha khi: Δl = 24 – 2 – 4 = 18cmφ = k2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω => d = k

+ dao động ngược pha khi:Δl = 24 – 2 – 4 = 18cmφ = πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω + k2πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ω => d = (2k + 1)

+ dao động vuông pha khi:Δl = 24 – 2 – 4 = 18cmφ = (2k + 1)

Ví dụ 1: Tại hai điểm A và B trên mặt nước có hai nguồn kết hợp cùng dao động với phương trình

u = acos100πf = 5π (rad/s), độ cứng của lò xo là k = m.ωt Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s Xét điểm M trên mặt nước có AM = 9 cm và

BM = 7 cm Hai dao động tại M do hai sóng từ A và B truyền đến là hai dao động :

A cùng pha B ngược pha. C lệch pha 90º D lệch pha 120º

Giải Chọn B Ta có: f =50Hz; λ = v/f = 40/50 =0,8cm

Xét: d 2 – d 1 = 9-7=(2 +1

2)0,8 cm =2,5λ:Hai dao động do hai sóng từ A và B truyền đến M ngược pha.

4 –Vận dụng:

II.18 : Đầu A của một dây đàn hồi nằm ngang dao động theo phương thẳng đứng với chu kỳ bằng10s Biết vận

tốc truyền sóng trên dây v = 0,2 m/s, khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất dao động ngược pha là:

A 1 m B 1,5 m C 2 m D 0,5 m

Dạng 4: Ứng dụng của giao thoa và sóng dừng tìm tốc độ truyền sóng và biên độ sóng

II.19: Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước, hai nguồn kết hợp A và B dao động với tần số 16Hz Tại M cách

A một khoảng 30cm và cách B một khoảng 25,5cm sóng có biên độ cực đại, giữa M và đường trung trực của

AB có hai dãy cực đại khác Tính tốc độ truyền sóng

Giải II.19: Đường trung trực là dãy cực đại ứng với n=0 suy ra M thuộc dãy cực đại ứng với n=3.

Hiệu đường đi d2-d1=4,5cm=3 =1,5cm Tốc độ v=f=24cm/s

II.20: Một dây dẻo dài 1,2m hai đầu cố định được kích thích dao động tạo sóng dừng thấy có 7 nút sóng Biết

a.Tìm Số đường dao động với biên độ cực đại, Số điểm dao động với biên độ cực tiểu quan sát được

b.Tìm vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2

Giải: a.Vì các nguồn dao động cùng pha, Ta có số đường hoặc số điểm dao động cực đại: l k l

- Vậy có 9 số đường dao động cực đại

-Ta có số đường hoặc số điểm dao động cực tiểu: 1 1

-Vậy có 10 số đường dao động cực tiểu

b Tìm vị trí các điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S1S2

-Vậy Có 9 điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn S 1 S 2

-Khỏang cách giữa 2 điểm dao động cực đại liên tiếp bằng /2 = 1cm

2.Trắc nghiệm lý thuyết:

II.21: Chọn câu đúng Trong quá trình giao thoa sóng Gọi  là độ lệch pha của hai sóng thành phần Biên

độ dao động tổng hợp tại M trong miền giao thoa đạt giá trị cực đại khi:

II.22: Chọn câu đúng Trong quá trình giao thoa sóng Gọi  là độ lệch pha của hai sóng thành phần Biên

độ dao động tổng hợp tại M trong miền giao thoa đạt giá trị nhỏ nhất khi: (Với n = 0, 1, 2, 3 )

II.24: Dao động tại hai điểm S1 , S2 cách nhau 10,4 cm trên mặt chất lỏng có biểu thức: s = acos80t, vận tốctruyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,64 m/s Số hypebol mà tại đó chất lỏng dao động mạnh nhất giữa hai điểm

2i = 10, 42.0, 8 = 6,5

Như vậy, số cực đại trên S1S2 là: 6.2+1 = 13.; Số hypebol ứng với các cực đại là n = 13 Chọn B.

II.25: Hai nguồn S1 và S2 trên mặt nước cách nhau 13cm cùng dao động theo phương trình u = 2cos40t(cm).Biết tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 0,8m/s Biên độ sóng không đổi Số điểm cực đại trên đoạn S1S2là:

2 = 2 cm

Gọi S1S2 = l = 13cm , số khoảng i =

2

 trên nửa đoạn S1S2 là:

2l :

2

 = l

=13

4 = 3,25

Như vậy số cực đại trên S1S2 sẽ là 3.2 + 1 = 7 Chọn A.

II.26: Trên mặt nước nằm ngang, tại hai điểm S1, S2 cách nhau 8,2cm, người ta đặt hai nguồn sóng cơ kếthợp, dao động diều hoà theo phương thẳng đứng có tần số 15Hz và luôn dao động cùng pha Biết tốc độ truyềnsóng trên mặt nước là 30cm/s và coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi Số điểm dao động với biên độ cựcđại trên đoạn S1S2 là:

II.27: Trên mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp, dao động cùng pha theo phương thẳng đứng tại hai điểm A và

B cách nhau 7,8cm Biết bước sóng là 1,2cm Số điểm có biên độ cực đại nằm trên AB là

4



-Khoảng cách giữa hai nút sóng ( hoặc hai bụng sóng) bất kỳ là: k

2

 -Tốc độ truyền sóng: v = f =

T

.

2 –Bài tập trắc nghiêm:

II.28: Một sợi dây AB dài 100cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động

điều hòa với tần số 40Hz Trên dây AB có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng Tốc độ truyền sóngtrên dây là 20m/s Kể cả A và B, trên dây có

A 5 nút và 4 bụng B 3 nút và 2 bụng C 9 nút và 8 bụng D 7 nút và 6 bụng

Giải :  = 50cm; l = k/2  k = 4  Đáp án A

II.29: Một dây dàn dài 60cm phát ra âm có tần số 100Hz Quan sát trên dây đàn ta thấy có 3 bụng sóng Tính

vận tốc truyền sóng trên dây

II.30: Dây MN căng nằm ngang dài 2m , hai đầu M và N cố định, tạo sóng dừng trên dây với tần số 50Hz, trên

đoạn MN thấy có 5 nút sóng Vận tốc truyền sóng trên dây là:

BÀI 12: ĐẠI CƯƠNG VỀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU:

I.Khái niệm về dòng điện xoay chiều:

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn với thời gian theo quy luật của hàm số

sin hay côsin, với dạng tổng quát : i = Io cos (t + i)

Trong đó : i là cường độ tức thời ; Io là giá trị cực đại của i ;  là tần số góc :  =2f = 2/T ;

II Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều

-Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ

- Xét một cuộn dây dẫn dẹt hình tròn, khép kín,

quay quanh trục cố định đồng phẳng với cuộn dây

đặt trong từ trường đều B có phương  với trục quay

- biến thiên theo thời gian t nên trong cuộn dây xuất hiện

suất điện động cảm ứng:e d NBS sin t

 (U0 là Điện áp cực đại)

BÀI 13: CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU:

* Các lo i đo n m ch xoay chi uại đoạn mạch xoay chiều ại đoạn mạch xoay chiều ại đoạn mạch xoay chiều ều

ZL= L

 = 2



u sớm pha hơn

i 2



-Không tỏa nhiệt

-Làm biến đổi thuận nghịch năng lượng

ZC = 1

C



 = 2

-

u trể pha hơn i

2



-Không tỏa nhiệt

-Làm biến đổi thuận nghịch năng lượng

BÀI 14: MẠCH CÓ R,L,C MẮC NỐI TIẾP :

1.Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch RLC

-Giả sử giữa hai đầu đoạn mạch RLC có hiệu điện thế

u = U 2cost thì trong mạch có dòng điện xoay chiều

 ; U 2 = -Quan hệ giữa các điện áp hiệu dụng: 2

C L

( =  u - i là góc lệch pha giữa điện áp hai đầu đoạn

mạch với cường độ dòng điện qua mạch)

=> Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và cường độ dòng điện cùng pha ( = 0)

+ Cộng hưởng trong đoạn mạch RLC:công suất trên mạch đạt giá trị cực đại Pmax =

P=UI cos P=I 2 R Với 0 < cos<1

2 2

L

Z R

2 2

C

Z R

R

  >0Tính cảm kháng

P=UI cos P=I 2 R

R

  <0Tính dungkháng

P=UI cos P=I 2 R

Khi ZL > ZC thì u nhanh pha hơn i (đoạn mạch có tính cảm kháng)

Khi ZL < ZC thì u trể pha hơn i (đoạn mạch có tính dung kháng)

R tiêu thụ năng lượng dưới dạng toả nhiệt, ZL và ZC không tiêu thụ năng lượng của nguồn điện xoay chiều

BÀI 15: CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU

P RI = 2

2

Z

R U

Z

 

cos

U P

-Nên công suất hao phí trên đường dây tải (có điện trở r) là P hp = rI 2 =

2 2

2cos

U

rP

-Nếu hệ số cos nhỏ thì P hp lớn Do đó tìm cách nâng cao cos: Với điện áp U và dụng cụ điện tiêu thụ một công suất P, tăng cos để giảm I từ đó giảm P hp

-Trường hợp cos = 1 (  = 0): mạch chỉ có R, hoặc RLC cộng hưởng điện: P = Pmax = UI =

BÀI 16: TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG - MÁY BIẾN ÁP

1 Truyền tải điện năng

+ Công suất hao phí trên đường dây tải: Php = rI2 = r(

+ Biện pháp giảm hao phí trên đường dây tải: Giảm r, hoặc tăng U

-Thực tế để giảm hao phí truyền tải người ta dùng máy biến áp: Tăng điện áp U ở nhà máy lên cao rồi tải đi

trên đường dây cao áp.Đến nơi tiêu thụ dùng máy hạ áp đến giá trị thích hợp

2 Máy biến áp:Máy biến áp là những thiết bị có khả năng biến đổi điện áp (xoay chiều).

a.Cấu tạo

+ Lõi thép hình khung gồm nhiều lá thép mỏng kỹ thuật điện ghép cách điện nhau

+ Hai cuộn dây có số vòng dây N1, N2 khác nhau có điện trở thuần nhỏ và độ tự cảm lớn quấn trên lỏithép.Cuộn nối vào nguồn điện gọi là cuộn sơ cấp, cuộn nối tải tiêu thụ là cuộn thứ cấp

b.Nguyên tắc hoạt động : Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ.

Nối hai đầu cuộn sơ cấp vào nguồn phát điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy trong cuộn sơ cấp tạo

ra từ trường biến thiên trong lỏi biến áp Từ thông biến thiên của từ trường đó qua cuộn thứ cấp gây ra suấtđiện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp

c.Sự biến đổi điện áp và cường độ dòng điện trong máy biến áp

* Gọi N1, N2 lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp

* Gọi U1, U2 lần lượt là hiệu điện thế hai đầu cuộn sơ cấp và thứ cấp

Ta có:

1

2 1

2

N

N U

U

 Nếu N2 > N1 => U2 > U1 : máy tăng thế Nếu N2 < N1 => U2 < U1 : máy hạ thế

* Khi mạch thứ cấp kín, giả sử hiệu suất máy biến thế bằng 1, ta có:

1

2 2

1 1

2

N

N I

I U

U



trong đó I1 và I2 lần lượt là cường độ dòng điện chạy trong cuộn sơ cấp và thứ cấp

d Công dụng của máy biến áp

+ Thay đổi điện áp của dòng điện xoay chiều đến các giá trị thích hợp

+ Sử dụng trong việc truyền tải điện năng để giảm hao phí trên đường dây truyền tải

+ Sử dụng trong máy hàn điện nấu chảy kim loại

BÀI 17: MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

1.C u t o và nguyên t c ho t đ ngất) ại đoạn mạch xoay chiều ắc hoạt động ại đoạn mạch xoay chiều ộng

Máy phát điện xoay chiều một pha

Máy phát điện xoay chiều ba pha Nguyên tắc

hoạt động Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

Cấu tạo

- Phần cảm: tạo ra từ trường.

- Phần ứng: tạo ra dòng điện có tần số f = p.n

Phần cảm cũng như phần ứng có thể quay hoặc đứng yên Bộ phận quay gọi là roto và

bộ phận đứng yên gọi là stato

- Stato: ba cuộn dây đặt lệch

nhau 1200 trên vòng tròn để tạo ra dòng điện

- Roto là một nam châm điện

tạo ra từ trường

2.Cách mắc dòng điện xoay chiều ba pha:

Các tải được mắc với nhau theo hai cách:

 Cách mắc hình sao:

+ Điện áp giữa dây pha với dây trung

hoà gọi là điện áp pha, ký hiệu Up

+ Điện áp giữa hai dây pha với nhau

gọi là hiệu điện áp dây, ký hiệu Ud

+ Liên hệ giữa điện áp dây và điện áp pha:

Ud  3Up

 Cách mắc tam giác: Mỗi tải là một cạnh của tam giác

3.Định nghĩa dòng ba pha: Dòng điện xoay chiều ba pha là hệ thống ba dòng điện xoay chiều cùng biên độ, cùng tần

số, nhưng lệch nhau về pha một góc bằng 2

3

rad, tức là lệch nhau về thời gian 1

3 chu kỳ.

4 Những ưu việt của hệ ba pha

- Tiết kiệm dây dẫn

Kí hiệu Máy phát điện ba pha

N

S

Cấu tạo Máy phát điện ba pha

B

2

B3

B

(1)

(2)

- Cung cấp điện cho các động cơ ba pha, dùng phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp

BÀI 18: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

1.Nguyên tắc hoạt động:dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và bằng cách sử dụng từ trường quay.

2.Từ trường quay của dòng điện xoay chiều ba pha:

Cho dòng điện xoay chiều ba pha vào ba nam châm điện đặt lệch nhau 1200

trên một vòng tròn Từ trường tổng cộng của ba cuộn dây quay quanh tâm O

với tần số bằng tần số dòng điện

3.Cấu tạo: gồm hai bộ phận chính:

- Rôto hình trụ có tác dụng như cuộn dây quấn trên lõi thép

- Stato: ba cuộn dây của ba pha điện quấn trên lõi thép được

bố trí trên một vành tròn để tao ra từ trường quay

I

A.ngăn cản hoàn toàn dòng điện xoay chiều B chỉ cho phép dòng điện đi qua theo một chiều.

C.gây cảm kháng lớn nếu tần số dòng điện lớn D.gây cảm kháng nhỏ nếu tần số dòng điện lớn.

III 3 : Trong đoạn mạch xoay chiều chỉ có cuộn thuần cảm, điện áp và cường độ dòng điện luôn dao động

A u nhanh pha hơn i là

III 5 Cường độ dòng điện luôn luôn sớm pha hơn điện ápở hai đầu đoạn mạch khi

A đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L B đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp.

C đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp D đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp.

III 6: Cường độ dòng điện luôn luôn trễ pha hơn điện áp ở hai đầu đoạn mạch khi

A đoạn mạch chỉ có cuộn cảm L B đoạn mạch có R và C mắc nối tiếp.

C đoạn mạch có L và C mắc nối tiếp D đoạn mạch có R và L mắc nối tiếp.

III 7 : trong đoạn mạch xoay chiều không phân nhánh cường độ đòng điện sớm pha hơn điện áp góc  ( 0 <

 <

2



) Mạch điện đó gồm

A cuộn dây thuần cảm và tụ điện B điện trở thuần và tụ điện

C điện trở thuần và cuộn thuần cảm D chỉ có cuộn cảm

III 8 : kết luận nào sau đây sai khi nói về mạch xoay chiều RLC nối tiếp

A Điện áp luôn nhanh pha hơn dòng điện B ZL< ZC thì điện áp trễ pha hơn dòng điện

C ZL= ZC thì điện áp cùng pha với dòng điện D ZL> ZC thì điện áp nhanh pha hơn dòng điện

III 9: Một đoạn mạch điện R L C nối tiếp điện áp giữa các phần của mạch có giá trị hiệu dụng lần lược UR ,

UL , UC Gọi U là điện áp hiệu dụng ở 2 đầu đoạn mạch, ta có

A U = UR+ UL+ UC B U2 = ( UR+UL )2+U C2

C U = UR+ ( UL-UC ) D U2 = U2R + ( UL – UC )2