Bài giảng CÁ DANG BT VLI 12.doc

Các phương trình động lực học của chuyển động quay:- Chuyển đông tròn đều:... - Mômen quán tính của vật rắn đồng chất có dạng hình học xác định trục quay là trục đối xứng + I G mômen quá

3 Các phương trình động lực học của chuyển động quay:

- Chuyển đông tròn đều:

- Mômen quán tính của vật rắn đồng chất có dạng hình học xác định (trục quay là trục đối xứng)

+ I G mômen quán tính đối với trục ∆

+ I D mômen quán tính đối với trục D//∆

với L là mômen động lượng của vật rắn đối với trục quay.

- Định luật bảo toàn mômen động lượng: khi M = 0 thì L = I.ω = cont

- Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định:

- Động năng của vật rắn chuyển động song phẳng

+ Vật rắn chuyển động song phẳng thì các điểm của nó chuyển động trong những mặt phẳng song song với nhau

- Chú ý: gọi m là khối lượng của vật rắn, khoảng cách ρ xác định bởi

I = m ρ2 : được gọi là bán kính quán tính của vật rắn

Dạng 2: Chuyển động của vật rắn quay quanh một trục.

- Áp dụng các công thức về động học vật rắn

- Nếu liên quan đến mômen lực thì áp dụng hai phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

- Trường hợp hệ vật vừa có chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến thì:

+ Tìm sự liên hệ giữa chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến thông qua các công thức:

Chuyên đề 2 : Dao động điều hoà

Biến đổi Sin và Cos:

- Tìm: Biên độ dao động A ( li độ cực đại)

Với: + k: độ cứng của lò xo

+ E: cơ năng của hệ

+Gốc thời gian khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều (+) thì: ϕ = −π2

+Gốc thời gian khi vật qua vị trí cân bằng theo chiều (-) thì: ϕ =π2

+Gốc thời gian khi vật ở biên (+) thì: ϕ = 0

+Gốc thời gian khi vật ở biên (-) thì: ϕ = π

• Lưu ý : Khi 1 đại lượng biến thiên theo thời gian ở thời điểm t0 tăng thì đạo hàm bậc nhất của nó theo t sẽ dương và ngược lại

Dạng 2: Liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều:

* Xác định quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian xác định t :

- Xác định toạ độ và vận tốc ban đầu ( thay t = 0 vào phương trình x và v) để xác định chiều di chuyển của vật

- Xác định toạ độ vật ở thời điểm t

- Chia t = nT + t’

Từ đó, tính được góc quay của vật so với vị trí ban đầu, dùng vòng tròn lượng giác để xác định chính xác quãng đường vật đã đi.

Cách làm như sau:

* Xác định khoảng thời gian ( ngắn nhất ) khi chất điểm di chuyển từ xM đến

xN :

- Vẽ giản đồ véc tơ của vật dao động

- Xác định vị trí M và N , thời gian cần tìm bằng thời gian bán kính quét góc

F = ma = m(-ω 2x) , tuỳ theo hệ cụ thể và toạ độ vật thay vào biểu thức

Dạng 4 : Bài toán về đồ thị dao động điều hoà:

-Xác định được chu kỳ T, các giá trị cực đại , hai toạ độ của điểm trên đồ thị

- Kết hợp các khái niệm liên quan , tìm ra kết quả

Dạng 5 : Chứng minh vật dao động điều hoà (không thi đại học, chỉ xem

qua thôi –Có trong quyển GIẢI TOÁN VẬT LÝ)

C1: Đưa li độ về dạng x = Acos(ωt+ ϕ )(dùng phép dời gốc toạ độ)

C2: Phân tích lực ( xét ở vị trí cân bằng , và ở vị trí có li độ x , biến đổi đưa

Dạng 1: Viết phương trình dao động ( giống như dao động điều hoà)

Dạng 2: Tính biên độ ,tần số , chu kỳ và năng lượng

- Tốc độ góc:

0

l

g m

1 2

1 2

1

A m kA

kx mv

- Chu kỳ con lắc vướng đinh : T = ( )

=

+

khi 2 lò xo ghép nối tiếp: 2

2

2 1

2 T T

T n = +

Dạng 3 : Tính lực đàn hồi của lò xo:

- Dùng công thức: F = k.∆l ,

Với: ∆l là độ biến dạng của lò xo

- Căn cứ vào toạ độ của vật để xác định đúng độ biến dạng ∆l

Fmax khi ∆lmax

Fmin khi ∆lmin

TH2: Ghép lò xo

- Ghép nối tiếp :

2 1

1 1 1

k k

1

l

g (vòng/s)

- Vận tốc quay tối thiểu để con lắc tách rời khỏi trục quay:

Dạng 6 : Tổng hợp nhiều dao động điều hoà cùng phương ,cùng tần số

- Tổng quát : AX = A1 cos ϕ 1 +A2 cos ϕ 2 + +A ncos ϕn ,

AY = A1 sin ϕ 1 +A2 sin ϕ 2 + +A nsin ϕn

- Trong chương trình chỉ yêu cầu tổng hợp 2 dao động:

A

lưu ý: xác định đúng góc ϕ dựa vào hệ toạ độ XOY

Chuyên đề 4: Con lắc đơn

Dạng 1: Tính toán liên quan đến chu kỳ, tần số , năng lượng , vận tốc , lực

căng dây : - Chu kỳ: T = 2 = 1f

α ,

với α0 =s /0 l

- Vận tốc tại vị trí α là: v = 2gl(cos α − cos α0)

- Lực căng dây: T = mg(3cosα − 2 cos α0)

W đ = t = ω hai lần (dùng đồ thị xác định thời điểm gặp nhau).Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp mà động năng bằng thế năng là T/4

Dạng 2 : Sự thay đổi chu kỳ:

- Đưa xuống độ sâu h: đồng hồ chạy chậm, mỗi giây chậm:

T = ∆

∆ α +Khi: ∆t0 tăng đồng hồ chậm mỗi giây là:

2

0

t T

T = ∆

∆ α , +Khi ∆t0 giảm đồng hồ nhanh mỗi giây là:

2

0

t T

Dạng 3: Con lắc chịu nhiều sự yếu tố ảnh hưởng đến chu kì:

- Điều kiện để chu kì không đổi: các yếu tố ảnh hưởng lên chu kì phải bù trừ lẫn nhau

T = ∆

∆ α

 Theo độ cao : ∆T T = R h

Thay vào công thức trên:

0

0 2

R

Dạng 4: Con lắc đồng hồ gõ giây được xem là con lắc đơn: tìm độ nhanh

chậm của con lắc đồng hồ trong 1 ngày đêm:

- Thời gian trong 1 ngày đêm: 24h= 24.3600s = 86400s

- Ứng với chu kì T1, số dao động thu được là:

- Con lắc chịu thêm tác dụng của lực lạ →

f ( lực quán tính, lực đẩy Archimeder, lực điện trường ), ta xem con lắc dao động tại nơi có gia tốc trọng lực biểu kiến:

m

f g g

→

→

→ +

- Trường hợp a r hướng lên: g’= g + a

Đó là các trường hợp thang máy chuyển động lên nhanh dần đều (a v r r ,

ngược chiều) hoặc thang máy chuyển động xuống chậm dần đều (a v r r , cùng chiều)

b.Con lắc đơn đặt trong xe chuyển động với gia tốca r:

Gia tốc mới sẽ được tính theo công thức pitago:

c

c.Con lắc treo trên xe chuyển động trên dốc nghiêng góc α :

-Vị trí cân bằng: tanβ = g a±.cosasinαα

' = gcos±sinβα

g

( lên dốc lấy dấu + , xuống dốc lấy dấu - )

Rồi áp dụng công thức tính chu kì như trên

Dạng 6 : Viết phương trình dao động:

s = s0cos( ωt+ ϕ ) hay α = α0cos( ωt+ ϕ )

Dạng 7 : Con lắc trùng phùng (ít có trong các đề thi đại học)

- Hai con lắc cùng qua vị trí cân bằng cùng chiều sau nhiều lần: thời gian t giữa 2 lần gặp nhau liên tiếp t = n1T1 =n2T2

Chuyên đề 5: Dao động tắt dần và cộng hưởng cơ.

Dạng 1: Con lắc lò xo dao động tắt dần: biên độ giảm dần theo cấp số

nhân lùi vô hạn, tìm công bội q:

- Cơ năng ban đầu cung cấp cho hệ: 0 ( ax) 1 12

2

- Công của lực ma sát tới lúc dừng là: | Ams |=Fms.s =µ.mgs

- Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa cơ năng: | Ams|=E0  s

- Công bội q: vì biên độ giảm theo cấp số nhân lùi vô hạn nên:

1 3

Dạng 2: Con lắc đơn chuyển động tắt dần: biên độ góc giảm dần theo

cấp số nhân lùi vô hạn, tìm công bội q.Năng lượng để cung cấp duy trì dao động

* Công bội:

1 2

3 2

α

α

−

=

* Năng lượng cung cấp để duy trì dao động trong thời gian t:

+ Cơ năng chu kì 1:

=  Năng lượng cần cung cấp

để duy trì dao động sau n dao động :

Dạng 3: Hệ dao động cưỡng bức được kích thích bởi 1 ngoại lực tuần

hoàn: tìm điều kiện để có cộng hưởng:

2

k m

f

- Đối con lắc đơn: 0

0

2

g l

f

Chyên đề 6 : Sóng cơ học

Dạng 1: Viết phương trình sóng và tìm độ lệch pha

- Nếu phương trình sóng tại O là u0 =Acos( ωt+ ϕ ) thì phương trình sóng tại

λ

π ϕ

ωt d A

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

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

+ Nếu 2 dao động cùng pha thì: ∆ ϕ = 2kπ

+ Nếu 2 dao động ngược pha thì: ∆ ϕ = ( 2k + 1 ) π

Dạng 2 : Tính bước sóng , vận tốc truyền sóng, vận tốc dao động:

- Bước song: λ =vT = v f

- Khoảng cách giữa n gợn sóng liên tiếp nhau ( 1 nguồn) là: (n-1)λ

- Vận tốc dao động: u' = − ωAsin( ωt+ ϕ )

Dạng 3 : Tính biên độ dao động tai M trên phương truyền sóng:

- Năng lượng sóng tại nguồn O và tại M là : 2

r

r A

W kA

π

= , 2 2

4 M

M r

W

kA = , ⇒

M

A A M

r

r A

* Nếu 2 nguồn lệch pha nhau ∆ ϕ :

- Số cực đại: −λl −∆2πϕ ≤k≤λl −∆2πϕ

- Số cực tiểu: − −∆2 −21≤ ≤ −∆2 −21

π

ϕ λ π

ϕ λ

l k l

Dạng 2 : Tìm số đường hyperbol trong khoảng CD của hình giới hạn

- Tính được số đường cực đại trong khoảng CD

Dạng 3 : Tìm số đường hyperbol trong khoảng CA của hình giới hạn

Dạng 4 : Phương trình giao thoa

+ Hai nguồn : u1 =acos( ω ∆t+ ϕ ) và :

λ π

1 = ∆ − 2 d ,

λ π

2 = − 2 d

+ Vân giao thoa cực tiểu các đường hyperbol , có dạng gợn lõm

* Ngược pha : đổi tính chất cực đại và cực tiểu của trường hợp cùng pha

* Khoảng cách giữa các giao điểm của các nhánh hyperbol với S1S2 luôn bằng nhau và bằng λ / 2

- Điều kiện xảy ra sóng dừng :

+Hai đầu cố định: l = kλ2 , với: k bó , k bụng , (k+1) nút

+ Một đầu tự do : l = )2

2

1 (k+ λ , với: k bó, (k +1) nút , ( k+1) bụng

+ Vật cản cố định là điểm nút, vật cản tự do là điểm bụng Khoảng cách giữa 2 nút, 2 bụng là kλ2 , khoảng cách từ 1 điểm bụng đến 1 điểm nút là

- Từ điều kiện xảy ra sóng dừng , tìm tần số các hoạ âm: f n =nf0

1.Hai đầu cố định: fcb = v/2l ,các hoạ âm: fn = nv/2l (n∈N)

-Kết quả là các số : ; 1 ; ; 2 ; ; 3 ; 4 … dây có 2 đầu cố định ( hoặc 2 đầu

tự do ).

* Sóng âm :

Hiệu ứng Doppler: - Lại gần thì lấy (+, -) , tiến xa thì lấy ( - , + )

Chuyên đề 9: Hạt nhân nguyên tử

H

e−λ = 02−

- Đơn vị : + 1 Ci = 3,7.10 10Bq + T,t (s)

* Tính tuổi : H = T

t

H0 2− , với H0 bằng độ phóng xạ của thực vật sống tương tự, cùng khối lượng

* Số nguyên tử (khối lượng) đã phân rã : 0(1 2 T )

t N

3

0 2

t

e N

Dạng 5 : Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng

* W lkX = (Zm p +Nm n −m X)c2( là năng lượng toả ra khi kết hợp các nucleon thành hạt nhân, cũng là năng lượng để tách hạt nhân thành các nucleon riêng rẻ)

Chuyên đề 9 : Hiện tượng quang điện

Dạng 1: Vận dụng phương trình Eistein để tính các đại lượng liên quan

max 0 2

1

mv A

hc

+

=

* Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện : λ ≤ λ0 =hc A

* Nếu có hợp kim gồm nhiều kim loại , thì giới hạn quang điện của hợp kim

là giá trị quang điện lớn nhất của các kim loại tạo nên hợp kim

Dạng 2 : Tính hiệu điện thế hãm và điện thế cực đại trên vật dẫn kim loại

cô lập về điện

eU h = mv =hc−A

λ

2 max 0 2

1

V = mv =hc−A

λ

2 max 0 max

2

1

-Nếu có 2 bức xạ cùng gây ra hiện tượng quang điện thì điện thế cực đại của vật dẫn cô lập về điện là do bức xạ có bước sóng nhỏ gây ra

Dạng 3: Hiệu suất lượng tử(là tỉ số giữa các electron thoát ra khỏi Katod và

số photon chiếu lên nó)

* H = Pt e Pe I

It n

= , P là công suất nguồn bức xạ , I cường độ dòng

quang điện bảo hoà

Dạng 4 : Chuyển động electron trong điện trường đều và từ trường đều

* Trong điện trường đều : gia tốc của electron

e

e m

E e m

F a

F

= , bán kính quỹ đạo R =

eB

v

m e

, v: là vận tốc của electron quang điện , → →

Chuyên đề 10 : Giao thoa ánh sáng

Dạng 1 : Vị trí vân giao thoa

* Vân sáng bậc k : x = ki = kλa D (k N ∈ )

* Vị trí vân tối thứ (k+1) : x = (k + i k )λa D

2

1 ( ) 2

1 = +

* Xác định loại vân tại M có toạ độ x M : xét tỉ số

i

x M

→ nếu bằng k thì tại đó vân sáng

→ nếu bằng (k,5) thì tại đó là vân tối.

Dạng 2 : Tìm số vân quan sát được trên màn

* Xác định bề rộng giao thoa trường L trên màn (đối xứng qua vân trung tâm)

Dạng 3 : Giao thoa với nhiều bức xạ đơn sắc hay ánh sáng trắng

* Vị trí các vân sáng của các bức xạ đơn sắc trùng nhau:

* Các bức xạ của ánh sáng cho vân sáng tại M :

kD

ax

λ λ

ax

λ λ

M

λ λ

2 1 2

2

≤ +

Dạng 4 : Sự dịch của hệ vân giao thoa

* Do sự xê dịch của nguồn sáng S : Vân trung tâm dịch ngược chiều 1 đoạn

Dạng 5 : Các thí nghiệm giao thoa (đọc qua cho biết)

* Khe Young

* Lưỡng lăng kính fresnel : a =S1S2 = 2 (n− 1 )A.HS

* Bán thấu kính Billet : a = 1 2

' 2

1 ( 1 ).O O

d

d S

* Gương fresnel : a =S1S2 =OS 2 α ( Khi nguồn S dịch trên đường tròn tâm

O, bán kính OS thì hệ vân dịch: x=lα =l OS s )

Chuyên đề 11 : MẠCH RLC NỐI TIẾP

Dạng 1 : Viết biểu thức i hay u:

- Nếu: i = I0cos ωt thì dạng của u là: u = U0cos( ωt+ ϕ )

- Hoặc: u = U0cos ωt thì dạng của i là là: i = I0cos( ωt− ϕ )

Vì đây là qui ước: ϕ =ϕU−ϕI

0 0

0

) (

) (R r Z L Z C

U Z

U

I

− + +

=

+ tan

r R

I và hướng lên, U→C vẽ vuông góc trục →

I và hướng xuống , sau đó dùng quy tắc đa giác ) Nếu mạch có r ở cuộn dây thì giản đồ như sau:

Dạng 2 : Tính toán các đại lượng của mạch điện

- Các đại lượng hiệu dụng:

U

; P = UIcosϕ

+ nếu mạch chỉ có phần tử tiêu thụ điện năng biến thành nhiệt thì: P = RI2

- Hệ số công suất: cos (R r) 2 (Z L Z C) 2

r R Z

r R

− + +

+

= +

= ϕ

- Chỉ nói đến cộng hưởng khi mạch có: R+r = const thì:

max

2 max

- Có 2 giá trị của (R , ω , f ) mạch tiêu thụ cùng 1 công suất , thì các đại

lượng đó là nghiệm của phương trình: P = RI2

Dạng 3 : Cực trị



R

Z R U U

C

2 2 '

R Z Z

L

2 2 '

R Z Z

2

2 +

=

- Tổng quát : Xác định đại lượng điện Y cực trị khi X thay đổi

+ Thiết lập quan hệ Y theo X

+ Dùng các phép biến đổi( tam thức bậc 2 , bất đẳng thức, đạo hàm…) để tìm cực trị



) ( 2

2 max

r R

) (

)

R

Z Z r R

R U P

− + +

= ,khi: R = r2 + (Z L −Z C) 2 với: mạch rRLC có R thay đổi

- Mạch RLC có ω thay đổi , tìm ω để :

1 Hiệu điện thế hai đầu R cực đại : ω = LC1

2 Hiệu điện thế hai đầu C cực đại : ω = 22

LC−

Dạng 4 : Điều kiện để 2 đại lượng điện có mối liên hệ về pha:

- Hai hiệu điện thế trên cùng đoạn mạch cùng pha :

ϕ 1 = ϕ 2 ⇒ tan ϕ 1 = tan ϕ 2

- Hai hiệu điện thế trên cùng đoạn mạch vuông pha :

1 2 2

π ϕ

ϕ = ±

2

1 tan

1 tan

ϕ

tan tan 1

tan tan

tan

2

2 1



±

=

⇒

Chuyên đề 12: Dao động điện từ

Dạng 1 : Tính toán các đại lượng cơ bản

1 1

f f

f s = +

⇒ Nếu 2 tụ ghép nối tiếp: 2

2

2 1

2 f f

f nt = + + Bước sóng điện từ: λ =c.T = 2 π c LC ( c =3 108m/s)

+ Để thu được sóng điện từ tần số f thì tần số riêng của mạch dao động phải bằng f

- Năng lượng điện trường :

C

q Cu

W đ

2 2

2

1 2

1 =

C

Q CU

W đ

2 0 2

0 max

2

1 2

2 0 2

0

2

1 2

0 2

1

LI

= Vậy: W đmax =W tmax

- Liên hệ:

ω

0 0 0

I CU

Q = =

Dạng 2 : Viết các biểu thức tức thời

q Cu

W đ cos ( ) cos ( )

2 2

1 2

2 0

W đ t

4

2 0

=

= hai lần (dùng đồ thị xác định thời điểm gặp nhau) Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp mà năng lượng điện bằng năng lượng từ là T/4

Chuyên đề 13 : Máy phát điện , máy biến áp , truyền tải

- Tần số của dòng điện do máy phát tạo ra là : f = np ,

với: + n: tốc độ quay của roto (vòng/s) ,

+ p: là số cặp cực từ

- Mạch điện 3 pha : Nguồn và tải có thể mắc sao hay tam giác

(nguồn ít mắc tam giác vì dòng điện lớn)

+ Tam giác : ( U d =U p , I d = 3I p)

+ Hình sao : (U d = 3U p,I d =I p )

- Điện áp mắc vào tải là: U p

Nếu dùng giản đồ vector thì mỗi đại lượng điện trong mạch 3 pha đối

1

N

N U U

= ( N2<N1 : giảm áp , N2>N1 : tăng áp )

- Mạch thứ cấp kín và bỏ qua hao phí điện năng thì:

2

1 1

2

I

I U

U

=

- Tổng quát hiệu suất MBA là: H =

1 1

1

2 2 2 1

I U P

1

N

N e

e

=

2

1 2

1

N

N E

1 1 1

2

1

N

N r i u

r i u

e

e

= +

−

=

- Công suất 2 nguồn cảm ứng là như nhau: e1i1 =e2i2

Dạng 3 : Truyền tải điện năng

- Công suất hao phí trên đường dây : 2

2 ) cos (U ϕ

P R

P =

∆ ( P không đổi)

- Độ giảm thế trên đường dây: u = iR (R điện trở của 2 dây)

Ta có: u1 = iR + u2, nếu hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha thì RI = U1 −U2

- Hiệu suất truyền tải:

ph

tth tt

Chuyên đề 14 : Thuyết tương đối (ít công thức dễ học )

- Khối lượng tương đối tính: m = 0

2 2 0

1

m

c v

1

c

c v

1

2 2

c v