pp giai moi vat ly 12hot

* Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi  năng lượng không truyền đi * Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các ph ần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ. Chú ý: + [r]

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

Chương I DAO ĐỘNG CƠ

Dạng 1 Các đại lượng cơ bản của dao động điều hòa .

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

+Phương trình dao động điều hòa có dạng: x Acos(  t )

Gia tốc đạt cực đại có độ lơn: a max 2A ( có được khi qua vị trí biên) Gia tốc luôn ngược pha với li

độ và vuông pha với vận tốc

Dạng 2 Viết phương trình dao động điều hòa :

- Phương trình dao động điều hòa có dạng: xAcos(  t )

- Phương trình vận tốc : v A sin(  t )

* PP: a) Chọn hệ trục tọa độ, chiều dương, gốc tọa độ thường chọn tại VTCB, gốc thời gian.

Tiếp đó mục tiêu phải xác định được , A và 

+ A =d/2, d: là chiều dài quỹ đạo dao động

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

+ Nếu đề cho lực hồi phục cực đại Fmaxthì Fmax kA

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

k



d) Xác định pha ban đầu : (      )

dựa vào cách chọn gốc thời gian để xác đinh  : Khi t = 0 thi

** Vật đang đi theo chiều dương pha ban đầu bao giờ cũng

mang giá trị âm và ngược lại ( chú ý điều này để đoán nhận nhanh kết quả )

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

Dạng 3 Xác định thời điểm vật đi qua ly độ x0 và vận tốc đạt giá trị v0 :

Phương trình dao động có dạng: x = Acos(t +) cm

   với kN khi     0 và kN* khi     0

Khi có điều kiện của vật ( vật đang đi theo chiều âm hay chiều dương) thì ta loại bớt một nghiệm t

2) Khi vật đạt giá trị v 0thì v0= -Asin(t +)  sin(t +) = v0

A 

22

Phương trình dao động có dạng: x = Acos(t +) cm

* Nếu m 0 thì: + Khi t=t1ta tính x1= Acos(t1+)cm và v1dương hay âm (không tính v1)

+ Khi t=t2ta tính x2= Acos(t2+)cm và v2dương hay âm (không tính v2)Sau đó vẽ hình của vật trong phần lẻ m

T chu kỳ rồi dựa vào hình vẽ để tính Slẻvà số lần Mlẻvật đi qua

Khi đó + Số lần vật đi qua x0là Mlẻ= 0

+ Quãng đường đi được:

Slẻ= 2A+(A-x1)+(A- x ) =4A-x2 1- x2

Dạng 5 Dùng mối liên hệ giữa chuyển động tròn đều và Dđđh để khoảng thời gian ngắn nhất khi vật đi từ ly độ x1đến ly độ x2

**Ta dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều để tính

Ví dụ:

+ khi vật dao động điều hoà từ x1đến x2 thì tương ứng với vật chuyển động tròn đều từ M đến N

(chú ý x1và x2là hình chiếu vuông góc của M và N lên trục OX)

Thời gian ngắn nhất vật dao động đi từ x1đến x2bằng thời gian vật chuyển động tròn đều từ M đến N+ Bán kính OM quét được góc  t MN     

Suy ra t MN( là thời khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

MN

v t

Lực hồi phục có giá trị cực tiểu Fmin= 0 khi vật đi qua vị trí cân bằng (x = 0)

Lực hồi phục biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ x

2) Lực tác dụng lên điểm treo lò xo:

Lực tác dụng lên điểm treo lò xo là lực đàn hồi: Fk |  x |

+ Khi con lắc lò xo nằm ngang =0

+ Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng: l mg g2

a) Lực cực đại tác dụng lên điểm treo là: Fmax   k( l A)

b) Lực cực tiểu tác dụng lên điểm treo là:

+ khi con lắc nằm ngang: Fmin=0+ khi con lắc treo thẳng đứng hoặc nằm trên mặtphẳng nghiêng 1 góc  :

Nếu >A thì Fmin   k( l A)Nếu   A thì Fmin=0

3) Lực đàn hồi ở vị trí có li độ x (gốc O tại vị trí cân bằng ):

+ Khi con lắc lò xo nằm ngang F = kx+ Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc  : F = k| + x|

4) Chiều dài lò xo:

lo: là chiều dài tự nhiên của lò xo:

a) khi lò xo nằm ngang:

Chiều dài cực đại của lò xo : max= o+ A

Chiều dài cực tiểu của lò xo: min= o- A

b) Khi con lắc lò xo treo thẳng đứng hoặc nằm nghiêng 1 góc  :Chiều dài khi vật ở vị trí cân bằng : cb= o+

Chiều dài cực đại của lò xo: max= o+ + A

Chiều dài cực tiểu của lò xo: min= o+ – A

Chiều dài ở ly độ x:  = 0+ +x

Dạng 7: Thời gian lò xo nén – giãn trong một chu kỳ :

+ Khi A >l (Với Ox hướng xuống):

- Trong một chu kỳ khi vật dao động đi từ tọa độ -l

đến tọa độ -A rồi trở lại vị trí -l trong khoảng thời gian đó lò xo nén

l)

l

giãn O

x A

x A

-A nén

l

giãn O

x A -A

Hình a (A <l) Hình b (A >l)

-A P O Q A x

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12 Khi đó bán kính OM 1 quét được một góc 

Từ đó ta có thể tính được thời gian lò xo nén hay giãn, ho ặc tỉ số giữa chúng.

Dạng 8: Xác định năng lượng của con lắc lò xo :

W W W  kA  m  A = không đổi( nếu bỏ qua mọi ma sát và lực cản)

* Chú ý: Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên tuần hoàn với:

b) Nếu khi mắc vật có khối lượng m như nhau: lò xo k1, k2và và hệ hai lò xo mắc nối tiếp thì

chu kỳ dao động lần lượt là T1, T2, T

3) Hệ hai lò xo ghép xung đối:

Với hệ hai lò xo mắc xung đối thì các công thức giống như hệ ghép song song:

**Chú ý: +Những công thức trên( mục 1, 2, 3 ) vẫn đúng cho hệ nằm ngang, treo thẳng đứng, hoặc trên

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

Dạng 10.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 m ột khoảng thời gianquãng 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 ax

M tbM

S v

t



Min tbMin

S v

t



 với SMax; SMintính như trên

** Chú ý: Dạng toán này thuộc loại toán độc.

CON LẮC ĐƠN

Dạng 11 Viết phương trình dao động của con lắc đơn với li độ góc nhỏ.

Chọn : + trục ox trùng tiếp tuyến với quỹ đạo

+ gốc tại vị trí cân bằng

+ chiều dương là chiều lệch vật

+ chọn gốc thời gian

Phương trình ly độ dài: s =S0cos(t +) và v = - S0sin(t +)

Hoặc phương trình li độ góc ( phương trình li giác )   0cos(  t )

   , a 2s  2 l

- Cách tìm pha ban đầu cũng tương tự dạng 2.

Dạng 12 Năng lượng của con lắc đơn

Xác định vận tốc của vật, lực căng dây treo khi vật qua li độ góc.

1 Cơ năng của con lắc đơn:

Chọn mốc thế năng trọng trường ở vị trí cân bằng 0

M M

1 2

O P

2

1 M

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

2 Vận tốc của vật khi đi qua li độ góc  ( đi qua A)

2

v  gl c c  v   gl   suy ra v max  2gl(1 cos 0) đạt được khi 00

3 Lực căng dây treo T C khi đi qua li độ 

0

C

T  mg    suy ra T Cmax mg(3 2 cos 0)đạt được khi00

** Chú ý : khi con lắc dao động với biên độ góc nhỏ ( dao động điều hòa01rad)

v gl   T mg   

Dạng 13 Xác đinh chu kỳ dao động của con lắc ở độ cao h ở độ sâu d cộng với nhiệt độ thay đổi và

xác định thời gian nhanh chậm trong khoảng thời gian t

1 Loại 1 : Nếu ở mặt đất con lắc dao động với chu kỳ T1, khi cho lên độ cao h hoặc xuống sâu khoảng d vànhiệt độ biến đổi  t t sau t truocthì nó sẽ dao động với chu kỳ T2

với

1

1.2

với R =6400km  là hệ số nở dài của dây treo

+Nếu  T 0 thì T2> T1 ( con lắc chạy chậm đi)

+Nếu  T 0 thì T2< T1( con lắc chạy nhanh hơn)

+ Nếu  T 0 thì T1= T2( con lắc chạy không đổi)

+ Thời gian con lắc chạy nhanh lên hay chậm đi trong khoảng thời gian t là :

1

T t T



2 Loại 2 : Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l 1có chu kì T1, con lắc đơn chiều dài l 2có chu kì T2, con lắc

chiều dài l 1 +l 2có chu kì T3 ;con lắc có chiều dài l 1 –l 2 ( với l 1 > l 2 ) có chu kì T4

Dạng 14 Xác định chu kì con lắc vấp( vướng đinh) và biện độ sau khi vấp đinh .

+Chu kì con lắc trước khi vấp đinh là 1

T

g



 với l 1là chiều dài của con lắc trước khi vấp đinh

+Chu kì của con lắc sau khi vấp đinh là 2

T

g



 với l 2là chiều dài của con lắc sau khi vấp đinh

Thì chu kì của con lắc đó là 1 2

2

T  

** Để tìm biên độ góc sau khi vấp đinh ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng

( nếu bỏ qua mọi ma sát và lực cản, chọn gốc thế năng tại vị trí thấp nhất 0)

gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến.

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

'

l T

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12 + Nếu F

D: là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí

g: là gia tốc rơi tự do

+ Trường hợp va chạm đàn hồi thì không những động lượng được bảo toàn mà động năng cũng bảo toàn

từ đây suy ra các vận tốc sau khi va chạm v A2 và v B2

Dạng 17 Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số .

1 Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phương cùng t ần số x1= A1cos(t +1) và x2= A2cos(t +2) đượcmột dao động điều hoà cùng phương cùng t ần số x = Acos(t +)

* Nếu= 2kπ (x1, x2cùng pha)AMax= A1+ A2

` * Nếu= (2k+1)π (x1, x2ngược pha)AMin=A1- A2

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

2 Nếu một vật tham gia đồng thời nhiều dao động điều hoà cùng phương cùng t ần số x1= A1cos(t +1;

x2= A2cos(t +2) … thì dao động tổng hợp cũng là dao động điều hoà cùng phương cùng t ần số

x = Acos(t +) Thuận tiện nhất là dùng phương pháp t ọa độ véc tơ

 với  [Min;Max]

Dạng 18 Bài toán về cộng hưởng dao động .

Để cho hệ dao động với biên độ cực đại hoặc rung mạnh hoặc nước sóng sánh mạnh nhất thì khi đó cộng hưởngxảy ra: và Tần số ( hoặc chu kì )của lực cưỡng bức bằng tần số ( hoặc chu kỳ) của dao động riêng

0

f  f hoặc T T0 và vận tốc khi xảy ra cộng hưởng là v s

T



Dạng 19 Bài toán về dao động tắt dần :

Xét một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là µ

* Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: 4F ms

A k

** Ở đó: + Nếu vật dao động trên mặt ngang thì F ms  mg

+ Nếu vật dao động trên mặt nghiêng góc  thì F ms  mg.cos

+ Lực ma sát có thể là lực cản của môi trường

CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM.

Dạng 1 Các đại lượng đặc trưng của sóng – Phương trình sóng.

1 Chú ý:

+ Nhớ được các định nghĩa về: Biên độ, chu kỳ , tần số và bước sóng Sóng dọc, sóng ngang.

+ khi sóng lan truyền trong một môi trường thì khoảng cách giữa hai đỉnh sóng bằng 

+ Nếu trong khoảng thời gian t số lần nhô lên của một vật trên mặt nước có sóng truyền qua là n thì tương ứng với: t = (n – 1)T

+ Khoảng cách giữa n đỉnh sóng liên tiếp là: ( n -1 )

2 Phương trình sóng

Nếu phương trình sóng tại nguồn o là uAco 2 ft thì khi sóng truyền tới

điểm M cách nguồn một khoảng x dọc theo phương truyền sóng thì tại M có

phương trình sóng là: u M Acos(2 ft 2 x)



3 Độ lệch pha của sóng tại hai điểm cách nguồn một khoảng x 1 và x 2

+ Độ lệch pha  giữa hai điểm M1, M2cách nhau khoảng xvà cách nguồn những khoảng x1và x2là:

x

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

- Nếu hai điểm dao động cùng pha:   k2

- Nếu hai điểm dao động ngược pha:   (2k1)

- Nếu hai điểm dao động vuông pha : (2 1)

** Chú ý: + Đơn vị của các đại lượng trên phải tương đương với nhau.

4 Tốc độ dao động của phần tử môi trường và tốc độ truyền sóng:

Tốc độ dao động của phần tử môi trường là đạo hàm của phương trình sóng, còn tốc độ truyền sóng v.f

Dạng 2 Cho hình dạng của sóng tại một thời điểm, tìm phương truyền của sóng .

Loại toán cho hình dạng của sóng ở một thời điểm biết chiều chuyển động của một điểm tìm phương truyềnsóng: Trong loại này chú ý, những phần tử nằm từ đỉnh đến lõm gần nhau nhất luôn chuyển động cùng chiều

và các đổi chiều chuyển động khi qua đỉnh hoặc lõm Từ đó ta biết được trạng thái kế tiếp ( đường nét đứt )

 phương truyền sóng ( VD hình bên dưới, sóng truyền từ M đến N )

Dạng 3 Giao thoa sóng, tìm số cực đại và cực tiểu giao thoa trong khoảng hai nguồn:

Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S1, S2 dao động cùng pha, cách nhau một khoảng l:

Xét điểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2

Phương trình sóng tại 2 nguồn u1Acos(2 ft) và u2 Acos(2 ft)

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

* Điểm dao động cực đại: d2– d1= k(kZ)

Số cực đại dao thoa giữa hai nguồn(không tính hai nguồn): l k l

- Đường trung trực của hai nguồn luôn là cực đại giao thoa ( ở đó biên độ dao động bằng 2A)

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

S 2

d 1

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

Số cực đại dao thoa giữa hai nguồn(không tính hai nguồn): l k l

   (và luôn là số lẻ)

- Đường trung trực của hai nguồn luôn là cực tiểu giao thoa ở( ở đó biên độ bằng 0)

Chú ý: *Với bài toán tìm số đường dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai nguồn

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

** Nếu S1; S2nằm trong đường tròn hay đường elip thì số cực đại giao thoa (hay số cực tiểu giao thoa)nằm trên đường tròn hay trên đường elip bằng hai lần số cực đại giao thoa ( hay số cực tiểu giao thoa)trên đoạn S1S2

1 Một số chú ý

* Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng

* Đầu tự do là bụng sóng

* Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao đ ộng ngược pha

* Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha

* Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổinăng lượng không truyền đi

* Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các ph ần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ

* Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp hoặc hai nút liên tiếp là:  /2

* Khoảng cách giữa bụng sóng và nút sóng gần nhau nhất là:  /4

2 Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:

* Hai đầu cùng là bụng sóng thì điều kiện giống như hai đầu là nút

3 Phương trình sóng dừng trên sợi dây CB (với đầu C cố định hoặc dao động nhỏ là nút sóng)

* Đầu B cố định (nút sóng):

Phương trình sóng tới và sóng phản xạ tại B: u B Acos2 ft và u'B  Acos2 ft Acos(2 ft)

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

1 Chú ý: + Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn.

+ Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm

+ Tần số dao động của nguồn cũng là tần số của sóng âm

N

l

S 1

d 2M M

S 2

d 1M

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

+ Âm nghe được (âm thanh) có tần số từ 16Hz đến 20000Hz

+ Âm có tần số dưới 16Hz gọi hạ âm

+ Âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm

+ Nhạc âm là âm có tần số xác định Tạp âm là âm không có một tần số xác định

+ Âm không truyền được trong chân không

+ sóng âm trong không khí và trong nước là sóng dọc, trong chất rắn vừa là sóng dọc vừa sóng ngang

+ Trong một môi trường, âm truyền với một tốc độ xác định Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi,mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thìvận tốc truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi còn tần số của âm thì không thay đổi

+ Âm có 3 đặc trưng vật lý và 3 đặc trưng sinh lý.

2 Cường độ âm tại một điểm cách nguồn một khoảng R: I=W=P 2

t.S S 4

P r



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

S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm

(với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR 2)



k = 1,2,3… có các hoạ âm bậc 3 (tần số 3f1), bậc 5 (tần số 5f1)…

Chương III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Dạng 1 Tính toán các đại lượng cơ bản và viết phương trình điện áp tức thời và dòng điện tức thời a) Một vài chú ý:

+ Điện năng tiêu thụ trên điện trở trong thời gian t ( Nhiệt lượng tỏa ra trong thời gian t ) :Q  RI t2

+ Chỉ số ghi trên tất cả các thiết bị tiêu thụ điện ( VD bóng đèn, bàn là ) và trên các d ụng cụ đo điện

( VD ampe kế, vôn kế ) Đều là các giá trị hiệu dụng

+ Nếu bóng đèn dây tóc sợi đốt có ghi (VD: 220V – 60W) thì ta coi nó như một điện trở có

2

U R P



+ Dòng điện xoay chiều i = I0cos(2ft +i)

* Trong mỗi chu kì đổi chiều 2 lần

* Mỗi giây đổi chiều 2f lần

* Nếu pha ban đầui=

thì chỉ giây đầu tiên đổi chiều 2f-1 lần

+ Dòng điện xoay chiều trong đoạn mạch R,L,C

* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u R cùng pha với i, (=u–i= 0)

Trường THPT Ngô Quyền – Ba vì Tóm tắt phương pháp giải bài tập vật lý 12

.I U R

0

U I R

0

L

U I Z

 với ZL=L là cảm kháng

Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không c ản trở).

* Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u C chậm pha hơn i là/2, (=u–i= -/2)

C

U I Z

0

C

U I Z

C



 là dung kháng

Lưu ý: Tụ điện C không cho dòng điện không đổi đi qua (cản trở hoàn toàn).

Dòng điện có tần số càng cao thì qua tụ càng dễ dàng

* Đoạn mạch RLC không phân nhánh

** Đặc biệt: Khi trong mạch RLC xảy ra cộng hưởng điện thì:

- Dòng điện trong mạch đạt cực đại Imax

- Hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch cùng pha với dòng điện U R(max)

- Công suất trong mạch đạt giá trị cực đại

b) Viết phương trình của dòng điện và điện áp tức thời:

- Nếu phương trình của dòng điện và điện áp là: 0

Nếu      i u0 thì i chậm pha hơn u góc 

Nếu      i u 0 thì i sớm pha hơn u góc 

Dạng 2 Bài toán biết nhiều hiệu điện thế

+ Nếu trong bài toán cho biết từ ba hiệu điện thế trở lên thì ta có thể xem bài đó thuộc loại bài toán biết nhiều

hiệu điện thế và cách giải như sau:

VD: Xét bài toán biết UAB, UAN;và UC

Từ đó có thể suy ra URtheo hệ thức:U AN2 U R2U L2U R  U AN2 U L2

** Chú ý: Tùy vào bài toán cụ thể ta có cách nhóm khéo léo đ ể có thể sử dụng hết được điều kiện.

B