Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – luyện thi đại học: Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12

Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – luyện thi đại học: Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 có nội dung trình bày một số kiến thức toán cần nhớ trong Vật lý 12, các kiến thức lý thuyết quan trọng của các phần nội dung kiến thức được học trong môn học Vật lý lớp 12 nhằm giúp các em học sinh ôn thi tốt nghiệp cũng như luyện thi đại học môn Vật lý hiệu quả.

Trang 1

Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – luyện thi đại học Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12

1 Một số kiến thức toán cần nhớ

a Đạo hàm của một số hàm cơ bản sử dụng trong Vật Lí:

y = sinx y‟ = cosx

y = cosx y‟ = - sinx

b Các công thức lượng giác cơ bản:

- cos = cos( + ) - sina = cos(a +

2

) sina = cos(a -

2

)

c.Giải phương trình lượng giác cơ bản:

k a

a

b S y x

,

a Đổi một số đơn vị cơ bản

1g = 10-3kg 1u = 931,5MeV 1kg = 103g 1eV = 1,6.10-19J

1 tấn = 103

kg 1MeV = 1,6.10-13J 1ounce = 28,35g 1u = 1,66055.10-27kg 1pound = 453,6g Chú ý: 1N/cm = 100N/m

1inch = 2,540cm 1mW = 10-3W 1foot = 30,48cm 1KW = 103W 1mile = 1609m 1MW = 106W

Trang 2

b Động học chất điểm:

- Chuyển động thẳng đều: v = const; a = 0

- Chuyển động thẳng biến đổi đều: vo;aconst

v v t

v a

2

1 2

1

mv mv

1 2

1

l k kx

Định luật bảo toàn động lƣợng: p1 p2 const

Định luật bảo toàn cơ năng: W1W2

e Điện tích:

2 2 1

r

q q k F

 v B

 thì hạt chuyển động tròn đều Khi vật

chuyển động tròn đều thì lực Lorenzt đóng vai trò là lực hướng tâm

Bán kính quỹ đạo:

B q mv

R

Trang 3

f Dòng điện không đổi

a Định luật Ôm cho đoạn mạch:

 Tính suất điện động hoặc điện năng tích lũy của nguồn điện

q

A



 (là suất điện động của nguồn điện, đơn vị là Vôn (V))

 Công và công suất của dòng điện ở đoạn mạch:

A = UIt

P =  U.I

t A

E I

2 21

sin

v

v n

n n r

2 1

n

n i i

n n

gh

Trang 4

CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÕA

1 Chu kì, tần số, tần số góc:

Chu kỳ T (s)

- Khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần

- Chu kỳ cũng là khoảng thời gian ngắn nhất mà vật trở về vị trí cũ và chuyển động theo hướng cũ (tức là trạng thái cũ)

a Dao động cơ là: Chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng

b Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kỳ) vật trở lại vị trí cũ theo

hướng cũ

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

3 Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + )

Trong đó :

- x: Li độ (cm, m)

- A : Li độ cực đại (Biên độ) (cm, m)

- : tần số góc (rad/s)

- t: pha dao động (rad)

- : pha ban đầu (tại t = 0, đo bằng rad)

-L=2A: Chiều dài quỹ đạo

Mỗi chu kì vật qua vị trí biên 1 lần,qua các vị trí khác 2lần (1lần theo chiều dương và 1lần theo chiều âm)

+) Vật cđ theo chiều dương thì v > 0,

theo chiều âm thì v < 0

+ Vật ở VTCB ( x = 0): amin = 0 + Vật ở biên (x = ±A): amax = 2

A

6 Hợp lực tác dụng lên vật (lực hồi phục): F = ma = - m2x=-kx

+ Fhpmax = kA = m2A: tại vị trí biên

+ Fhpmin = 0: tại vị trí cân bằng

+ Dđ cơ đổi chiều khi lực đạt giá trị cực đại

+ Lực hồi phục luôn hướng về vị trí cân bằng

Trang 5

t (s)

(A)

0 + 4

- 4

2 2 2



v x

4 2 2

2 2



a v

+ Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi buông (thả)  A

+ Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi truyền v x

10 Mối liên hệ giữa cđ tròn đều và dđđh: Dđđh được xem là hình chiếu của một chất điểm chuyển

động tròn đều lên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo Với:



 

11 Bài toán tính quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được

Trong khoảng thời gian 0 < t < T/2

- Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường đi được càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên

- Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều Góc quét  = t

- Quãng đường lớn nhất max 2A sin 2 sin

A

-A

M M

1 2

O P

2

1 M

M

P2

1 P

Trang 6

12 Vận tốc trung bình:

t

s

v tb + Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t:

t với Smax; Smin tính như trên

13 Sơ đồ tổng quát về quãng đường đi, thời gian và năng lượng

cos -A  A

T/8 T/8

A

3 2

A

3 A 2

A O

 A 2 A2

2

A

3 2

A

Trang 7

CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÕ XO

Con lắc lò xo: Gồm một vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu lò xo độ cứng k, đầu còn lại của lò xo được

giữ cố định, khối lượng lò xo không đáng kể

Nhận xét: Chu kì của con lắc lò xo

+ tỉ lệ thuận căn bậc 2 của m; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của k

+ chỉ phụ thuộc vào m và k; không phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu)

5 Chu kì và sự thay đổi độ cứng: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l được cắt thành các lò xo có độ

cứng k1, k2, và chiều dài tương ứng là l 1 , l 2 … thì có: kl = k 1 l 1 = k 2 l 2 =

Trang 8

2 1

k k

k k k

12

+ Vị trí thế năng cực đại thì động năng cực

tiểu và ngược lại

+ Thời gian để động năng bằng thế năng là:

4

T

t+ Thời gian 2 lần liên tiếp động năng hoặc thế

năng bằng không là:

2

T

+ Dđđh có tần số góc là , tần số f, chu kỳ T

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

Công thức xác định x và v liên quan đến mối liên hệ giữa động năng và thế năng:

W

W n

A x

t đ

8 Lực hồi phục (lực kéo về): là nguyên nhân làm cho vật dao động, luôn hướng về vị trí cân bằng và

biến thiên điều hòa cùng tần số với li độ

Fhp = - kx = m2x

(Fhpmin = 0 tại VTCB; Fhpmax = kA tại vị trí biên)

Trang 9

l0

l max

O

x A

A

- Lực đàn hồi cực đại – cực tiểu:

+ Fđhmax = k(l0+A) : Biên dưới: ở vị trí thấp nhất

+ Fđhmax = k(A - l0): Biên trên: ở vị trí cao nhất

+

A l khi A l k

A l khi

0 min

);

(

;0

Chú ý:

+ Biên trên: l0  AF đhmin 0x A

+ Fđh = 0: tại vị trí lò xo không bị biến dạng

10 Chiều dài lò xo:

- Chiều dài của CLLX khi có li độ x: l    l0 l x l CBx

Nếu CLLX nằm ngang: l CBl0

Nếu CLLX thẳng đứng l CB   l0 l Dấu + khi LX treo thẳng đứng, dấu – khi LX đặt thẳng đứng

+ Chiều dài cực đại (ở vị trí thấp nhất): lmax = lcb + A

+ Chiều dài cực tiểu (ở vị trí cao nhất): lmin = lcb – A

+ Chiều dài lò xo tại vị trí cân bằng:

2

min max 0 0

l l l l

mg



11 Tính thời gian lò xo giãn hay nén trong một chu kì: Trong một chu kì lò xo nén 2 lần và dãn 2 lần

a Khi A > l0 (Với Ox hướng xuống):

@ Thời gian lò xo giãn: Δtgiãn = T – tnén

b Khi A < l 0 (Với Ox hướng xuống): Thời gian lò xo giãn trong một chu kì là t = T; Thời gian lò

xo nén bằng không

Có thể dùng phương pháp phân tích: xem vật bắt đầu chuyền động từ đâu rồi dựa vào các vị trí đặt biệt để tính

12.Viết phương trình dđđh: Các bước lập phương trình dđdđ:

* B1: Chọn: + Gốc tọa độ: + Chiều dương: + Gốc thời gian:

(Thường bài toán đã chọn)

Trang 10

)cos(

t A x

g m

k T

2

min max l l

+ Vật cđ theo chiều dương thì v > 0sin 0

+ Vật cđ theo chiều âm thì v < 0sin 0

+ Tại vị trí biên v = 0

+ Gốc thời gian tại vị trí biên dương:  0

+ Gốc thời gian tại vị trí biên âm:  

+ Gốc thời gian tại vị trí cân bằng theo chiều âm:

iv Đặc biệt: Lò xo treo thẳng đứng

a Đƣa vật về vị trí lò xo không biến dạng rồi

Trang 11

c Đẩy vật lên một đoạn d

@ Nếu d < l0

+ buông (thả) thì A =l0- d + truyền vận tốc thì x =l0- d

@ Nếu d  l0

+ buông (thả) thì A =l0+ d + truyền vận tốc thì x =l0+ d

MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO Dạng 1: Đk để vật m 1 và m 2 chồng lên nhau và cđ cùng gia tốc

1 Tìm biên độ để m 2 không trượt trên vật m 1 (lò xo nằm ngang):

Fmax F ms m22Am2gvới

2 1

2

m m

Dạng 2: Dđ của vật sau khi va chạm với vật khác

1 Nếu va chạm đàn hồi thì áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng để tìm vận tốc sau va chạm:

1 1 1 2

v m M m

M v

v m M V

MV mv mv

MV mv

V M m mv

Dạng 3: Dđ của vật sau khi rời khỏi giá đỡ cđ

1 Nếu giá đỡ bắt đầu cđ từ vị trí lò xo không bị biến dạng thì quãng đường từ lúc bắt đầu cđ đến

lúc giá đỡ rời khỏi vật: S = l

2 Nếu giá đỡ bắt đầu cđ từ vị trí lò xo đã dãn một đoạn b thì:

S = l - b Với

k

a g m

l  (  )

 : độ biến dạng khi giá đỡ rời khỏi vật

Trang 12

3 Li độ tại vị trí giá đỡ rời khỏi vật: x = S - l0 Với

Dạng 5: Dđ của con lắc lò xo trong hệ qui chiếu không quán tính

1 Trong thang máy đi lên:

k

a g m

0

g

l T

k

mg



Trang 13

CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN

Con lắc đơn: gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với

chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng

Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn

+ tỉ lệ thuận căn bậc 2 của l; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của g

+ chỉ phụ thuộc vào l và g; không phụ thuộc biên độ A và m

+ ứng dụng đo gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường g)

2 Phương trình dđ: Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và 0 << 1 rad hay S0 << l

s = S0cos(t +) hoặc α = α0cos(t + )

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

S0 đóng vai trò như A còn s đóng vai trò như x

+ Đkiện dđ điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và 0 << 1 rad hay S0 << l

+ 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

5 Chu kì và sự thay đổi chiều dài: Tại cùng 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 T2,con lắc đơn chiều dài l 1 - l 2 (l 1 >l 2) có chu kỳ T4 Ta có: T32 T12T22 và T42 T12 T22

6 Tỉ số số dao động, chu kì tần số và chiều dài: Trong cùng thời gian con lắc có chiều dài l1 thực hiện được n1 dao động, con lắc l2 thực hiện được n2 dao động Ta có: n1T1 = n2T2 hay

2 1 1 2 1 2 2

1

f

f l

l T

T n

0 2 2

2

12

121







mgl S

m W

W W

mv W

mgl W

đ t đ t

đ t

W W W

mv W

mgl mgh

) cos 1

Trang 14

Chú ý: + vmax và T max khi = 0 + vmin và T min khi=0

+ Độ cao cực đại của vật đạt được so với VTCB:

2 ax ax

2

m m

v h

10 Chu kì thay đổi theo nhiệt độ, độ cao, độ sâu và gia tốc trọng trường:

i Thay đổi nhiệt độ (chiều dài l thay đổi, g không đổi):

2

l

l T

T



)(

)(21

1 2 1

2

1 1 2 1

2

t t l

l l

T t t T

T T

+ Dấu „‟+‟‟ đưa lên cao, dấu „‟-„‟ đưa xuống so mực nước biển

+ Dấu „‟-‟‟ đưa lên cao, dấu „‟+„‟ đưa xuống so mặt đất

R g

1 1

2

R

R M

M g

g T

Trang 15

+ Trong cùng khoảng thời gian, đồng hồ có chu kì T1 có số chỉ t1 thì đồng hồ có con lắc T2 có chỉ số t2 Ta có:

+ Con lắc dđ đúng trở lại T ’ = T thay đổi t o

hoặc h

0

iv Phần trăm tăng giảm của chu kỳ theo l và g

+ % tăng giảm T theo % tăng giảm của l: (%)

2

1(%)

l l

g g

1(%)2

1(%)

g

g l

' '

2

g

g T T

g

l T

g

l T

E:cường độ điện trường (V/m)

U: điện áp giữa 2 bản tụ điện (V); d: khoảng cách giữa 2 bản tụ điện (m)

a TH1: Điện tích q > 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng xuống dưới tương đương với điện

tích q < 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng lên trên

m

E q g

g'  

b TH2: điện tích q > 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng lên trên tương đương với điện tích q

< 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng xuống dưới

m

E q g



cos

)cos1(

2 max

Trang 16

@ Chú ý: Một con lắc đơn mang điện tích dương khi không có điện trường nó dao động điều hòa với

chu kỳ T Khi có điện trường hướng thẳng đứng xuống thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là T1 Khi có điện trường hướng thẳng đứng lên thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là T2 Chu kỳ T dao động điều hòa của con lắc khi không có điện trường liên hệ với T1 và T2 là: 1 2

2 2

1 2

2

T T T

 t t2 t1 (t1:giãm nhiệt độ;t 1:tăng nhiệt độ)

12 Con lắc đặt trong thang máy

Ta có:

' '

2

g

g T T

g

l T

g

l T

2

a g

l T

ma P



13 Con lắc đặt trong xe chuyển động

i Xe chuyển động theo phương ngang

'

g

g T

g

a mg

ma P F

g a g

2tan

'

2 0 2

2 2

Trang 17

'

g

g T

g g

:sin

cos'

cossin

ag g

a

l T





a g

a





@ xuống dốc: ag(sincos) @ lên dốc: ag(sincos)

14: Dđ của con lắc đơn có ma sát

i Để duy trì dđ cần động cơ nhỏ có công suất:

nT

E E t

ii Công của lực cản:

44

4

0 0

0

mg l

A F mgl

lF

C C

15 Con lắc bị vướng đinh hoặc va chạm với vật cản

2 2

1 1

22

l l g

l T

g

l T

16 Đo chu kỳ bằng phương pháp trùng phùng

Để xác định chu kỳ T của một con lắc lò xo (con lắc đơn) người ta so sánh với chu kỳ T0 (đã biết) của một con lắc khác (T  T0)

Hai con lắc gọi là trùng phùng khi chúng đồng thời đi qua một vị trí xác định theo cùng một chiều Thời gian giữa hai lần trùng phùng 0

CHỦ ĐỀ 4: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC

0





Trang 18

1 Dao động tắt dần: Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản môi trường

+ Dđ tdần càng nhanh nếu môi trường càng nhớt (lực cản càng lớn)

+ Ứng dụng: giảm xóc trên xe cộ, cửa tự đóng…

2 Dao động duy trì: Để dđ của một hệ không bị tắt dần, cần bổ sung năng lượng cho nó một cách đều

đặn trong từng chu kì để bù vào phần năng lượng mất đi do ma sát Dđ của hệ khi đó được gọi là DDDT

- Đặc điểm:

+) Biên độ không đổi

+) Tần số dao động bằng tần số riêng (fo) của hệ

3 Dao động cưỡng bức: Là dao động của hệ dưới tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn

- Đặc điểm:

+) Biên độ không đổi, tỉ lệ thuận với biên độ của ngoại lực và phụ thuộc vào tần số ngoại lực

+) Tần số dao động bằng tần số của lực cưỡng bức(f)

4 Hiện tượng cộng hưởng: Khi f = fo thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại =>Hiện tượng cộng hưởng.+ Điều kiện cộng hưởng: f = f0 hay  = 0 hay T = T0+ { )

0

T t t

f f

T T

+ Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng: Cộng hưởng không chỉ có hại mà còn có lợi

-Tòa nhà, cầu, máy, khung xe, là những hệ dao động có tần số riêng Không để cho chúng chịu tác dụng của các lực cưởng bức, có tần số bằng tần số riêng để tránh cộng hưởng, dao động mạnh làm gãy,

đổ

- Hộp đàn của đàn ghi ta, là những hộp cộng hưởng làm cho tiếng đàn nghe to, rỏ

Chú ý:

+ Dđ tắt dần là dđ có biên độ giãm dần theo thời gian

+ Dđ cưỡng bức chịu tác dụng của ngoại lực lực biến thiên tuần hoàn

+ Dđ duy trì giữ biên độ không đổi mà không làm chu kì thay đổi

Dao động tự do,

Dao động cưỡng bức Cộng hưởng

Lực tác

dụng

Do tác dụng của nội lực tuần hoàn

Do tác dụng của lực cản (do ma sát)

Do tác dụng của ngoại lực tuần hoàn

Biên độ A Phụ thuộc điều kiện ban đầu Giảm dần theo thời gian Phụ thuộc biên độ của ngoại lực và hiệu số

0(f cbf )

Chu kì T

(hoặc tần

số f)

Chỉ phụ thuộc đặc tính riêng của hệ, không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài

Không có chu

kì hoặc tần số

do không tuần hoàn

Bằng với chu kì ( hoặc tần số) của ngoại

Sẽ xãy ra HT cộng hưởng (biên độ A đạt

max) khi tần số f cb  f0

Ưng dụng

Chế tạo đồng hồ quả lắc

Đo gia tốc trọng trường của trái đất

Chế tạo lò xo giảm xóc trong ôtô, xe máy

Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác xa tần số của máy gắn vào nó

Chế tạo các loại nhạc cụ

Trang 19

CHỦ ĐỀ 5: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÕA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE – NEN

1 VECTƠ QUAY

Một dao động điều hòa có phương trình x = Acos(t +  ) được biểu

diễn bằng vectơ quay OM có các đặc điểm sau :

- Có gốc tại gốc tọa độ của trục Ox

- Có độ dài bằng biên độ dao động, OM = A

- Hợp với trục Ox một góc bằng pha ban đầu (OM, Ox) 

- Vectơ OM quay đều quanh O với tốc độ góc có giá trị bằng 

2 PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE - NEN

Dao động tổng hợp của 2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số với 2 dao động đó

Giả sử có hai dao động cùng phương cùng tần số: x1A cos( t1   1); x2 A cos( t2   2)

Thì biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp được xác định :

2 2

A A A 2A A cos(   )

2 2 1 1

cosAcosA

sinAsin

Atan

- Nếu  0: x2 nhanh (sớm) pha  so với x1

- Nếu  0: x2 chậm (trễ) pha  so với x1

- Nếu  0hay  = 2k: x2 cùng pha x1

 Biên độ dao động tổng hợp cực đại : Amax = A1 + A2

- Nếu  = (2k + 1) : x2 và x1 ngược pha nhau

 Biên độ dao động tổng hợp cực tiểu : Amin  A1A2

3 Dùng máy tính tìm phương trình (dùng cho FX 570ES trở lên)

B1: mode 2 (Chỉnh màn hình hiển thị CMPLX R Math)

B2: nhập máy: A 11 + A 22 nhấn =

4 Khoảng cách giữa hai dao động

x = x 1 – x 2 = A‟ cos(t + ‟) Với x max = A ’

5 Điều kiện A 1 để A 2max

A 2max = A/ sin(2 - 1 )

A 1 = A/tan(2 - 1 )

Chú ý: Nếu cho A 2 thí từ 2 công thức trên ta tìm được A = A min

A min = A 2sin(2 - 1 ) = A 1tan(2 - 1 )

Trang 20

CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ

1 Khái niệm về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc?

a Sóng cơ: là dao động dao động cơ lan truyền trong một môi trường

Đặc điểm:

- Sóng cơ không truyền được trong chân không

- Khi sóng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chổ, pha dao động và năng lượng sóng

chuyển dời theo sóng

- Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, tốc độ không đổi

b Sóng dọc: là sóng cơ có phương dao động trùng với phương truyền sóng Sóng dọc truyền được trong

chất khí, lỏng, rắn Ví dụ: Sóng âm trong không khí

c Sóng ngang: là sóng cơ có phương dđ vuông góc với phương truyền sóng Sóng ngang truyền được

trong chất rắn và trên mặt chất lỏng.Ví dụ: Sóng trên mặt nước

2 Các đặc trưng của sóng cơ:

a Chu kì (tần số sóng): là đại lượng không thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trương

khác

b Biên độ sóng: là biên độ dđộng của một phần tử có sóng truyền qua

c Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường; phụ thuộc bản chất môi trường

(V R > V L > V K ) và nhiệt độ (nhiệt độ của môi trường tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)

+ Khoảng cách giữa hai ngọn sóng liên tiếp là 

+ Quãng đường truyền sóng: S = v.t

2 d

u  a cos( t    )



Trang 21

x x

 

- Khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha:d   k (k = 1, 2, 3…)

- Khoảng cách giữa hai điểm dao động ngược pha:d ( 1

2

  (k = 0, 1, 2…)

Chú ý:

+ Nếu nguồn kích thích bằng dòng điện có tần số f thì sóng dđ với 2f

+ Hai điểm gần nhau nhất cùng pha cách nhau 1 bước sóng

+ Hai điểm gần nhau nhất ngược pha cách nhau nửa bước sóng

+ Hai điểm gần nhau nhất vuông pha cách nhau một phần tư bước sóng

Trang 22

CHỦ ĐỀ 2: DAO THOA SÓNG

1 Hiện tượng giao thoa sóng: là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó

có những chỗ biên độ sóng được tăng cường (cực đại giao thoa) hoặc triệt tiêu (cực tiểu giao thoa) Hiện

tượng giao thoa là hiện tượng đặc trưng của sóng

2 Điều kiện giao thoa Sóng kết hợp:

Đk để có giao thoa: 2 nguồn sóng là 2 nguồn kết hợp

o Dao động cùng phương, cùng chu kỳ

o Có hiệu số pha không đổi theo thời gian

3 Phương trình: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1 , S 2 cách nhau một

khoảng l:

Điểm M cách 2 nguồn d1, d2

@ Nếu tại hai nguồn S1 và S2 cùng phát ra hai sóng giống hệt nhau có phương trình sóng là: u1 = u2 = Acost và bỏ qua mất mát năng lượng khi sóng truyền đi thì thì sóng tại M (với S1M = d1; S2M = d2) là tổng hợp hai sóng từ S1 và S2 truyền tới sẽ có phương trình là:



Vị trí của các điểm cực đại:

2 2

.1

AB k

s

Vị trí của các điểm cực tiểu:

4 2 2

Trang 23

Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – luyện thi đại học Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12  Số cực đại giao thoa = số cực tiểu giao thoa + 1

b Hai nguồn dđ ngƣợc pha:  (2k1)

* Điểm dđ cực đại: d1 – d2 = (2k+1)

2

 (k + )

* Điểm dđ cực tiểu (không dđ): d1 – d2 = k (kZ)

Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn): 1 2 12

s s k s

s

k

d d

v 1 2

+ Nếu giữa M và đường trung trực của S1S2 không có cực đại thì k = -1

+ Nếu giữa M và đường trung trực của S1S2 có n cực đại thì k = n + 1

(Chỉ sử dụng cho biên độ cực đại và có cực đại giao thoa)

6 Chú ý:

+ Khoảng cách giữa hai hyperbol cực đại cách nhau

2



+ Những gợn lồi (cực đại giao thoa, đường dao động mạnh)

+ Những gợn lõm (cực tiểu giao thoa, đường đứng yên)

+ Khoảng cách giữa hai đường cực đại hoặc cực tiểu liên tiếp bằng λ/2

+ Khoảng cách giữa đường cực đại và cực tiểu gần nhau nhất bằng λ/4

+ k = 0 thì cực đại dao động là đường thẳng là trung trực của S1S2

+ Hai nguồn S1S2 cùng pha nhau thì tại trung trực là cực đại giao thoa

+ Hai nguồn S1S2 ngược pha nhau thì tại trung trực là cực tiểu giao thoa

+ Xác định điểm M dđ với Amax hay Amin ta xét tỉ số

thì tại M là cực tiểu giao thoa thứ (k+1)

CÁC DẠNG TOÁN GIAO THOA ĐẶC BIỆT

Dạng 1: Xác định số điểm cực trị trên đoạn CD tạo với AB thành hình vuông hoặc hình chử nhật

@ TH1: Hai nguồn dao động cùng pha

Trang 24

TH2: Hai nguồn A, B dao động ngƣợc pha ta đảo lại kết quả

a Số điểm cực đại trên đoạn CD thoã mãn:

Dạng 2: Xác định biên độ tổng hợp của hai nguồn giao thoa

TH1: Hai nguồn A, B dao động cùng pha

Chú ý: Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại 0 hoặc các điểm nằm trên đường trung trực của đoạn A,

B sẽ dao động với biên độ cực đại và bằng: A M 2A(vì lúc này d1d2)

TH2: Hai nguồn A, B dao động ngƣợc pha

Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: ( 2 1)

Chú ý: Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại 0 hoặc các điểm nằm trên đường trung trực của đoạn

A,B sẽ dao động với biên độ cực tiểu và bằng: A M 0 (vì lúc này d1d2)

TH3: Hai nguồn A, B dao động vuông pha

Ta nhận thấy biên độ giao động tổng hợp là: 2 cos( ( 2 1)

Chú ý: Nếu O là trung điểm của đoạn AB thì tại 0 hoặc các điểm nằm trên đường trung trực của đoạn

A,B sẽ dao động với biên độ:

Trang 25

Dạng 4: Xác định vị trí, khoảng cách của một điểm M dao động cực đại, cực tiểu trên đoạn thẳng là đường trung trực của AB, hoặc trên đoạn thẳng vuông góc với hai nguồn AB

1 Xác định khoảng cách ngắn nhất hoặc lớn nhất từ một điểm M đến hai nguồn

a Phương pháp: Xét 2 nguồn cùng pha (Xem hình vẽ bên)

Giả sử tại M có dao đông với biên độ cực đại

- Với 2 nguồn ngược pha ta làm tưong tự

- Nếu tại M có dao đông với biên độ cực tiểu ta cũng làm tưong tự

Dạng 5: Xác định tại vị trí điểm M dao động cùng pha hoặc ngược pha với nguồn

a Phương pháp

* Xét hai nguồn cùng pha:

Cách 1: Dùng phương trình sóng Gọi M là điểm dao động ngược pha với nguồn

Trang 26

Pha ban đầu sóng tại nguồn S1 hay S2 : S1 1 hay S2 2

Độ lệch pha giữa 2 điểm M và nguồn S1 (Hay S2)

Trang 27

1 2 1



N

d k



  ; 0, 5 N

N

d k

Trang 28

2 Hiện tƣợng tạo ra sóng dừng: Sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một

phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng

Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số

điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng sóng

3 Đặc điểm của sóng dừng:

- Sóng dừng không truyền tải năng lượng

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

- Kc giữa hai nút liên tiếp (2 bụng) liên tiếp thì bằng nửa bước sóng (

2

)

- Kc giữa một nút và một bụng kề nhau bằng một phần tư bước sóng

5 Chú ý: Khi trên dây có sóng dừng thì

+ Đầu cố định hoặc đầu dđ nhỏ là nút sóng

+ Đầu tự do là bụng sóng

+ Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dđ ngược pha

+ Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dđ cùng pha

Trang 29

+ Các điểm trên dây đều dđ với biên độ không đổi  năng lượng không truyền đi

+ Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang hay duỗi thẳng (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu

kỳ

+ Bề rộng bụng sóng là 4a (a là biên độ)

+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp một điểm thuộc bụng sóng đi qua VTCB là T/2

+ Nếu dây được nối với cần rung được nuôi bằng dòng điện xoay chiều có tần số của dòng điện là f thì dây sẽ dung với tần số 2f

Dạng bài tập: Đầu bài cho f1 ≤ f ≤ f2 hoặc v1 ≤ v ≤ v2

- Nếu hai điểm cùng pha: vk = df

- Nếu hai điểm ngược pha: v(2k +1) = 2df

- Nếu hai điểm vuông pha: v(2k +1) = 4df

Phương pháp: rút v hoặc f ra rồi thế vào f1 ≤ f ≤ f2 hoặcv1 ≤ v ≤ v2 để tìm giá trị k thuộc Z

lg  

1 Sóng âm là sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn (Âm không truyền được trong chân

không)

- Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc

- Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc

2 Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz mà tai con người cảm nhận được Âm này gọi là âm

- Trong mỗi môi trường nhất định, tốc độ truyền âm không đổi

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

b Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích

đặt tại điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m 2

S

P S t

W

.

+ 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 = 4πR2

c Mức cường độ âm:

Đại lượng

0

I L(B) = lg

I =>

0

I 10 I

L



Trang 30

Hoặc

0

IL(dB) = 10.lg

I0 là cường độ âm chuẩn (thường I0=10-12W/m2 có tần số 1000Hz)

Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B) Trong thực tế người ta thường dùng ước số của ben là

đêxiben (dB): 1B = 10dB

d Đồ thị dao động âm: là đồ thị của tất cả các họa âm trong một nhạc âm gọi là đồ thị dao động âm

6 Đặc trƣng sinh lí của âm: (3 đặc trƣng là độ cao, độ to và âm sắc)

- Độ cao của âm gắn liền với tần số của âm (Độ cao của âm tăng theo tần số âm)

- Độ to của âm là đặc trưng gắn liền với mức cường đô âm (Độ to tăng theo mức cường độ âm)

- Âm sắc gắn liền với đồ thị dao động âm, giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn âm, nhạc

cụ khác nhau Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm

+ Tạp âm là âm có tần số không xác định

+ Một đầu bịt kín bước sóng

+ Hai đầu bịt kín 1 bước sóng

+ Hai đầu hở bước sóng

+ Kc giữa 2 điểm cùng pha bất kỳ là một số nguyên lần bước sóng

+ Kc giữa 2 điểm ngược pha bất kỳ là một số lẻ nửa bước sóng

2

v

f k l

Ứng với k = 1  âm phát ra âm cơ bản có tần số 1

2

v f

d



Trang 31

CHƯƠNG III DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CHỦ ĐỀ 1: CÁC LOẠI MẠCH ĐIỆN

Dạng 1: Đại cương về dòng điện xoay chiều

1 Khái niệm dòng điện xoay chiều: Dòng điện có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo

quy luật hàm sin hay cosin iI0cos(t)

2 Nguyên tắc tạo ra dòng AC: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

3 Chu kì và tần số của khung: T 2 ;f 1

4 Các biểu thức: (Chọn gốc thời gian t = 0 lúc (n B, )00)

a Biểu thức từ thông của khung:  N B S .cost o.cost

Với = LI và Hệ số tự cảm L = 4.10-7 N2.S/l

+ S: Là diện tích một vòng dây

+ N: Số vòng dây của khung

+B : Véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với trục quay 

+: Vận tốc góc không đổi của khung dây

b Biểu thức của suất điện động cảm ứng tức thời:

Nếu: β > 90 0 thì β - 90 0 = α

Nếu: β = 90 0 thì α = 90 0

c Biểu thức của điện áp tức thời:

u = U0 cos( t u) (ulà pha ban đầu của điện áp)

d Biểu thức của cường độ dòng điện tức thời trong mạch:

i = I0cos( t i) (i là pha ban đầu của dòng điện)

e Giá trị hiệu dụng:I = 0

a Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u R cùng pha với i

R cho dòng điện AC và DC đi qua và làm tiêu hao điện năng I U

Trang 32

Tài liệu ơn thi tốt nghiệp – luyện thi đại học Tĩm tắt lý thuyết Vật lý 12

- Cuộn dây thuần cảm khi cho dịng một chiều qua thì chỉ cĩ tác dụng như một dây dẫn

- Cuộn dây khơng thuần cảm khi cho dịng một chiều qua thì chỉ cĩ tác dụng như một điện trở r ; U

I r

C: điện dung (Fara – F)

Lưu ý: Tụ điện khơng cho dịng điện khơng đổi đi qua; dung kháng cản trở dịng điện (C và f càng lớn

thì Zc càng nhỏcản trở ít)

Tại thời điểm t, điện áp ở hai đầu tụ điện là u và cường độ dịng điện qua nĩ là i Ta cĩ hệ thức:

1 2 2

2 2 2 2

Z

U Z

U R

U Z

U

U U R

1

 + Tổng trở nhỏ nhất Zmin = R

+ Dịng điện lớn nhất Imax U

R

 +  0: u và i cùng pha

+ Hệ số cơng suất cực đại cos = 1

+ Cơng suất cực đại P =

2

U UI

R + U R m ax U

+ U L U C

+ u đồng phasovớiuhai đầuđoạnmạch Hay U R R U

+ u vàu đồngthờilệch pha L C 2sovớiuởhai đầuđoạnmạch.

6 Cơng suất của mạch điện xoay chiều:

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	2,19 MB