Tải bản đầy đủ

Skkn giải các bài toán dao động điều hòa bằng phương pháp giản đồ vec tơ quay vật lý 12, chương trình nâng cao

Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

A. MỞ ĐẦU
Đề tài:

Ket qua: Xep loai A
(19/5/2014)

“Giải các bài toán dao động điều hòa bằng phương pháp giản đồ vec-tơ quayVật lý 12, chương trình nâng cao”.
Năm học 2006-2007 là năm học đầu tiên thực hiện đổi mới chương trình và
sách giáo khoa cấp THPT trên toàn quốc. Sau 7 năm thực hiện (có sự điều chỉnh và
bổ sung của Bộ GD&ĐT) đã hoàn chỉnh cấp THPT. Năm học 2012-2013 là năm
thứ 5 thực hiện chương trình và sách giáo khoa lớp 12, là người trực tiếp chỉ đạo
và thực hiện giảng dạy chương trình theo sách giáo khoa mới, bản thân tôi có một
số kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy, chỉ đạo và thực hiện. Với mục đích góp
phần vào việc nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường tôi mạnh dạn đi sâu
trình bày một phương pháp giúp các em học sinh lớp 12 trường THPT Phan Bội
Châu hệ thống kiến thức cơ bản nhất, đồng thời nhận biết được các dạng bài tập
sau khi đã học xong từng chương, từng phần trong sách giáo khoa. Theo tôi, đề tài

“Giải các bài toán dao động điều hòa bằng phương pháp giản đồ vec-tơ quay
-Vật lý 12, chương trình nâng cao” giúp học sinh bổ sung đầy đủ kiến thức và
khắc sâu hơn nữa kiến thức cơ bản, đồng thời nhận dạng và biết hướng giải quyết
các loại bài tập khó có dạng khác nhau trong cả hai phần dao động cơ và dao động
điện. Nếu hiểu rõ và vận dụng tốt về phương pháp này chúng ta cũng có thể giải
quyết các bài toán mang tính biến thiên điều hòa của các đại lượng vật lý khác
nhau. Đây cũng là một nội dung ôn tập nhằm trang bị kiến thức cho các em để
chuẩn bị bước vào các kỳ thi sau khi đã hoàn thành chương trình Vật lí cấp THPT
và cũng là nội dung chuyên sâu tiếp theo phần đề tài “Ôn tập và phân loại bài tập
phần Dao động và Sóng cơ” -Vật lý 12 (Chương trình Chuẩn) mà tôi đã thực hiện
năm học 2009-2010.
Nội dung đề tài gồm 2 phần chính:
1


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

I. Cơ sở lý thuyết của phương pháp giản đồ vec-tơ quay.
II. Phân loại và giải các bài tập.
Giới hạn đề tài là nội dung kiến thức dùng để giải bài tập dao động điều hòa
theo phương pháp vận dụng giản đồ vec-tơ quay Fre-nen -Vật lý 12, viết theo cách
tổng kết kinh nghiệm qua thực tiễn chắc chắn còn có thiếu sót. Mong các đồng
nghiệp góp ý để hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
TÁC GIẢ

2


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

B. NỘI DUNG
I. Cơ sở lý thuyết của phương pháp giản đồ vec-tơ quay:
1.1. Phương pháp lập phương trình của dao động điều hòa:
- Xét chất điểm M chuyển động tròn đều có bán kính quỹ đạo là OM.
- Giả sử M chuyển động theo chiều dương, vận tốc góc là ω, P là hình chiếu của M

lên trục Ox (Hình 1).
M

Tại thời điểm t = 0, M có tọa độ góc φ (M0).

ωt φ M0

Sau thời gian t, M có tọa độ góc φ + ωt

O

Khi đó: OP = x ⇒ điểm P có phương trình là:
x = OM cos(ωt + ϕ )

P

Ax

Hình 1

x = A cos(ω.t + ϕ ) (1)

- Đặt A = OM ta có:
Trong đó A, ω, φ là hằng số.

- Do hàm cosin là hàm điều hòa nên điểm P dao động điều hòa trên trục Ox.
Phương trình (1) được gọi là phương trình của dao động điều hòa. Trong đó: A gọi
là biên độ dao động (độ lệch cực đại của vật); (φ + ωt) là pha của dao động, φ là
pha ban đầu (đơn vị tính: rad).
Theo cách thiết lập phương trình trên đây ta có thể thấy một dao động điều
hòa có thể được coi như hình chiếu của một chuyển động tròn đều xuống một
đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo.
1.2. Lý thuyết về phương pháp Giản đồ vec-tơ quay Fre-nen:
1.2.1. Vectơ quay:
uuuu
r

Dao động điều hòa x = A cos(ωt + ϕ ) được biểu diễn bằng vec-tơ quay OM (Hình2).
uuuu
r

Vec-tơ OM có đặc điểm:
- Gốc tại gốc tọa độ của Ox.
- Độ dài OM = A -> biên độ dao động.
- Vận tốc góc ω quay ngược chiều kim đồng hồ bằng
uuuuruuu
r

tần số góc ω . Góc ϕ = (OM ,Ox) -> pha ban đầu.

+
M
v<0 ω
O ϕ >0
x
A x
-A v > 0
ϕ <0

M

Hình 2
3


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

uuuu
r uuu
r

uuu
r

uuu
r

-Khi: ϕ = 0 thì OM ≡ Ox ; ϕ > 0 thì vẽ trên trục Ox ; ϕ < 0 thì vẽ dưới trục Ox .
-Mặt khác: do v = − Aω sin(ωt + ϕ ) thì nếu:
uuuu
r

Vec-tơ OM quay 1/2 vòng tròn phía trên: v < 0.
uuuu
r

Vec-tơ OM quay 1/2 vòng tròn phía dưới: v > 0.
uuuu
r

-Hình chiếu của OM trên trục Ox là li độ x của vật dao động.
1.2.2. Phương pháp Giản đồ vec-tơ Fre-nen:
a) Sử dụng phương pháp giản đồ vec-tơ để tìm phương trình dao động tổng hợp:
- Giả sử ta phải tìm phương trình dao động tổng hợp của vật tham gia đồng thời
hai dao động thành phần cùng phương cùng tần số là:
x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 )
x2 = A2 cos(ωt + ϕ2 )

- Bài toán đơn giản nếu A1 = A2 và phức tạp khi A1 ≠ A2 vì vậy ta dùng phương
pháp giản đồ Fre-nen.
+Giải bằng phương pháp giản đồ vec-tơ Fre-nen:
Ta lần lượt vẽ hai vec-tơ quay cho hai dao động trên (Hình 3):
- Ta thấy OM 1 và OM 2 quay với tốc độ góc ω
thì OM cũng quay với tốc độ góc là ω vì hình
bình hành OM1MM2 không biến dạng trong khi
quay. Mà OM = OM 1 + OM 2 . Vậy vec-tơ OM

Hình 3

biểu diễn phương trình của dao động tổng hợp.
- Phương trình dao động tổng hợp có dạng: x = A cos(ωt + ϕ )
- Bằng phương pháp toán học ta xác định được biên độ và pha ban đầu:
A 2 = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos(ϕ 2 − ϕ1 )
tan ϕ =

A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2
A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 2

4


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

* Kết luận: “Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng
tần số là một dao dộng điều hòa cùng phương, cùng tần số với hai dao động đó”.
b) Sử dụng phương pháp giản đồ vec-tơ để tìm phương trình dao động của
điện áp giữa hai đầu đoạn mạch R, L, C mắc nối tiếp (Hình 4):
Giả sử cho dòng điện trong đoạn mạch có biểu thức: i = I 0 cos ωt . Ta viết
được biểu thức các điện áp tức thời dựa vào tích chất của các đoạn mạch:
- Giữa 2 đầu R : uR = U OR cos ωt

A

π
2

L

R

C B

- Giữa 2 đầu L : uL = U OL cos(ωt + )
Hình 4

π
- Giữa 2 đầu C : uc = U OC cos(ωt − )
2

Ta biểu diễn các phương trình trên bằng các vec-tơ quay cùng
r hệ tọa độ vuông

UL

góc Oxy (Hình 5).
- Điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB : u = uR + uL + uC .
Có biểu thức tổng quát: u = U 0 cos(ωt + ϕ )
- Phương pháp giản đồ Fre-nen:
- Theo giản đồ: U = U + (U L − U C )
2

2
R

I=

- Tổng trở của mạch:

r
UC

2

U
R + (Z L − ZC )

Z = R 2 + (Z L − ZC )2 .

2

=

ϕ

O

ur uuu
r uur uuu
r
U = UR + U L + UC

2

r
U LC

r
U r
r I
UR

Hình 5

U
Z

Định luật Ôm: I =

- Độ lệch pha giữa điện áp u và dòng điện i: tan ϕ =

U
Z

U L − U C Z L − ZC
=
UR
R

Bản chất của phương pháp giản đồ vec-tơ quay Fre-nen là biểu diễn một
phương trình dao động điều hòa thành một vec-tơ quay đều mà hình chiếu của vectơ lên một đường thẳng nằm trong quỹ đạo tuân theo phương trình dao động đó. Sử
dụng giản đồ này ta có thể xác định một cách tường minh các đại lượng cần tìm
trong phương trình dao động.
5


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Lưu ý: Để giải các bài toán dưới đây, học sinh cần phải nắm vững các công cụ
toán học cơ bản đã học. Cụ thể như kiến thức về lượng giác, giải các phương trình
lượng giác cơ bản, hệ thức lượng trong các tam giác, các kiến thức về chuyển
động tròn đều đã học ở vật lý lớp 10, các phép tính về cộng, trừ vec-tơ..….v.v
II. Phân loại và giải các bài tập:
2.1. Phương pháp vận dụng sự tương tự giữa chuyển động tròn đều và dao động
điều hòa:
Bài 1. Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Gọi VTB là tốc độ trung bình
của chất điểm trong một chu kì, v là tốc độ tức thời của chất điểm. Trong một chu
π
4

kì, khoảng thời gian mà v ≥ vTB là
A. T

6

B. 2T

C. T

3

D. T

3

π
4

2

π 4A ωA
=
.
4 T
2

ωA

2

0
60ω
A

v

2

Giải: Theo bài ra ta có: v ≥ .vTB = .

Hình 6

Vẽ và sử dụng sự tương tự giữa chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa (Hình 6) ta tính được: ∆t = 4.

600
2T
.T =
.
0
360
3

Bài 2. Hai chất điểm M và N có cùng khối lượng, dao động điều hòa cùng tần số
dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục tọa độ Ox. Vị
trí cân bằng của M và của N đều ở trên một đường thẳng qua gốc tọa độvà vuông
góc với Ox. Biên độ của M là 6 cm, của N là 8 cm. Trong quá trình dao động,
khoảng cách lớn nhất giữa M và N theo phương Ox là 10 cm. Mốc thế năng tại vị
trí cân bằng. Ở thời điểm mà M có động năng bằng thế năng, tỉ số động năng của
M và động năng của N là
A. 9/16.

B. 4/3

C. 3/4.

D. 16/9.

Giải: Dao động của 2 vật được biểu diễn bởi 2 vectơ quay

uuuuruuur
OM ,ON như hình 7. Do độ lệch pha giữa hai dao động không

N
P O

M
6

8
Q x

6
Hình 7


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

đổi nên góc MON không đổi. Khoảng cách giữa hai vật tại thời
điểm bất kỳ bằng độ dài đoạn thẳng PQ. Từ hình vẽ ta thấy:
PQ ≤ MN ⇒ PQMAX = MN = 10cm. Mà: OM = 8cm; ON = 6cm => MN2 = OM2+ON2
1
2

=> ∆MON vuông tại O. M có động năng bằng thế năng <=> Wt1 = Wt1MAX <=>
1 2 1 1 2
A
kx1 = . kA1 ⇔ x1 = 1 .
2
2 2
2

Do hai dao động vuông pha nên lúc đó: x2 =

A2
tức là N cũng có động năng bằng
2

Wd 1 W1 2
mω 2 A12 A12 16
=
.
=
=
= .
thế năng. Tỉ số động năng giữa M và N là:
Wd 2
2 W2 mω 2 A22 A22 9

Bài 3. Một vật dao động điều hòa có phương trình x = 6 cos(5π t + π / 6)cm , tại thời
điểm t1 có li độ là 3 3 cm và đang có xu hướng tăng. Sau thời điểm đó 1/10(s) vật
có li độ là
A. 3 cm.

B. 3 3 cm.

C. 3 2 cm.

D. 6 cm.

Giải: Vận dụng sự tương tự giữa chuyển động tròn đều

Mt2

và dao động điều hòa (Hình 8), ta có:
3 3 = 6 cos α1 ⇒ cosα1 =

α2
0 α1

3
π
→ α1 = −
(lấy dấu – vì li độ tăng).
2
6

Theo bài ra ta có, góc quay θ = ω∆t = 5π .

1 π
= .
10 2

x

A

M t1

Hình 8

π π π
π
Vậy ta có α 2 = − + = . Li độ của vật là: x2 = 6 cos = 3cm .
6 2 3
3

Bài 4. Một chất điểm dao động điều hòa có biên độ A = 8cm và chu kỳ T = 1s.
Tốc độ trung bình lớn nhất của vật trong khoảng thời gian ∆t = 2 / 3(s) là
A. 18 2(cm / s) .

B. 24(cm/s).

C. 36 2(cm / s) .

D. 36(cm/s)

Giải: Vận dụng sự tương tự giữa chuyển động tròn đều
2T T T
và dao động điều hòa (Hình 9), ta có: ∆t = = + .
3
2 6

−A

θ
− x*

x*

A

x
7

Hình 9


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Trong T/2 chất điểm đi quãng đường s0 = 2A .
Còn trong T/6 chất điểm đi được quãng đường từ vị trí -x* đến +x*. Để tốc độ trung
bình lớn nhất thì quãng đường đi được lớn nhất. Từ hình vẽ ta có θ = π / 6 và x*=
Asin π / 6 =A/2. Vậy quãng đường s = 2A + A = 3A = 24cm. v =

s
24
=
= 36cm / s.
∆t 2 / 3

Bài 5. Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với cơ năng dao
động là 1 J và lực đàn hồi cực đại là 10N. Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Gọi Q
là đầu cố định của lò xo, khoảng thời gian ngắn nhất giữa 2 lần liên tiếp Q chịu tác
dụng lực kéo của lò xo có độ lớn 5 3N là 0,1 s. Quãng đường lớn nhất mà vật nhỏ
của con lắc đi được trong 0,4 s là
A. 60 cm.

B. 115 cm.

C. 80 cm.

D. 40 cm.

Giải: Cơ năng dao động: k.A2/2 = 1 (1); Lực đàn hồi cực đại: k.A = 10 (2). Từ (1)
và (2) tìm được: k = 50N/m và A = 0,2m = 20cm. Sử dụng sự tương tự giữa dao
động điều hòa và chuyển động tròn đều cho lực đàn hồi của con lắc lò xo nằm
ngang (hình 10), ta tìm được khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp Q
chịu lực kéo có độ lớn 5 3N :
300
-10

-5

300

5

10
Fđh(N)

-20

600

20
x(cm)

Hình 10
∆tmin = 2.

300
.T = 0,1s ⇒ T = 0, 6 s
3600

Ta thấy: 0,4s = 0,3s + 0,1s = T/2 + T/6. Trong thời gian T/2, vật luôn đi được
quãng đường 2A. Trong thời gian T/6, vật đi được quang đường lớn nhất nếu nó
chuyển động ở lân cận vị trí cân bằng. Trên hình vẽ ta thấy quãng đường lớn nhất
vật đi được trong thời gian T/6 là smax = 2. A.sin

π
= A . Vậy, quãng đường lớn nhất
6

vật đi trong 0,4s là 3A = 60cm.
8


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Bài 6. Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân bằng O với
chu kỳ bằng 1,2(s). Trong thời gian 0,2(s) quãng đường lớn nhất mà vật có thể đi
được là 4cm. biên độ dao động của vật là
A. 2 2cm .

B. 2 3cm .

C. 4cm .

∆t

D. 8cm .

α α

T T
Giải: Ta thấy 0, 2s = < nên vật đạt tốc độ trung bình lớn
6 2

x

−2 0 2

nhất khi đoạn đường vật đi được đối xứng qua vị trí cân bằng.
Trên hình vẽ 11 ta thấy: 2α =

Hình 11

∆t
π
2
.2π ⇒ α = ; A =
= 4cm .
T
6
sin α

Bài 7. Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 10cm và chu kỳ T = 0,2(s). Tốc
độ trung bình lớn nhất của vật trong thời gian ∆t =
A. 1,5m/s.

B. 1,3m/s.

1
( s ) là
15

C. 2,12m/s.

D. 2,6m/s.

Giải: Tốc độ trung bình trong khoảng thời gian ∆t lớn nhất
khi quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó
lớn nhất. Vì vận tốc của vật dao động điều hòa tăng lên
khi vật đi đến vị trí cân bằng, nên trong cùng một khoảng
thời gian ( ∆t < T / 2 ) thì quãng đường đi được lớn nhất phải

M

0 A 2 / 2A
x
∆θ

Mt

Hình 12

chứa vị trí cân bằng là trung điểm. Sử dụng sự tương tự giữa dao động điều hòa và
chuyển động tròn đều (Hình 12) ta tính được trong thời gian T/3 vec-tơ quay được
một góc ∆θ = ω∆t =

2π T 2π
. =
. Từ đó dựa vào hình vẽ ta tính được quãng đường
T 3
3

lớn nhất là: ∆sm = 10 3cm = 0,1 3m . Từ đó: v max =

∆sm
≈ 2, 6m / s .
∆t

Bài 8. Một vật dao động điều hòa theo trục x. Vận tốc vật lúc qua vị trí cân bằng
là 20 π cm/s và gia tốc cực đại của vật là 2m/s2. Lấy π ≈ 10 . Thời gian ngắn nhất vật
đi từ vị trí cân bằng đến điểm có li độ 10cm là
9


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

A. 1/3(s).

B.1/5(s).

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

C.1/6(s).

D.1/2(s)

Giải: Độ lớn vận tốc của vật đi qua vị trí cân bằng đạt giá trị cực đại:
vm = ω A = 20π (cm / s )(1) ; gia tốc cực đại: am = ω 2 A = 200cm / s 2 (2) .

Từ (10 và (2) ta tìm được ω = π (rad / s ) và A = 20cm.

A/ 2 A
x
0
∆θ

Sử dụng cách biểu diễn một dao động điều hòa là hình
chiếu của chuyển động tròn đều xuống trục x (Hình 13),

' 13
M M Hình

dễ dàng thấy khi vật dao động điều hòa đi từ vị trí cân bằng

đến vị trí có li độ 10cm (A/2) thì bán kính nối vật chuyển động tròn với tâm quỹ
đạo quay được góc ∆θ = ω∆t = π / 6. Từ đó tìm được ∆t = 1/ 6( s) .

Bài 9. Một vật nhỏ khối lượng m = 400g được treo vào một lò xo khối lượng
không đáng kể, độ cứng k = 40N/m. Đưa vật lên vị trí lò xo không biến dạng rồi
thả nhẹ nhàng để vật dao động điều hòa. Lấy g = 10m/s 2. Thời gian từ lúc thả vật
đến khi vật ở dưới vị trí cân bằng một đoạn 5cm đầu tiên là
A. 0,63s.

B. 0,31s.

C. 0,21s.

D. 0,94s.

k
≈ 10rad / s . Dễ dàng thấy biên độ dao
Giải: Ta có: ω =
m

động bằng độ giãn của lò xo ở vị trí cân bằng: A = ∆l =

M

0 A/ 2 x
∆θ
A

mg
= 10cm .
k

M Hình
' 14

Khi vật ở dưới vị trí cân bằng một đoạn 5cm thì có nghĩa li độ của vật bằng A/2.
Sử dụng cách biểu diễn dao động điều hòa như hình chiếu của chuyển động tròn
đều xuống trục x (Hình 14), ta tính được thời gian ∆t =

∆θ 2π
=
≈ 0, 21s
ω 3ω

Bài 10. Hai chất điểm dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song cạnh
nhau, với cùng biên độ và tần số. Vị trí cân bằng của chúng xem như trùng nhau.
Biết rằng khi đi ngang qua nhau, hai chất điểm chuyển động ngược chiều nhau và
đều có độ lớn của li độ bằng một nửa biên độ. Hiệu số pha của hai dao động này là
A. π / 3 .

B. π / 2 .

C. 2π / 3 .

D. π .

Giải: Biểu diễn dao động điều hòa như là hình chiếu của

M2

A
2ϕ1

M1

ϕ2

0

Ax

10

Hình 15


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

chuyển động tròn đều xuống trục x (hình 15), dễ dàng ta
suy ra hiệu số pha của hai dao động là: ∆ϕ = ϕ2 − ϕ1 =

4π 2π 2π

=
.
3
3
3

Lưu ý: Với điều kiện bài ra thì hiệu số pha hai dao động cũng có thể bằng 4 π /3.
Bài 11. Một vật dao động điều hòa với biên độ A và chu kỳ 0,5s. Thời gian ngắn
nhất để vật đi từ vị trí có li độ x = 0 đến vị trí có li độ x = A 3 / 2 là
A. 1/12(s).

B. 1/3(s).

C. 1/4(s).

D. 1/6(s)

Giải: Biểu diễn dao động điều hòa như là hình chiếu

0

của chuyển động tròn đều trên trục x (Hình 16), dễ dàng ta
suy ra: ω∆t = π / 3 . Từ đó ta tìm được: ∆t = t '− t =

T 1
= (s)
6 12

A 3
2 A
/3

Mt'

Mt

x

Hình 16

Bài 12. Một con lắc đơn gồm vật nặng được treo vào sợi dây dài 4m dao động với
biên độ 60. Chọn gốc thời gian là thời điểm vật nặng đi qua vị trí có ly độ góc
0
5,1960 ≈ 3 3 theo chiều dương. Lấy g ≈ 10 ≈ π 2 (m / s 2 ) . Tỉ số quãng đường đi được

của con lắc trong giây đầu tiên và giây thứ hai là
A. 1,000.

B. 0,464.

C. 2,155.

D. 0,232.

Giải: Biểu diễn sự tương tự giữa chuyển động tròn đều và
dao động điều hòa như hình 17.
s

l ∆α

−3 3

∆α

1
1
1
Ta có: s = l ∆α = ∆α ; T = 4( s ).
2
2
2

Từ hình vẽ ta có:

0

−6 0

3 3

0
30 6 α

0

s1 ∆α1
(6 − 3 3) + (6 − 3)
=
=
≈ 0, 464.
s2 ∆α 2 (3 − 0) + (0 − (−3 3))

Hình 17

Bài 13. Một vật dao động điều hòa có phương trình x = 8cos(7π t + π / 6)cm. Khoảng
thời gian tối thiểu để vật đi từ vị trí có li độ 4 2cm đến vị trí có li độ −4 3cm là
A. 3/4 (s).

B. 5/12 (s).

C. 1/6 (s).

D. 1/12 (s).

Giải: Sử dụng tính chất vật dao động điều hòa như là hình chiếu của
chuyển động tròn đều, ta biểu diễn như hình 18. Từ hình vẽ ta có:

0

x

N

4 2

β



−4 3

11

M

Hình 18


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

sin α =

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

4 3
3
π
4 2
2
π
=
⇒ α = ; sin β =
=
⇒ β = . Khi vật
8
2
3.
8
2
4

chuyển động từ −4 3cm đến 4 2cm thì trên quỹ đạo tròn đã di
chuyển từ M đến N một góc là θ = α + β =
τ=


và thời gian di chuyển là
12

θ 1
= (s) .
ω 12

Bài 14. Trong một mạch dao động lý tưởng đang có dao động điện từ tự do với chu
kỳ T và điện tích cực đại q0. Tại t = 0 bản tụ A tích điện q A = −

q0
, bản tụ B tích
2

điện dương và chiều dòng điện đi qua cuộn cảm từ A sang B. Sau thời gian T/3 thì
dòng điện qua L theo chiều
A. từ A đến B và điện tích q A = −
C. từ B đến A và điện tích q A =

q0
.
2

q0
.
2

B. từ A đến B và điện tích q A =

q0
.
2

C. từ B đến A và điện tích q A = −

q0
.
2

Giải: Theo giả thiết, tại t = 0: q A = −q0 / 2 ; vì dòng điện đi từ A đến B

(1)

nên độ lớn điện tích trên bản A tăng. Theo mối liên hệ giữa
dao động điều hòa và chuyển động tròn đều (Hình 19) thì tại
t = 0, qA ở vị trí (1) trên đường tròn. Sau T/3 đến vị trí (2)
trên hình. Suy ra q A = −



q0
và dòng điện đổi chiều đi từ B đến A.
2

q0
2

qA

O

(2)

Hình 19

2.2. Bài tập sử dụng giản đồ vectơ quay Fre-nen:
*Bài tập phần dao động cơ:
Bài 15. Cho hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số:
x1 = 10 cos(20π t )cm; x2 = 10sin(20π t )cm. Dao động tổng hợp x = x1 + x2 có biểu thức là

A. 10 cos(20π t + π / 4)cm.
C. 10 2 cos(20π t − π / 4)cm.

B. 10 2 cos(20π t + 3π / 4)cm.
D. 10 cos(20π t + 3π / 4)cm.

0

−π / 4

u
r
A1

Giải: Chuyển đổi tương đương ta có:

u
r
A2

u
r
12
Hình 20

A


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

x1 = 10 cos(20π t )cm; x2 = 10cos(20π t − π / 2)cm. Vẽ giản đồ vec-tơ như

hình 20, dễ dàng ta tìm được: x = 10 2 cos(20π t − π / 4)cm.
Bài 16. Có hai dao động điều hòa cùng phương x1 = 8cos(5π t − π / 2)cm;
x2 = A2 cos(5π t + π / 3)cm. Và x = x1 + x2 = A cos(5π t + ϕ ) là dao động tổng hợp. Để A nhỏ

nhất thì ϕ và A2 lần lượt bằng
A. π / 6; 4cm.

B. −π / 6; 4cm.

C. −π / 6; 4 3cm.

D. π / 6; 4 3cm.

Giải: Vẽ giản đồ vec-tơ như hình 21. Áp dụng định lý hàm sin, ta có:

uu
r
A2

A1
A
A sin π / 6
=
⇒ A= 1
. Để Amin thì mẫu số bằng 1.
sin(π / 3 − ϕ ) sin π / 6
sin(π / 3 − ϕ )

π /6
π /3

Suy ra: ϕ = −π / 6 và Amin= 4cm.
Ta có:

A2
A1
=
⇒ A2 = A1 sin π / 3 = 4 3cm
sin π / 3 sin π / 2

ϕ

uu
rx
uu
rA
1
A Hình
21

0

Bài 17. Cho ba dao động điều hòa cùng phương cùng tần số:

x1 = 4 cos(30t )cm; x2 = −4sin(30t )cm; x3 = 4 2cos(30t − π / 4)cm. . Dao động tổng hợp có

dạng
A. 8cos(30t )cm .
C. 4 2 cos(30t + π / 2)cm .

uuu
r
A12

uu
r
A2

B. 8 2 cos(30t )cm .
D. 4 cos(30t − π / 2)cm .

uu
r
uu
r
A
A1
uu
r
A3 Hình 22

0

Giải:
Chuyển đổi x2 = −4sin(30t )cm = 4 cos(30t + π / 2) .

Biểu diễn các phương trình dao động bằng các vec-tơ tương ứng ta có giản đồ hình
22. Dễ dàng ta tính được:

x = 8cos(30t )cm .

Bài 18. Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa có phương trình:
x1 = 4 cos(π t − π / 6)cm; x2 = 4sin(π t )cm. Chuyển động của vật là dao động điều hòa có

phương trình là
A. x = 2 3cos(π t + π / 3)cm.

B. x = 2 3cos(π t − π / 3)cm.

C. x = 4 3cos(π t + π / 3)cm.

D. x = 4 3cos(π t − π / 3)cm.

Giải: Ta viết lại x2 = 4sin(π t )cm = 4 cos(π t − π / 2)cm .

−π / 6

0

u
r
A2
Hình 23

x

u
r
A1

u
r
A13


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Vẽ giản đồ vec-tơ như hình 23. Vận dụng các phép tính toán học
tính được: x = 4 3cos(π t − π / 3)cm.
Bài 19. Hai dao động cùng phương lần lượt có phương trình x1 = A1 cos(π t + π / 6)cm
và x2 = 6 cos(π t − π / 2)cm . Dao động tổng hợp của hai dao động này có phương trình
x = A cos(π t + ϕ )cm. Thay đổi A1 cho đến khi biên độ A đạt giá trị cực tiểu thì

A. ϕ = π (rad ) .

B. ϕ = −π / 3(rad ) .

C. ϕ = 0(rad ) .

D. ϕ = −π / 6(rad ) ).

uu
r
A1

Giải: Giản đồ vectơ như hình 24. Áp dụng định lý hàm số sin ta được:

π /3

A2
A
π
π
=
⇒ A2 .sin = A.sin( − ϕ ) = const
π
π
3
6
sin( − ϕ ) sin
6
3

0

π
π


⇒ Amin ⇔  sin( − ϕ ) ÷ = 1 ⇔ ϕ = − .
6
3

 max

π /6
ϕuu
u
rx
ru
A A2
Hình 24

Bài 20. Cho hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có phương trình sau:
x1 = a cos(100π t + ϕ )cm; x2 = 6sin(100π t + π / 3)cm. Dao động tổng hợp có phương trình
x = x1 + x2 = 6 3cos(100π t )cm . Giá trị của a và ϕ là

A. 6 3(cm); π / 6(rad ).

B. 6(cm); π / 6( rad ).

C. 6(cm); π / 3( rad ).

D. 6 3(cm); π / 3(rad ).

Giải: Ta sử dụng giản đồ vec-tơ như hình 25.
ur
x1 = a cos(100π t + ϕ )cm → A1 ;

0

uu
r
A1

π /6

uur
x2 = 6sin(100π t + π / 3)cm = 6 cos(100π t − π / 6)cm → A2 .
ur
x = 6 3cos(100π t )cm → A . Dễ dàng tính được a = 6cm; ϕ = π / 6(rad ) .

uu
r
A2

uu
rx
A
Hình 25

*Bài tập phần dao động điện:
Bài 21. Đặt điện áp u = U 0 cos100π t (V ) vào hai đầu đoạn mạch AB gồm hai đoạn
mạch AM và MB mắc nối tiếp. Đoạn mạch AM gồm điện trở thuần 100 3(Ω) mắc
nối tiếp với cuộn cảm thuần có độ tự cảm L. Đoạn mạch MB chỉ có tụ điện có điện

14


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

dung

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

π
10−4
( F ) . Biết điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AM lệch pha
so với điện áp
3


giữa hai đầu đoạn mạch AB. Giá trị của L bằng
1
π

A. ( H ) .

B.

2
(H ) .
π

C.

2
(H ) .
π

D.

ur
U AM
ur

Giải: Giản đồ vectơ như hình 26: Zc= 200 Ω . Theo đề:
ϕ AM − ϕ AB =

π
π
⇒ tan(ϕ AM − ϕ AB ) = tan .
3
3

3
(H ) .
π

UR r
ur ur I
U AB U MB

0

Vận dụng công thức tan (a-b), ta có:

Hình 26

tan ϕ AM − tan ϕ AB
1 + tan ϕ AM .tan ϕ AB

Z L Z L − ZC

R
= 3⇒ R
= 3. Thay số ta tìm được: ZL = 100 Ω
Z L Z L − ZC
1+ .
R
R

1
π

=> L = ( H ) .
Bài 22. Đặt điện áp u = 150 2 cos100π t (V ) vào hai đầu mạch mắc nối tiếp gồm điện
trở thuần 60 Ω , cuộn dây (có điện trở thuần) và tụ điện. Công suất tiêu thụ điện của
đoạn mạch bằng 250 W. Nối hai bản tụ điện bằng một dây dẫn có điện trở không
đáng kể. Khi đó, điện áp hiệu dụng giữa hai đầu điện trở bằng điện áp hiệu dụng
giữa hai đầu cuộn dây và bằng 50 3 (V). Dung kháng của tụ điện có giá trị bằng
A. 15 3(Ω)

B. 45 3(Ω)

Giải: Khi chưa nối tắt tụ: P =

C. 60 3(Ω)

U 2 (R + r)

( R + r)

2

+ (Z L − ZC )2

Giản đồ vectơ như hình 27:
cos ϕ d =

2
U AB
− (U d2 + U R2 ) 1502 − 2.(50 3) 2
=
= 0,5
2U dU R
2.(50 3) 2

D. 30 3(Ω)

(1). Khi tụ bịu
nối
r tắt: cóurZd = R. ur

UL
0

Ud

UR

ur
Ur

r
I

r = Z d .cos 600 = 30Ω
⇒ ϕ d = 60 ⇒ 
. Thay vào (1) ta được: Z C = 30 3Ω .
0
 Z L = Z d .sin 60 = 30 3Ω

Hình 27

0

15


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Bài 23. Đoạn mạch nối tiếp gồm cuộn cảm thuần, đoạn mạch X và tụ điện (Hình
28). Khi đặt vào hai đầu A, B một điện áp u AB = U 0 cos(ωt + ϕ )(V ) (Với U0, ω , ϕ
không đổi) thì LCω 2 = 1;U AN = 25 2(V ) và U MB = 50 2(V ) , đồng thời uAN sớm pha

A. 25 14(V ) .

B. 25 7(V )

L

A

π / 3 so với uMB. Giá trị của U0 là

C

X
M

C. 12,5 14(V )

N
Hình 28

D. 12,5 7(V )

ur
2U X

ur
U AN

Giải: Từ LCω 2 = 1 , mạch cộng hưởng.
⇒ Z L = Z C ⇔ u L = −uC ⇒ u AB = uL + u X + uC = u X .

Ta lại có: u AN + uMB = u L + u X + u X + uC = 2u X .

B

0

Từ giản đồ vec-tơ hình 29, dùng hệ thức lượng trong

Hình 29

urπ / 3
U MB

tam giác thường, ta tính được: U X = 12,5 14(V ) ⇒ U 0 = 25 7(V ).
Bài 24. Đoạn mạch xoay chiều gồm một cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện có điện
dung thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều có điện áp hiệu
dụng U = 120 (V) và tần số f không đổi. Thay đổi điện dung của tụ điện để điện áp
hiệu dụng trên nó đạt giá trị cực đại và bằng 150(V). Khi đó điện áp hiệu dụng trên
hai đầu cuộn dây bằng
A. 90(V).

B. 30(V).

C. 60(V).

D. 30 2 (V)

r
Giải: Sử dụng giản đồ vec-tơ như hình 30. Từ hình vẽ ta dễ dàng U L
U

U

U

C
suy ra: sin α = sin β ⇒ U C = sin β .sin α . Nhưng U = 120(V) không đổi

và sin β =

Ur
U +U
2
r

2
L

=

r
r + Z L2
2

r
Ur

0

cũng không đổi. Suy ra UC cực đại khi
Hình 30

góc α vuông ( sin α = 1 ). Từ đó, khi UC cực đại ta có U d = U C2 − U 2 = 90(V ).
Bài 25. Cho mạch điện xoay chiều gồm một điện trở R,
một tụ điện C và cuộn dây thuần cảm L mắc nối tiếp
như hình 31. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp

C

R
A

M

r
Ud

r r
U UC

L
N

B
Hình 31

16


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

xoay chiều thì thấy điện áp tức thời giữa hai điểm A, N lệch pha so với cường độ
dòng điện trong mạch là π / 3 . Điện áp hiệu dụng giữa hai điểm N, B bằng

3 lần

điện áp hiệu dụng giữa hai điểm A, N. Điện áp tức thời giữa hai điểm A, N lệch

u
r P
U ur
ur U L
URH

pha so với điện áp hai đầu đoạn mạch một góc là
A. −2π / 3 .

B. −π / 3 .

D. −7π / 12 .

C. −π / 2 .

Giải: Căn cứ bài ra ta biểu diễn giản đồ vec-tơ như hình 32.
Ta có UNB= UL = 3U AN . Chia cả hai vế cho I, ta có Z L = 3
kiện uAN lệch pha với I một góc π / 3 , dễ dàng suy ra:

0

ur π / 3
U ur điều
R 2 + Z C2 (1)C. Từ
U AN

Q

Hình 32

ZC
π
= tan = 3 . Từ đó
R
3

Z C = 3R (2) . Từ (1) và (2) suy ra ZL = 2ZC .

Như vậy tam giác OPQ cân ở O. Từ đó điện áp giữa hai điểm A, N chậm pha so
với điện áp hai đầu đoạn mạch một góc 2π / 3 .
Bài 26. Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch xoay chiều u = 160sin(100π t )(V ) , t đo
bằng giây. Tại thời điểm t1(s) điện áp u = 80(V) và đang giảm. Hỏi đến thời điểm t 2
= (t1 + 0,005)(s) điện áp u bằng bao nhiêu?
A. 80 3 V.

B. -80 3 V.

C. 120V.

D. -120V.
u

Giải: Sử dụng giản đồ vec-tơ quay để biểu diễn u như hình 33.
uur

M

Dễ thấy tại thời điểm t1 ngọn vec-tơ U 0 ở vị trí M.
uur

80V

x

∆ϕ 0

Đến thời điểm t2 vec-tơ U 0 quay được một góc
uur
∆ϕ = 100π × 0, 005 = π / 2 và do đó ngọn của U 0 ở vị trí M’.

Hình 33
M’

Từ đó ta tính được u tại thời điểm t2 là: ut2 = -80 3 (V)
Bài 27. Cho mạch điện xoay chiều như hình 34. Biết cuộn dây
thuần cảm và điện áp giữa hai điểm A và N lệch pha π / 2

160V

A

-160V

C

R
M

L
B

N

urHìnhK34
r
ZL và dung kháng của tụ điện ZC đã biết. Điện trở R tính theo ZL và ZC là: U u
ur U L
URH
A. R = Z L ( Z L − Z C )
B. R = Z C ( Z L − Z C )
0
ur ur
U C U CR 17
so với điện áp giữa hai đầu đoạn mạch AB. Cảm kháng của cuộn dây

Hình 35

J


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

C. R = Z C ( Z C − Z L )

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

D. R = Z L ( Z C − Z L )

Giải: Vẽ và vận dụng giản đồ vec-tơ như hình 35. Chú ý mối liên
hệ giữa các trở kháng giống như mối liên hệ giữa các điện áp hiệu
dụng tương ứng. Vì vậy, từ giản đồ vec-tơ ta sử dụng hệ thức
lượng giữa các tam giác vuông đồng dạng OHJ ~KHO, dễ dàng suy ra:
R Z L − ZC
=
⇒ R = ZC (Z L − ZC )
ZC
R

Bài 28. Cho đoạn mạch điện xoay chiều gồm tụ điện nối tiếp với cuộn dây có điện
trở r. Điện áp giữa hai đầu cuộn dây lệch pha π / 3 so với cường độ dòng điện và
lệch pha π / 2 so với điện áp hai đầu đoạn mạch. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu
đoạn mạch bằng 100V, khi đó điện áp hiệu dụng trên tụ điện và trên cuộn dây lần
lượt là
A. 200V; 100 3 V.

B. 100 3 V; 200V.

C. 60 3 V; 100V.

D. 60 3 V; 60V

ur
Ud

ur
UL

Giải:

0

Vẽ giản đồ vec-tơ như hình 36. Từ giản đồ dễ thấy:
U C = 2U = 200V ;U d = U C cos(π / 6) = 100 3V

/6

ur
u
rU r ur
U UC
/3

Hình 36

Bài 29. Một mạch điện xoay chiều AB gồm điện trở R = 15 Ω mắc nối tiếp với một
cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L. Biết điện áp hiệu dụng hai đầu R là 30V, hai
đầu cuộn dây là 40V và hai đầu A,B là 50V. Công suất tiêu thụ trong mạch là
A. 140W.

B. 60W.

C. 160W.

D. 40W.

Giải: Áp dụng công thức P = I 2 ( R + r ). Sử dụng giản đồ
vec-tơ hình 37, ta chứng minh được r = 0.

ur ur
UL U d
0

ur
Ur

u
r
U

urα
UR

Hình 37

Vì U 2 = U d2 + U R2 − 2U R .U d cosα . Thay số vào dễ thấy: 2U RU d cosα = U d2 + U R2 − U 2 = 0 .
Từ đó suy ra: α = 90 . Chứng tỏ Ur=0 và r = 0. Từ đó P =
0

U R2 302
=
= 60W
R
15

Bài 30. Cho mạch điện xoay chiều có tần số 50Hz như hình 38.
18


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Biết UC = UMB = 100(V); Ud = UAM = 100(V); U = UAB = 100(V); L = 1/4 π (H).
L,r

Điện trở r của cuộn dây là
A. 25 3Ω .

B. 25Ω .

C. 50 3Ω .

C
M

A

D. 50Ω .

Hình 38

ur
Ud

Giải: Căn cứ giả thiết bài toán ta vẽ được giản đồ vec-tơ nhưu
rhình 39.

UL

Tam giác OUdU là tam đều, ta suy ra góc α = π / 6 và

B

U L = U d sin α = 50(V ) . Ta tìm được I = UL/ZL = 2(A)

α

0

Từ đó: r = Ur/I = 25 3Ω . Với: Ur = Ud.cos α = 50 3(V )

ur
UC

ur r
U rur I
U
Hình 39

Bài 31. Một cuộn dây có điện trở r và độ tự cảm L được mắc nối tiếp với một tụ
điện có điện dung C thay đổi được. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay
chiều u = 80 2cos(100π t )(V ) , điều chỉnh C để điện áp trên tụ điện cực đại và bằng
100(V). Khi đó điện áp hiệu dụng trên cuộn dây là
A. 60(V).

B. 80(V).

Ur
r
Giải: Vẽ giản đồ vec-tơ như hình 40. Ta có: tan β = U = Z = const.
L
L
UC
U
U
Dùng định lý hàm sin: sin β = sin α → U C = sin β sin α .

βU d

α

0

ur
UC

Để U C max thì sin α = 1 → α = π / 2 ;
U C max =

Au
r

ur
UL

C. 100(V). D. 50(V).

ur r
U rurI
BU
Hình 40

U
80
= 100;sin β =
= 4 / 5 → cosβ = 3 / 5.
sin β
100

Từ tam giác vuông AOB (vuông tại O), ta có: U d = U C max .cosβ = 60(V ) .
Bài 32. Một đoạn mạch xoay chiều gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tụ điện. Độ lệch
pha giữa điện áp trên cuộn dây và dòng điện qua mạch là π / 3 . Đo điện áp hiệu
dụng UC trên tụ điện và Ud trên cuộn dây người ta thấy U C = 3U d . Hệ số công suất
của đoạn mạch bằng
A. 0,707.

B. 0,5.

C. 0,87.

D. 0,25

Giải: Sử dụng giản đồ vec-tơ như hình 41. Dễ thấy β = π / 6 .
Từ giản đồ ta tính được U = Ud. Suy ra tam giác OAB cân

ur ur β
UL Ud
0

A

/3
ϕ ur ur
Ur

ur U C
U 19

Hình 41

B


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

và ϕ = π / 3 . Vì vậy hệ số công suất bằng 0,5.
Bài 33. Một mạch điện xoay chiều có tụ điện C =

0, 2 −3
.10 ( F ) mắc nối tiếp với
π

cuộn dây có điện trở r. Đặt vào hai đầu mạch điện một điện áp xoay chiều có tần số
50Hz. Biết các điện áp hiệu dụng lần lượt trên tụ điện, trên hai đầu cuộn dây và
trên hai đầu đoạn mạch là U C = 100(V );U d = 100 2(V );U = 100 2(V ). Độ tự cảm của
cuộn dây là
A.

1
( H ).


B.

1
( H ).
π

C.

1
( H ).


Giải: Ta sử dụng giản đồ vec-tơ như hình 42.
Từ giả thiết bài toán ta suy ra tam giác OUUd là tam giác

D.

1
( H ).


uur
Ud

uur
UL

uu
rr
Ur I
ur
U

cân và từ U 2 = U r2 + (U L − U C ) 2 ;U d2 = U r2 + U L2 , ta suy ra U L = 50(V ) , 0
U

100

U

1

C
L
và I = Z = 50 = 2( A) ⇒ Z L = I = 25(Ω) ⇒ L = 4π ( H ) .
C

uuu
r
UC

Hình 42

Bài 34. Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U và f = 50Hz vào hai đầu
đoạn mạch R,L,C trong đó cuộn dây thuần cảm và có L = 1/2 π (H). Biết điện áp
hiệu dụng trên R bằng U R = U / 2 và trên tụ điện bằng U C = 2U , điện dung tụ điện

A.

10−4
(F )
π

B.

10−4
(F )


C.

2.10−4
(F )
π

D.

4.10−4
(F )
π

Giải: Theo giả thiết bài ra ta có: Z L = 2π fL = 50Ω . Vẽ giản đồ vec-tơ như hình 43.
U
π
Ta suy ra: ϕ = cos −1 ( R ) = − ; U C − U L = U R → U C = U L + U R .
U
4

Mặt khác: U C = 2U = 2U R ⇒ U L = U R → U C = 2U L .
Từ đó: Z C = 2Z L = 100Ω → C =

10−4
(F ) .
π

ur
UL
0

Hình 43

ur
UR
ϕ ur
ur U C
U

Bài 35. Mạch điện L,R,C có R = 60 Ω và cuộn dây có độ tự cảm L thay đổi được.
Người ta đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có biểu thức
20


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

u = 120 2cos(ωt − π / 3)(V ) . Khi cảm kháng của cuộn dây là 30 Ω thì công suất đoạn

mạch có giá trị lớn nhất và uRC vuông pha với ud . Công suất lớn nhất này có giá trị:
A. 192W.

B. 130W.

C. 216W.

D. 220W.

Giải: Để uRC vuông pha với ud thì cuộn dây phải có điện trở
thuần r. Khi thay đổi L thì công suất mạch đạt cực đại khi và A

ur M
Ud

ur
U RC
ur Br
H U AB I

Hìnhđồ
44 vec-tơ như
chỉ khi xẩy ra hiện tượng cộng hưởng, uAB cùng pha với i. Ta có giản

hình 44. Tam giác AMB vuông tại M, đường cao MH có độ lớn bằng ZL (ZL=ZC);
các đoạn AH và BH có độ lớn tương ứng bằng r và R. Do đó:
ZC2
U2
Z = R.r ⇒ r =
= 15Ω ⇒ Pmax =
= 192W .
R
R+r
2
L

-------o0o------

21


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

C. KẾT LUẬN
Xuất phát từ thực tế nhiều năm công tác quản lý chuyên môn và trực tiếp
dạy học ở trường THPT, đồng thời được tiếp thu những tài liệu chương trình và
sách giáo khoa cùng nghiên cứu bám sát chuẩn kiến thức, kỹ năng mà học sinh cần
đạt trong từng đơn vị kiến thức, từng lớp học, tác giả trình bày những phần cơ bản
nhất, những kiến thức trọng tâm, những bài tập được sưu tầm và chắt lọc trong thời
gian giảng dạy.
Tài liệu này đã được tác giả thực hiện trong hai năm học ở trường THPT
Phan Bội Châu, một phần nào đó đã đáp ứng được cho nhiều đối tượng học sinh
trong nhà trường nắm chắc và khắc sâu được chuẩn kiến thức và kỹ năng vận dụng
để giải bài tập phần dao động điều hòa vốn được coi là khó nhất trong chương trình
vật lý 12. Qua thống kê kết quả các bài kiểm tra định kỳ trong phần này, chất
lượng đã được nâng lên rõ rệt so với khi chưa thực hiện phổ biến kinh nghiệm này.
Hy vọng trong thời gian tiếp theo, tác giả sẽ nghiên cứu chương trình, sách
giáo khoa, tài liệu chuẩn kiến thức kỹ năng của chương trình cùng tình hình thực tế
đối tượng học sinh qua từng năm học để tiếp tục biên soạn các phần còn lại của
chương trình Vật lý 12. Giúp học sinh có thêm tài liệu để phát huy tính tự học,
sáng tạo trên cơ sở nắm chắc kiến thức cơ bản, bảo đảm được yêu cầu của chuẩn
kiến thức và kỹ năng của chương trình Vật lý 12.
22


Cao Xuân Hà-SKKN 2013-2014

THPT Phan Bội Châu-Gia Lai

Người thực hiện
Mục lục
A. Mở đầu……………………………………………………. trang 1
B. Nội dung……………………………………………….….. trang 3
I. Cơ sở lý thuyết ……………………………………….…… trang 3
II. Phân loại và giải bài tập …………………….………….… . trang 6
2.1 Bài tập vận dụng sự tương tự giữa dao động điều hòa và chuyển động
tròn đều…………………………………………………..…… trang 6
2.2 Bài tập sử dụng giản đồ vec-tơ Fre-nen…………………... trang 12
C. Kết luận ………………………..……………………..…… trang 22
Mục lục, tài liệu tham khảo…………………………………… trang 23

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Tài liệu tham khảo
Chuẩn kiến thức và kỹ năng - Vật lý 12-NXBGD.
Sách Giáo khoa Vật lý 12 -NXBGD-2007(Chương trình chuẩn).
Sách Bài tập Vật lý 12 – NXBGD-2007(Chương trình chuẩn).
Hướng dẫn thực hiện chương trình Vật lý 12 – NXBGD.
Tạp chí Vật lý và Tuổi trẻ hàng năm - Hội Vật lý Việt Nam.
Đề thi Đại học-Cao đẳng các năm 2012, 2013-Bộ GD&ĐT.
-----------------------

23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×