Tải bản đầy đủ

Đề cương ôn tập vật lý 12 phần 1

Chơng 1: Dao động cơ học.
I. Tóm tắt lý thuyết:
1. Dao động:
Dao
động
Là chuyển động có giới hạn trong không gian lặp đi lặp lại xung quanh một vị trí cân bằng.
Tuần hoàn Là dao động mà trạng thái của chuyển động đợc lặp lại nh cũ sau những khoảng thời
gian bằng nhau.
Điều hoà
Là dao động mà tọa độ mô tả bằng quy luật dạng sin hoặc cosin:
( )

+=
tAx cos

trong đó
, ,A

là những hằng số.
Tắt dần Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian
Cỡng bức Là dao động đợc duy trì dới tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn

( )

+=
tHf cos
. Nếu tần số của lực cỡng bức bằng với tần số riêng của vật dao
động thì biên độ của dao động đạt cực đại.( Hiện tợng công hởng)
2. Các đại l ợng đặc tr ng cho dao động điều hòa:
Li độ
( )

+=
tAx cos
độ dời của vật dao động so với gốc tọa độ( vị
trí cân bằng)
Vận tốc
( )






++=+==
2
cossin'


tAtAxv
Cho biết vật chuyển động nhanh hay chậm.
Vận tốc sớm pha hơn li độ
2

Gia tốc
( )
( )
2
2
' '' cos
cos
a v x A t
A t


= = = +
= + +
Cho biết vận tốc của vật biến thiên nhanh hay
chậm. Gia tốc ngợc pha so với li độ và sớm
pha so với vận tốc
2

Chu kì
2
T


=
, nếu trong thời gian t vật thực hiện đợc
N dao động thì:
t
T
N
=
(s)
Thời gian vật thực hiện đợc một dao động.
Tần số
1
2
f
T


= =
(Hz), nếu trong thời gian t vật thực
hiện đợc N dao động thì:
N
f
t
=
(Hz)
Là số dao động thực hiện trong một đơn vị
thời gian.
Vận tốc
góc
2
2 f
T


= =
(rad/s)
Là đại lợng trung gian cho biết dao động thực
hiện nhanh hay chậm.
Động năng
( )
2 2
2
s
2 2
d
mv m A
E in t


= = +
(J)
Năng lợng của vật có đợc do chuyển động, là
đại lợng biến thiên tuần hoàn theo thời gian
với chu kì
2
T
, tần số 2f.
Thế năng
( )
2 2
2
s
2 2
t
kx kA
E co t

= = +
(J)
Là năng lợng có đợc do tơng tác giữa các phần
của lò xo, là đại lợng biến thiên tuần hoàn
theo thời gian với chu kì
2
T
, tần số 2f.
Cơ năng
2 2 2
2 2
m A kA
E

= =
Tổng động năng cộng thế năng. Là đại lợng
không đổi theo thời gian( bảo toàn)
1
3. Các con lắc:
Cấu tạo Điều kiện dao động điều hòa Chu kì
Con lắc lò
xo
Một lò xo có khối lợng không đáng
kể, một đầu cố định, một đầu gắn
với một quả nặng
Trong giới hạn đàn hồi của lò
xo, ma sát không đáng kể
2
2
m
T
k



= =
Con lắc
đơn
Một dây mảnh, khối lợng không
đáng kể, không dãn, một đầu treo cố
định, một đầu gắn quả nặng m.
Đợc treo ở nơi xác định, dao
động không ma sát với biên độ
góc nhỏ
2
2
l
T
g



= =
4. Chú ý:
-Li độ dao động đạt cực đại khi vật ở biên: x = A
-Li độ dao động đạt cực tiểu khi vật ở vị trí cân bằng( VTCB): x =0
-Vận tốc của vật dao động đạt cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng:
max
v A

=
-Vận tốc của vật dao động đạt cực tiểu khi vật ở biên:
min
0v =
- Gia tốc của vật dao động đạt cực tiểu khi vật ở vị trí cân bằng:
min
0a =
- Gia tốc của vật dao động đạt cực đại khi vật ở vị trí biên:
2
max
a A

=
Với con lắc lò xo chu kì đợc tính bằng công thức:
2
2
m
T
k



= =
+ Vậy chu kì của nó phụ thuộc vào độ cứng của lò xo và khối lợng đặt vào vật.
Với con lắc đơn chu kì đợc tính bằng biểu thức:
2
2
l
T
g



= =
- Vậy chu kì của nó phụ thuộc vào chiều dài của dây treo và gia tốc rơi tự do
+ Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vĩ độ địa lý và khoảng cách từ nơi treo con lắc đến tâm trái đất nên chu kì của
con lắc cũng phụ thuộc vào các yếu tố này.
+ Sợi dây của con lắc có thể làm bằng các vật liệu khác nhau nên chiều dài của nó phụ thuộc vào nhiệt độ của môi
trờng nên chu kì của nó cũng phụ thuộc vào yếu tố này.
- Biểu thức độc lập:
2
2 2
2
v
x A

+ =
5. Tổng hợp dao động điều hòa:
a. Điều kiện để tổng hợp hai dao động điều hòa là hai dao động này phải cùng phơng, cùng tần số.
b. Công thức tổng hợp:
Cho hai dao động điều hòa:
( )
( )
1 1 1
2 2 2
s
s
x A co t
x A co t


= +


= +


+Với
1 2
A A A= =
ta có dao động tổng hợp là tổng đại số của hai dao động trên:
( ) ( )
1 2 1 1 2 2
s sx x A co t A co t

+ = + + +
=
1 2 1 2
2 cos s
2 2
A co t


+

+


+ Với
1 2
A A
ta tổng hợp bằng phơng pháp Fresnel:
Biên độ tổng hợp là:
( )
2 2 2
1 2 1 2 2 1
2 cosA A A A A

= + +
Vận tốc góc tổng hợp:

Pha ban đầu của dao động tổng hợp là:
1 1 2 2
1 1 2 2
sin sin
tan
cos cos
A A
A A



+
=
+
Nếu hai dao động thành phần:
- Cùng pha:
2 1
2k

= =
thì
1 2
A A A= +
- Ngợc pha:
2 1
(2 1)k

= = +
thì
1 2
A A A=
- Lệch pha nhau bất kì:
1 2 1 2
A A A A A < < +
2
II. Các dạng bài tập th ờng gặp:

Dạng 1: Viết phơng trình dao động điều hòa. Xác định các đặc trng của một dao động điều hòa.
( )

+=
tAx cos
+ Xác định tần số góc

; Biên độ A và pha ban đầu

Dạng 2: Xác định thời điểm vật đi qua li độ x
0
và vận tốc v
0
:
+ Xác định thời điểm khi vật đi qua li độ x
0
.
+ Xác định thời điểm khi vật đạt vận tốc v
0
.
+ Xác định li độ khi vật có vận tốc v
1
.
+ Xác định vận tốc khi vật đi qua li độ x
1
.
Dạng 3: Xác định quãng đờng, vận tốc trung bình và số lần vật đi qua li độ x
0
từ thời điểm t
1
đến t
2
.
Dạng 4: Xác định lực tác dụng cực đại và cực tiểu tác dụng lên vật và chiều dài của lò xo khi vật dao động.
Dạng 5: Xác định năng lợng của dao động điều hòa.
Dạng 6: Xác định thời gian ngắn nhất vật đi qua li độ x
1
đến x
2
.
Dạng 7: Xác định chu kì T của con lắc lò xo ghép nối tiếp và song song; Chu kì của con lắc đơn có chiều dài
l =l
1
+ l
2
.
Dạng 8: Tổng hợp hai dao động cùng phơng cùng tần số.
Dạng 9: Bài toán về sự cộng hởng của dao động.
Chơng 2:Sóng cơ học. ÂM HọC
1. Sóng cơ học:
a. Khái niệm:
Sóng Là những dao động cơ học lan truyền trong môi trờng vật chất theo thời gian
ngang Là sóng có phơng dao động vuông góc với phơng truyền sóng
dọc Là sóng có phơng dao động trùng với phơng truyền sóng.
b. Các đại lợng đặc trng cho sóng:
Đại lợng Khái niệm Biểu thức.
Chu kì
sóng
Là khoảng thời gian ngắn nhất mỗi phần tử môi trờng có
sóng truyền qua thực hiện một dao động.
1
T
f
=
Tần số
sóng
Là số dao động mà mỗi phần tử môi trờng thực hiện đợc
trong một đơn vị thời gian.
Bớc sóng
+Là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên cùng một
phơng truyền sóng dao động cùng pha với nhau.
+ Là quãng đờng mà sóng truyền đi đợc trong thời gian
một chu kì dao động của sóng.
v
T

=
v
vT
f

= =
Vận tốc
sóng
Là vận tốc truyền pha dao động.
Biên độ
sóng
Biên độ sóng là biên độ dao động của phần tử vật chất tại
điểm khảo sát khi có sóng truyền qua.
- Những phần tử càng xa nguồn,
năng lợng mà sóng truyền tới càng
nhỏ.
Năng lợng
sóng
+ Sóng làm cho các phần tử môi trờng có sóng truyền qua
dao động nên sóng mang năng lợng.
+ Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lợng.
3
2. Âm học:
a. Dao động âm và sóng âm:
- Dao động âm là dao động cơ học có tần số từ 16 Hz 20 000 Hz ( 20 kHz).
- Sóng âm là sóng cơ học có tần số từ 16 Hz 20 000Hz.
- Sóng siêu âm: là sóng có tần số f > 20 kHz. Có một số loài vật nh: Cào cào; Dơi; Cá voi . Có thể phát ra và
cảm nhận đợc sóng siều âm.
- Sóng hạ âm: là sóng có tần số f < 16 Hz.

Tai ngời không thể cảm nhận đợc sóng hạ âm và sóng siêu âm hay sóng siêu âm và sóng hạ âm không gây ra
cảm giác âm đối với tai ta.
b. Môi trờng truyền âm. Vận tốc âm:
- Môi trờng truyền âm:
+ Âm truyền đợc trong mọi môi trờng vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí
+ Âm không truyền đợc trong chân không.
- Vận tốc:
+ Phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trờng, nhiệt độ của môi trờng :
v
rắn
>
v
lỏng
>
v
khí
.
+ Các chất nhẹ, mềm, xốp truyền âm kém.

Chú ý: Khi sóng truyền qua hai môi trờng có tính chất khác nhau thì vận tốc thay đổi nên bớc sóng cũng thay
đổi. Tuy nhiên chu kỳ T, tần số f và tốc độ góc

thì không đổi.
c. Các đặc trng vật lí của âm:
- Tần số: f = 16 Hz 20 kHz.
- Vận tốc âm khoảng 340 m/s trong không khí đến vài nghìn m/s trong chất rắn.
- Bớc sóng:
v
vT
f

= =
(m).
- Năng lợng âm C ờng độ âm Mức c ờng độ âm:
+ Cờng độ âm (I): tại 1 điểm là năng lợng truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông
góc với phơng truyền âm. Đơn vị : W/m
2
.
+ Mức cờng độ âm(L): là đại lợng đo bằng log của tỷ lệ số giữa cờng độ I tại điểm đang xét và cờng độ âm chuẩn
I
0
của âm ( I
0
= 10
12
W/m
2
)

0
( ) lg
I
L B
I
=
Mức cờng độ âm có đơn vị là: Ben (B), đơn vị khác là dexiBen (dB):
1
1
10
dB B=

0
( ) 10lg
I
L dB
I
=
d. Các đặc tính sinh lí của âm:
+ Độ cao của âm: là đặc tính sinh lí của âm, nó phụ thuộc vào đặc tính vật lí của âm là tần số.
- Nếu f nhỏ: Âm là âm trầm.
- Nếu f lớn: Âm là âm cao (bổng).
+ Âm sắc: Là đặc tính sinh lí của âm, n ó phụ thuộc vào đặc tính vật lí của âm là biên độ và tần số.
+ Độ to của âm: là đặc tính sinh lí của âm, nó phụ thuộc vào đặc tính vật lí của âm là mức cờng độ âm L và tần số
âm.
e. Ngỡng nghe, ngỡng đau và miền nghe đợc:
- Ngỡng nghe: Muốn gây cảm giác âm thì cờng độ âm phải lớn hơn giá trị cực tiểu nào đó gọi là ngỡng nghe.
+ ngỡng nghe phụ thuộc vào tần số: Cụ thể khi f = 100 Hz thì ngỡng nghe I = 10
12
W/m
2
; Khi tần số f = 50 Hz
thì ngỡng nghe I = 10
7
W/m
2
.
+ Tai ngời rất thính với những âm thanh có tần số f = 1000 5000 Hz mà giọng nói của phụ nữ có tần số nằm
trong khoảng này nên các đài phát thanh thờng dùng phát thanh viên là nữ.
+ Âm cao nghe rõ hơn âm trầm.
- Ngỡng đau: Khi cờng độ âm
10I
W/m
2
với mọi tần số của sóng âm, tai ta có một cảm giác đau đớn, nhức
nhối gọi là ngỡng đau.
- Miền nghe đợc: Miền từ ngỡng nghe đến ngỡng đau gọi là miền nghe đợc.
4
f. Nguồn âm và hộp cộng hởng:
- Nguồn âm: là những vật dao động phát ra âm thanh. VD: dây đàn rung động, cột không khí trong cây sáo, kèn
trống, mõ
- Hộp cộng hởng: Hộp rỗng có khả năng cộng hởng đối với nhiều tần số khác nhau.
3. Hiện tợng giao thoa và sóng dừng:
a. Hiện tợng giao thoa:
- Hai sóng kết hợp: là hai sóng có cùng tần số, cùng pha hoặc có độ lệch pha không đổi.
- Định nghĩa hiện tợng giao thoa: là sự tổng hợp hai hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những
chỗ cố định biên độ sóng đợc tăng cờng hoặc giảm bớt.
+ Độ lệch pha của hai sóng truyền từ hai nguồn truyền tới một điểm M là:
2 1
2 2
d d
d



= =
- Điểm có biên độ cực đại khi:
2 1
2k d d k

= =

0, 1, 2, 3...k =
- Điểm có biên độ cực tiểu khi:
( ) ( )
2 1
2 1 2 1
2
k d d k


= + = +

0, 1, 2, 3...k =
b. Sóng dừng: Sóng có các nút và bụng cố định trong không gian.
- Những điểm cách đầu cố định một số nguyên lần nửa bớc sóng thì là một nút sóng.
2
x k

=
- Những điểm cách đầu cố định một số lẻ lần
1
4
bớc sóng thì là một bụng sóng:
( )
2 1
4
x k

= +
II. Các dạng toán thờng gặp:
Dạng 1: Viết phơng trình sóng tại điểm M trên phơng truyền sóng các nguồn O đoạn x = OM.
Dạng 2: Xác định trạng thái dao động của điểm M (Cực đại hay cực tiểu) bất kì trong miền giao thoa hai sóng.
Dạng 3: Giao thoa với hai nguồn kết hợp S
1
và S
2
. Tìm số gợn lồi (số dao động cực đại) và số gợn lõm (số dao
động cực tiểu) trên S
1
S
2
.
Dạng 4: Xác định điều kiện để có sóng dừng. Suy ra số điểm bụng, số điểm nút.
Dòng điện xoay chiều.
I. Tóm tắt kiến thức:
1. Dòng điện xoay chiều:
a. Suất điện động xoay chiều: Cho khung dây phẳng có diện tích S quay đều với tốc độ góc

quanh trục vuông
góc với đờng sức của từ trờng đều có cảm ứng từ
B
r
. Biểu thức suất điện động xuất hiện trong khung là
( )
0
se E co t

= +
(V)
Trong đó
0
E BS

=
; pha ban đầu

; tần số góc
2
2 f
T


= =
.
b. Điện cung cấp cho mạch ngoài:
( )
0
s
u
u U co t

= +
u: là điện áp tức thời.
U
0
: là điện áp cực đại. (V)

: là tốc độ góc ( rad/s)
u

: pha ban đầu hiệu điện thế dao động điều hòa ( rad).
c. C ờng độ dòng điện ở mạch ngoài:
( )
0
s
i
i I co t

= +
(*)
i
: dòng điện tức thời (A)
I
0
: dòng điện cực đại (A)
i

: pha ban đầu của dòng điện xoay chiều ( rad)

Chú ý: Quy ớc nói dòng điện xoay chiều là chỉ nói về dòng điện dao động điều hòa. Những dòng điện đổi
chiều nhng không điều hòa hay không đợc mô tả nh biểu thức (*) thì không gọi là dòng điện xoay chiều.
5

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×