Ngok uglyboys Trường THPT Số I Tư Nghĩa Vấn đề 1: CƠ HỌC VẬT RẮN Chuyển động quay Tốc độ góc:   const Gia tốc góc:   Tọa độ góc:   0   t Chuyển động quay biến đổi a Tốc độ góc  2  1  Tốc độ góc trung bình: tb  t t2  t1 d Tốc độ góc tức thời:     '(t ) dt Chú ý:  dương; âm tùy theo chiều dương hay âm ta chọn b Công thức chuyển động quay biến đổi Gia tốc góc:   const Tốc độ góc:   0   t Tọa độ góc:   0  0t   t 2 Phương trình độc lập với thời gian:   02  2 (  0 ) c Gia tốc góc  2  1 Gia tốc góc trung bình:  tb   t t2  t1 d Gia tốc góc tức thời:     '(t ) dt Vaät quay nhanh dần :    Chú ý:  Vật quay chậm dần :    Liên hệ tốc độ dài với tốc độ góc; gia tốc dài gia tốc góc v  .r dv d att   r   r dt dt v2 a ht  = r r a= r   r   r        Gia tốc tiếp tuyến att : Đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm độ lớn véc tơ vận tốc v; att  v    v; att  v   Gia tốc pháp tuyến an (hay gia tốc hướng tâm aht ) : Đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm hướng    véc tơ vận tốc v; aht  v   Vaät quay đều: a  aht Chú ý:     Vật biến đổi đều: a  att  aht Mô men a Mô men lực trục: M  F.d n b Mô men quán tính trục: I   mi ri2 i 1 Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Chú ý: Mô men qn tính số dạng hình học đặc biệt:  Hình trụ rỗng hay vành tròn: I  m.R  Hình trụ đặc hay đóa tròn: I  m.R 2  Hình cầu đặc: I  m.R R(m): bán kính  Thanh mảnh có trục quay đường trung trực thanh: I  m.l 12  Thanh maûnh có trục quay qua đầu thanh: I  m.l , l(m): chiều dài c Định lí trục song song: I   I G  m.d ; d khoảng cách từ trục đến trục qua G d Mô men động lượng trục: L  I  Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định dL d M  I  hoaëc M   I dt dt Định luật bảo tồn mơ men động lượng Nếu M  L  const Hệ vật: L1  L2   const Vật có mô men quán tính thay đổi: I11  I 22  Định lí biến thiên mơmen động lượng L  M t hay I 22  I11  M t Động vật rắn Động quay vật rắn: Wñ  I  2 Động vật rắn vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến: Wñ  khối lượng, vc vận tốc khối tâm Định lí động năng: Wđ  AF hay Wđ  Wđ  AF Cẩm Nang Vật Lí 12A01 2 I   mvc Trong m 2 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Vấn đề 2: DAO ĐỘNG CƠ HỌC I CON LẮC LỊ XO Phương trình dao động: x  A cos( t   )  dx  x '; v   A sin( t   )   A cos( t    ) dt 2 dv d x Phương trình gia tốc: a   v '; a   x ''; a   A cos( t   ); a   x dt dt Hay a   A cos( t     ) Tần số góc, chu kì, tần số pha dao động, pha ban đầu: 2 k g mg (rad / s);   a Tần số góc:   2 f  ; l   (m ) T m l k Phương trình vận tốc: v  b Tần số: f  N   ( Hz); f   T t 2 2 k m t 2 m  (s); T   2 f N k  d Pha dao động: ( t   ) c Chu kì: T  e Pha ban đầu:   x  A cos  Chú ý: Tìm  , ta dựa vào hệ phương trình  lúc t0  v0   A sin  MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP THƯỜNG GẶP  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí cân x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu     Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí cân x0  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu    Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua biên dương x0  A : Pha ban đầu    Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua biên âm x0   A : Pha ban đầu     A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu    A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0   theo chiều dương v0  : Pha ban đầu 2    A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   2 A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0   theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu    Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0     3 A theo chiều dương v0  : Pha ban đầu A  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0   theo chiều âm v0  : Pha ban đầu 3  A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0  theo chiều dương v0  : Pha ban đầu  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0      Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0     5 A theo chiều dương v0  : Pha ban đầu A  theo chiều âm v0  : Pha ban đầu   A  Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0   theo chiều âm v0  : Pha ban đầu 5   Chọn gốc thời gian t0  lúc vật qua vị trí x0     cos   sin(  ) ; sin   cos(  ) 2 Giá trị hàm số lượng giác cung (góc ) đặc biệt (ta nên sử dụng đường tròn lượng giác để ghi nhớ giá trị đặc biệt) y t - - /3 -1 u' 2/3 3/4  -1 - /2 /3 /3 u /4 /2 /2 5/6 x' B /6 /3 1/2 /2 - 1/2 /2 -1/2 /2 /2 A (Điểm gốc) x O -1/2 -/6 - /2 - /3 -/4 - /2 -1 -/3 -1 -/2 y' Cẩm Nang Vật Lí 12A01 t' - Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Goùc Hslg sin  00 0 cos  tg  cotg  kxñ 300 450 2 2   3 3 600 900   3 2 kxñ 3 0 1200 2 3    3 1350 3 2  -1 -1 1500 5 3    1800 3600  2 0 -1 0 kxñ kxñ Phương trình độc lập với thời gian: v2 a2 v2 A2  x  ; A2      vM   A: Vật qua vị trí cân a Chú ý:    M vM aM   A: Vaät ôû bieân Lực đàn hồi, lực hồi phục:  FñhM  k (l  A)  a Lực đàn hồi: Fñh  k (l  x )   Fđhm  k (l  A) l  A  F  l  A  đhm  F  m A  FhpM  kA b Lực hồi phục: Fhp  kx   hay Fhp  ma   hpM lực hồi phục hướng vào vị F   F hpm  hpm   trí cân Chú ý: Khi hệ dao động theo phương nằm ngang lực đàn hồi lực hồi phục Fñh  Fhp Thời gian, quãng đường, tốc độ trung bình a Thời gian: Giải phương trình xi  A cos( ti   ) tìm ti Chú ý: Gọi O trung điểm quỹ đạo CD M trung điểm OD; thời gian từ O đến M tOM  thời gian từ M đến D tMD  T Từ vị trí cân x  vị trí x   A T khoảng thời gian t  T khoảng thời gian t    Chuyển động từ O đến D chuyển động chậm dần ( av  0; a  v ), chuyển động từ D đến O   chuyển động nhanh dần ( av  0; a  v ) Vận tốc cực đại qua vị trí cân (li độ không), không biên (li độ cực đại) Từ vị trí cân x  vị trí x   A Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang T , 12 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys T  Nếu t  s  A  T  b Quãng đường: Neáu t  s  A suy  Nếu t  T s  A   Chú ý:    T t        t  T         T  t       T  t  12    Nếu t  nT s  n4 A  T  Neáu t  nT  s  n4 A  A  T  Nếu t  nT  s  n4 A  A  2 ฀ x  A  sM  A neáu vật từ x   A 2   s  A vật từ x  O  x   A   s  A  vật từ x   A ฀ x   A ฀ x   A  m 2  2 vật từ x   x   A  sM  A 2     T s  A    vật từ x   A  x   A    m  A 2 A     A  A 2  3 vật từ x   x   A  sM  A 2   A A  s  vật từ x    x  A 2   3 ฀ x  A ฀ x  A  sm  A  neáu vật từ x   A  2 A A   sM  vật từ x   x       sm  A    vật từ x   A  x   A         T   A 2 A  A A T T 12  s t Năng lượng dao động điều hịa: E   Et 1 a Động năng: Eñ  mv  m A2 sin ( t   )  E sin ( t   ) 2 2 b Thế năng: Et  kx  kA cos2 ( t   )  E cos2 ( t   ); k  m 2 1  2  E  m A  kA  1  Chú ý:  EñM  mvM2  m A2 : Vật qua vị trí cân 2    EtM  kA : Vật biên  f '2f  T  Thế động vật biến thiên tuấn hoàn với T '  dao động   '  2 c Tốc độ trung bình: vtb  Trong chu kì, chất điểm qua vị trí x  x0 lần, nên  t       k Cẩm Nang Vật Lí 12A01  Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang x Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Chu kì hệ lị xo ghép: 1 a Ghép nối tiếp:    T  T12  T22 k k1 k2 1 b Ghép song song: k  k1  k2    T T1 T2 c Ghép khối lượng: m  m1  m2  T  T12  T22 Chú ý: Lị xo có độ cứng k0 cắt làm hai phần k1  k2  k  2k0 II CON LẮC ĐƠN Phương trình li độ góc:    cos( t   ) (rad) Phương trình li độ dài: s  s0 cos( t   ) ds Phương trình vận tốc dài: v   s '; v   s0 sin( t   ) dt dv d 2s Phương trình gia tốc tiếp tuyến: at   v '; at   s ''; at   s0 cos( t   ); at   s dt dt s0 s Chú ý:   ;   l l Tần số góc, chu kì, tần số pha dao động, pha ban đầu: 2 g mgd    2 f  (rad / s);   T l I a Tần số góc: b Tần số: f  N   ( Hz); f   T t 2 2 g l t 2 l  (s); T   2  f N g d Pha dao động: ( t   ) e Pha ban đầu:  c Chu kì: T   s  s0 cos  Chú ý: Tìm  , ta dựa vào hệ phương trình  lúc t0  v   s0 sin  Phương trình độc lập với thời gian: v2 a2 v2 s02  s2  ; s02      vM   s0 : Vật qua vị trí cân a Chú ý:    M vM aM   s0 : Vật biên Lực hồi phục: g  g  FhpM  m s0 Lực hồi phục: Fhp  m s   lực hồi phục hướng vào vị trí cân l l  Fhpm   Năng lượng dao động điều hòa: E  Eñ  Et 1 a Động năng: Eñ  mv  m s02 sin ( t   )  E sin ( t   ) 2 g g g b Thế năng: Et  mgl(1  cos  )  m s2  m s02 cos2 ( t   )  E cos2 ( t   );   l l l Caåm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hơm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys 1 g  2  E  m s0  m l s0  mgl(1  cos  )  1  Chú ý:  EñM  mvM2  m s02 : Vật qua vị trí cân 2  g   EtM  m l s0  mgl(1  cos  ): Vật bieân  f '2f  T  Thế động vật dao động điều hòa với T '    '  2 Vận tốc: v   v02  gl(1  cos  )   gl(cos   cos  ) Lực căng dây:   mg(3cos   cos  ) Sự thay đổi chu kì dao động lắc đơn:  R  l Rh T a Theo độ cao (vị trí địa lí): gh  g0   nên Th  2 gh R  Rh b Theo chiều dài dây treo (nhiệt độ): l  l0 (1  t ) nên Tt  2 Thời gian lắc chạy nhanh (chậm 1s): Độ lệch ngày đêm:   86400 l t  T(  1) g T T2  T1  T1 T1 T T1 c Nếu l  l1  l2 T  T12  T22 ; l  l1  l2 T  T12  T22       Fl  P hay a  g  ghd  g  a       l d Theo lực lạ Fl :  Fl  P hay a  g  ghd  g  a  Thd  2 ghd       Fl  P hay a  g  ghd  g2  a2  g cos     Chú ý: Lực lạ lực điện, lực từ, lực đẩy Acsimet, lực quán tính ( aqt  a ) v2 Gia tốc pháp tuyến: an  ; l: bán kính quỹ đạo   l   Lực quán tính: F  ma , độ lớn F = ma ( F  a )    Chuyển động nhanh dần a  v ( v có hướng chuyển động)   Chuyển động chậm dần a  v       Lực điện trường: F  qE , độ lớn F = qE; Nếu q >  F  E ; q <  F  E  Lực đẩy Ácsimét: F = DgV ( F ln thẳng đứng hướng lên) Trong đó: D khối lượng riêng chất lỏng hay chất khí g gia tốc rơi tự V thể tích phần vật chìm chất lỏng hay chất khí     Khi đó: Phd  P  F gọi trọng lực hiệu dụng hay lực biểu kiến (có vai trị trọng lực P    F gọi gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến) g hd  g  m Caåm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hơm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Giản đồ Fresnel: Hai dao động điều hòa phương, tần số độ lệch pha không đổi x1  A1 cos( t  1 ) vaø x2  A2 cos( t  2 ) Dao động tổng hợp x  x1  x2  A cos( t   ) có biên độ pha xác định: a Biên độ: A  A12  A22  A1 A2 cos(1  2 ) ; điều kiện A1  A2  A  A1  A2 A1 sin 1  A2 sin 2  ; điều kiện 1    2 hoaëc 2    1 A A1 cos 1  A2 cos 2  Hai dao động cuøng pha   k 2 : A  A1  A2 A2   Hai dao động ngược pha   (2k  1) : A  A1  A2 A1 Chú ý:   2  Hai dao động vuông pha   (2k  1) : A  A1  A2 x x' O  Hai dao động có độ lệch pha   const : A1  A2  A  A1  A2 Phương pháp lượng giác: a Cùng biên độ: x1  A cos( t  1 ) vaø x2  A cos( t  2 ) Dao động tổng hợp x  x1  x2  A cos( t   ) b Pha ban đầu  : tan   có biên độ pha xác định: x  A cos 1  2 1  2   2     cos  t  ( ) ; đặt A  A cos 2   nên x  A cos( t   ) b Cùng pha dao động: x1  A1 sin( t  0 ) vaø x2  A2 cos( t  0 ) Dao động tổng hợp A x  x1  x2  A cos( t   ) có biên độ pha xác định: x  cos ( t  0 )    ; đặt cos  A1 A2 tan    cos    A2  tan  A12  A22  A2 ;   0   cos  IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG Dao động tắt dần: a Phương trình động lực học: kx  Fc  ma F F k k b Phương trình vi phân: x ''   ( x  c ) đặt X  x  c suy X ''   X   X k m k m m c Chu kì dao động: T  2 k 4F d Độ biến thiên biên độ: A  c k A kA e Số dao động thực được: N   A Fc Do ma sát nên biên độ giảm dần theo thời gian nên lượng dao động giảm Trong đó: A  Dao động cưỡng bức: fcưỡng  fngoại lực Có biên độ phụ thuộc vào biên độ ngoại lực cưỡng bức, lực cản hệ, chênh lệch tần số dao động cưỡng dao động riêng Dao động trì: Có tần số tần số dao động riêng, có biên độ không đổi Sự cộng hưởng cơ:  f  f0  Điều kiện T  T0 làm A  A Max  lực cản môi trường     Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Vấn đề 3: SÓNG CƠ HỌC x I HIỆN TƯỢNG GIAO THOA SÓNG uM  a cos(2 ft  2 f ) v Phương trình dao động sóng: u  a cos  t Phương trình dao động sóng điểm M cách nguồn có toạ độ x : N • • • M O 2   u  a cos   t  x phụ thuộc vào không gian thời gian    x uN  a cos(2 ft  2 f ) Phương trình truyền sóng: v Phương trình dao động sóng nguồn O: u  a cos  t d Phương trình truyền sóng từ O đến M ( d  OM ) với vận tốc v khoảng thời gian tOM  OM là: v  d  d uM  a cos  (t  tOM )  a cos 2 f (t  OM )  a cos(2 ft  2 f OM ) v  v  d So với sóng O sóng M chậm pha góc   2 f OM , phương trình sóng M có dạng: v uM  a cos( t   ) Giao thoa sóng: Hai sóng kết hợp nguồn phát có dạng u  a cos  t d Phương trình truyền sóng từ O1 đến M ( d1  O1 M ): u1M  a cos(2 ft  2 f ) ; pha ban đầu v d d 1  2 f  2 v  d Phương trình truyền sóng từ O2 đến M ( d2  O2 M ): u2 M  a cos(2 ft  2 f ) ; pha ban đầu v d d 2  2 f  2 v  d d d d Phương trình sóng tổng hợp M: uM  u1M  u2 M  2a cos( f ) cos(2 ft   f ) ; v v d2  d1 d d ) ;    f uM  A cos( t   ) v v a Hiệu quang trình (hiệu đường đi): d  d2  d1 d d d d v b Độ lệch pha:   2  1  2 f  2 ; với    v f   k 2 Biên độ dao động tăng cường (biên độ cực đại) c Hai dao động pha: d  k  Đặt A  2a cos( f   (2k  1) d Hai dao động ngược pha: d  (2k  1)  Biên độ dao động bị triệt tiêu (biên độ khơng)  Hai dđ pha:   2k  d  k ; hai điểm gần k   Chú ý: Hai dđ ngược pha:   (2k  1)  d  (2k  1)  ; hai điểm gần k       Hai dđ vuông pha:   (2k  1)  d  (2k  1) ; hai điểm gần k  Bước sóng khoảng cách gần phương truyền sóng dao động pha Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 10 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Số điểm cực đại, cực tiểu: a Số điểm cực đại đoạn O1O2 : O1O2   d1  d2  O1O2 k OO OO d1  Ta có:  với  2  k   d1  d2  k  0  d1  O1O2 b Số điểm cực tiểu đoạn O1O2 : d1  d2  O1O2 O1O2    (2k  1) OO OO d1   Ta có:    k   với  2   0  d1  O1O2 d1  d2  (2k  1)  c Số vị trí đứng yên hai nguồn O1; O2 gây M:  d1  d2  O 1O2  d d d  Ta có:    2 k   2 d1  d2  (2k  1)  d Số gợn sóng hai nguồn O1; O2 gây M: d d  d1  d2  O 1O2  d Ta có:   k  d    k    d1  d2  k  v Liên hệ:   vT  f II SÓNG DỪNG Vị trí bụng, vị trí nút: a Vị trí bụng: d  d2  d1  k  b Vị trí nút: d  d2  d1  (2k  1)  2 Khoảng cách hai bụng hai nút: d  d2  d1  k  Khoảng cách từ nút đến bụng: d  d2  d1  (2k  1) Sóng dừng dây dài l (hai đầu nút): l  k   ; k số múi sóng (số bụng sóng  k; số nút sóng  k  1) Sóng sợi dây mà đầu nút đầu bụng: l  (2k  1) k số múi sóng (số bụng sóng  số nút sóng  k  1) Lực căng sợi dây: Fc   v ;    ; m ; m(kg); l(m) l III SÓNG ÂM P E (W m 2 ); P  S t P(W): Công suất truyền sóng (năng lượng dao động sóng truyền sóng 1s) S(m2): Diện tích I   L ( B)  lg I  ; I  1012 Wm 2 : cường độ âm chuẩn Mức cường độ âm:   L (dB)  10 lg I  I0 Độ to âm: I  I  I ; I : Ở ngưỡng nghe Cường độ âm (cơng suất âm): I  Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hơm DeThiMau.vn Trang 11 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Độ to tối thiểu mà tai phân biệt gọi phoân : I  phoân  10 lg Hiệu ứng Doppler: I2  1dB I1 v  fs : tần số nguồn phát fs ;   v  vs vs : vận tốc nguồn phát v v  fs : tần số nguồn phát fs ;  b Tần số âm tiến xa người quan sát: f    v  vs vs : vận tốc nguồn phát a Tần số âm tiến lại gần người quan sát: f  v   fs : tần số nguồn phát   vn : vận tốc người v  v   f : taàn số nguồn phát  fs ;  s d Tần số âm người quan sát tiến xa: f  v  vn : vận tốc người ( v : vận tốc âm nguồn đứng yên) c Tần số âm người quan sát tiến lại gần: f  v   v  fs ; v  fs : tần số nguồn phát v  vM  fs ; vs : vận tốc nguồn phát ; Tổng qt: f '  v  vs v : vận tốc máy thu  M    Với v M    Với vS     (  ) : Máy thu lại gần (  ) : Máy thu xa (  ) : Nguồn thu lại gần (  ) : Nguoàn thu xa l  k c Cộng hưởng âm:   f  v  nv  ch  2l Chú ý: Dao động học môi trường vật chất đàn hồi dao động cưỡng (dao động sóng, dao động âm, …) IV ĐẶC ĐIỂM CỦA SÓNG ÂM Sóng âm, dao động âm: a Dao động âm: Dao động âm dao động học có tần số từ 16Hz đến 20KHz mà tai người cảm nhận Sóng âm có tần số nhỏ 16Hz gọi sóng hạ âm; sóng âm có tần số lớn 20KHz gọi sóng siêu âm b Sóng âm sóng học dọc lan truyền môi trường vật chất đàn hồi: rắn, lỏng, khí Khơng truyền chân khơng Chú ý: Dao động âm dao động cưỡng có tần số tần số nguồn phát Vận tốc truyền âm: Vận tốc truyền âm môi trường rắn lớn môi trường lỏng, môi trường lỏng lớn mơi trường khí Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi mật độ mơi trường Trong môi trường, vận tốc truyền âm phụ thuộc vào nhiệt độ khối lượng riêng mơi trường Đặc trưng sinh lí âm: a Nhạc âm: Nhạc âm âm có tần số hồn tồn xác định; nghe êm tai tiếng đàn, tiếng hát, … b Tạp âm: Tạp âm âm tần số định; nghe Đặc trưng sinh lí Đặc trưng vật lí khó chịu tiếng máy nổ, tiếng chân đi, … f Độ cao c Độ cao âm: Độ cao âm đặc trưng sinh lí âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí âm tần số Âm cao có Âm sắc tần số A, f lớn, âm trầm có tần số nhỏ L, f Độ to d Âm sắc: Âm sắc đặc trưng sinh lí phân biệt hai âm có độ cao, phụ thuộc vào biên độ tần số âm e Độ to: Độ to đặc trưng sinh lí âm phụ thuộc vào đặc trưng vật lí mức cường độ âm tần số Ngưỡng nghe: Âm có cường độ bé mà tai người nghe được, thay đổi theo tần số âm Ngưỡng đau: Âm có cường độ lớn đến mức tai người có cảm giác đau ( I  10W/m ứng với L  130dB với tần số) Miền nghe giới hạn từ ngưỡng nghe đến ngưỡng đau Chú ý: Q trình truyền sóng q trình truyền pha dao động, phần tử vật chất dao động chỗ Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 12 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Vấn đề 4: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ I DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ Sự biến thiên điện tích mạch dao động: q  Q0 cos( t   ) (C ) dq Sự biến thiên cường độ dòng điện mạch dao động: i   q' ; dt i  Q0 sin( t   ) ( A)   I sin( t   ); I  Q0 C   i  Q0 cos( t    ) ( A)  I cos( t    ); I  Q0  CU  U 2 L di d 2q Sự biến thiên hiệu điện mạch dao động: u   L   Li '; u   q '' ; dt dt 2 u  L Q0 cos( t   ) (V )  U cos( t   ); U  L Q0  L I q Q0  cos( t   ); với   C C LC Tần số góc, tần số, chu kì, pha dao động pha ban đầu: a Tần số góc:   LC  (Hz) b Tần số: f   2 2 LC 2 c Chu kì: T   2 LC (s) Hoaëc u   d Pha dao động: ( t   ) q0  Q0 cos  luùc t0  e Pha ban đầu  : Tìm  cách giải hệ phương trình  i Q     sin 0 Phương trình độc lập với thời gian: i2 u2 i2 i2 2 2 q   Q0 ;   Q0 ; u C   Q02 L    Năng lượng dao động điện từ: E  EC  EL a Năng lượng điện trường: EC  q2 Q02  cos2 ( t   )  E cos2 ( t   ) 2C C b Năng lượng từ trường: 1  L EL  Li  L 2Q02 sin ( t   )  E sin ( t   ); 2 C Chú ý:  1 Q02 2 E L Q    const   2 C   Q02 E : Điện cực đại   CM C  1  2  ELM  L Q0 = LI : Cường độ dòng điện cực đại  Năng lượng điện lượng từ mạch biến thiên f '2f  T  tuần hoàn với T '  dao động   '  2 Caåm Nang Vật Lí 12A01  3 -Q0  Q0  2 O Q0 3 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Q0 2   Trang 13 q Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Mạch dao động LC lí tưởng thực dao động điện từ Khoảng thời gian, hai lần liên tiếp, lượng điện trường tụ điện lượng từ trường cuộn dây Khi lượng điện trường tụ lượng từ trường cuộn cảm, ta có: Wđ  Wt  W hay 2 1q  Q 02    q  Q   C 22 C  Với hai vị trí li độ q  Q cung  2 trục Oq, tương ứng với vị trí đường trịn, vị trí cách Có nghĩa là, sau hai lần liên tiếp Wđ = Wt , pha dao động biến thiên lượng  2 T   : Pha 4 dao động biến thiên 2 sau thời gian chu kì T T Tóm lại, sau thời gian lượng điện lại lượng từ II ĐIỆN TỪ TRƯỜNG, SÓNG ĐIỆN TỪ c c Bước sóng:    cT ; v  ; n : Chiết suất môi trường f n Điện từ trường: Điện trường từ trường chuyển hóa cho nhau, liên hệ mật thiết với Chúng hai mặt trường thống gọi điện từ trường Giả thuyết Maxwell: a Giả thuyết 1: Từ trường biến thiên theo thời gian làm xuất điện trường xoáy b Giả thuyết 2: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường xốy c Dịng điện dịch: Điện trường biến thiên theo thời gian làm xuất từ trường xoáy Điện trường tương đương dịng điện gọi dịng điện dịch Sóng điện từ: Sóng điện từ q trình truyền không gian điện từ trường biến thiên tuần hồn theo thời gian a Tính chất: Sóng điện từ truyền với vận tốc lớn ( v  c ) Sóng điện từ mang lượng ( E ฀ f ) Sóng điện từ truyền mơi trường vật chất chân khơng Sóng điện từ tuân theo định luật phản xạ, định luật khúc xạ, giao thoa, nhiễu xạ, … Sóng điện từ sóng ngang Sóng điện từ truyền mơi trường vật chất khác có vận tốc khác b Phân loại đặc tính sóng điện từ: Loại sóng Tần số Bước sóng Đặc tính 3 - 300 KHz Sóng dài Năng lượng nhỏ, bị nước hấp thụ 10 - 10 m 0,3 - MHz Sóng trung Ban ngày tầng điện li hấp thụ mạnh, ban đêm 10 - 10 m tầng điện li phản xạ - 30 MHz Sóng ngắn Năng lượng lớn, bị tầng điện li mặt đất 10 - 10 m phản xạ nhiều lần Sóng cực ngắn 30 - 30000 MHz 10 - 10-2 m Có lượng lớn, khơng bị tầng điện li hấp thụ, truyền theo đường thẳng Mạch chọn sóng: a Bước sóng điện từ mà mạch cần chọn:   2 c LC ; c  3.108 (m/s) b Một số đặc tính riêng mạch dao động: Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hơm DeThiMau.vn Trang 14 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys C1 || C2 : f  2 LC C1ntC2 : f  2 LC   2 L (C1  C2 ) 2  1  2 2 f f1 f2 1 (  )  f  f12  f22 L C1 C2 Vấn đề 5: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU I HIỆU ĐIỆN THẾ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA Từ thơng:   NBS cos( t   )   cos( t   ) (Wb) d Suất điện động tức thời: e     ' ; e   NBS sin( t   ) (V )  E0 sin( t   ) dt   e  E0 sin( t   )  E0 cos( t    ) ; sin   cos(  ) 2 Hiệu điện tức thời: u  U cos( t  u ) II DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Cường độ dòng điện tức thời: i  I cos( t  i ) (A) I U E Các giá trị hiệu dụng: I  ; U  ; E  2 2 Tần số góc dịng điện xoay chiều:   2 f  (rad/s) T Chú ý: Nếu dòng điện xoay chiều dao động với tần số f 1s đổi chiều f lần Nam châm điện tạo dòng điện xoay chiều dao động với tần số f rung với tần số f '  f Hoặc từ trường biến thiên tuần hồn với tần số f '  f Các phần tử tiêu thụ điện a Điện trở: R () Định luật Ohm: U R  IR; U R  I R uR pha với i:   b Cảm kháng: Z L  L  L 2 f () Định luật Ohm: U L  IZ L ; U L  I Z L uL nhanh pha với i:    1  ( ) C C 2 f Định luật Ohm: UC  IZC ; U 0C  I ZC c Dung kháng: ZC  uC chậm pha với i:    Đặc điểm đoạn mạch RLC nối tiếp: R L C • • a Tổng trở: Z  R  ( Z L  ZC )2  Z L  ZC : u sớm pha hôn i Z L  Z C U L  UC  b Độ lệch pha (u so với i): tan      Z L  ZC : u pha với i R UR  Z  Z : u trễ pha i C  L U0 U c Định luật Ohm: I  ;I Z Z R U d Công suất tiêu thụ đoạn mạch: P  UI cos  ; Heä số công suất:cos    R Z U Chú ý: Với mạch chứa L, chứa C, chứa LC không tiêu thụ công suất ( P  ) Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 15 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Neáu i  I cos t u  U cos( t+ ) ;  u i  u  i  i u  Neáu u  U cos t i  I cos( t- ) u  uR  uL  uC e Giản đồ véc tơ: Ta có:      U  U R  U L  U 0C   U0L  U AB    I0 i  U0R  O  U0R U0L  I0  U LC O  U0L i  O   U LC  U AB U0R  I0 i  U AB U 0C U 0C  U 0C Liên hệ hiệu điện hiệu dụng đoạn mạch RLC nối tiếp: Từ Z  R  ( Z L  ZC )2 suy U  U R2  (U L  UC )2 R L • Tương tự Z RL  R  Z L2 suy U RL  U R2  U L2 C • Tương tự Z RC  R  ZC2 suy U RC  U R2  UC2 Tương tự Z LC  Z L  ZC suy U LC  U L  UC III BÀI TOÁN CỰC TRỊ Hiện tượng cộng hưởng: Z  Z C  L U U  Điều kiện cộng hưởng   Z  R  I Max   LC Z R   u i  U2   PMax  I M2 R   UI M U R  U R Suy Chú ý    R U  I cos   1 Z Khi L , C không đổi; R thay đổi :  ( Z L  zC )2  U2 Công suất P  I R  P R    M   ( Z  ZC )2 R  m R L R ( Z L  zC )2 ( Z  ZC )2 Maø R  ( Z L  ZC )2  const, neân R  L R R 2 U U U  R  Z L  ZC suy PM   ; cos   U R = R Z L  ZC 2 Khi R, L không đổi; C thay đổi : U  Hiệu điện UC  IZC  R  ( Z L  ZC )2 ZC2 Cẩm Nang Vật Lí 12A01 U R  Z L2 Z L  1 ZC2 ZC Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 16 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys  U x  Z Đặt  Khi (UC )M  C R  Z L2 Z L  y  (R2  Z )x  2Z x    1)m (  L L ZC2 ZC  R  Z L2 Z   C ZL  Suy  U R  Z L2  ( U )   C M R Khi R, C không đổi; L thay đổi : U  Hiệu điện U L  IZ L  R  ( Z L  ZC )2 Z L2 U R Z 2Z  C 1 ZL ZL 2 C  U x  Z Khi (U L )M  Đặt  L R  ZC2 ZC  y  (R2  Z )x  2Z x    1)m ( C C  Z L2 ZL  R  ZC2 ZL  ZC  Suy  U R  ZC2  (U L )M   R Liên quan độ lệch pha: a Trường hợp 1: 1  2  b Trường hợp 1: 1  2    tan 1 tan 2    tan 1 tan 2  1 c Trường hợp 1: 1  2    tan 1 tan 2  1 IV BÀI TỐN HỘP KÍN (BÀI TỐN HỘP ĐEN) Mạch điện đơn giản: A a Nếu U NB pha với i suy X chứa R0 • b Nếu U NB sớm pha với i góc c Nếu U NB trễ pha với i góc   2 Mạch điện phức tạp: a Mạch Nếu U AB pha với i suy C N • X chứa C0 X X chứa L0 Nếu U AN U NB tạo với góc  suy X A • R C N • X chứa R0 Vậy X chứa ( R0 , L ) Cẩm Nang Vật Lí 12A01 B • X chứa L suy suy L R Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 17 B • Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys b Mạch Nếu U AB pha với i suy X chứa C0 Nếu U AN U NB tạo với góc Vậy X chứa ( R0 , C0 )  suy X A • R L N • X B • chứa R0 V SẢN XUẤT VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG Dòng điện xoay chiều pha, máy phát điện xoay chiều pha:   d a Suất điện động tức thời: e     ' ; e   NBS cos( t    ) (V )  E0 cos( t    ) dt 2  f  np; n (voøng/s)  b Tần số dao động:  ; p: số cặp cực từ np f  ; n (voø n g/phuù t )  60 Chú ý: Một máy phát điện có cặp cực từ muốn phát với tần số 50Hz phải quay với tốc độ n  50 vòng/s ; có 10 cặp cực từ muốn phát với tần số 50Hz phải quay với tốc độ n  voøng/s Số cặp cực tăng lên lần tốc độ quay giảm nhiêu lần Dòng điện xoay chiều ba pha, máy phát điện xoay chiều ba pha: a Dòng điện: Dòng điện xoay chiều ba pha hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều, tạo bỡi ba suất 2 điện động xoay chiều có tần số, biên độ lệch pha đôi một góc  e1  E0 cos  t  2  Các biểu thức suất điện động: e2  E0 cos( t  )  2  e3  E0 cos( t  ) b Cách mắc: I d  I p  I d  3I p  Mắc  I  ; Mắc tam giác  U d  U p  U d  3U p Máy biến thế, truyền tải điện năng: a Máy biến thế: U N Biến đổi hiệu điện   k U2 N I N Biến đổi dòng điện   k I1 N b Hao phí truyền tải: P  P2 l R maø R   2 S U cos  Pr Pt Ur   Pv Pc U v Chú ý: Các dạng mạch: RL nối tiếp, RC nối tiếp, RLC nối tiếp mà cuộn dây có điện trở công thức tổng trở, định luật Ohm, độ lệch pha, hệ số công suất, liên hệ hiệu điện hiệu dụng, … Hiệu suất: H  Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 18 Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Vấn đề 6: SÓNG ÁNH SÁNG I GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG ĐƠN SẮC D Khoảng vân: i  xk 1  xk ; i  a D  saùng: xks  ki  k a Vị trí vân  ; với k  0; 1; 2; 3;  D 1 toái: x ( k 1) t  (k  )i  (k  )  2 a ax Hiệu quang trình:   d2  d1;   D Khoảng cách n vân sáng liên tiếp l : l  (n  1)i Khoảng cách m khoảng vân liên tiếp l : l  mi x  i  k : Vaân sáng thứ k Tại vị trí M mà   x  k  : Vân tối thứ (k  1)  i L Số vân sáng (vân tối) có bề rộng trường giao thoa L :  N  phần thập phân ; 2i La  N  phần thập phân 2 D a Số vân sáng: N s  N   N  N  2; nếu: phần thập phân  0,50 b Số vân tối:  t  N t  N ; nếu: phần thập phaân  0,50 Dịch chuyển hệ vân giao thoa: a Đặt mặt song song đường truyền tia sáng: Trước có mặt song song; vân sáng trung tâm là:   S2O  S1O  Khi có mặt song song có chiết suất n , bề dày e : Đường từ S1 đến M : d1'  d1  (n  1)e Đường từ S2 đến M : d2'  d2 Hiệu quang trình:  e  d2  d1'  d2  d1  (n  1)e; d2  d1  ax D (n  1)eD a Chú ý: Vân sáng trung tâm dịch phía khe bị chắn bỡi mặt song song b Nguồn sáng dịch chuyển đoạn y : Khi có mặt song song; vân sáng trung tâm dời đoạn: x  Hiệu quang trình:   (S ' S2  S2O ')  (S ' S1  S1O ')  (S ' S2  S ' S1 )  (S2O ' S1O ')  ay ax  d D ay ax   k d D ay ax  Vị trí vân tối:     (2k  1) d D yD Vân sáng trung tâm: k   x   d Chú ý: Vân sáng trung tâm dịch chuyển ngược chiều với chiều dịch chuyển nguồn Vị trí vân sáng:   Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hơm DeThiMau.vn Trang 19 Ngok uglyboys Trường THPT Số I Tư Nghĩa II GIAO THOA VỚI ÁNH SÁNG PHỨC TẠP (HỖN HỢP)   0,76  m Mắt nhìn thấy ánh sáng có bước sóng  : T    Đ với  Đ  T  0,40  m D Bề rộng quang phổ bậc k : xk  k (iÑ  iT )  k (Ñ  T ) a Vị trí vân sáng bậc k1 xạ 1 trùng với vị trí vân sáng bậc k2 xạ 2 : k11  k2 2 Vị trí vân sáng bậc k1 xạ 1 trùng với vị trí vân tối bậc k2 xạ 2 : k11  (k2  )2 c  v  c n  Chú ý: Trong khơng khí (chân khơng):   ; mơi trường có chiết suất n:  f   v  c f nf  Chú ý: Khoảng vân khơng khí i ; mơi trường có chiết suất n khoảng vân imt  i n III QUANG PHỔ Máy quang phổ: a Định nghĩa: Máy quang phổ dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành thành phần đơn sắc khác b Cấu tạo: Ống chuẩn trực tạo chùm tia song song Lăng kính để phân tích song song thành thành phần đơn sắc song song khác Buồng ảnh kính ảnh đặt tiêu điểm ảnh thấu kính L2 để quan sát quang phổ c Nguyên tắc hoạt động: Chùm tia qua ống chuẩn trực chùm tia song song đến lăng kính Qua lăng kính chùm sáng bị phân tích thành thành phần đơn sắc song song Các chùm tia đơn sắc qua buồng ảnh hội tụ kính ảnh Quang phổ liên tục: a Định nghĩa: Quang phổ liên tục dải màu biến thiên liên tục, quang phổ liên tục ánh sáng dải màu biến thiên liên tục từ đỏ tới tím b Nguồn phát: Các chất rắn, chất lỏng, chất khí có tỉ khối lớn nóng sáng phát quang phổ liên tục c Đặc điểm, tính chất: Quang phổ liên tục khơng phụ thuộc thành phần hóa học nguồn phát mà phụ thuộc vào nhiệt nguồn phát Ở nhiệt độ 5000 C , vật bắt đầu phát ánh sáng màu đỏ; nhiệt độ 2500K đến 3000K vật phát quang phổ liên tục có màu biến thiên từ đỏ đến tím Nhiệt độ bề Mặt Trời khoảng 6000K , ánh sáng Mặt Trời ánh sáng trắng Quang phổ vạch phát xạ: a Định nghĩa: Quang phổ vạch phát xạ loại quang phổ gồm vạch màu đơn sắc nằm tối b Các chất khí hay có áp suất thấp bị kích thích phát c Đặc điểm: Các chất khí hay áp suất thấp khác cho quang phổ vạch khác số lượng vạch, vị trí, màu sắc vạch độ sáng tỉ đối vạch Mổi chất khí hay áp suất thấp có quang phổ vạch đặc trưng Quang phổ vạch hấp thụ: a Định nghĩa: Quang phổ vạch hấp thụ hệ thống vạch tối nằm quang phổ liên tục b Cách tạo: Chiếu vào khe máy quang phổ ánh sáng trắng ta nhận quang phổ liên tục Đặt đèn Natri đường truyền tia sáng trước đến khe máy quang phổ, quang phổ xuất vạch tối vị trí vạch vàng quang phổ vạch phát xạ Natri Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang 20 ... hưởng cơ:  f  f0  Điều kiện T  T0 làm A  A Max  lực cản môi trường     Cẩm Nang Vật Lí 12A01 Ngày mai hôm DeThiMau.vn Trang Trường THPT Số I Tư Nghĩa Ngok uglyboys Vấn đề 3: SÓNG CƠ HỌC... A  sM  A vật từ x   A 2   s  A vật từ x  O  x   A   s  A  vật từ x   A ฀ x   A ฀ x   A  m 2  2 vật từ x   x   A  sM  A 2     T s  A    vật từ x  ... vật từ x   x   A  sM  A 2   A A  s  neáu vật từ x    x  A 2   3 ฀ x  A ฀ x  A  sm  A  vật từ x   A  2 A A   sM  neáu vật từ x   x       sm  A    vật