Export HTML To Doc Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 Chương 1 hay nhất Tổng hợp Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 chương 1 hay nhất, đầy đủ nhất giúp bạn củng cố kiến thức và ôn tập tốt hơn Mục lục nội dung • Lý[.]
Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 Chương hay Tổng hợp Tóm tắt lý thuyết Vật lý 12 chương hay nhất, đầy đủ giúp bạn củng cố kiến thức ôn tập tốt Mục lục nội dung • Lý thuyết Dao động điều hịa • Lý thuyết Con lắc lị xo • Lý thuyết Con lắc đơn • Lý thuyết Dao động tắt dần - Dao động cưỡng • Lý thuyết Tổng hợp hai dao động điều hòa phương tần số - Phương pháp giản đồ Fre-nen Lý thuyết Dao động điều hòa I) Khái niệm - Dao động cơ: chuyển động qua lại quanh vị trí cân ( vị trí hợp lực tác dụng lên vật khơng) VD: chuyển động đung đưa lá, - Dao động tuần hoàn: dao động mà sau khoảng thời gian vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Khi vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ vật thực dao động toàn phần Thời gian vật thực dao động toàn phần chu kỳ T Số dao động toàn phần vật thực 1s tần số f - VD: dao động lắc đồng hồ Vị trí B: vị trí cân lắc +) Quá trình từ B → C → B: vật trở vị trí khơng chiều nên khơng phải dao động tồn phần +) Q trình B → C → B → A → B: dao động tồn phần Dao động điều hịa: dao động li (vị trí) vật hàm cơsin (hay sin) thời gian II) Phương trình dao động điều hòa Điểm P dao động điều hòa đoạn thẳng từ -A đến A ln coi hình chiếu điểm M chuyển động trịn với tốc độ góc ω, đường trịn có đường kính đoạn thẳng CM: Giả sử t = vật vị trí M0 xác định góc φ Tại thời điểm t vị trí M (ωt + φ) Khi hình chiều P M có tọa độ : x = A cos(ωt + φ) Phương trình gọi phương trình dao động điều hịa Trong đó: x: Li độ vật A: Biên độ vật ( giá trị lớn li độ) ω: tốc độ góc chuyển động trịn hay tần số góc dao động điều hòa ωt + φ: pha dao động thời điểm t φ: pha ban đầu ( pha dao động thời điểm ban đầu) III) Vận tốc, gia tốc vật dao động điều hòa - Vận tốc v = x' = -Aω sin(ωt + φ) = ωA cos(ωt + φ + π/2) → Độ lớn vmax = ωA vị trí cân x = 0; v = vị trí biên x = ±A - Gia tốc a = v' = x"= -ω2A = -ω2 A cos(ωt + φ) = ω2 A cos(ωt+φ + π) → Độ lớn amax = ω2 A vị trí biên x = ±A; a = vị trí cân x = Nhận xét: - Mối quan hệ giá trị tức thời x, v, a +) Vận tốc v sớm pha li độ x góc π/2: +) Gia tốc a sớm pha vận tốc v góc π/2: +) Gia tốc a li độ x ngược pha: a = -ω2x - Đồ thị dao động điều hòa: đường hình sin Lý thuyết Con lắc lị xo I) Khái niệm - Con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu lị xo có độ cứng k khối lượng khơng đáng kể II) Phương trình dao động - Xét lắc lị xo nằm ngang: vật có khối lượng m, lị xo có độ cứng k, mặt ngang khơng ma sát Chọn trục tọa độ hình vẽ, gốc tọa độ VTCB ( vị trí lị xo khơng biến dạng Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P→, phản lực N→, lực đàn hồi F→ Theo Định luật II Niu-tơn ta có: P→ + N→ + F→ = ma→ Chiếu lên trục Ox ta có: F = ma ⇔ -kx = ma ⇔ a = x" = (-k/m).x (Phương trình vi phân cấp 2) Nghiệm phương trình có dạng: x = A cos(ωt + φ) Với A, φ∶ xác định từ điều kiện ban đầu tốn III) Lực lắc lị xo: - Lực đàn hồi Fđh: lực xuất lò xo bị biến dạng Fđh = -k∆l (Với ∆l độ biến dạng lò xo, so với vị trí lị xo khơng biến dạng) - Lực phục hồi (lực hồi phục): hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa Fph = ma = -kx (Với x li độ vật, so với VTCB) Lực phục hồi ln hướng vị trí cân - Nhận xét Trong lắc lò xo nằm ngang: x = ∆l ( VTCB vị trí lị xo khơng biến dạng) Trong lắc lị xo thẳng đứng: Tại VTCB, tổng hợp lực 0: k∆l0 = mg → Độ biến dạng lò xo VTCB ∆l0 = mg/k (VTCB khác vị trí lị xo khơng biến dạng) IV) Năng lượng lắc lò xo: - Động lắc lò xo: - Thế đàn hồi lắc lò: - Trong lắc lò xo nằm ngang x = ∆l nên: - Cơ lắc lò xo: - Nhận xét: Trong suốt trình dao động, động lắc lị xo biên thiên tuần hồn với chu kì T/2, cịn vật bảo toàn Lý thuyết Con lắc đơn I) Khái niệm: - Con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng m, treo đầu sợi dây không dãn, khối lượng khơng đáng kể, có chiều dài l II) Phương trình dao động: * Xét lắc đơn: vật có khối lượng, sợi dây có chiều dài l, khơng dãn - Chọn trục tọa độ hình vẽ, gốc tọa độ VTCB ( vị trí dây treo thẳng đứng) vị trí vật xác định li độ cong (dài) s li độ góc α Với s = α.l - Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P→, lực căng dây T→ - Theo Định luật II Niu-tơn ta có: - Chiếu (1) lên phương chuyển động ta có: - Psinα = ma → Dao động lắc đơn nói chung khơng dao động điều hịa Xét: TH góc α nhỏ sinα ≈ α (rad) ta có pt: ⇔ a = s" = -(g/l)s ( phương trình vi phân cấp 2) Nghiệm phương trình có dạng: s = S0cos(ωt + φ) hay: α = α0 cos(ωt + φ) (với S0 = α0) Với S0, α0,φ∶ xác định từ điều kiện ban đầu toán III) Năng lượng lắc đơn: Thế trọng trường lắc đơn: Wt = mgh = mgl(1 - cosα) Cơ lắc: W = Wđ + Wt = Wtmax = mgl(1 - cosα0) Động lắc đơn: Wđ = W - Wt = mgl(cosα - cosα0) = (mv2)/2 → Vận tốc vật: IV) Lực lắc đơn: - Trong lắc đơn: thành phần Psinα đóng vai trị lực kéo Chiếu (1) lên phương sợi dây ta có: (do vật chuyển động tròn) → Lực căng dây Lý thuyết Dao động tắt dần - Dao động cưỡng I) So sánh loại dao động Dao động tự Dao động tắt dần Dao động trì Dao động cưỡng - Có biên độ giữ khơng đổi mà không làm thay đổi tần số - Chịu tác dụng dao động riêng f0 ngoại lực cưỡng tuần hệ hoàn với tần số f, giữ cho dao động không bị tắt - Dao động tắt - Bằng cách cung cấp dần lực cho sau chu kỳ - Khi hệ dao động với - Tần số gọi tần ma sát lực phần lượng tần số f ngoại lực số dao động riêng cản môi phần hệ f0 trường lượng ma sát - Biên độ không đổi: A - Biên độ không đổi: - Biện độ giảm - Biên độ không đổi: Đặc A dần A điểm Phụ thuộc vào: biên độ lực cưỡng bức; độ - Có tần số phụ thuộc vào đặc tính riêng hệ mà không phụ thuộc vào Khái vác yếu tố mơi niệm trường - Có biên độ (cơ năng) giảm dần theo thời gian - Tần số: f0 - Tần số: f0 - Tần số: f0 - Không có lực cản - Có lực cản - Có lực cản chênh lệch tần số dao động riêng tần số lực cưỡng lực cản mơi trường - Tần số: f VD Khi khơng có ma sát dao động lắc lò xo hay lắc đơn dao động tự Ứng dụng - Có lực cản Chiếc xe chuyển động thẳng đoạn đường có gờ giảm tốc cách khoảng s Gảy Những người chơi đu dây đàn, trì dao động dao động tắt đu cách dần Các thiết bị Dao động cân rung, đóng cửa tự Dao động lắc mạch chọn sóng đài động, giảm xóc đồng hồ FM, tơ, II) Hiện tượng cộng hưởng: - Khái niệm: Là tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số lực cưỡng tiến đến tần số riêng f0 hệ dao động - Ứng dụng: hộp đàn đàn ghita hộp cộng hưởng làm cho âm to hơn, - Tuy nhiên có tác hại: Napoleon huy quân Pháp tiến đánh Tây Ban Nha Khi đội quân qua cầu treo, toàn binh lính bước răm rắp theo lệnh Khi họ tới đầu cầu bên đầu cầu bung rơi xuống dịng sơng Ngun nhân đồn qn nên có tần số tác dụng lực, tần số gần với tần số riêng cầu tưởng cộng hưởng xảy làm cầu dao động mạnh sập Lý thuyết Tổng hợp hai dao động điều hòa phương tần số - Phương pháp giản đồ Fre-nen I) Cách biểu diễn phương trình dao động điều hịa vecto quay - Vectơ OM→ biểu diễn phương trình dao động điều hòa: x = Acos(ωt + φ) thời điểm t có đặc điểm sau: x = A cos(ωt + φ) OM→ ( O gốc tọa độ) Biên độ A Độ dài |OM→| = A Tần số góc ω Quay với tốc độ góc ω Pha dao động ωt + φ Góc hợp vectơ trục Ox II) Phương pháp giản đồ Fre-nen - Yêu cầu tốn: tìm li độ vật thực đồng thời dao động điều hòa phương, tần số: x1 = A1cos(ωt + φ1 ) x2 = A2cos(ωt + φ2 ) Khi li độ vật x = x1 + x2 có phương trình nào? - Phương pháp giản đồ Fre-nen B1: biểu diễn li độ x1, x2 thời điểm ban đầu Vectơ (OM1→, OM2→ B2: li độ x = x1 + x2 dao động tổng hợp thời điểm ban đầu biểu diễn OM→ = OM1→ + OM2→ B3: Sử dụng quy tắc hình bình hành để tìm đại lượng đặc trưng Phương dao động: phương với dao động thành phần Tần số: tần số ω với dao động thành phần Biên độ - Nhận xét: biên độ A phụ thuộc vào A1,A2 độ lệch pha (φ1 - φ2) +) Amax = A1 + A2 dao động pha: (φ1 - φ2 ) = 2nπ (n = 0, ±1, ±2, ) +) Amin = |A1 - A2 | dao động ngược pha: (φ1 - φ2 ) = (2n + 1)π (n = 0, ±1, ±2, ) III) Sử dụng máy tính để tổng hợp dao động - VD: để tổng hợp dao động x1 = cos(ωt + 2π/3) x2 = √3cos(ωt + π/6) ta dùng máy tính Casio fx 570 – ES, bấm sau: B1: Chọn đơn vị góc radian B2: Chọn chế độ tính tốn với số phức (khi máy tính CMPLX) B3: Nhập số liệu (Màn hình máy tính thị ) B4: để kết bấm Màn hình kết quả: Nghĩa biên độ A = pha ban đầu φ = π/3 ... phụ thuộc vào A1,A2 độ lệch pha (? ?1 - φ2) +) Amax = A1 + A2 dao động pha: (? ?1 - φ2 ) = 2nπ (n = 0, ? ?1, ±2, ) +) Amin = |A1 - A2 | dao động ngược pha: (? ?1 - φ2 ) = (2n + 1) π (n = 0, ? ?1, ±2, ) III)... tìm li độ vật thực đồng thời dao động điều hòa phương, tần số: x1 = A1cos(ωt + ? ?1 ) x2 = A2cos(ωt + φ2 ) Khi li độ vật x = x1 + x2 có phương trình nào? - Phương pháp giản đồ Fre-nen B1: biểu... (1) lên phương sợi dây ta có: (do vật chuyển động trịn) → Lực căng dây Lý thuyết Dao động tắt dần - Dao động cưỡng I) So sánh loại dao động Dao động tự Dao động tắt dần Dao động trì Dao động cưỡng