cách giải các dạng bài toán vật lý hay thường gặp trong các đề thi tuyển sinh đại học

Đồ thị một số hàm trong dao động điều hòa: a.. Lưu ý: quỹ đạo của dao động điều hòa là một đoạn thẳng dài L = 2A.. Cách chứng minh một vật dao động điều hòa Bước 1: Xác định vị trí cân

Trang 1

Nguyễn Văn Dân – Long An - 0975733056

Thầy NGUYỄN VĂN DÂN

(Biên soạn)

===========

trong các đề thi tuyển sinh

Đại học & Cao đẳng

(Theo chương trình giảm tải mới nhất

của Bộ giáo dục & đào tạo)

- Mùa thi 2014 -

Trang 2

Bài toán 1 Một số khái niệm hay

Thường ra dưới dạng lý thuyết

a Đồ thị một số hàm trong dao động điều hòa:

a Của x; v; a theo t là hình sin

b Của v theo x là một elip

c Gia tốc a theo x là một đoạn thẳng.

Lưu ý: quỹ đạo của dao động điều hòa là một đoạn thẳng dài L = 2A.

b Độ lệch pha

Trong các hàm điều hòa hình sin, nếu B là đạo hàm của A thì B nhanh

pha hơn A một góc �/2 Cụ thể:

+ v nhanh pha hơn x một góc �/2;

+ a nhanh pha hơn v một góc �/2;

+ a nhanh pha (ngược pha) hơn x một góc �.

Lưu ý: pha của dao động biểu diễn vị trí và chiều chuyển động của vật.

c Cách chứng minh một vật dao động điều hòa

Bước 1: Xác định vị trí cân bằng của vật;

Bước 2: Lập phương trình hợp lực tác dung lên vật ở VTCB;

Bước 3: Lập phương trình hợp lực tác dung lên vật khi vật có li độ x; suy

d Quãng đường đi được

+ Trong một chu kỳ là s = 4A;

+ Trong nửa chu kỳ là s = 2A

+ Các giá trị khác cần dùng sơ đồ thời gian (nêu phía bài toán 3)

Sau nửa chu kỳ, vật sẽ ở đối xứng với vị trí ban đầu qua ly độ và đổi chiều ngược lại.

e Chiều chuyển động của CLLX lúc t = 0:

+ � > 0: vật chuyển động theo chiều âm;

+ � < 0: vật chuyển động theo chiều dương.

g Vận tốc trung bình và tốc độ trung bình

+ Vận tốc trung bình 2 1

tb

x x v

Trang 3

Bài toán 2 Thời gian ngắn nhất để vật đi từ x1 đến x2

2 2

1 1

2 2

1 1

cos

cosϕ

ϕ (− ≤π ϕ ϕ1 , 2 ≤ 0)

Bài toán 3 Tính quãng đường vật đi được trong thời gian t

Phương pháp chung tìm quãng đường đi trong khoảng thời gian nào đó

ta cần xác định:

- Vị trí vật lúc t = 0 và chiều chuyển động của vật lúc đó;

- Chia thời gian ∆t thành các khoảng nhỏ: nT; nT/2; nT/4; nT/8; nT/6; T/12 … với n là số nguyên;

- Tìm quãng đường s1; s2; s3; … tương úng với các quãng thời gian nêu trên và cộng lại

x -A −A

Trang 4

 Tính quãng đường dài nhất và ngắn nhất vật đi được trong khoảng thời

gian t với

2

0 ≤t≤T

Nguyên tắc:

+ Vật đi được quãng đường -A - x0 O x0 +A

dài nhất khi li độ điểm đầu và điểm

cuối có giá trị đối nhau smax

Quãng đường dài nhất: max 2 sin

2

t

+ Vật đi được quãng đường -A - x0 O x0 +A

ngắn nhất khi li độ điểm đầu và điểm

cuối có giá trị bằng nhau

k k

1

1 1 1

2 1

+ + +

2 2 2 1

1 1 1

f f f

T T T

2 2 2 1

1 1 1

T T T

f f f

- Gọi T1 và T2 là chu kỳ khi treo m1 và m2 lần lượt vào lò xo k thì:

Trang 5

n

n l k l

k l k

T T

' '

Bài toán 5 Lò xo bị nén và dãn

Bài toán 6 Vận tốc - lực căng dây của con lắc đơn

+ Khi con lắc ở vị trí li độ góc α vận tốc và lực căng tương ứng của vật:

Trang 6

+ ∆ <T 0đồng hồ chạy nhanh lên

* Thời gian nhanh chậm trong thời gian

+ Các giá trị có ∆ đều là “ sau – trước”;

+ Nếu chịu nhiều yếu tố mà chu kỳ không đổi thì

0

TT

Chu kỳ dao động trong trường hợp này sẽ là: T g l

Do lên cao (h)

Ở giến g sâu (h)

Do đia lý (g)

Do chiều dài (l)

Trang 7

* Lực phụ Frgặp trong nhiều bài toán là:

a là gia tốc chuyển động của hệ con lắc đơn;

� là khối lượng riêng của môi truờng;

V là thể tích vật chiếm chỗ trong môi trường.

Bài toán 9 Sơ đồ biến đổi động năng – thế năng

cos -A −A

2 0

A 2

Trang 8

a Nếu biết x 1 và x 2 tìm x = x 1 + x 2 : ⇒ =x Acos(ω ϕt+ )

+

=

2 2 1 1

2 1 2 1 2 2 2 1

cos cos

sin sin

tan

cos 2

ϕ ϕ

ϕ

ϕ ϕ

A A

A A A A A

=

1 1

1 1 2

1 1

2 1 2 2 2

cos cos

sin sin

tan

cos 2

ϕ ϕ

ϕ

ϕ ϕ

A A

AA A A A

(với ϕ1≤ϕ≤ϕ2)

c Giải bằng giản đồ véctơ: Biện luận biên độ tổng hợp Amax, Amin theo A1;

A2; ϕ ϕ1; 2

Phương pháp chung

- Bước đầu tiên dựng được các véc tơ Ar1, Ar2, Ar

- Dựa vào yêu cầu của bài toán áp dụng định lý sin trong tam giác

C

c B

b

A

a

sin sin

sin = = để suy ra điều kiện cần tìm.

- Áp dụng các hệ thức lượng trong tam giác và phương pháp đại số để giải để tính toán kết quả.

Bài toán 11 Dao động tắt dần có ma sát

- Tìm tổng quãng đường S mà vật đi được cho đến khi dừng lại:

kA2 =F C S

2 1

- Độ giảm biên độ sau 1 chu kỳ: 4F C2

A N

- Thời gian từ lúc bị ma sát đến khi dừng lại ∆t = N’ T

- Vị trí của vật có vận tốc cực đại:

Trang 9

Fc = Fhp => μ.m.g = K.x0 => x0 mg

k

µ

=

- Vận tốc cực đại khi dao động đạt được tại vị trí x 0 :

v0=(A x ).− 0 ω (Vị trí cân bằng lần đầu tiên)

Bài toán 12 Dao động hệ vật dưới lò xo

+ Vật m 1 được đặt trên m 2 dao động điều hòa theo phương

thẳng đứng Để m1 luôn nằm yên trên m2 trong quá trình dao động

+ Vật m 1 và m 2 được gắn vào 2 đầu của lò xo đặt thẳng đứng,

m1 dao động điều hòa Để m2 đứng yên trên mặt sàn trong quá

µ

Hình 3

Hình 2

phương truyền sóng cách nhau một đoạn d

Trang 10

= + →2 điểm đó dao động vuông pha

- Độ lệch pha của cùng một điểm tại các thời điểm khác nhau:

∆ ϕ = ω (t2 −t1 )

Bài toán 14 Phương trình sóng cơ

a Phương trình sóng tại 2 nguồn

Bài toán 15 Tìm số điểm dao động cực đại, cực tiểu giữa hai nguồn

a Điểm M trong miền giao thoa nằm trên cực đại hay cực tiểu GT

Ta tìm dM = d2M – d1M

+ Nếu dM = kλ ⟹ M trên đường cực đại thứ k và A=Amax = 2A

+ Nếu dM = (k + ½)λ ⟹ M trên đường cực tiểu thứ k - 1 và A = 0

b Tìm số điểm dao động cực đại, cực tiểu trong miền giao thoa sóng cơ: Nếu hai nguồn cùng pha, số điểm

* Cực đại:−S S1 1 < kλ < S S1 1 (không kể cả S1, S2)

Trang 11

+ Trên đoạn S1S2 hai điểm cực đại giao thoa liền kề cách nhau ½ λ

+ Nếu hai nguồn ngược pha, kết quả cực đại và cực tiểu sẽ trái ngược với

Trang 12

Bài toán 18 Quan hệ giữa thời gian và biên độ sóng dừng

u a 3

2 a 2

2 a2 a

0

2λ

12λ 8λ 6λ λ4 λ3 38λ 512λ

T/12

T/8

T/6 T/4

T/2

Bài toán 19 Sóng dừng

a Biên độ của sóng tới và sóng phản xạ là A

⟹ biên độ dao động của bụng sóng a = 2A

Chú ý:  Khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp sợi dây duổi thẳng là T/2.

 Khoảng cách giữa 2 nút liền kề bằng khoảng cách 2 bụng liền kề

Trang 13

Bài toán 20 Giao thoa sóng âm

Giao thoa sóng – sóng dừng áp dụng cho:

2

Chú ý: Đối với ống sáo hở 1 đầu, đầu kín sẽ là 1 nút, đầu hở sẽ là bụng

sóng nếu âm nghe to nhất và sẽ là nút nếu âm nghe bé nhất

Thời gian đèn tắt lượt đi

Thời gian đèn tắt lượt về

Thời gian đèn sáng trong ½ T

Thời gian

đèn sáng

trong ½ T

Trang 14

Bài toán 22 17 dạng bài tập khó về dòng điện xoay chiều

Dạng 2: Cho R biến đổi

Hỏi R để Pmax, tính Pmax, hệ số công suất cosφ lúc đó?

Đáp : R = │ZL - ZC│,

2 Max

P = , cosφ =

Dạng 3: Cho R biến đổi nối tiếp cuộn dây có r

Hỏi R để công suất trên R cực đại

Trang 15

Dạng 8: Hỏi với giá trị nào của L thì điện áp hiệu dụng trên tụ điện ULmax

Đáp ZL =

2 2 C

Dạng 9: Hỏi điều kiện để φ1, φ2 lệch pha nhau π

2 (vuông pha nhau)

Đáp Áp dụng công thức tan φ1.tanφ2 = -1

Dạng 10: Hỏi khi cho dòng điện không đổi trong mạch RLC thì tác dụng

Trang 16

P, U : là công suất và điện

áp nơi truyền đi, P ,' U': là

công suất và điện áp nhận được

nơi tiêu thụ; I: là cường độ

dòng điện trên dây, R: là điện

trở tổng cộng của dây dẫn truyền tải

+ §é gi¶m thÕ trªn d©y dÉn: ∆U =U−U' =IR với I = P

I P P

cos

2 2

02

1

i I

1

u U

- Liên hệ giữa điện tích cực đại và điện áp cực đại: Q0 =CU0

- Liên hệ giữa điện tích cực đại và dòng điện cực đại: I0 = ωQ0

- Biểu thức độc lập thời gian giữa điện tích và dòng điện: 2 2 22

ω

i q

Trang 17

Bài toán 25 Quá trình biến đổi năng lượng mạch dao động

Nếu mạch dao động có chu kỳ T và tần số f thì Năng lượng điện trường

và và năng lượng từ trường ( W , d W t) dao động với tần số f’= 2f, chu kỳ T’= T/2

u -U0 −U0

2 0

0 U

T/6 T/12

Ghi chú:

- Hai lần liên tiếp Wđt = Wtt là T/4

- Khi q cực đại thì u cực đại còn khi đó i cực tiểu (bằng 0) và ngược lại.

Bài toán 26 Tán sắc từ môi trường này sang môi trường khác

* Nếu dùng ánh sáng đơn sắc thì:

+ Màu đơn sắc không thay đổi (vì f không đổi)

+ Bước sóng đơn sắc thay đổi

Vận tốc và bước sóng của ánh sáng trong môi trường có chiết suất n:

n

c

v= ; λ = ' nλ ;trong đó c và λ là vận tốc và bước sóng của ánh sáng trong chân không + Dùng định luật khúc xạ để tìm góc khúc xạ 21

n r

Wđmax

Trang 18

Nguyễn Văn Dõn – Long An - 0975733056

+ Nếu ỏnh sỏng từ mụi trường chiết quang lớn sang mụi trường chiết quang nhỏ phải xác định i gh:

+ Cú hiện tượng tỏn sắc và xuất hiện dóy quang phổ liờn tục

+ Cỏc tia đơn sắc đều bị lệch

- Tia đỏ lệch ớt so với tia tới;

- Tia tớm lệch nhiều so với tia tới.

Bài toỏn 27 Thang súng điện từ

Thường dựng giải quyết cỏc cõu hỏi lý thuyết so sỏnh cỏc loại bức xạ

10 -11 m 10 -8 m 0,001m λ (m)↗

f ↘(Hz)

Ghi chỳ

a Theo chiều trục: Năng lượng bức xạ giảm dần

b Chiết suất của một mụi trường tỉ lệ nghịch với bước súng (n=A+ B2

a Võn sỏng trựng màu võn sỏng trung tõm

Khi sử dụng hai đơn sắc: võn sáng trùng màu với võn

với k1 và k2 là các sụ́ nguyờn

+ Cặp sụ́ nguyờn nhỏ nhṍt: trùng lõ̀n 1

+ Cặp sụ́ nguyờn kờ́ tiờ́p: trùng lõ̀n 2,3,…

Súng vụ tuyến

Tia hồng ngoại

Ánh sỏng trắng

Tia tử ngoại Tia X

Tia

gama

0,4

μm 0,75μm

Trang 19

Ghi chú:

* Vị trí hai vân sáng của hai bức xạ trùng nhau

x = x1 = nAi1 hoặc x = x2 = nBi2 với n = 0, 1, 2, 3

3 1

k k

λ

=

λ và

3 2

k k

λ

= λ + Lập bảng giá trị k1; k2; k3 và tìm những vị trí trùng nhau ba bức xạ

b Các vân tối của hai bức xạ trùng nhau

Trang 20

Nguyễn Văn Dõn – Long An - 0975733056

Bài toỏn 30 Chuyển động của electron trong từ trường

R (α =vr,Br)

+ Nếu vận tốc ban đầu vuông góc với cảm ứng từ:

Êlectron chuyển động tròn đều với bán kính

R m v.

e B

= ; bỏn kớnh cực đại:

B e

mv

R 0 max max =

Ghi chỳ: Quóng đường electron đi ra xa nhất khi nú bật ra khỏi kim loại

tớnh bằng định lý động năng

1 0max2 .

2

− mv = −eE s

Bài toỏn 31 Quang phổ hidro

+ Khi nguyên tử đang ở mức năng lợng cao chuyển xuống mức năng

l-ợng thấp thì phát ra photon, ngợc lại chuyển từ mức năng ll-ợng thấp chuyển lên mức năng lợng cao nguyên tử sẽ hấp thu photon

hf E

Trang 21

Nguyễn Văn Dân – Long An - 0975733056 + Mối liên hệ giữa các bước sóng và tần số của các vạch quang phổ

của nguyên từ hiđrô:

Thí dụ ε31 = ε32 + ε21

⟹

21 32 31

1 1 1

λ λ

R= − m; với A là số khối của hạt nhân.

+ Mật độ khối lượng (khối lượng riêng)hạt nhân

Trang 22

= (3)

Giải hệ (1), (2) và (3) ta sẽ có kết quả

Bài toán 34 Tỉ số hạt sinh ra và số hạt còn lại

Bài tập 1: Biết tỉ số số hạt sinh ra và số hạt còn lại thời điểm t1; tìm tỉ số này ở thời điểm t2?

Bài tập 2: Cho trước phản ứng: X → Y + x4

2He + y 0

1

− β– Chất phóng xạ X có chu kỳ bán rã là T

Sau thời gian t = kT thì tỉ số số hạt α và số hạt X còn lại là?

Giải:

+ Tìm số x và y trong một phản ứng;

+ Giả sử lúc đầu có N 0 hat X; sau t = kT

- Số hạt X mất đi là ∆N nà số hạt X còn lại là N;

- Cứ 1 hạt X mất đi sẽ xuất hiện x ∆N hạt � hoặc y ∆N hạt � ;

- Từ đó suy ra tỉ số hạt theo yêu cầu đề bài.

Dạng 35 Công thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân

Biết các khối lượng W = (Mtrước – Msau) c2

Nếu Biết năng lượng liên kết W = ∆Esau - ∆Etrước

Biết độ hụt khối các hạt W = (∆msau - ∆mtrước)c2

Biết động năng các hạt W = Wsau - Wtrước

Trang 23

Thường phải dùng 2 định luật

+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:

Ghi chú

+ Năng lượng của phản ứng hạt nhân tỏa ra ở dạng động năng các hạt;

+ Dùng phương pháp giải toán vecto và hình hoc

+ Từ đó suy ra đại lượng cần tìm ví dụ góc hợp bởi chiều chuyển động của các hạt so với một phương nào đó…

+ Quan hệ độ lớn động lượng và động năng p = 2mW

MỤC LỤC

Bài

ng Chương DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

vật đi từ x đến x

3

được trong thời gian t

Trang 24

trên phương truyền sóng

Chương DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

Chương DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ

lượng mạch dao động

17 Chương SÓNG ÁNH SÁNG

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	0,95 MB