Ôn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên 1 CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 CHƯƠNG I DAO ĐỘNG Phương trình dao động điều hòa x = Acos(t + ) (cm) → A, , , t + Phương trình vận tốc v = Asin(t + ) (cm/s) → v ở[.]
Ôn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 CHƯƠNG I DAO ĐỘNG Phương trình dao động điều hịa Phương trình vận tốc Phương trình gia tốc x = Acos(t + ) (cm) → A, , , t + v = - Asin(t + ) (cm/s) a = -2Acos(t + ) = -2x (cm/s2) → v thời điểm t → a thời điểm t Chu kì, tần số, tần số góc 2π = T (s); f (Hz); (rad/s) f ω amax t N T= ; f = ; = vmax N t Chiều dài quỹ đạo chuyển động Vận tốc cực đại Gia tốc cực đại L = 2A (cm) vmax = A (cm/s) amax = 2A (cm/s2) Công thức độc lập A2 = x2 + Tốc độ trung bình v= T= → T, f, N: Số dao động toàn phần thực thời gian t(s) →A Tại vị trí cân Tại vị trí biên v2 ; ω2 A2 = → A, x, , v, a (Bấm shift + a2 v2 + ω4 ω2 solve) s: tổng quãng đường t: Thời gian chuyển động s t T → s=3A; 1 T → s=2A; T → s=A x x shiftcos − shiftcos T A A t= 2 1T→ s=4A; Quãng đường vật Thời gian ngắn vật từ li độ x1 đến x2: Lưu ý: - Pha DĐ : a sớm pha v góc , v sớm pha x góc , a sớm pha x góc hay a ngược pha với x - DĐĐH có , f, T động năng, biến thiên với ' = 2 , f ' = f , T ' = T , không đổi - Các vị trí đặc biệt: + Vật VTCB: x = 0; vMax = A; aMin = + Vật Biên: x = ±A; vMin = 0; độ lớn aMax = 2A CON LẮC LÒ XO 2π = f ω Chu kì, tần số, tần số góc T= Tần số góc = Chu kì T = 2 Tần số f = → T, f, Hoặc = k (rad/s) m m: khối lượng (kg), k: độ cứng (N/m) g l m (s) Hoặc T = 2 l k g m 2 k = 2 k m -1- f = 2 m: (kg), k: (N/m) g l (Hz) m: (kg), k: (N/m) Ơn tập Vật lí 11 Động Thế Cơ Thầy Đào Trung Kiên mv2 (J) Wt = kx2 (J) 1 W = kA2 = m2A2 (J) 2 + Wđ= nWt Wđ = A → v = A n +1 x= Vận tốc, vị trí vật Lực đàn hồi cực đại, cực tiểu x: li độ (m), k: (N/m) A: biên độ (m), k: (N/m), m (kg) n ( n + 1) + Wt= nWđ x = A Lực đàn hồi m: (kg), v: vận tốc (m/s2) n A →v= n +1 n +1 CLLX nằm ngang: Fđh= k|l| (N) l: độ biến dạng (m), k: (N/m) CLLX thẳng đứng: Fđh= k|l-x| (N) CLLX nằm ngang: Fđhmax = kA; Fđhmin = CLLX thẳng đứng: Fđhmax = k(A + l) Fdh = A l Fdhmin = k (l − A) A l CON LẮC ĐƠN 2π = f ω Chu kì, tần số, tần số góc T= Tần số góc = Chu kì T = 2 Tần số → T, f, g: Gia tốc rơi tự (m/s2), l: Chiều dài lắc (m) g l l g f = 2 l g mv (J) Động Wđ = Thế Wt = mgℓ(1 – cos ) (J) Cơ W = mg (1 − cos 0 ) (J) Phương trình dao động s = Socos(t + ) (cm) = ocos(t + ) (rad) Vận tốc v = 2g (cos − cos ) (m/s2) Lực căng dây T = mg(3cos − cos ) (N) -2- m (kg); l(m), : li độ góc (rad) m (kg); l(m), : Biên độ góc (rad) s:li độ cong (cm); So: biên độ cong (cm) : li độ góc (rad); o: biên độ góc (rad) Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên * Điều kiện dao động điều hịa: Góc =0, k=thứ -1, k0), A=xmax + ( > 0) tần số góc (rad/s) , t thời gian dao động (s) + ( t + ) pha dao động thời điểm t + pha ban đầu (pha dao động thời điểm t = 0) Quỹ đạo: Quỹ đạo vật dao động điều hòa đường thẳng: d = 2A + d chiều dài quỹ đạo (cm) + A biên độ dao động (cm) + Quãng đường chu kỳ 4A; 1/2 chu kỳ 2A + Quãng đường l/4 chu kỳ A vật từ VTCB đến vị trí biên ngược lại Chu kỳ, tần số tần số góc: + Chu kỳ T: khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần T= t 2 = (s) N + Tần số f: số dao động toàn phần vật thực giây f= N = = (Hz) T t 2 + Tần số góc: = 2 = 2f T Đồ thị li độ - thời gian: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t đường hình sin Vận tốc gia tốc: Xét dao động: x = Acos(t+)(cm) + Vận tốc + Gia tốc v= - Asin(t+)=.Acos(t++/2) cm/s a = - 2Acos(t + ) = A cos(t + + ) - Ở vị trí biên: x = ± A → v = - Ở vị trí biên : a=amax=2A - Ở vị trí cân bằng: x = → v= vmax = A - Ở vị trí cân a=0 Độ lệch pha: hiệu số hai pha dao động -5- Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên + Vận tốc nhanh pha li độ /2 v + Gia tốc nghịch pha với li độ + + Gia tốc nhanh pha so vận tốc /2 Các công thức liên hệ độc lập với thời gian x a + Liên hệ a x : a = - 2x + Liên hệ v x : A2 =x2+ O v2 → v2=2(A2-x2) ω + Liên hệ a v: A2= a2 v2 + ω4 ω2 Chủ đề 2: CON LẮC LÒ XO, CON LẮC ĐƠN CƠ NĂNG I Con lắc lò xo lắc đơn Tiêu đề Lực kéo về; lực đàn hồi cực đại Phương trình dao động Tần số góc Chu kỳ Con lắc lò xo F = - kx; Fmax=k.A = Cơ k m T = 2 f= Động Pt = −mg = −mg x=Acos(t+) hay x=Asin(t+) Tần số Thế Con lắc đơn s = S0cos(t + ) hay α = α0cos(t + ) = m l = 2 k g 1 = T 2 k = m 2 g l T = 2π g l f= l g g = T 2π l Wđ = kx = Wcos2(t+) Wt =mgl(1-cos) Wđ = mv =Wsin2(t+) Wđ = 1 W=Wđ +Wt = kA = mω2 A = h.số 2 s l mv 2 W=Wđ+Wt = số - Nếu khơng có ma sát lắc bảo toàn - Cơ lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động - Nếu dao động có tần số góc (tần số f, chu kỳ T) động có tần số góc /=2 (tần số f/=2f, chu kỳ T/=T/2) Lưu ý: Khi lắc lò xo treo thẳng đứng vị trí cân ta có -6- Ôn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Fđh=P →k.l=mg * Độ biến dạng lò xo thẳng đứng vật VTCB: mg l T = 2 l = k g -A l -A giãn O A nén l O giãn A x Hình a (A < l) x Hình b (A > l) * Độ biến dạng lò xo vật VTCB với lắc lò xo + Chiều dài lò xo VTCB: lCB = l0 + l (l0 chiều dài tự nhiên) + Chiều dài cực tiểu (khi vật vị trí cao nhất): lMin = l0 + l – A + Chiều dài cực đại (khi vật vị trí thấp nhất): lMax = l0 + l + A lCB = (lMin + lMax)/2 + Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): FMax = k(l + A) + Lực đàn hồi cực tiểu: * Nếu A < l FMin = k(l - A) * Nếu A ≥ l FMin = (lúc vật qua vị trí lị xo khơng biến dạng) Lực đẩy (lực nén) đàn hồi cực đại: FNmax = k(A - l) (lúc vật vị trí cao nhất) Chủ đề 3: DAO ĐỘNG RIÊNG, DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG DUY TRÌ, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC I Các loại dao động Tiêu đề Dao động riêng (tự do) Dao động tắt dần Dao động trì Dao động cưỡng Định nghĩa Là dao động có Là dao động có Là dao động có Là dao động chịu tác chu kỳ, tần số biên độ ma sát, dụng ngoại lực phụ thuộc vào cấu giảm dần theo thời cưỡng tuần hoàn tạo hệ gian bù phần F=F0 cos t hệ Đặc điểm Biên độ phụ thuộc Do ma sát biến Tần số góc, chu Tần số dao động hệ vào cách kích thành nhiệt kỳ, tần số, biên độ, tần số lực thích dao động pha ban đầu cưỡng Pha ban đầu phụ Lực ma sát giữ hệ dao Biên độ phụ thuộc biên thuộc cách kích lớn dao động tắt động riêng độ lực cưỡng F0 thích dao động dần nhanh quan hệ tần số lúc chọn mốc thời lực cưỡng fcb tần gian số riêng fr hệ Cộng hưởng Biên độ dao động cưỡng đạt giá trị cực đại Điều kiện: fcb=f0 -7- Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Chủ đề 4: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I Sóng Sóng cơ: Sóng dao động lan truyền môi trường (rắn, lỏng, khí, khơng truyền chân khơng) Đặc điểm: Khi sóng truyền - Phân tử dao động quanh vị trí cân mà khơng truyền - Dao động truyền đi, truyền Sóng dọc sóng ngang + Sóng ngang: sóng có phương dao động vng góc với phương truyền sóng + Sóng dọc: sóng có phương dao động trùng với phương truyền sóng II Các đặc trưng sóng hình sin Biên độ sóng A: biên độ phần tử mơi trường có sóng truyền qua Chu kỳ T: chu kỳ phần tử mơi trường có sóng truyền qua Tần số f: tần số phần tử mơi trường có sóng truyền qua Tốc độ sóng v: Tốc độ lan truyền dao động môi trường (là tốc độ sóng v= x ) t Bước sóng: Bước sóng quãng đường mà sóng truyền chu kỳ = vT = v 2 = với T= f f + Hai điểm phương truyền sóng cách bước sóng dao động pha + Hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha cách bước sóng Năng lượng sóng: lượng dao động tất phần tử mơi trường có sóng truyền qua III Phương trình sóng Phương trình truyền sóng + Phương trình dđ nguồn sóng O: uO = acos(t+) + Phương trình sóng M nằm sau nguồn sóng O theo phương truyền sóng, cách O đoạn x: uM = Acos(t - 2 x ) + Phương trình sóng N nằm trước nguồn sóng O theo phương truyền sóng, cách O đoạn x: uN = Acos(t + 2 x ) Độ lệch pha hai điểm M O phương truyền sóng: = 2 -8- x Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Chủ đề 5: GIAO THOA SÓNG I Khái niệm sóng kết hợp: Hai sóng gọi hai sóng kết hợp hai sóng dao động phương, tần số có độ lệch pha khơng đổi theo thời gian II Giao thoa sóng Hiện tượng: Giao thoa sóng tượng hai sóng kết hợp gặp tạo nên vân giao thoa cực đại cực tiểu xen kẽ Phương trình sóng điểm M vùng giao thoa uM = Acos (d2 − d1 ) t d +d cos 2 ( − ) T 2 + Biên độ dao động (biên độ sóng) điểm M vùng giao thoa AM = A cos (d2 − d1 Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa + Vị trí cực đại: d=d2 – d1 = k với k=0, 1, 2, + Vị trí cực tiểu: d=d2 – d1 = (2 K + 1) với k=0, 1, 2, Chủ đề 6: SÓNG DỪNG I Sự phản xạ sóng - Khi phản xạ vật cản cố định, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới điểm phản xạ - Khi phản xạ vật cản tự do, sóng phản xạ pha với sóng tới điểm phản xạ II Sóng dừng Định nghĩa: Sóng truyền sợi dây trường hợp xuất nút sóng bụng sóng gọi sóng dừng Nguyên nhân: Sóng dừng giao thoa sóng tới sóng phản xạ phương truyền sóng Bụng sóng cực đại giao thoa, nút sóng cực tiểu giao thoa Khoảng cách: Khoảng cách hai nút sóng liên tiếp hai bụng sóng liên tiếp bước sóng; Khoảng cách nút bụng liên tiếp 1/4 bước sóng, Điều kiện để có sóng dừng: - Trên sợi dây có hai đầu cố định chiều dài sợi dây phải số nguyên lần nửa bước /2 sóng B A Điều kiện có sóng dừng: l = k với k=1,2,3, : số bó sóng Số bụng sóng = số bó = k; Số nút sóng = k + - Trên sợi dây có đầu cố định, đầu tự chiều dài sợi dây phải số lẽ lần phần /2 tư bước sóng B A -9- Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Điều kiện có sóng dừng: l = (2k + 1) với k=0,1,2, số bó sóng Số bụng sóng = k + 1; Số nút sóng = k + Chủ đề 7: SĨNG ÂM I Sóng âm Sóng âm: Sóng âm sóng truyền mơi trường khí, lỏng, rắn Nguồn âm: Một vật dao động phát sóng âm gọi nguồn âm Âm nghe được, hạ âm, siêu âm - Âm nghe có tần số f từ 16Hz đến 20.000Hz - Hạ âm: Tần số f20.000Hz Sự truyền âm a Mơi trường truyền âm: Sóng âm truyền qua chất rắn, chất lỏng chất khí, khơng truyền qua chân không b Tốc độ truyền âm: vR > vL > vK - Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào mật độ môi trường - Tốc độ truyền âm cịn phụ thuộc vào tính đàn hồi nhiệt độ môi trường II Những đặc trưng vật lý âm Tần số âm: Tần số âm đặc trưng vật lý quan trọng sóng âm Cường độ âm I + Đại lượng đo lượng lượng mà sóng âm truyền qua đơn vị diện tích vng góc với phương truyền âm đơn vị thời gian gọi cường độ âm I= W P = , đơn vị W/m2 S t S + Nếu nguồn âm nguồn điểm truyền sóng âm phương cường độ âm tính theo cơng I P2 R12 P → = thức: I= I P1 R22 4 R Mức cường độ âm (Nâng cao): L = lg I I ( B) = 10 lg (dB) I0 I0 Đồ thị dao động âm: Mỗi âm phát có đồ thị dao động riêng, đồ thị dao động âm cho biết biên dộ tần số âm Âm họa âm - Khi nhạc cụ phát âm có tần số f0 (âm bản) đồng thời phát âm có tần số 2f0, 3f0, 4f0…( họa âm), tập hợp họa âm tạo thành phổ nhạc âm - Tổng hợp đồ thị dao động họa âm ta có đồ thị dao động nhạc âm đặc trưng vật lý âm III Những đặc trưng sinh lý âm -10- Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Độ cao: đặc trưng sinh lí âm, gắn liền với đặc trưng vật lí tần số âm - Âm có tần số lớn nghe cao (âm bổng) - Âm có tần số nhỏ nghe trầm (âm trầm) - Hai âm có độ cao có tần số Độ to: đặc trưng sinh lí âm, gắn liền với đặc trưng vật lí mức cường độ âm - Âm chuẩn có tần số f=1000Hz cường độ âm I0 = 10-12W/m2 L=0 - Tai người nghe rõ âm từ 0dB đến 130dB - Mức cường độ lớn, âm nghe to Âm sắc: đặc trưng sinh lí âm giúp ta phân biệt âm nguồn âm khác phát - Âm sắc phụ thuộc vào biên độ tần số họa âm - Âm sắc liên quan mật thiết với đồ thị dao động âm - Âm nguồn âm khác phát khác âm sắc Chủ đề 8: GIAO THOA ÁNH SÁNG I Sự nhiễu xạ ánh sáng Hiện tượng: Hiện tượng truyền sai lệch so với truyền thẳng ánh sáng gặp vật cản gọi tượng nhiễu xạ ánh sáng II Sự giao thoa ánh sáng Hiện tượng: Khi hai chùm ánh sáng đơn sắc màu gặp tạo nên vạch sáng (vân sáng) vạch tối (vân tối) xen kẻ gọi tượng giao thoa sánh sáng Kết luận Tán sắc, nhiễu xạ, giao thoa chứng tỏ ánh sáng sóng Công thức giao thoa Gọi a khoảng cách hai khe sáng S1; S2 (hai nguồn sáng) D khoảng cách từ hai khe sáng đến ảnh bước sóng ánh sáng + Hiệu đường truyền: d2-d1= ax D + Khoảng vân (i): khoảng cách hai vân sáng hai vân tối liên tiếp i = + Vị trí vân sáng: khoảng cách từ vân sáng đến vân trung tâm xS =k.i với k=0, 1, 2, 3, k = 0: vân sáng trung tâm; k = 1: vân sáng bậc 1; k = 2: vân sáng bậc 2; + Vị trí vân tối: khoảng cách từ vân tối đến vân trung tâm Xt = (k / + ).i với k=0, 1, 2, 3, 4 Đối với vân tối, khơng có khái niệm bậc giao thoa -11- D a Ơn tập Vật lí 11 Thầy Đào Trung Kiên Bước sóng ánh sáng màu sắc ánh sáng: Bước sóng: = ia D - Mỗi ánh sáng đơn sắc có màu xác định có bước sóng hồn tồn xác định - Ánh sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,380(m) đến 0,760(m) hay 380(nm) đến 760(nm) Màu sắc Bước sóng chân khơng (m) Bước sóng chân khơng (nm) Đỏ 0,640 – 0,760 640 – 760 Cam 0,590 – 0,650 590 – 650 Vàng 0,570 – 0,600 570 – 600 Lục 0,500 – 0,575 500 – 575 Lam 0,450 – 0,510 450 – 510 Chàm 0,430 – 0,460 430 – 460 Tím 0,380 – 0,440 380 – 440 III Giao thoa ánh sáng trắng Nếu dùng nguồn sáng trắng vân vân sáng trắng, hai bên có dãy màu cầu vồng tím trong, đỏ ngồi; xa vân trung tâm dãy màu chồng lấn lên nhiều THANG SÓNG ĐIỆN TỪ -HẾT - -12-