ĐỀ CƯƠNG ÔN TỐT NGHIỆP LỚP 12 NĂM HỌC 2010 - 2011 Chương I Dao Động I Dao động điều hòa: * ĐN: Dao động điều hòa dao động li độ vật ham cos (hoặc sin) thời gian - phương trình x = A cos(ωt + ϕ ) (1) + x: li dao động, khoảng cách từ gốc tọa độ (VTCB) đến vị trí vật thời điểm t xét (cm) giá trị: −A ≤ x ≤ A + A: Biên độ dao động, hay li độ cực đại, số dương + ω : Là tần số góc dao động (rad/s), ω số dương + ϕ : pha ban đầu (rad) Dùng để xác định trạng thái ban đầu dao động + (ωt + ϕ ) : Pha dao động thời điểm t -Vận tốc: v = −ω A sin (ω t+ϕ ) Tại biên v = vmin = 0; vị trí cân v = vmax = ω A -Gia tốc: a = −ω Acos(ωt + ϕ ) Tại biên a = amax = ω A ; vị trí cân a = amin = (ta không quan tâm nhiều tới dấu đại lượng) * Tần số góc: ω = 2π f (Rad/s) *Con lắc lò xo: ω = 2π = (s) Là ω f thời gian vật thực dao động toàn phần *Con lắc lò xo: T = 2π m k *Con lắc đơn: T = 2π l g - m : Khối lượng nặng (kg) l:Chiều dài lắc đơn (m) - k : độ cứng lò xo (N/m) g: gia tốc rơi tự (m/ s ) * Tần số: f = (Hz) Là số dao T động vật thực đơn vị thời gian (thường thời gian tính giây) Tần số lắc đơn Lực kéo :(lực phục hồi): F= - kx Công thức độc lập với thời gian A2 = x + => v2 ω2 ω A2 = ω2 x + v II.4 Năng lượng: Con lắc lò xo: *Cơ năng: (J) g l Trong đó: k độ cứng lò xo (N/m) g gia tốc trọng trường (m/s2) m khối lượng vật nặng (kg) l chiều dài dây treo (m) - Trong chu kì, chất điểm quãng đường lần biên độ (4A); Quãng đường chất điểm nửa chu kì 2A - Quãng đường 1/4 chu kì từ vị trí cân tới biên ngược lại A - Dao động điều hòa có tần số góc ω , tần số f, chu kì T Thì động biến thiên điều hòa với tần số góc 2ω , tần số 2f, chu kì T/2 III TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Hai dao động điều hòa có phương trình: x1 = A1cos(ωt + ϕ1 ) x2 = A2 cos(ωt + ϕ2 ) *Biên độ dao động tổng hợp:(A) y A= M A12 + A2 +M2 A1 A2 cos(ϕ2 − ϕ1 ) y1 A A *Pha ban đầu dao động tổng y M2 hợp:( ϕ ) ϕ A2 A sin ϕ ϕ+ A2 sin ϕ2 tgϕ = ϕ2 x2 ϕ O A cxos ϕ + A cos 1 W = Wt + Wd = mω A = kA 2 k m *Con lắc đơn : ω = * Chu kỳ: T = - Wtmax = kxmax = kA : 2 Thế cực đại - Wdmax = mvmax = mω2 A2 :Động cực đại cực đại * Chú ý: - Chiều dài quỹ đạo vật dao động điều hòa 2A 1 2 *Độ lệch pha dao động: ∆ϕ = ϕ − ϕ1 + ∆ϕ = 2nπ : Hai dao động pha Khi đó, biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực đại: A = A1 + A2 + ∆ϕ = (2n + 1)π : Hai dao động ngược pha Khi đó, biên độ dao động tổng hợp đạt giá trị cực tiểu: A = A1 − A2 Và ϕ = ϕ1 (nê'uA1 ≥ A2 ) ϕ (nê'uA1 ≤ A2 ) + ∆ϕ = ± (2n+1)π/2 : Hai dao động vuông pha Khi đó: A = A12 + A2 + Tổng quát : Ta có A1 − A2 ≤ A ≤ A1 + A2 x IV DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DAO ĐỘNG DUY TRÌ, DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG động tắt dần : Định nghĩa: Dao động tắt dần dao động có biên độ giảm dần theo thời gian Đặc điểm: Biên độ giảm dần Nguyên nhân: Do ma sát môi trường làm tiêu hao lắc, làm chuyển thành nhiệt Ma sát lớn, dao động tắt dần nhanh Ứng dụng: làm giảm sóc, thiết bị đóng cửa tự động 2.Dao động trì : Định nghĩa: Là dao động trì cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng Đặc điểm: Biên độ chu kì không thay đổi Nguyên tắc trì dao động: Cung cấp lượng phần lượng tiêu hao sau nửa chu kì Dao động cưỡng bức, cộng hưởng Định nghĩa: Dao động cưỡng dao động chịu tác dụng lực cưỡng tuần hoàn Biểu thức lực cững có dạng: F = F 0cos ( ω t+ ϕ) Đặc điểm: Biên độ : Dao động cưỡng có biên độ không đổi Tần số: Dao động cưỡng có tần số tần số lực cưỡng Dao động cưỡng có biên độ phụ thuộc vào biên độ lực cưỡng bức, ma sát độ chênh lệch tần số lực cưỡng tần số riêng hệ dao động Khi tần số lực cưỡng gần tần số riêng biên độ dao động cưỡng lớn Hiện tượng cộng hưởng: Là tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại tần số f lực cưỡng tần số riêng f0 hệ Hiện tượng cộng hưởng xảy khi: f = f0 hay ω = ω hay T = T0 Với f, ω , T f0, ω , T0 tần số góc, chu kì lực cưỡng hệ dao động Chương SÓNG CƠ I Sóng học Sóng : * Khái niệm: Là dao động lan truyền theo thời gian môi trường * Môi trường truyền sóng: Sóng truyền môi trường rắn, lỏng, khí Sóng ngang: * Khái niệm: Là sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng * Môi trường truyền sóng: Sóng ngang truyền môi trường chất rắn bề mặt nước Sóng dọc * Khái niệm: Là sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng * Môi trường truyền sóng: Sóng dọc truyền môi trường chất rắn, lỏng, khí Chú ý - Khi sóng lan truyền , phần tử vật chất dao động chỗ mà không chuyển dời theo sóng - Trong môi trường đồng tính đẳng hướng , sóng lan truyền với tốc độ không đổi - Sóng không lan truyền chân không II Các đại lượng đặc trưng sóng a) Chu kì sóng (T): Là chu kì dao động chung phần tử vật chất có sóng truyền qua, có đơn vị giây (s) b) Tần số sóng (f): Là đại lượng nghịch đảo chu kì sóng, có đơn vị hec (Hz) c) Vận tốc truyền sóng (v): Là vận tốc truyền pha dao động (đơn vị m/s) d) Biên độ sóng (A): Là biên độ dao động chung phần tử vật chất có sóng truyền qua e) Năng lượng sóng (W) f) Bước sóng ( λ ), Có thể định nghĩa theo cách sau: - Bước sóng khoảng cách điểm gần phương truyền sóng dao động pha - Bước sóng quãng đường mà sóng truyền chu kì dao động sóng * Hệ quả: + Những điểm cách số nguyên lần bước sóng phương truyền sóng dao động pha: d = n λ (n = 1, 2, 3, ) + Những điểm cách số lẻ lần nửa bước sóng phương truyền sóng dao động ngược pha: d = (2n + 1)λ / *Bước sóng : λ = vT = v (m) f -v : vận tốc sóng (m/s) -T : chu kỳ sóng (s) -f : tần số sóng (Hz) Biểu thức sóng: -Tại nguồn: u = a sin ωt -Tại điểm cách nguồn đoạn x: uM = a M cos(ω t- 2π x ) λ Hai điểm cách đoạn d: ◦ Bằng số nguyên lần bước sóng: d = k λ :Hai dao động pha ◦ Bằng số nguyên lẻ nửa lần bước sóng: d = (2k + 1) λ : Hai dđ ngược pha Giao thoa sóng: Điều kiện để có giao thoa: Hai nguồng sóng tới phải hai nguồn kết hợp + Nguồn kết hợp : Hai nguồn dao động s1,s2 hai nguồn kết hợp chúng thoả mãn điều kiện : - Dao động với tần số , phương dao động - Có độ lệch pha không đổi theo thời gian Hai sóng hai nguồn kết hợp tạo hai sóng kết hợp ◦ Tại M cực đại : d − d1 = k λ ◦ Tại M cực tiểu : d − d1 = (k + )λ d1 : Khoảng cách từ nguồn đến M d : Khoảng cách từ nguồn đến M Sóng dừng: * Định nghĩa: tượng sóng truyền sợi dây có xuất nút sóng bụng sóng Chú ý: Những điểm đứng yên gọi nút sóng, điểm dao động với biên độ cực đại gọi bụng sóng Khoảng cách hai bụng hai nút liên tiếp nửa bước sóng ◦Hai đầu hai nút: Những sóng âm có tần số nhỏ 16Hz gọi hạ âm Những sóng âm có tần số lớn 20000Hz gọi siêu âm c) Các đặc trưng vật lý âm : Tần số âm Cường độ âm (I) đơn vị W/m Cường độ âm chuẩn I0 = 1012W/m2 Mức cường độ âm (L) đơn vị I Ben (B) L = lg I0 Nếu tính theo đềxiBen : L(dB) = 10 lg I I0 u = U cos(ωt + ϕu ) u: Điện áp tức thời (V); U0 : Điện áp cực đại (V); ω : tần số góc (rad/s) *Dòng điện: i = I 0cos(ωt + ϕi ) d) Các đặc trưng sinh lý âm : + Độ cao tăng theo tần số âm Âm cao có có tần số lớn , Âm thấp (âm trầm )có tần số nhỏ + Độ to tăng theo mức cường độ âm L + Âm sắc gắn với đồ thị dao động âm , để phân biệt âm có tần số f0 nguồn âm , nhạc cụ khác gây λ l=k - i : cường độ dòng điện tức thời(A) - I0 : cường độ dòng điện cực đại (A) 2.Giá trị hiệu dụng: I= I0 U= Mở rộng: E= U0 E0 Chú ý: - Khi tính toán, đo lường, người ta chủ yếu sử dụng giá trị hiệu dụng - Các dụng cụ đo điện (ampe kế, vôn kế…) cho ta giá trị hiệu dụng đại lượng Các loại đoạn mạch xoay chiều a Đoạn mạch có điện trở - Điện trở R có có đơn vị ôm Ω (chiều dài dây số nguyên lần nửa bước sóng) (k = 1, 2,3, ) - k: số bụng - k+1:số nút ◦Đầu nút , đầu bụng: l = (2k + 1) CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1.Biểu thức: *Hiệu điện thế: λ (chiều dài dây số lẻ lần bước sóng chia 4) - Số nút sóng số bụng sóng k + III SÓNG ÂM : Định nghĩa: Sóng âm dao động truyền môi trường không khí , lỏng , rắn Trong chất khí chất lỏng , sóng âm sóng dọc Trong chất rắn sóng âm gồm sóng ngang sóng dọc a) Tốc độ truyền âm thay đổi theo nhiệt độ Tốc độ âm chất rắn lớn tốc độ âm chất lỏng, tốc độ âm chất lỏng lớn chất khí ( vran > vlong > vkhi ) b) Sóng âm có tần số từ 16Hz đến 20000Hz gọi âm nghe - Điện áp hai đầu đoạn mạch biến thiên điều hòa pha với dòng điện - Biểu thức: Nếu cho: i = I ocosωt U u = Uocos(ωt) I= - Định luật ôm: R b Đoạn mạch có cuộn cảm - L độ tự cảm cuộn dây, đơn vị Henry (H), ZL cảm kháng có đơn vị ôm Z L = ωL = 2πfL - Điện áp hai đầu đoạn mạch biến thiên điều hòa sớm pha π so với dòng điện - Biểu thức: Nếu i = I cos ωt π u = U cos(ωt + ) UL - Định luật ôm: I = ZL c Đoạn mạch có tụ điện - C điện dung tụ điện, đơn vị Fara (F) - ZC dung kháng, có đơn vị ôm ( Ω) 1 = - ZC = ωC 2.π f C - Điện áp hai đầu đoạn mạch biến thiên điều trễ pha so với dòng điện π góc - Biểu thức: Nếu i = I cos ωt u = U cos(ωt − - Định luật ôm I = π ) UC ZC 3.Mạch R-L-C: Định luật Ôm: U I= Z *Tổng trở: Z = R + ( Z L − ZC ) 2 (Ω ) Điện áp hiệu dụng: U = U R2 + (U L − U C )2 - U R = I.R : Điện áp hai đầu điện trở - U L = I.ZL : Điện áp hai đầu cuộn dây - UC = I.ZC : Điện áp hai đầu tụ điện Độ lệch pha u i ϕ ( ϕ = ϕu − ϕi ) Với Z − ZC U L − U C tgϕ = L = R UR ◦ Z L > Z C ⇔ ϕu > ϕi : ⇒ ϕ >0 :u sớm i ◦ Z L < Z C ⇔ ϕu < ϕi : ⇒ ϕ < 0: u trể so với i ◦ Z L = Z C ⇔ ϕu = ϕi : ⇒ ϕ = :u pha với i *Chú ý: - Trong mạch điện có điện trở (Z = R) điện áp u dòng điện i pha - Trong mạch điện có tụ điện (Z ) u trễ pha so với i ωC π góc = ZC = - Trong mạch điện có cuộn cảm (Z = ZL = ωL ) u sớm pha so với i góc π - Khi giải tập mạch R, L, C ta dùng phương pháp giản đồ Fre-nen (tương tự việc tổng hợp dao động điều hòa phương, tần số) - Khi tăng f (hay tăng ω ) cảm kháng ZL tăng dung kháng ZC giảm tổng trở Z mạch tăng => hệ dòng điện hiệu dụng I giảm, hệ số công suất cos ϕ giảm, điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở UR = IR giảm, điện áp hiệu dụng tụ điện UC = IZC giảm Công suất tiêu thụ mạch: P = UIcosϕ P = RI (đơn vị oát: W) (Công suất tiêu thụ mạch điện xoay chiều công suất tỏa nhiệt điện trở R) UR R = U Z ( cos ϕ ≤ 1) Mạch cộng hưởng: ( I = I max ) Điều kiện : Z L = Z C hay • ◦ Các kĩ cần nhớ bản: * Tính tổng trở mạch RLC mắc nối tiếp Khi mạch có đầy đủ: R, L, C tổng trở Z là: Z = R + (Z L − Z C ) LC ω =1 Tổng trở mạch - Nếu mạch thiếu đại lượng nói giá trị đại lượng thiếu Chẳng hạn mạch có + Mạch điện có điện trở R + Z L2 R cuộn cảm L: Z = + Mạch điện có điện trở R + Z C2 tụ điện C: Z = + Trong trường hợp mạch điện trở R tổng trở là: (Z L − Z C ) = Z L − Z C Z= * Tính độ lệch pha điện áp u hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp cường độ dòng điện i chạy mạch - Công thức tính độ lệch pha u i là: tan ϕ= U L − U C Z L − ZC = UR R L ϕ C Khi Z >Z => >0 u nhanh pha so với i L C Khi Z ϕ *Hệ số công suất: cosϕ = ◦ ⇔ ( Cosϕ ) max = ⇔ P = Pmax = UI ϕ =0 u cng pha so với i Trường hợp ZL = ZC trường hợp cộng hưởng điện xảy cộng hưởng điện cường độ dòng điện đạt giá trị cực đại Ima x = tần số cộng hưởng f = ⇔ Z = Z = R ⇒ I max = U R ◦ ⇔ ϕ = ⇔ u pha i U , R 2π LC Hệ số công suất cos ϕ =1 Công suất cực đại P = U.I CMin → CMax bước sóng λ sóng điện từ phát (hoặc thu) λMin tương ứng với LMin CMin λMax tương ứng với LMax CMax *Năng lượng mạch dao động: +)Năng lượng điện từ: Máy phát điện:hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ *.Tần số: f = n p +n:số vòng quay/giây +p:số cặp cực nam châm Mở rộng: Dòng điện pha: U d = 3.U p +Ud: Điện áp hai dây pha +Up: Điện áp dây pha dây trung hoà Máy biến áp: Hoạt động dựa tượng cảm ứng điện từ *.Công thức U1 N1 I = = U N I1 + Nếu N1 >N2 U1>U2: Máy hạ + Nếu N1 ... ϕ = :u pha với i *Chú ý: - Trong mạch điện có điện trở (Z = R) điện áp u dòng điện i pha - Trong mạch điện có tụ điện (Z ) u trễ pha so với i ωC π góc = ZC = - Trong mạch điện có cuộn cảm (Z... mạch - Nếu mạch thi u đại lượng nói giá trị đại lượng thi u Chẳng hạn mạch có + Mạch điện có điện trở R + Z L2 R cuộn cảm L: Z = + Mạch điện có điện trở R + Z C2 tụ điện C: Z = + Trong trường hợp... dẫn điện tốt bị chiếu sáng thích hợp * Hiện tượng quang bên trong: tượng ánh sáng giải phóng electron liên kết chúng trở thành electron dẫn đồng thời tạo lổ trống tham gia vào trình dẫn điện *