giao an phu dao khoi 12

DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC :La dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức điều hòa F F0cost - Tần số dao động riêng của hệ thay đổi va bằng tần số của lực cưỡng bức... Biên độ dao đô[r]

Chương I : Dao động điều hoa Tiết 1: Dao động điều hoa –con lắc lò xo Ngay soạn : 17/9/2012 Ngay giảng : 18/9/2012 A/ Lý thuyết: Dao động cơ: Cđộng qua lại quanh một vị trí đặc biệt, gọi la vị trí cân Dao động tuần hoan :Sau khoảng thời gian gọi la chu kỳ T, vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ Dao động điều hòa la dđ có li độ x mô tả theo ham sin cos theo thời gian Phương trình:Li độ : x = Acos(t +  ) π Gia tốc sớm pha so với vận tốc π Vận tốc : v = -A sin(t +  ) Vận tốc sớm pha so với li độ Gia tốc : a = -2Acos(t + ) = -2 x Li độ ngược pha với gia tốc x la li độ, la vị trí vật so với VTCB (cm) A la biên độ dao động (cm), la li độ cực đại  la tần số góc (rad/s) (t + ) la pha dao động tại thời điểm t (rad)  la pha ban đầu tại t = (rad) 2  2 f  T - Tần số góc : v2 A x   Hệ thức độc lập - Chu kỳ T :Thời gian thực một dao động 2 t N T=   N - Tần số f :Số dao động thực một giây f= 2 = t + Một chu kì vật cđ tròn đều quay vòng: T  2 360 vận tốc dài v vmax  A + Quảng đường một chu kì T la 4A + Chiều dai quỹ đạo cđ L = 2A CON LẮC LÒ XO: Gồm một vật nhỏ khối lượng m gắn vao đầu lò xo độ cứng k Tần số góc : k ω= m √ t   Tần số f k 2 m Chu kì T 2 k= m B/ Bài tập : Bai 1: Gia tốc chất điểm dao động điều hoa không vật có m k Độ cứng A Li độ cực đại B Vận tốc cực đại C Li độ cực tiểu D Vận tốc không Vì a= -  X X = ( cực tiểu) thì a = Bai 2: Trong phương trình dao động điều hoa X = Acos( t   ) Đại lượng ( t   ) gọi la : A Biên độ dao động B Tần số dao động C Pha dao động D Chu kì dao động Vì ; đại lượng ( t   ) gọi la pha dao động tại thời điểm t Bai 3: 2 t  Một chất điểm dao động điều hoa theo phương trình X = cos( ) cm tìm   A= ? = ? = ? 2 t  Từ phương trình đã cho X = cos( ) cm đối chiếu với phương trình tổng quát  t   dao động điều hoa X = Acos( ) Ta có: 2 A = cm,  = rad/s ,  =  rad Bai 4: Một vật dao động điều hoa theo phương trình X = 6cos(  t) cm toạ độ vật tại thời điểm t = 10s la: A 3cm , B 6cm, C – 3cm D – 6cm Vì: ta thay t = 10s vao phương trình ta có: X = 6cos( 40  ) cm ma cos 40  = Do đó toạ độ X = 6cm Ta chọn B C/ Hướng dẫn : Về nha HS cần học kỹ lí thuyết , nhớ các công thức + lam thêm các bai tập các tai liệu tham khảo khác Tiết 2+3: Con lắc lò xo + Con lắc đơn Ngay soạn : 20/9/2012 Ngay giảng : 22/9/2012 A/ Kiến thức bản: CON LẮC LÒ XO Gồm một vật nhỏ khối lượng m gắn vao đầu lò xo độ cứng k Tần số góc : k ω= m √ Tần số f k 2 m Chu kì T 2  m k Độ cứng k=  2m CON LĂC ĐƠN Gồm một vật klượng m, treo vao sợi dây dai l vị trí có gtốc trọng trường g Tần số góc :  g l Tần số f = f g 2 l Chu kỳ : T =2 π √ l g Chiều dài T2 l T  T12  T2 Khi m1 m2 l1 l2 thì LỰC KÉO VỀ: la lực đan hồi luôn kéo vật về VTCB F= - kx Fmax= kA NĂNG LƯỢNG CON LẮC LÒ XO: Wđ  mv 2 Động : = W.sin2(ωt + φ) Thế : Nếu Wđ = nWt thì x  A n 1 Wt  kx 2 = W.cos2(ωt + φ) kA m2 A W Wđ  Wt   2 Cơ : Cơ Tỉ lệ với bình phương biên độ + Động va thế biến thiên với chu kì T/2, tần số 2f, tần số góc  + Có biến đổi qua lại động va thế tổng chúng la thì không đổi PHA BAN ĐẦU  gốc thời gian t = π + Qua VTCB theo chieàu döông :  = - + Qua VTCB theo chieàu aâm:  = + π + Nếu vật biên âm + Nếu vật biên dương :  = cos  Tính  lúc gốc thời gian t0 =  0 + Nếu vât cđ theo chiều âm thì   : =   x  A + Nếu Vật cđ theo chiều dương thì B/ Bài tập: Bai 1: Con lắc lò xo ngang dao động điều hoa, vận tốc vật không vật chuyển động qua: A Vị trí cân B Vị trí có li độ cực đại C Vị trí ma lò xo không biến dạng D vị trí lực đan hồi = không Bai 2: Con lắc lò xo dao động điều hoa , tăng khối lượng vật lên lần thì chu kì dao động vật : A Tăng lên lần B Giảm lần C Tăng lên lần D Giảm lần Vì từ công thức tính chu kì lắc lò xo : T 2 m k ta thấy tăng khối lượng vật lên lần thì chu kì dao động vật tăng lên lần nên chọn C Bai 3: Một lắc lò xo dao động với chu kì T = 0,5s, khối lượng quả nặng la m = 400g ( lấy  =10) Độ cứng lò xo có giá trị la: A 0,156N/m B 32N/m C 64N/m D 6400N/m 2 2 k  4   k m   T 0,5 m Vì : từ công thức , rad/s K = 0,4 16  = 0,4.16.10 = 64N/m Ta chọn C Bai4: Ở tại cùng nơi ; lắc đơn có độ dai 1m dao động điều hoa với T1= 2s.Con lắc đơn có chiều dai 3m sẽ dao động điều hoa với chu kì T2 = ? A 6s, B 4,2s, C 3,46s D 1,5s Bai giải l1 l  Từ công thức : T1 = g va T2 = g T l l    T2 T1 T1 l1 l1  = 3,46s Vậy ta chọn đáp án C C/ Hướng dẫn: Yêu cầu HS về nha lam thêm các bai tập các tai liệu tham khảo khác Tiết 4+5: Bài toán tổng hợp dao dộngđiều hoà Ngay soạn : 2/10/2012 Ngay giảng : 3/10/2012 I/ Tổng hợp dao động: Biên độ tổng hợp: A2 = A 21 + A22 + 2A1A2 cos (2 - 1) Pha dao động tg = Biên độ tổng hợp A luôn thỏa mãn A sin ϕ1 + A2 sin ϕ2 A cos ϕ1 + A2 cos ϕ A1  A2  A  A1  A2 II / ĐỘ LỆCH PHA hai dao động :  = | 2 - 1| a Nếu  = 2k  = thì hai dao động cùng pha:biên độ dđ tổng hợp cực đại Amax = A1 + A2  = 2 = 1 b Nếu  = (2k+1)  =  thì hai dao động ngược pha: Biên độ dđ tổng hợp cực tiểu Amin = A1 - A2   pt có biên độ lớn π c Nếu :  = (2k  1) 2 π  = thì hai dao động vuông pha : A2 = A + A2 A 2 A1cos  d Nếu hai dao động có cùng biên độ : A1 = A2  III/ Các loại dao động: DAO ĐỘNG TẮT DẦN: CÓ Biên độ va lượng vật dđộng giảm dần theo thời gian Giải thích : Do lực MA SÁT (chuyển nhiệt) DAO ĐỘNG DUY TRÌ :Giữ biên độ va chu kỳ không đổi cách cung cấp lượng lượng đã mất ( tác dụng lực từng phần chu kì) DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC :La dao động chịu tác dụng ngoại lực cưỡng điều hòa F F0cost - Tần số dao động riêng hệ thay đổi va tần số lực cưỡng - Biên độ dđ cưỡng phụ thuộc + Biên độ lực cưỡng + Độ chênh lệch tần số lực va hệ + Ma sát ( lực cản môi trường) *Hiện tượng cộng hưởng : - Là Hiện tượng biên độ dao động cưỡng tăng đến giá trị cực đại khi: +Tần số lực cưỡng tần số hệ dao động flực= f +Tần số góc lực cưỡng tần số góc hệ dao động Tlực= T  lực=  +Chu kì lực cưỡng chu kì f0 hệ dao động Cộng hưởng xảy với dđ cưỡng IV/ Bài tập: Bai : Xác định dao động tổng hợp dao động cùng phương, cùng tần số có phương trình la :  X1 = 4cos( 100  t ) cm, X2 = 4cos (100  t + ) cm Bai giải : Phương trình dao động tổng hợp có dạng : X = Acos( t   ) cm A12  A22  A1 A2 cos(2  1 ) + Với A=  A  42   24.4 cos  = cm  A1 sin 1  A2 sin    cos 00  cos  A cos   A cos  2 = =1 rad tan  =  cos(100 t  ) cm Vậy phương trình dao động vật la : X = 4sin 00  4sin Bai : Giải: a.Phương trình dao động tổng hợp: Biểu diễn hai dao động x1x2 các véc tơ quay   A1, A : A1 3cm  A1  A1 ,  0    A2  A 3cm   A ,   rad  Phương trình dao động tổng hợp: x 5sin  5t  0,93   cm,s  b Li độ: Ap dụng hệ thức độc lập với thời gian v2 v2 2 x  A  x  A    2 x   5   5  4,9  cm  b Động năng, thế năng: Động vật: 1 Eñ  mv2  0,1 5 10  2 Eñ 0,00125  J    Cơ lắc : 1 E  m A  0,1 5  5.10  2 0,03125  J    Thế lắc : Et E  Eñ 0,03125  0,00125 Et 0,03  J  Bai : Biên độ dao động tổng hợp dao động điều hoa cùng phương,cùng tần  số,cùng biên độ A va lệch pha góc la bao nhiêu ? Bai giải: Từ công thức: A12  A22  A1 A2 cos(2  1 ) A= Thay số ta có : A = A x = Acos (ωt + φ) C/ Hướng dẫn: Yêu cầu HS về nha lam thêm các bai tập các tai liệu tham khảo khác Tiết 6+7: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Ngay soạn: 6/12/2012 Ngay giảng: 7/12/2012 A/ Lý thuyết: 1.DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU La Dòng điện có cường độ điệp áp biến thiên điều hòa theo ham sin hay cosin Cường độ dđ: i I cos(t   ) Điện áp: u U cos(t   ) Biến thiên điều hòa theo thời gian Suất điện động: e E 0cos(t  ) 2π Với ω= T =2 πf (T: chu kỳ (s); f: tần số (Hz ) Trong một giây dòng điện đổi chiều 2f lần GIÁ TRỊ HIỆU DỤNG xây dựng dựa vao tác dụng nhiệt dòng điện Hiệu dụng = cực đại chia cho Cường độ hiệu dụng I I= √2 Điện áp hiệu dụng U U0 Suất điện động hiệu dụng E E0 Nguyên tắc tạo dòng điện xoay chiều : dựa vao tượng cảm ứng điện từ  NBScos t  cos t Từ thông : Suất điện động : e NBS sin t E sin t Từ thông cực đại 0  NBS Suất điện động cực đại E0  NBS 0 \ CÁC MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I + Đoạn mạch có điện trở R: thì cđdđ va điện áp cùng pha  R 0 π + Đoạn mạch có cuộn cảm L: điện áp sớm pha cđdđ + Đoạn mạch có tụ điện C: - Cảm kháng: - Dung kháng: điện áp trễ pha cđdđ ZL L 2fL ZC  π L   C   U R U L U C L la độ tự cảm (H) 1  C 2fC I C la điện dung (F) 2 - Tổng trở : Z  R  (ZL  ZC ) - Điện áp : U  U R2  (U L  U C )2 tan   Z L  ZC U L  U C  R UR - Độ lệch pha: Khi Z L  Z C : Mạch có tính cảm kháng u sớm pha i  > Khi Z L  Z C : Mạch có tính dung kháng u trễ pha i I0  - Cđ dđ: - Định luật Ohm: Công suất P = UIcos = RI2 cos   U0 Z   <0 U 0R  U 0L  U 0C ZL ZC R R UR  Z U Hệ số công suất : Nếu hệ số công suất cos nhỏ thì hao phí trên đường dây sẽ lớn va ngược lại     u i Độ lệch pha điện áp u va cđdđ i la Điện tiêu thụ W = Pt = RI t Điện thiêu thụ trên điện trở R không tiêu thụ trên L va C CỘNG HƯỞNG: + Z L Z C hay   LC f= π √ LC + Tổng trở nhỏ nhất Zmin = R: U  + Dòng điện lớn nhất Imax R : + Hệ số công suất cực đại Cos  = 1, +  0 : u va i cùng pha + Công suất cực đại P = U2 UI R + U R.max U + U L U C Khi R thay đổi ma công suất cực đại thì R  Z L  ZC MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp dùng biến đổi điện áp dòng điện xoay chiều vẫn giữ nguyên tần số Nguyên tắc hoạt động Dựa trên tượng cảm ứng điện từ U N I1   U1 N1 I2 = k Công thức k: hệ số máy biến áp k >1  N2 > N1 nên U2 > U1 Máy tăng áp k <1  N2 < N1 nên U2 < U1 Máy hạ áp B/ Bài tập: Bai 1: Công suất dòng điện xoay chiều trên đoạn mạch RLC nối tiếp nhỏ tích UI la do: A Một phần điện tiêu thụ tụ điện B cuộn dây có dòng điện cảm ứng C Điện áp hai đầu đoạn mạch va cường độ dòng điện lệch pha không đổi với D.Có tượng cộng hưởng điện trên đoạn mạch Chọn C Bài 2: Biểu thức HĐT va cường độ dòng điện qua mạch RLC nối tiếp la: 100 t    t  ) v va i = 2cos( ) A u = 220 cos( Công suất tiêu thụ đoạn mạch la: A 212,5w , B 425w , C 190,5w , D 311,2w Bai giải Từ công thức : P = UI cos  , U0 220  110 2 Với U= V I0   2 I= A Với  u  i  Nên P = 110     ( ) = 12 2 cos  12 = 212,5 W Ta chọn A Bai 3: Cho mạch điện xoay chiều gồm điện trở R, cuộn cảm L va tụ điện C mắc nối tiếp.Điện áp đầu đoạn mạch la: u = 50 cos100 t (V ) Điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm va hai đầu tụ điện la: UL= 30 V, UC = 60 V Tính hệ công suất mạch? Bai giải : Từ công thức cos   R U  R Z U 2 2 2 Với U U R  (U L  U C )  U R  50  (30  60 ) 40 V UR 40  0,  50 Nên: Cos = U 125 F Bai 4: Một mạch điện xoay chiều gồm tụ điện có điện dung C =  Mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L= 0,5H Cường độ dòng điện qua mạch có dạng i= cos100 t (A) a/ Tính hiệu điện thế hiệu dụng đầu mỗi dụng cụ điện va đầu mạch b/ Viết biểu thức tức thời HĐT hai đầu mạch Bai giải I0  3 A,  100 a/ Ta có : I = ( rad/s) Cảm kháng va dung kháng : ZL =  L 100 0, 157 80 ZC = C Tổng trở mạch : Z = ( Z L  Z C ) 77 Hiệu điện thế hiệu dụng đầu mỗi dụng cụ điện la : UL = I.ZL=3.157 = 471 V UC = I.ZC = 3.80 = 240 V HĐT đầu mạch la: U = I.Z = 3.77 = 231 V b/ Vì i= I cos t nên u= U0 cos ( t   ) Ta có U0 = U = 231 V  Z L  ZC      R tan Vậy phương trình HĐT la: U = 231 cos( 100 t   2)V