Hệ thống kiến thức Vật lý 12

1 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí CHƯƠNG I: DAO ðỘNG CƠ HỌC I. DAO ðỘNG ðIỀU HOÀ 1. Phương trình dao ñộng: x = Asin(ωt + ϕ) 2. Vận tốc tức thời: v = ωAcos(ωt + ϕ) 3. Gia tốc tức thời: a = -ω2Asin(ωt + ϕ) 4. Vật ở VTCB: x = 0; |v|Max = ωA; |a|Min = 0 Vật ở biên: x = ±A; |v|Min = 0; |a|Max = ω 2A 5. Hệ thức ñộc lập: 2 2 2( ) v A x ω = + a = -ω2x 6. Chiều dài quỹ ñạo: 2A 7. Cơ năng: 2 2ñ 1 2t E E E m Aω= + = Với 2 2 2 2ñ 1 os ( ) os ( ) 2 E m A c t Ec tω ω ϕ ω ϕ= + = + 2 2 2 2 1 sin ( ) sin ( ) 2t E m A t E tω ω ϕ ω ϕ= + = + 8. Dao ñộng ñiều hoà có tần số góc là ω, tần số f, chu kỳ T. Thì ñộng năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2 9. ðộng năng và thế năng trung bình trong thời gian nT/2 ( n∈N*, T là chu kỳ dao ñộng) là: 2 2 1 2 4 E m Aω= 10. Khoảng thời gian ngắn nhất ñể vật ñi từ vị trí có toạ ñộ x1 ñến x2 2 1t ϕ ϕϕ ω ω −∆ ∆ = = với 1 1 2 2 sin sin x A x A ϕ ϕ  =   =  và ( 1 2,2 2 π π ϕ ϕ− ≤ ≤ ) 11. Quãng ñường ñi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong 1/2 chu kỳ luôn là 2A Quãng ñường ñi trong l/4 chu kỳ là A khi vật xuất phát từ VTCB hoặc vị trí biên (tức là ϕ = 0; π; ±π/2) 12. Quãng ñường vật ñi ñược từ thời ñiểm t1 ñến t2. Xác ñịnh: 1 1 2 2 1 1 2 2 Asin( ) A sin( ) à os( ) os( ) x t x t v v Ac t v Ac t ω ϕ ω ϕ ω ω ϕ ω ω ϕ = + = +    = + = +  (v1 và v2 chỉ cần xác ñịnh dấu) Phân tích: t2 – t1 = nT + ∆t (n ∈N; 0 ≤ ∆t < T) Quãng ñường ñi ñược trong thời gian nT là S1 = 4nA, trong thời gian ∆t là S2. Quãng ñường tổng cộng là S = S1 + S2 * Nếu v1v2 ≥ 0 ⇒ 2 2 1 2 2 1 2 4 2 T t S x x T t S A x x  ∆ < ⇒ = −  ∆ > ⇒ = − −  * Nếu v1v2 < 0 ⇒ 1 2 1 2 1 2 1 2 0 2 0 2 v S A x x v S A x x > ⇒ = − −  < ⇒ = + + 2 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 13. Các bước lập phương trình dao ñộng dao ñộng ñiều hoà: * Tính ω * Tính A (thường sử dụng hệ thức ñộc lập) * Tính ϕ dựa vào ñiều kiện ñầu: lúc t = t0 (thường t0 = 0) 0 0 Asin( ) os( ) x t v Ac t ω ϕ ϕ ω ω ϕ = + ⇒ = + Lưu ý: + Vật chuyển ñộng theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < 0 + Trước khi tính ϕ cần xác ñịnh rõ ϕ thuộc góc phần tư thứ mấy của ñường tròn lượng giác (thường lấy -π < ϕ ≤ π) 14. Các bước giải bài toán tính thời ñiểm vật ñi qua vị trí ñã biết x (hoặc v, a, E, Et, Eñ, F) lần thứ n * Giải phương trình lượng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0 ⇒ phạm vi giá trị của k ) * Liệt kê n nghiệm ñầu tiên (thường n nhỏ) * Thời ñiểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n Lưu ý: ðề ra thường cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật ñể suy ra nghiệm thứ n 15. Các bước giải bài toán tìm số lần vật ñi qua vị trí ñã biết x (hoặc v, a, E, Et, Eñ, F) từ thời ñiểm t1 ñến t2. * Giải phương trình lượng giác ñược các nghiệm * Từ t1 < t ≤ t2 ⇒ Phạm vi giá trị của (Với k ∈ Z) * Tổng số giá trị của k chính là số lần vật ñi qua vị trí ñó. 16. Các bước giải bài toán tìm li ñộ dao ñộng sau thời ñiểm t một khoảng thời gian ∆t. Biết tại thời ñiểm t vật có li ñộ x = x0. * Từ phương trình dao ñộng ñiều hoà: x = Asin(ωt + ϕ) cho x = x0 Lấy nghiệm ωt + ϕ = α (ứng với x ñang tăng, vì cos(ωt + ϕ) > 0) hoặc ωt + ϕ = π - α (ứng với x ñang giảm) với 2 2 π π α− ≤ ≤ * Li ñộ sau thời ñiểm ñó ∆t giây là: x = Asin(ω∆t + α) hoặc x = Asin(π - α + ω∆t) = Asin(ω∆t - α) 17. Dao ñộng ñiều hoà có phương trình ñặc biệt: * x = a ± Asin(ωt + ϕ) với a = const Biên ñộ là A, tần số góc là ω, pha ban ñầu ϕ x là toạ ñộ, x0 = Asin(ωt + ϕ) là li ñộ. Toạ ñộ vị trí cân bằng x = a, toạ ñộ vị trí biên x = a ± A Vận tốc v = x’ = x0’, gia tốc a = v’ = x” = x0” Hệ thức ñộc lập: a = -ω2x0 2 2 20 ( ) v A x ω = + * x = a ± Asin2(ωt + ϕ) (ta hạ bậc) Biên ñộ A/2; tần số góc 2ω, pha ban ñầu 2ϕ. II. CON LẮC LÒ XO 1. Tần số góc: k m ω = ; chu kỳ: 2 2 m T k π π ω = = ; tần số: 1 1 2 2 k f T m ω π π = = = 2. Cơ năng: 2 2 2ñ 1 1 2 2t E E E m A kAω= + = = Với 2 2 2 2ñ 1 1 os ( ) os ( ) 2 2 E mv kA c t Ec tω ϕ ω ϕ= = + = + 2 2 2 2 1 1 sin ( ) sin ( ) 2 2t E kx kA t E tω ϕ ω ϕ= = + = + 3 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 3. * ðộ biến dạng của lò xo thẳng ñứng: mg l k ∆ = ⇒ 2 l T g π ∆ = * ðộ biến dạng của lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α: sinmg l k α ∆ = ⇒ 2 sin l T g π α ∆ = * Trường hợp vật ở dưới: + Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + ∆l (l0 là chiều dài tự nhiên) + Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lMin = l0 + ∆l – A + Chiều dài cực ñại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lMax = l0 + ∆l + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2 + Khi A > ∆l thì thời gian lò xo nén là ω t jD D = , với ∆ cos∆φ = A l Thời gian lò xo giãn là T/2 - ∆t, với ∆t là thời gian lò xo nén (tính như trên) * Trường hợp vật ở trên: lCB = l0 - ∆l; lMin = l0 - ∆l – A; lMax = l0 - ∆l + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2 4. Lực hồi phục hay lực phục hồi (là lực gây dao ñộng cho vật) là lực ñể ñưa vật về vị trí cân bằng (là hợp lực của các lực tác dụng lên vật xét phương dao ñộng), luôn hướng về VTCB, có ñộ lớn Fhp = k|x| = mω 2|x|. 5. Lực ñàn hồi là lực ñưa vật về vị trí lò xo không biến dạng. Có ñộ lớn Fñh = kx * (x* là ñộ biến dạng của lò xo) * Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực hồi phục và lực ñàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến dạng) * Với con lắc lò xo thẳng ñứng hoặc ñặt trên mặt phẳng nghiêng + ðộ lớn lực ñàn hồi có biểu thức: * Fñh = k|∆l + x| với chiều dương hướng xuống * Fñh = k|∆l - x| với chiều dương hướng lên + Lực ñàn hồi cực ñại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) = FKMax + Lực ñàn hồi cực tiểu: * Nếu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A) = FKMin * Nếu A ≥ ∆l ⇒ FMin = 0 (lúc vật ñi qua vị trí lò xo không biến dạng) Lực ñẩy (lực nén) ñàn hồi cực ñại: FNmax = k(A - ∆l) (lúc vật ở vị trí cao nhất) Lưu ý: Khi vật ở trên: * FNmax = FMax = k(∆l + A) * Nếu A < ∆l ⇒ FNmin = FMin = k(∆l - A) * Nếu A ≥ ∆l ⇒ FKmax = k(A - ∆l) còn FMin = 0 6. Một lò xo có ñộ cứng k, chiều dài l ñược cắt thành các lò xo có ñộ cứng k1, k2, … và chiều dài tương ứng là l1, l2, … thì ta có: kl = k1l1 = k2l2 = … 7. Ghép lò xo: * Nối tiếp 1 2 1 1 1 ... k k k = + + ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: T2 = T1 2 + T2 2 * Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: 2 2 2 1 2 1 1 1 ... T T T = + + 8. Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 ñược chu kỳ T1, vào vật khối lượng m2 ñược T2, vào vật khối lượng m1+m2 ñược chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2)ñược chu kỳ T4. Thì ta có: 2 2 23 1 2T T T= + và 2 2 2 4 1 2T T T= − 9. Vật m1 ñược ñặt trên vật m2 dao ñộng ñiều hoà theo phương thẳng ñứng. (Hình 1) ðể m1 luôn nằm yên trên m2 trong quá trình dao ñộng thì: 1 2ax 2 ( ) M m m gg A kω + = = k m Vật ở dưới m k Vật ở trên k m1 m2 Hình 1 m2 m1 k Hình 2 4 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 10. Vật m1 và m2 ñược gắn vào hai ñầu lò xo ñặt thẳng ñứng, m1 dao ñộng ñiều hoà.(Hình 2) ðể m2 luôn nằm yên trên mặt sàn trong quá trình m1 dao ñộng thì: 1 2 ax ( ) M m m g A k + = 11. Vật m1 ñặt trên vật m2 dao ñộng ñiều hoà theo phương ngang. Hệ số ma sát giữa m1 và m2 là µ, bỏ qua ma sát giữa m2 và mặt sàn. (Hình 3) ðể m1 không trượt trên m2 trong quá trình dao ñộng thì: 1 2 ax 2 ( ) M m m gg A k µ µ ω + = = III. CON LẮC ðƠN 1. Tần số góc: g l ω = ; chu kỳ: 2 2 l T g π π ω = = ; tần số: 1 1 2 2 g f T l ω π π = = = 2. Phương trình dao ñộng: s = S0sin(ωt + ϕ) hoặc α = α0sin(ωt + ϕ) với s = αl, S0 = α0l và α ≤ 10 0 ⇒ v = s’ = ωS0cos(ωt + ϕ) = ωlα0cos(ωt + ϕ) ⇒ a = v’ = -ω2S0sin(ωt + ϕ) = -ω 2lα0sin(ωt + ϕ) = -ω 2s = -ω2αl Lưu ý: S0 ñóng vai trò như A còn s ñóng vai trò như x 3. Hệ thức ñộc lập: * a = -ω2s = -ω2αl * 2 2 20 ( ) v S s ω = + * 2 2 2 0 v gl α α= + 4. Cơ năng: 2 2 2 2 2 2ñ 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2t mg E E E m S S mgl m l l ω α ω α= + = = = = Với 2 2ñ 1 os ( ) 2 E mv Ec tω ϕ= = + 2(1 os ) sin ( )tE mgl c E tα ω ϕ= − = + 5. Tại cùng một nơi con lắc ñơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, con lắc ñơn chiều dài l2 có chu kỳ T2, con lắc ñơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T2,con lắc ñơn chiều dài l1 - l2 (l1>l2) có chu kỳ T4. Thì ta có: 2 2 23 1 2T T T= + và 2 2 2 4 1 2T T T= − 6. Vận tốc và lực căng của sợi dây con lắc ñơn v2 = 2gl(cosα – cosα0) và TC = mg(3cosα – 2cosα0) 7. Con lắc ñơn có chu kỳ ñúng T ở ñộ cao h1, nhiệt ñộ t1. Khi ñưa tới ñộ cao h2, nhiệt ñộ t2 thì ta có: 2 T h t T R λ∆ ∆ ∆ = + Với R = 6400km là bán kính Trái ðât, còn λ là hệ số nở dài của thanh con lắc. 8. Con lắc ñơn có chu kỳ ñúng T ở ñộ sâu d1, nhiệt ñộ t1. Khi ñưa tới ñộ sâu d2, nhiệt ñộ t2 thì ta có: 2 2 T d t T R λ∆ ∆ ∆ = + 9. Con lắc ñơn có chu kỳ ñúng T ở ñộ cao h, nhiệt ñộ t1. Khi ñưa xuống ñộ sâu d, nhiệt ñộ t2 thì ta có: 2 2 T d h t T R R λ∆ ∆ = − + 10. Con lắc ñơn có chu kỳ ñúng T ở ñộ sâu d, nhiệt ñộ t1. Khi ñưa lên ñộ cao h, nhiệt ñộ t2 thì ta có: 2 2 T h d t T R R λ∆ ∆ = − + Hình 3 m1 k m2 5 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí Lưu ý: * Nếu ∆T > 0 thì ñồng hồ chạy chậm (ñồng hồ ñếm giây sử dụng con lắc ñơn) * Nếu ∆T < 0 thì ñồng hồ chạy nhanh * Nếu ∆T = 0 thì ñồng hồ chạy ñúng * Thời gian chạy sai mỗi ngày (24h = 86400s): 86400( ) T s T ∆ θ = 11. Khi con lắc ñơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không ñổi: Lực phụ không ñổi thường là: * Lực quán tính: F ma= − ur r , ñộ lớn F = ma ( F a↑↓ ur r ) Lưu ý: + Chuyển ñộng nhanh dần ñều a v↑↑ r r ( v r có hướng chuyển ñộng) + Chuyển ñộng chậm dần ñều a v↑↓ r r * Lực ñiện trường: F qE= ur ur , ñộ lớn F = |q|E (Nếu q > 0 ⇒ F E↑↑ ur ur ; còn nếu q < 0 ⇒ F E↑↓ ur ur ) * Lực ñẩy Ácsimét: F = DgV ( F ur luông thẳng ñứng hướng lên) Trong ñó: D là khối lượng riêng của chất lỏng hay chất khí. g là gia tốc rơi tự do. V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng hay chất khí ñó. Khi ñó: 'P P F= + uur ur ur gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò như trọng lực P ur ) ' F g g m = + ur uur ur gọi là gia tốc trọng trường hiệu dụng hay gia tốc trọng trường biểu kiến. Chu kỳ dao ñộng của con lắc ñơn khi ñó: ' 2 ' l T g π= Các trường hợp ñặc biệt: * F ur có phương ngang: + Tại VTCB dây treo lệch với phương thẳng ñứng một góc có: F tg P α = + 2 2' ( ) F g g m = + * F ur có phương thẳng ñứng thì ' F g g m = ± + Nếu F ur hướng xuống thì ' F g g m = + + Nếu F ur hướng lên thì ' F g g m = − IV. TỔNG HỢP DAO ðỘNG 1. Tổng hợp hai dao ñộng ñiều hoà cùng phương cùng tần số x1 = A1sin(ωt + ϕ1) và x2 = A2sin(ωt + ϕ2) ñược một dao ñộng ñiều hoà cùng phương cùng tần số x = Asin(ωt + ϕ). Trong ñó: 2 2 21 2 1 2 2 12 os( )A A A A A c ϕ ϕ= + + − 1 1 2 2 1 1 2 2 sin sin os os A A tg A c A c ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + = + với ϕ1 ≤ ϕ ≤ ϕ2 (nếu ϕ1 ≤ ϕ2 ) * Nếu ∆ϕ = 2kπ (x1, x2 cùng pha) ⇒ AMax = A1 + A2 ` * Nếu ∆ϕ = (2k+1)π (x1, x2 ngược pha) ⇒ AMin = |A1 - A2| 2. Khi biết một dao ñộng thành phần x1 = A1sin(ωt + ϕ1) và dao ñộng tổng hợp x = Asin(ωt + ϕ) thì dao ñộng thành phần còn lại là x2 = A2sin(ωt + ϕ2). Trong ñó: 2 2 22 1 1 12 os( )A A A AA c ϕ ϕ= + − − 1 12 1 1 sin sin os os A A tg Ac A c ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ − = − với ϕ1 ≤ ϕ ≤ ϕ2 ( nếu ϕ1 ≤ ϕ2 ) 6 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 3. Nếu một vật tham gia ñồng thời nhiều dao ñộng ñiều hoà cùng phương cùng tần số x1 = A1sin(ωt + ϕ1; x2 = A2sin(ωt + ϕ2) … thì dao ñộng tổng hợp cũng là dao ñộng ñiều hoà cùng phương cùng tần số x = Asin(ωt + ϕ). Ta có: 1 1 2 2sin sin sin ...xA A A Aϕ ϕ ϕ= = + + 1 1 2 2os os os ...A Ac A c A cϕ ϕ ϕ∆ = = + + 2 2 xA A A∆⇒ = + và xAtg A ϕ ∆ = với ϕ ∈[ϕMin;ϕMax] V. DAO ðỘNG TẮT DẦN – DAO ðỘNG CƯỠNG BỨC - CỘNG HƯỞNG 1. Một con lắc lò xo dao ñộng tắt dần với biên ñộ A, hệ số ma sát µ. Quãng ñường vật ñi ñược ñến lúc dừng lại là: 2 2 2 2 2 kA A S mg g ω µ µ = = 2. Một vật dao ñộng tắt dần thì ñộ giảm biên ñộ sau mỗi chu kỳ là: 2 4 4mg g A k µ µ ω ∆ = = ⇒ số dao ñộng thực hiện ñược 2 4 4 A Ak A N A mg g ω µ µ = = = ∆ 3. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi: f = f0 hay ω = ω0 hay T = T0 Với f, ω, T và f0, ω0, T0 là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cưỡng bức và của hệ dao ñộng. 7 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí CHƯƠNG II: SÓNG CƠ HỌC I. SÓNG CƠ HỌC 1. Bước sóng: λ = vT = v/f Trong ñó: λ: Bước sóng; T (s): Chu kỳ của sóng; f (Hz): Tần số của sóng v: Vận tốc truyền sóng (có ñơn vị tương ứng với ñơn vị của λ) 2. Phương trình sóng Tại ñiểm O: uO = asin(ωt + ϕ) Tại ñiểm M cách O một ñoạn d trên phương truyền sóng. * Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì uM = aMsin(ωt + ϕ - d v ω ) = aMsin(ωt + ϕ - 2 d π λ ) * Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì uM = aMsin(ωt + ϕ + d v ω ) = aMsin(ωt + ϕ + 2 d π λ ) 3. ðộ lệch pha giữa hai ñiểm cách nguồn một khoảng d1, d2 1 2 1 22 d d d d v ϕ ω π λ − − ∆ = = Nếu 2 ñiểm ñó nằm trên một phương truyền sóng và cách nhau một khoảng d thì: 2 d d v ϕ ω π λ ∆ = = Lưu ý: ðơn vị của d, d1, d2, λ và v phải tương ứng với nhau 4. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây ñược kích thích dao ñộng bởi nam châm ñiện với tần số dòng ñiện là f thì tần số dao ñộng của dây là 2f. II. GIAO THOA SÓNG Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp cách nhau một khoảng l: Xét ñiểm M cách hai nguồn lần lượt d1, d2 Gọi  x là số nguyên lớn nhất nhỏ hơn x (ví dụ:      6 5; 4,05 4; 6,97 6= = = ) 1. Hai nguồn dao ñộng cùng pha: Biên ñộ dao ñộng của ñiểm M: AM = 2aM|cos( 1 2 d d π λ − )| * ðiểm dao ñộng cực ñại: d1 – d2 = kλ (k∈Z) Số ñiểm hoặc số ñường (không tính hai nguồn): l l k λ λ − < < hoặc CN =2 1 l λ +         § * ðiểm dao ñộng cực tiểu (không dao ñộng): d1 – d2 = (2k+1) 2 λ (k∈Z) Số ñiểm hoặc số ñường (không tính hai nguồn): 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − hoặc CT 1 N =2 2 l λ +         2. Hai nguồn dao ñộng ngược pha: Biên ñộ dao ñộng của ñiểm M: AM = 2aM|cos( 1 2 2 d d π π λ − + )| * ðiểm dao ñộng cực ñại: d1 – d2 = (2k+1) 2 λ (k∈Z) Số ñiểm hoặc số ñường (không tính hai nguồn): 1 1 2 2 l l k λ λ − − < < − hoặc C 1 N =2 2 l λ +         § * ðiểm dao ñộng cực tiểu (không dao ñộng): d1 – d2 = kλ (k∈Z) Số ñiểm hoặc số ñường (không tính hai nguồn): O x M d 8 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí l l k λ λ − < < hoặc CTN =2 1 l λ +         3. Hai nguồn dao ñộng vuông pha: Biên ñộ dao ñộng của ñiểm M: AM = 2aM|cos( 1 2 4 d d π π λ − + )| Số ñiểm (ñường) dao ñộng cực ñại bằng số ñiểm (ñường) dao ñộng cực tiểu (không tính hai nguồn): 1 1 4 4 l l k λ λ − − < < − Chú ý: Với bài toán tìm số ñường dao ñộng cực ñại và không dao ñộng giữa hai ñiểm M, N cách hai nguồn lần lượt là d1M, d2M, d1N, d2N. ðặt ∆dM = d1M - d2M ; ∆dN = d1N - d2N và giả sử ∆dM < ∆dN. + Hai nguồn dao ñộng cùng pha: • Cực ñại: ∆dM < kλ < ∆dN • Cực tiểu: ∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN + Hai nguồn dao ñộng ngược pha: • Cực ñại:∆dM < (k+0,5)λ < ∆dN • Cực tiểu: ∆dM < kλ < ∆dN Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số ñường cần tìm. III. SÓNG DỪNG 1. * Giới hạn cố ñịnh ⇒ Nút sóng * Giới hạn tự do ⇒ Bụng sóng * Nguồn phát sóng ⇒ ñược coi gần ñúng là nút sóng * Bề rộng bụng sóng 4a (với a là biên ñộ dao ñộng của nguồn) 2. ðiều kiện ñể có sóng dừng giữa hai ñiểm cách nhau một khoảng l: * Hai ñiểm ñều là nút sóng: * ( ) 2 l k k N λ = ∈ Số bụng sóng = số bó sóng = k Số nút sóng = k + 1 * Hai ñiểm ñều là bụng sóng: * ( ) 2 l k k N λ = ∈ Số bó sóng nguyên = k – 1 Số bụng sóng = k + 1 Số nút sóng = k * Một ñiểm là nút sóng còn một ñiểm là bụng sóng: (2 1) ( ) 4 l k k N λ = + ∈ Số bó sóng nguyên = k Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1 3. Trong hiện tượng sóng dừng xảy ra trên sợi dây AB với ñầu A là nút sóng Biên ñộ dao ñộng của ñiểm M cách A một ñoạn d là: 2 sin(2 )M d A a π λ = với a là biên ñộ dao ñộng của nguồn. IV. SÓNG ÂM 1. Cường ñộ âm: E P I= = tS S Với E (J), P (W) là năng lượng, công suất phát âm của nguồn S (m2) là diện tích mặt vuông góc với phương truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích mặt cầu S=4πR2) 2. Mức cường ñộ âm 0 ( ) lg I L B I = Hoặc 0 ( ) 10.lg I L dB I = (công thức thường dùng) Với I0 = 10 -12 W/m2 ở f = 1000Hz: cường ñộ âm chuẩn. 9 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí CHƯƠNG III: ðIỆN XOAY CHIỀU 1. Biểu thức hiệu ñiện thế tức thời và dòng ñiện tức thời: u = U0sin(ωt + ϕu) và i = I0sin(ωt + ϕi) Với ϕ = ϕu – ϕi là ñộ lệch pha của u so với i, có 2 2 π π ϕ− ≤ ≤ 2. Dòng ñiện xoay chiều i = I0sin(2πft + ϕi) * Mỗi giây ñổi chiều 2f lần * Nếu pha ban ñầu ϕi = 0 hoặc ϕi = π thì chỉ giây ñầu tiên ñổi chiều 2f-1 lần. 3. Công thức tính khoảng thời gian ñèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ Khi ñặt hiệu ñiện thế u = U0sin(ωt + ϕu) vào hai ñầu bóng ñèn, biết ñèn chỉ sáng lên khi u ≥ U1. 4 t ϕ ω ∆ ∆ = Với 1 0 os U c U ϕ∆ = , (0 < ∆ϕ < π/2) 4. Dòng ñiện xoay chiều trong ñoạn mạch R,L,C * ðoạn mạch chỉ có ñiện trở thuần R: uR cùng pha với i, (ϕ = ϕu – ϕi = 0) U I R = và 00 U I R = Lưu ý: ðiện trở R cho dòng ñiện không ñổi ñi qua và có U I R = * ðoạn mạch chỉ có cuộn thuần cảm L: uL nhanh pha hơn i π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = π/2) L U I Z = và 00 L U I Z = với ZL = ωL là cảm kháng Lưu ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng ñiện không ñổi ñi qua hoàn toàn (không cản trở). * ðoạn mạch chỉ có tụ ñiện C: uC chậm pha hơn i π/2, (ϕ = ϕu – ϕi = -π/2) C U I Z = và 00 C U I Z = với 1 CZ Cω = là dung kháng Lưu ý: Tụ ñiện C không cho dòng ñiện không ñổi ñi qua (cản trở hoàn toàn). * ðoạn mạch RLC không phân nhánh 2 2 2 2 2 20 0 0 0( ) ( ) ( )L C R L C R L CZ R Z Z U U U U U U U U= + − ⇒ = + − ⇒ = + − ;sin ; osL C L C Z Z Z Z R tg c R Z Z ϕ ϕ ϕ − − = = = với 2 2 π π ϕ− ≤ ≤ + Khi ZL > ZC hay 1 LC ω > ⇒ ϕ > 0 thì u nhanh pha hơn i + Khi ZL < ZC hay 1 LC ω < ⇒ ϕ < 0 thì u chậm pha hơn i + Khi ZL = ZC hay 1 LC ω = ⇒ ϕ = 0 thì u cùng pha với i. Lúc ñó Max U I = R gọi là hiện tượng cộng hưởng dòng ñiện 5. Công suất toả nhiệt trên ñoạn mạch RLC: P = UIcosϕ = I2R. 6. Hiệu ñiện thế u = U1 + U0sin(ωt + ϕ) ñược coi gồm một hiệu ñiện thế không ñổi U1 và một hiệu ñiện thế xoay chiều u = U0sin(ωt + ϕ) ñồng thời ñặt vào ñoạn mạch. 7. Tần số dòng ñiện do máy phát ñiện xoay chiều một pha có P cặp cực, rôto quay với vận tốc n vòng/phút phát ra: 60 pn f Hz= Từ thông gửi qua khung dây của máy phát ñiện Φ = NBScos(ωt +ϕ) = Φ0cos(ωt + ϕ) 10 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí Với Φ0 = NBS là từ thông cực ñại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trường, S là diện tích của vòng dây, ω = 2πf Suất ñiện ñộng trong khung dây: e = ωNSBsin(ωt + ϕ) = E0sin(ωt + ϕ) Với E0 = ωNSB là suất ñiện ñộng cực ñại. 8. Dòng ñiện xoay chiều ba pha 1 0 2 0 3 0 sin( ) 2 sin( ) 3 2 sin( ) 3 i I t i I t i I t ω π ω π ω = = − = + Máy phát mắc hình sao: Ud = 3 Up Máy phát mắc hình tam giác: Ud = Up Tải tiêu thụ mắc hình sao: Id = Ip Tải tiêu thụ mắc hình tam giác: Id = 3 Ip Lưu ý: Ở máy phát và tải tiêu thụ thường chọn cách mắc tương ứng với nhau. 9. Công thức máy biến thế: 1 1 2 1 2 2 1 2 U E I N U E I N = = = 10. Công suất hao phí trong quá trình truyền tải ñiện năng: 2 2 2os P P R U c ϕ ∆ = Thường xét: cosϕ = 1 khi ñó 2 2 P P R U ∆ = Trong ñó: P là công suất cần truyền tải tới nơi tiêu thụ U là hiệu ñiện thế ở nơi cung cấp cosϕ là hệ số công suất của dây tải ñiện l R S ρ= là ñiện trở tổng cộng của dây tải ñiện (lưu ý: dẫn ñiện bằng 2 dây) ðộ giảm thế trên ñường dây tải ñiện: ∆U = IR Hiệu suất tải ñiện: .100% P P H P −∆ = 11. ðoạn mạch RLC có L thay ñổi: * Khi 2 1 L Cω = thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau * Khi 2 2 C L C R Z Z Z + = thì 2 2 ax C LM U R Z U R + = * Với L = L1 hoặc L = L2 thì UL có cùng giá trị thì ULmax khi 1 2 1 2 1 2 21 1 1 1 ( ) 2L L L L L L Z Z Z L L = + ⇒ = + * Khi 2 24 2 C C L Z R Z Z + + = thì ax 2 2 2 R 4 RLM C C U U R Z Z = + − Lưu ý: R và L mắc liên tiếp nhau 12. ðoạn mạch RLC có C thay ñổi: * Khi 2 1 C Lω = thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau * Khi 2 2 L C L R Z Z Z + = thì 2 2 ax L CM U R Z U R + = 11 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí * Khi C = C1 hoặc C = C2 thì UC có cùng giá trị thì UCmax khi 1 2 1 21 1 1 1( ) 2 2C C C C C C Z Z Z + = + ⇒ = * Khi 2 24 2 L L C Z R Z Z + + = thì ax 2 2 2 R 4 RCM L L U U R Z Z = + − Lưu ý: R và C mắc liên tiếp nhau 13. Mạch RLC có ω thay ñổi: * Khi 1 LC ω = thì IMax ⇒ URmax; PMax còn ULCMin Lưu ý: L và C mắc liên tiếp nhau * Khi 2 1 1 2 C L R C ω = − thì ax 2 2 2 . 4 LM U L U R LC R C = − * Khi 21 2 L R L C ω = − thì ax 2 2 2 . 4 CM U L U R LC R C = − * Với ω = ω1 hoặc ω = ω2 thì I hoặc P hoặc UR có cùng một giá trị thì IMax hoặc PMax hoặc URMax khi 1 2ω ωω= ⇒ tần số 1 2f f f= 14. Hai ñoạn mạch R1L1C1 và R2L2C2 cùng u hoặc cùng i có pha lệch nhau ∆ϕ Với 1 11 1 L CZ Ztg R ϕ − = và 2 22 2 L CZ Ztg R ϕ − = (giả sử ϕ1 > ϕ2) Có ϕ1 – ϕ2 = ∆ϕ ⇒ 1 2 1 21 tg tg tg tg tg ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ − = ∆ + Trường hợp ñặc biệt ∆ϕ = π/2 (vuông pha nhau) thì tgϕ1tgϕ2 = -1. 12 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí CHƯƠNG IV: DAO ðỘNG ðIỆN TỪ SÓNG ðIỆN TỪ 1. Dao ñộng ñiện từ * ðiện tích tức thời q = Q0sin(ωt + ϕ) * Dòng ñiện tức thời i = q’ = ωQ0cos(ωt + ϕ) = I0cos(ωt + ϕ) * Hiệu ñiện thế tức thời 0 0sin( ) sin( ) Qq u t U t C C ω ϕ ω ϕ= = + = + Trong ñó: 1 LC ω = là tần số góc riêng, 2T LCπ= là chu kỳ riêng 1 2 f LCπ = là tần số riêng 00 0 Q I Q LC ω= = 0 00 0 Q I L U I C C Cω = = = * Năng lượng ñiện trường 2 2 ñ 1 1 2 2 2 q E Cu qu C = = = 2 20 ñ sin ( )2 Q E t C ω ϕ= + * Năng lượng từ trường 2 2 201 os ( ) 2 2t Q E Li c t C ω ϕ= = + * Năng lượng ñiện từ ñ tE E E= + 2 2 20 ñ 0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 Q E CU Q U LI C = = = = Chú ý: Mạch dao ñộng có tần số góc ω, tần số f và chu kỳ T thì năng lượng ñiện trường biến thiên với tần số góc 2ω, tần số 2f và chu kỳ T/2 2. Sóng ñiện từ Vận tốc lan truyền trong không gian v = c = 3.10-8m/s Máy phát hoặc máy thu sóng ñiện từ sử dụng mạch dao ñộng LC thì tần số sóng ñiện từ phát hoặc thu bằng tần số riêng của mạch. Bước sóng của sóng ñiện từ 2 v v LC f λ π= = Lưu ý: Mạch dao ñộng có L biến ñổi từ LMin → LMax và C biến ñổi từ CMin → CMax thì bước sóng λ của sóng ñiện từ phát (hoặc thu) λMin tương ứng với LMin và CMin λMax tương ứng với LMax và CMax 13 Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí CHƯƠNG V: SỰ PHẢN XẠ VÀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG 1. Hiện tượng phản xạ ánh sáng a) ð/n: Là hiện tượng tia sáng bị ñổi hướng ñột ngột trở về môi trường cũ khi gặp một bề mặt nhẵn. b) ðịnh luật phản xạ ánh sáng: * Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng tới và ở bên kia pháp tuyến so với tia tới * Góc phản xạ bằng góc tới i’ = i 2. Gương phẳng a) ð/n: Là một phần của mặt phẳng phản xạ tốt ánh sáng chiếu tới nó b) Công thức của gương phẳng * Vị trí: d + d’ = 0 * ðộ phóng ñại: ' ' ' 1 A B d k dAB = = − = * Khoảng cách vật - ảnh: L = |d – d’| = 2|d| = 2|d’| Quy ước dấu: Vật thật d > 0, vật ảo d 0, ảnh ảo d’ <0 c) Tính chất vật ảnh * Luôn có tính thật ảo trái ngược nhau * Luôn ñối xứng với nhau qua mặt phẳng gương * Luôn cùng kích thước và cùng chiều * Xét chuyển ñộng theo phương vuông góc với gương thì vật và ảnh luôn chuyển ñộng ngược chiều * Xét chuyển ñộng theo phương song song với gương thì vật và ảnh luôn chuyển ñộng cùng chiều d) Các tính chất khác của gương phẳng * Khi quay gương 1 góc α 1 quanh trục vuông góc với mặt phẳng tới thì ñối với một tia tới xác ñịnh, tia phản xạ quay cùng chiều một góc 2α * Hai gương phẳng G1, G2 quay mặt phản xạ vào nhau và hợp với nhau một góc α, góc hợp bới tia tới gương G1 và tia phản xạ từ gương G2 là β. Nếu 0 < α < 900 ⇒ β = 2α Nếu 900 < α < 1800 ⇒ β = 3600 - 2α 3. Gương cầ