Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 1 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 2 Lưu hành nội bộ I. Dao động cơ 1. Thế nào là dao động cơ - Là những chuyển động qua lại ……………………… ……… ………………………………………………………………………… - VTCB: …………………………………………….………………. 2. Dao động tuần hoàn - Là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, gọi là chu kì, ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………… II. Phương trình của dao động điều hoà 1. Ví dụ - Giả sử một điểm M chuyển động tròn đều trên đường tròn theo chiều dương (ngược chiều kim đồng hồ) với tốc độ góc ω. - P là hình chiếu của M lên Ox. - Giả sử lúc t = 0, M ở vị trí M 0 với · 1 0 POM ϕ = (rad) - Sau t giây, vật chuyển động đến vị trí M, với · 1 ( )POM t ω ϕ = + (rad) - Toạ độ x = OP của điểm P có phương trình: …………………………………………………………………………. . Đặt OM = A  phương trình toạ độ x được viết thành ……………………………… ……………………………… Vậy: …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 2. Định nghĩa: Dao động điều hoà là …………………………… ………… ……………………………………………………… ……… ……………………………………………………… ……… 3. Phương trình - Phương trình dao động điều hoà: ………… ……………… Trong đó : + x: li độ của dao động (cm, m, ) + A: biên độ dao động, là x max , (A > 0) (cm, m, ) + ω: tần số góc của dao động, đơn vị là rad/s. + (ωt + ϕ): pha của dao động tại thời điểm t, đơn vị là rad. Pha là đại lượng xác định vị trí và chiều của chuyển động của Ví dụ:…………………… …………………………… ……………………………… ………………………… Ví dụ:… ………………… ……………………………… ………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… MÔ HÌNH DAO ĐỘNG: ……………………………… ………………………… Bài 7 trang 9 SGK……… ………………………… ………………………… Bài 9 trang 9 SGK ………………………… ………………………… ………………………… M M 0 P 1 x P O ωt ϕ + A t 0 x A − 2 T T 3 2 T xO A xO Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Bài 2: CON LẮC LỊ XO I. Con lắc lò xo 1. Cấu tạo: Con lắc lò xo gồm ………………………………… …………… ………………………………………………………….……………. ………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………. 2. Đặc điểm chuyển động: - VTCB: là vị trí khi ………………………………………… - Khi đưa vật ra khỏi VTCB rồi thả nhẹ thì vật sẽ dao động qua lại quanh VTCB. II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1. Chọn trục toạ độ x song song với trục của lò xo, chiều dương là chiều tăng độ dài l của lò xo. Gốc toạ độ O tại VTCB, giả sử vật có li độ x. - Lực đàn hồi của lò xo F k l = − ∆ r r → F = -kx 2. Hợp lực tác dụng vào vật: P N F ma + + = r r r r - Vì 0P N + = r r → F ma= r r Do vậy: k a x m = − 3. Đặt ω = 2 k m và so sánh với biểu thức a = -ω 2 x suy ra: dao động của con lắc lò xo là dao động điều hồ với: - Pt: x = Acos(ωt + ϕ) - Tần số góc và chu kì của con lắc lò xo: ………… ……… ………………………………………………… ……………………. ……………………………………………………………… ………. ……………………………………………………… …….…………. ………………………………………………………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… Trong đó: ω:………………………… m:………………………… k:………………………… T:………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 3 Lưu hành nội bộ k m N r P r F r v = 0 k F = 0 m N r P r k m N r P r F r O A A x Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản . 4. Lực kéo về - Lực luôn hướng về VTCB gọi là lực kéo về. Vật dao động điều hoà chịu lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ. F = - kx Trong đó: + x là ………………………………………….(…….) + k là ………………………………………… …… (…………) + dấu trừ chỉ rằng lực F luôn luôn hướng về VTCB III. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc lò xo ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. 2. Thế năng của con lắc lò xo ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. 3. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng a. Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng của con lắc. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. b. Khi không có ma sát: ω = = = 2 2 2 1 1 2 2 W kA m A const - Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động . - Khi không có ma sát, cơ năng của con lắc lò xo được bảo toàn. - Khi vật đi từ VT biên  VTCB thì W đ tăng , W t giảm ( tức là thế năng biến đổi thành động năng) và ngược lại. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………… * Chú ý: - Cần phân biệt giữa F đh và F k tác dụng vào vật. + x trong biểu thức F đh là độ biến dạng của lò xo (tính từ vị trí lò xo không bị biến dạng). + x trong biều thức F k là li độ của vật. - Khi vật dao động theo phương ngang thì độ biến dạng của lò xo cũng chính là li độ của vật. - Khi vật dao động theo phương thẳng đứng thì độ biến dạng của lò xo khác với li độ của vật. ………………………… ………………………… * Đơn vị của W đ , W t và W là………………………… ………………………… * Giá trị của W đ , W t , W không âm, luôn dương. Bài 5 trang 13 SGK …………………………. ………………………… ………………………… Bài 6 trang 13 SGK ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 4 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………… Bài 3: CON LẮC ĐƠN I. Thế nào là con lắc đơn 1.Cấu tạo Con lắc đơn gồm …………………………………… …… ……………………………………………………… ………. …………………………………………………… …………. 2. Đặc điểm chuyển động - VTCB: ……………………………………… ………… ………………………………………………… ……………. - Kéo nhẹ vật cho dây treo lệch khỏi VTCB một góc nhỏ rồi thả nhẹ, con lắc sẽ dao động quanh VTCB trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật. II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học 1. Chọn chiều (+) từ phải sang trái, gốc toạ độ tại O. + Vị trí của vật được xác định bởi li độ góc · OCM α = hay bởi li độ cong ¼ s OM l α = = . + α và s dương khi con lắc lệch khỏi VTCB theo chiều dương và ngược lại. 2. Vật chịu tác dụng của các lực T r và P r . - Phân tích t n P P P = + r r r → thành phần t P r là lực kéo về có giá trị: ………………………………………………………………. NX: Dao động của con lắc đơn nói chung không phải là dao động điều hoà. - Nếu α nhỏ thì sinα ≈ α (rad), khi đó thành phần t P r là lực kéo về có giá trị: …………………………………………… ……………………………………………………………….……… Vậy, khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hoà theo pt: s = s 0 cos(ωt + φ) ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 5 Lưu hành nội bộ m l α M l α > 0 α < 0 O + T ur P ur n P uur t P ur s = lα C Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Trong đó: s 0 = lα 0 là biên độ dao động. Với chu kì: ……………………………………………………… ……………………………………………………………………… Vậy đối với các dao động nhỏ chu kì con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào l và g mà không phụ thuộc vào biên độ A và khối lượng vật nặng m. Tại một điểm treo (g không đổi) dao động con lắc đơn là dao động tự do. III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng 1. Động năng của con lắc ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… 2. Thế năng trọng trường của con lắc đơn (chọn mốc thế năng là VTCB) ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… 3. Nếu bỏ qua mọi ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo tồn ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… IV. Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do Đo gia tốc rơi tự do 2 2 4 l g T π = ……………………………………………………………… Bài 7 trang 17 SGK………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… Bài 6 trang 17 SGK ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 6 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………… Bài 4 : DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC Khi không có ma sát con lắc dao động điều hoà với tần số riêng (f 0 ). Gọi là tần số riêng vì nó chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc. I. Dao động tắt dần 1. Thế nào là dao động tắt dần ………………………………………………………….…………… ……………………………………………………….……………… ……………………………………………………….……………… VD: dao động của mặt trống. 2. Giải thích (nguyên nhân) ……………….…………………… …………………………………………………… ………………… ……………………………………………………………………… 3. Ứng dụng ……………………………………………….……………………… ……………………………………………….……………………… ……………………………………………….……………………… II. Dao động duy trì …………………………………………………………….………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… …………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………… III. Dao động cưỡng bức ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… Đối với dao động tắt dần chậm thì chu kì của dao động coi như không đổi (T không đổi) …………… ………………………… ………………………… ………………………… Bài 5 trang 21 SGK ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 7 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản 1. Thế nào là dao động cưỡng bức ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ………………………………………………………………… …… …………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… 2. Ví dụ ( ) 3. Đặc điểm ………………………………………………… …………… ………………………………………………… …………… ……………………………………………………… … ………………………………………………………… …… ………………………………………………………… …… ……………………………………………………… ……… …………………………………………………… ………… …………………………………………………… ………… …………………………………………………… ………… ………………………………………………… …………… …………………………………………………… ………… …………………………………………………… ………… IV. Hiện tượng cộng hưởng 1. Định nghĩa ……………………………………………………… ……… …………………………………………………… ………… ……………………………………………… ……………… ………………………………………………… …………… ………………………………………………… …………… ………………………………………………… …………… - Điều kiện cộng hưởng: ………………………………… … 2. Giải thích ( ) 3. Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng - Cộng hưởng có hại: hệ dao động như toà nhà, cầu, bệ máy, ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… Bài 6 trang 21 SGK ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 8 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản khung xe … - Cộng hưởng có lợi: hộp đàn của các đàn ghita, viôlon … ………………………… ………………………… ………………………… Bài 5 TỔNG HỢP HAI DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP GIẢN ĐỒ FRE-NEN I. Vectơ quay - Dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) được biểu diễn bằng vectơ quay OM uuuuur có: + Gốc: tại O. + Độ dài OM = A. + ( ,Ox)OM ϕ = uuuuur (Chọn chiều dương là chiều dương của đường tròn lượng giác). II. Phương pháp giản đồ Fre-nen 1. Đặt vấn đề - Xét hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số: x 1 = A 1 cos(ωt + ϕ 1 ) x 2 = A 2 cos(ωt + ϕ 2 ) - Li độ của dao động tổng hợp: x = x 1 + x 2 2. Phương pháp giản đồ Fre-nen a. - Vectơ OM uuuur là một vectơ quay với tốc độ góc ω quanh O. - Mặc khác: OM = OM 1 + OM 2 → OM uuuur biểu diễn phương trình dao động điều hoà tổng hợp: x = Acos(ωt + ϕ) Vậy, ……………………………………………………….…… …………………………………………………………………… Bài 5 trang 25 SGK……… ………………………… ………………………… ………………………… Bài 6 trang 25 SGK……… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 9 Lưu hành nội bộ O x M + ϕ O x y y 1 y 2 x 1 x 2 ϕ 1 ϕ 2 ϕ M 1 M 2 M A A 1 A 2 Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… b. Biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… 3. Ảnh hưởng của độ lệch pha - Nếu các dao động thành phần cùng pha ∆ϕ = ϕ 1 - ϕ 1 = 2nπ (n = 0, ± 1, ± 2, …) Thì: A = A 1 + A 2 - Nếu các dao động thành phần ngược pha ∆ϕ = ϕ 1 - ϕ 1 = (2n + 1)π (n = 0, ± 1, ± 2, …) Thì : A = |A 1 - A 2 | 4. Ví dụ ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… Bài 4 trang 25 SGK ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 10 Lưu hành nội bộ [...]... nút sóng = k +1 + Số bó sóng = số bụng sóng = k Bài 9 trang 49 SGK ………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Lưu hành nội bộ ……………………………… Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Bài 10: ĐẶC TRƯNG VẬT LÍ CỦA ÂM GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 20 Lưu hành nội bộ I Âm, nguồn âm ……………………………… Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp 1 Âm là gì ……………………………… Vật lý 12 Cơ bản - Sóng âm là …………………………………………………… ………………………………... …………….………………………………………………………… Bài 9: SÓNG DỪNG GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 18 Lưu hành nội bộ I Sự phản xạ của sóng Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp cản cố định 1 Phản xạ của sóng trênPvật A Vật lý 12 Cơ bản Thí nghiệm ( ) P A - Sóng truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ Trả lời câu C1……………… - Khi phản xạ trên vật cản cố định, biến dạng bị đổi chiều ……………………………… - Vậy, Bài 7 trang...Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản ………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………… BẢNG SO SÁNH CÁC LOẠI DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG TỰ DO DAO ĐỘNG DUY TRÌ DAO ĐỘNG TẮT DẦN DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC SỰ CỘNG HƯỞNG Lực tác dụng *Do tác dụng của nội lực tuần hoàn *Do tác dụng của lực cản ( do ma... các loại nhạc cụ Trang 11 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Chương II: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ I Sóng cơ 1 Thí nghiệm a Mũi S cao hơn mặt nước, cho cần rung dao động mũi S không chạm mặt nước, ta thấy……… ….…………………… S M O ………………………………………………….………………… b S vừa chạm vào mặt nước tại O, cho cần rung dao động, ta thấy ……… ………………………….……………………… Trả lời... ……………………………… bộ Lưu hành nội a Cường độ âm (I) Trang 21 ……………………………… Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Bài 11: ĐẶC TRƯNG SINH LÍ CỦA ÂM I Độ cao * Chú ý: không thể nói âm có Độ cao của âm tần số 880 Hz cao gấp đôi âm có tần số 440 Hz II Độ to ……………………………… - Độ to của âm tỉ lệ với mức cường độ âm L Bài 5 trang 59 SGK ……… - Độ to chỉ là …………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………... là x) và dao động ……………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 14 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản sau O ( nằm sau O theo chiều truyền sóng) là: uM = A cos(ωt − 2π x x t x ) = A cos(ωt − ) = A cos 2π ( − ) λ v T λ ……………………………… ……………………………… ……………………………… ( lấy dấu (-) vì M dao động với thời gian ít hơn O) ……………………………………………………… Bài 8: GIAO THOA SÓNG I Hiện tượng thoa của hai... Trang 32 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Bài 15 CÔNG SUẤT ĐIỆN TIÊU THỤ CỦA MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU HỆ SỐ CÔNG SUẤT I Công suất của mạch điện xoay chiều Mạch i 1 Biểu thức của công suất - Điện áp hai đầu mạch: ~ ……………………………… - Cường độ dòng điện tức thời trong mạch: ……………………………… ………………………………………………………………………… ……………………………… - Công suất tức thời của mạch điện xoay chiều: ………………………………... …………………………………………………………………… c Với mỗi giá trị của k, quỹ tích của các điểm M được xác định bởi: d2 – d1 = hằng số Đó là một hệ hypebol mà hai tiêu điểm là S1 và S2 * Chú ý: Khoảng cách giữa hai cực đại hoặc hai cực tiểu trên đường thẳng chứa hai nguồn cách nhau nửa bước sóng ( λ ) 2 ……………………………… Bài 5 trang 45 SGK………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Bài 6 trang 45 SGK………… ……………………………… ………………………………... …………….………………………………………………………… * Công thức xác định số cực đại và cực tiểu trên khoảng S1S2 …………………………………………………… ………… … GV: Nguyễn Văn Kim Trường Bài 7 trang 45 SGK………… Trang 17 ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản ……………………………………………………... trong cuộn dây xuất hiện dòng điện xoay chiều với tần số hơn Φ một góc π/2 góc ω và cường độ cực đại:  i và e ………………pha ………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………… GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 23 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản ………………………………………………………………………… ……………………………… Nguyên tắc: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ ……………………………… III Giá trị hiệu dụng Trả lời câu . Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản Chương I: DAO ĐỘNG CƠ Bài 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ GV: Nguyễn Văn Kim Trường Trang 1 Lưu hành nội bộ Trường THPT Nguyễn Văn Tiếp Vật lý 12 Cơ bản. chuyển động: - VTCB: là vị trí khi ………………………………………… - Khi đưa vật ra khỏi VTCB rồi thả nhẹ thì vật sẽ dao động qua lại quanh VTCB. II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt động lực học 1 của lò xo (tính từ vị trí lò xo không bị biến dạng). + x trong biều thức F k là li độ của vật. - Khi vật dao động theo phương ngang thì độ biến dạng của lò xo cũng chính là li độ của vật. -