th¸I nguyªn - 2011
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
1 Mục lục Trang
Cấu trúc đề thi TNTHPT và TSĐH
2
Hớng dẫn chuẩn bị thi và thi trắc
nghiệm môn vật lý
3
CHƯƠNG I: dao động cơ
5
CHƯƠNG II: sóng cơ và sóng âm
17
CHƯƠNG III: dòng điện xoay chiều
2
CẤU TRÚC ĐỀ THI TS ĐH, CĐ
CẤU TRÚC ĐỀ THI TN THPT
I. PHẦN CHUNG CHO TẤT CẢ THÍ SINH [40 câu]
Nội dung Số câu
Dao động cơ 7
Sóng cơ 4
Dòng điện xoay chiều 9
Dao động và sóng điện từ 4
Sóng ánh sáng 5
Lượng tử ánh sáng 5
Hạt nhân nguyên tử
Từ vi mô đến vĩ mô
6
II. PHẦN RIÊNG [10 câu]
Thí sinh chỉ được chọn một trong hai phần (phần A hoặc B)
A. Theo chương trình Chuẩn [10 câu]
Chủ đề Số câu
Dao động cơ
Sóng cơ và sóng âm
Dòng điện xoay chiều
Dao động và sóng điện từ
6
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Hạt nhân nguyên tử
Từ vi mô đến vĩ mô
4
Dao động cơ
Sóng cơ và sóng âm
Dòng điện xoay chiều
Dao động và sóng điện từ
4
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Hạt nhân nguyên tử
Từ vi mô đến vĩ mô
4
B. Theo chương trình Nâng cao [8 câu]
Chủ đề Số câu
Động lực học vật rắn
4
Dao động cơ
Sóng cơ
Dao động và sóng điện từ
Dòng điện xoay chiều
Sóng ánh sáng
Lượng tử ánh sáng
Sơ lược về thuyết tương đối hẹp
Hạt nhân nguyên tử
Từ vi mô đến vĩ mô
4
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
3
Hớng dẫn chuẩn bị thi và thi trắc nghiệm môn vật lý
Đây là những câu trắc nghiệm đòi hỏi thí sinh không chỉ nhớ kiến thức mà phải hiểu và vận dụng đợc
kiến thức vào những tình huống cụ thể.
Ví dụ (Đề TSĐH 2009):
Một mạch dao động điện từ LC lí tởng gồm cuộn cảm thuần độ tự cảm L và tụ
điện có điện dung thay đổi đợc từ C
1
đến C
2
. Mạch dao động này có chu kì dao động riêng thay đổi
đợc.
A. từ
1
4 LC
đến
2
4 LC
. B. từ
1
2 LC
đến
2
2 LC
C. từ
1
2 LC đến
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
4
- Giải bài toán để tìm đáp số.
- So sánh đáp số tìm đợc với các đáp số có trong phần lựa chọn.
- Chọn phơng án đúng.
II. Hớng dẫn làm bài kiểm tra, thi bằng phơng pháp trắc nghiệm
ở đây chỉ nêu một số điểm cơ bản về cách làm bài trắc nghiệm môn vật lý:
1. Cần chuẩn bị bút chì, bút mực (bi), gọt bút chì, tẩy, máy tính và đồng hồ để theo dõi giờ làm bài. Nên dùng
loại bút chì mềm (2B đến 6B), không nên gọt đầu bút chì quá nhọn, đầu bút chì nên để dẹt, phẳng để có thể
nhanh chóng tô đen ô trả lời. Khi tô đen ô đã chọn, cần cầm bút chì thẳng đứng để tô đợc nhanh. Nên có vài
bút chì đã gọt sẵn để dự trữ khi làm bài.
2. Đừng bao giờ nghĩ đến việc mang tài liệu vào phòng thi hoặc trông chờ vào sự giúp đỡ của thí sinh khác
trong phòng thi, vì các đề có hình thức khác nhau và rất dài, mỗi câu chỉ có hơn một phút để trả lời nên phải tận
dụng toàn bộ thời gian mới làm kịp.
3. Khi nhận đề, cần kiểm tra xem: đề thi có đủ số câu trắc nghiệm nh đã ghi trong đề không, nội dung đề có
đợc in rõ ràng không(Có từ nào thiếu chữ, mất nét không ). Tất cả các trang có cùng một mã đề không.
4. Khi làm từng câu trắc nghiệm, thí sinh cần đọc kĩ nội dung của câu trắc nghiệm, phải đọc hết trọn vẹn mỗi
câu trắc nghiệm, cả phần dẫn và 4 lựa chọn A, B, C, D để lựa chọn một phơng án đúng và dùng bút chì tô kín ô
tơng ứng với các chữ cái A hoặc B, C, D trong phiếu trả lời trắc nghiệm.
5. Làm đợc câu trắc nghiệm nào thí sinh nên dùng bút chì tô ngay ô trả lời trên phiếu trả lời trắc nghiệm, tơng
ứng với câu trắc nghiệm đó. Tránh làm toàn bộ các câu của đề trên giấy nháp hoặc trên đề thi rồi mới tô vào
phiếu trả lời, vì dễ bị thiếu thời gian, tô vội vàng dẫn đến nhầm lẫn! Tránh việc tô 2 ô trở lên cho một câu trắc
ngiệm vì trong trờng hợp này sẽ câu đó không đợc chấm và sẽ không có điểm.
6. Thời gian là một thử thách khi làm bài trắc nghiệm. Thí sinh phải hết sức khẩn trơng, tiết kiệm thời gian,
phải tập trung cao, vận dụng kiến thức, kĩ năng để nhanh chóng quyết định câu trả lời đúng.
7. Nên để phiếu trả lời trắc nghiệm phía tay cầm bút (thờng là bên phải), đề thi trắc nghiệm phía kia (bên trái),
tay trái giữ ở vị trí câu trắc nghiệm đang làm, tay phải dò tìm số câu trả lời tơng ứng trên phiếu trả lời trắc
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
5
CHƯƠNG I: DAO Động cơ
I. các loại dao động
1. Dao động: là chuyển động lặp đi lặp lại quanh vị trí cân bằng (Thờng là vị trí của vật khi đứng
yên).
2. Dao động tuần hoàn: Là dao động mà trạng thái chuyển động của vật đợc lặp lại nh cũ sau
những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kỳ).
3. Dao động điều hoà:
a. Định nghĩa: Dao động điều hoà là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cos (hoặc sin) của
thời gian.
- Phơng trình:
x = Acos(t + )
Trong đó:
+ x : Li độ dao động, là toạ độ của vật tại thời điểm t đang xét. Giá trị:
AxA
. Đơn vị: cm, m,
mm
+ A: Biên độ dao động, là li độ cực đại, là hằng số dơng. Biên độ A phụ thuộc kích thích ban đầu.
+ : Tần số góc của dao động (rad/s),
là hằng số dơng. phụ thuộc đặc tính của hệ dao động. Biết
ta tính đợc chu kỳ T và tần số f:
- Chu kì T: Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại trạng thái nh cũ (vị trí cũ theo hớng
cũ), nó cũng là thời gian để vật thực hiện đợc 1 dao động toàn phần.
v cũng biến đổi điều hoà với tần số góc nhng luôn nhanh pha
2
so với x và
rút ra hệ thức độc lập thời gian: 22 22 2
A = x + v
Chú ý :
luôn cùng chiều với chiều chuyển động, vật chuyển động theo chiều dơng thì v > 0, theo
chiều âm thì v < 0.
v
c. Gia tốc của vật dao động điều hoà:
a = v = x = -
2
Acos(t + ) =
2
Acos(t + + ) = -
2
x (3)
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
6
=> |a|
max
=
=
=+=+
+ Thế năng:
22 2 2 2 2
11
W()W
22
t
m x m A cos t co t
s()
=
=+=+
=> Cơ năng:
22
1
WW W
2
t
mA
=+=
= (W
đ
)
max
2
sin(t +
2
)
+ Độ lệch pha giữa dao động x
1
so với x
2
: =
1
-
2
Nếu > 0
1
>
2
thì x
1
nhanh pha hơn x
2
.
Nếu < 0
1
<
2
thì x
1
chậm pha hơn x
2
.
112
112
sin sin
tan
os os
AA
Ac Ac
2
2
+
=
+
(*) với vi
1
2
( nu
1
2
)
* Nếu = 2k
(x
A
1
+ A
2
Chú ý: Khi đã viết đợc phơng trình x = Acos(t + ) thì việc xác định vận tốc, gia tốc, động năng,
thế năng, cơ năng của vật giống nh với một dao động điều hoà bình thờng.
* Trờng hợp tổng hợp nhiều dao động điều hoà cùng phơng cùng tần số x
1
; x
2
;; x
n
x = x
1
+ x
2
+ + x
n
= Acos( t
+
)
Tìm biên độ A : Chiếu xuống trục ox: A
x
=
112 2
nn
=
Chú ý: Tổng hợp hai dao động điều hoà cùng phơng, cùng tần số cũng có thể áp dụng trờng hợp
tổng quát trên.
Quan trọng: Khi tỡm pha ban u bng biu thc (*), giỏ tr tỡm c -
2
2
, nhng trờn thc t
thỡ kt qu có thể khụng ỳng nh vy, nguyờn nhõn l vỡ tan = tan( + k), trong trng hp ny ta
cn cng thờm pha ban u l . Do vậy cần xác định xem thuộc góc phần t thứ mấy: Nếu A
x
> 0
và A
y
>0: thuộc góc phần t thứ nhất, nếu A
x
< 0 và A
y
>0: thuộc góc phần t thứ hai, Nếu A
x
< 0
và A
y
<0: thuộc góc phần t thứ ba, Nếu A
x
> 0 và A
y
1
)
- Khi bit mt dao ng thnh phn x
1
= A
1
cos(t +
1
) v dao ng tng hp x = Acos(t + ) thỡ
dao ng thnh phn cũn li l x
2
= A
2
cos(t +
2
).
Trong ú:
222
211
2os(AAA AAc
=+
1
2
11
sin sin
tan
: Vẽ đờng tròn tâm O, bán kính A. vẽ trục Ox nằm ngang hớng sang phải.
B
2
: Xác định vị trí tơng ứng của vật chuyển động tròn đều: Khi vật dao động điều hòa ở x
1
thì vật
chuyển động tròn đều ở M trên đờng tròn. Khi vật dao động điều hòa ở x
2
thì vật chuyển động tròn
đều ở N trên đờng tròn.
B
3
: Xác định góc quét
Góc quét là =
M
ON (theo chiều ngợc kim đồng hồ)
Sử dụng các kiến thức hình học để tìm giá trị của (rad)
B
4
: Xác định thời gian chuyển động
t
=
với là tần số gốc của dao động điều hòa (rad/s)
Một số kết quả:
Thời gian khi vật đi từ VTCB đến vị trí biên hoặc ngợc lại là T/2.
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x =0 đến x= A/2 và ngợc lại là T/12
Thời gian ngắn nhất vật đi từ x = A/2 đến x= A và ngợc lại là T/6.
8
2
11 2 2
112
Aco s( ) Aco s( )
sin( ) sin( )
xt xt
v
vAt vAt
=+ =+
= + = +
(x
1
, x
2
cần tính chính xác giá trị, v
1
và v
2
chỉ cần xác định dấu)
theo chiều vận tốc mà không có sự lặp lại thì đó là đoạn S
2
cần tìm.
+ Trong một số trờng hợp có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động
điều hoà và chuyển động tròn đều sẽ đơn giản hơn.
+ Tốc độ trung bình của vật đi từ thời điểm t
1
đến t
2
:
21
tb
S
v
tt
=
với S là quãng đờng tính nh
trên.
Dạng 3: Bài toán tính qung đờng lớn nhất và nhỏ nhất vật đi đợc trong khoảng thời gian 0 <
t < T/2.
- Vật có vận tốc lớn nhất khi qua VTCB, nhỏ nhất khi qua vị trí biên nên trong cùng một khoảng
thời gian quãng đờng đi đợc càng lớn khi vật ở càng gần VTCB và càng nhỏ khi càng gần vị trí biên.
- Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà
và chuyển đờng tròn đều.
A
M
M
2
đối xứng qua trục sin (hình 1)
-
A
ax
2Asin
2
M
S
=
- Quãng đờng nhỏ nhất khi vật đi từ M
1
đến
M
2
đối xứng qua trục cos (hình 2)
H
ì
nh 1 H
ì
nh 2
2(1 os )
2
Min
SAc
t
=
và
M
in
tbMin
S
v
t
=
với S
Max
; S
Min
tính nh trên.
Dạng 4: Viết phơng trình dao động điều hoà
+ Bớc 1: Viết phơng trình dạng tổng quát: x = Acos(t + )
+ Bớc 2: Xác định A, ,
* Tính :
ax ax ax
max
2
2
AAv
mmm
vaa
f
T
(thờng t
0
= 0)
0
0
Acos( )
sin( )
xt
vAt
=+
= +
Chú ý : + Vật chuyển động theo chiều dơng thì v > 0, ngợc lại v < 0
+ Trớc khi tính cần xác định rõ thuộc góc phần t thứ mấy của đờng tròn lợng giác
(thờng lấy -
<
)
* Chuyển dạng sin => cos và ngợc lại:
+ Đổi thành cos: - cos = cos( + ); sin = cos(
/2)
2
A
theo chiu õm.
2
A
-
3
Vt qua v trớ cú x = -
2
A
theo chiu dng
-
2
A
+
-
3
2
Vt qua v trớ cú x = -
2
A
theo chiu õm.
-
2
Vt qua v trớ cú x = -
2
A
theo chiu dng
-
2
A
+
-
4
3
Vt qua v trớ cú x = -
2
A
theo chiu õm.
-
2
A
-
4
3
Vt qua v trớ cú x =
2
3A
5
Vt qua v trớ cú x = -
2
3A
theo chiu õm. -
2
3A
-
6
5Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
10
Dạng 5: Tính thời điểm vật đi qua vị trí đ biết x (hoặc v, a, Wt, Wđ, F) lần thứ n
* Giải phơng trình lợng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0 phạm vi giá trị của k )
* Liệt kê n nghiệm đầu tiên (thờng n nhỏ)
* Thời điểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n
Chú ý :+ Đề ra thờng cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật để suy ra nghiệm thứ n
+ Có thể giải bài toán bằng cách sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động
tròn đều
Dạng 6: Tìm số lần vật đi qua vị trí đ biết x (hoặc v, a, W
t
, W
đ
1
m
2
x
2
=
2
1
m
2
A
2
<=> x =
1n
A
+
+ Vn tc:
n
1n +
.
2
1
mv
2
=
2
1
m
n
+
+ Vn tc: (n + 1).
2
1
mv
2
=
2
1
m
2
A
2
<=> v =
1n
A
+
CC GI TR C BIT THNG GP
Trng thỏi To Vn tc
ng nng bng th nng:
x =
2
A
v =
Th nng bng ba ln ng nng
x =
2
3A
v =
2
A
H qu: Ti v trớ x =
2
A
thỡ ng nng bng th nng, ta suy ra, c sau thi gian
4
1
T tip theo thỡ
ng nng v th nng tip tc bng nhau.
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
11
Dạng 8: Tìm li độ, vận tốc dao động sau (trớc) thời điểm t một khoảng thời gian
t. Biết tại thời
điểm t vật có li độ x = x
0
x Acos( )
Asin( )
t
vt
=
=
Dạng 9: Dao động có phơng trình đặc biệt:
* x = a Acos(t + ) với a = const
Biên độ là A, tần số góc là , pha ban đầu
x là toạ độ, x
0
= Acos(t + ) là li độ.
Toạ độ vị trí cân bằng x = a, toạ độ vị trí biên x = a A
Vận tốc v = x = x
0
, gia tốc a = v = x = x
0
* x = a Acos
2
1min
, n
2min
tho món biu thc trờn giỏ tr t
min
cn tỡm.
* Xỏc nh khong thi gian ngn nht 2 vt v trớ cú cựng li .
Xỏc nh pha ban u ca hai vt t iu kin u x
0
v v.
Gi s T
1
>T
2
nờn vt 2 i nhanh hn vt 1, chỳng gp nhau ti x
1
+ Vi < 0 (Hỡnh 1): T
12
M
OA M OA=
x
A
M
0
x
0
0
M
=
12
2
t
=
+
-A
+ Vi > 0 (Hỡnh 2):
12
() ()tt
=
12
2( )
t
=
+
2
à
à
==
* gim biờn sau mi chu k l:
2
44mg g
A
k
à
à
= =
* S dao ng thc hin c:
2
44
A
Ak A
N
A
mg g
à
à
== =
* Thi gian vt dao ng n lỳc dng li:
0
) của hệ.
=> Hiện tợng cộng hởng xảy ra khi: f = f
0
hay =
0
hay T = T
0
Với f, , T và f
0
,
0
, T
0
là tần số, tần số góc, chu kỳ của lực cỡng bức và của hệ dao động.
II. CON lắc lò xo:
* Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào một lò xo có độ cứng k ở 3 t thế:
- Nằm ngang:
k
m
k
m
- Thẳng đứng:
m
k
là chiều dài tự nhiên của lò xo
l
CB
là chiều dài của lò xo khi treo vật ở vị trí cân bằng
ở vị trí cân bằng:
+ Con lắc lò xo nằm ngang: Lò xo cha biến dạng. l
= 0, l
CB
= l
0
+ Con lắc lò xo thẳng đứng: ở VTCB lò xo biến dạng một đoạn
l
Có: P = F
đh
=> mg = k. l
l
CB
= l
0
+
l
+ Con lắc lò xo treo vào mặt phẳng nghiêng góc
:
=
; Con lắc lò xo thẳng đứng:
2
l
T
g
=
; Treo vào mặt phẳng nghiêng:
2
sin
l
T
g
=
Chú ý: Gọi T
1
và T
2
là chu kì của con lắc khi lần lợt treo vật m
1
và m
2
vào lò xo có độ cứng k
Chu kì con lắc khi treo cả m
2
2
T
- Tần số:
11
22
k
f
Tm
== =
Câu hỏi 3: Tìm chiều dài lò xo khi dao động
+ Chiều dài ở vị trí cân bằng: l
CB
= l
0
+
l
+ Chiều dài cực đại lò xo khi dao động: l
max
= l
cb
+ A
+ Chiều dài cực tiểu khi lò xo dao động: l
min
= l
O
x
A
-A
Hình a
(
A <
l
)
Hình b
(
A >
l
)
Khi A< l : Thời gian lò xo giãn 1 lần là thời gian ngắn nhất để
vật đi từ vị trí x
1
= A đến x
2
= A (Hình a)
Khi A >l (Với Ox hớng xuống) nh Hình b:
- Thời gian lò xo nén 1 lần là thời gian ngắn nhất để vật đi
từ vị trí x
1
= -
l đến x
1
2
mv
2
- Cơ năng của con lắc lò xo: W = W
t
+ W
đ
= W
t max
= W
đ max
=
1
2
kA
2
=
1
2
m
2
A
2
= const
Chú ý: Động năng và thế năng biến thiên điều hòa cùng chu kì T =
T
2
, cùng tần số f = 2f hoặc tần số
góc
đh
= k.độ biến dạng
* Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến
dạng)
* Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng (Vật ở phía dới)
+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức:
* F
đh
= k|l + x| với chiều dơng hớng xuống
* F
đh
= k|l - x| với chiều dơng hớng lên
+ Lực đàn hồi cực đại (lực kéo): F
Max
= k(l + A) (lúc vật ở vị trí thấp nhất)
+ Lực đàn hồi cực tiểu:
* Nếu A < l F
Min
= k(l - A)
* Nếu A l F
Min
= 0 (lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng)
Câu hỏi 7: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l đợc cắt thành các lò xo có độ cứng k
1
, k
2
, và chiều
dài tơng ứng là l
1
, l
1
2
+ T
2
2
* Song song: k = k
1
+ k
2
+ cùng treo một vật khối lợng nh nhau thì:
222
12
111
TTT
=++
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
15
III. CON lắc đơn:
* Cấu tạo: Vật nặng m gắn vào một sợi dây có chiều dài l.
* Điều kiện xét: Bỏ qua ma sát, lực cản, dây không giãn và rất nhẹ, vật coi là chất điểm.
1. Tần số góc:
2
+ Con lắc có chiều dài là l = l
1
+ l
2
thì chu kì dao động là: T
2
= + .
2
1
T
2
2
T
+ Con lắc có chiều dài là l = l
1
l
2
thì chu kì dao động là: T
2
= - .
2
1
T
2
2
T
2. Lực kéo về (hồi phục):
0
sin(t + )
a = v = -
2
S
0
cos(t + ) = -
2
l
0
cos(t + ) = -
2
s = -
2
l
Chú ý: S
0
đóng vai trò nh A còn s đóng vai trò nh x
4. Hệ thức độc lập:
* a = -
2
s = -
2
l
*
22
- Cơ năng: W = W
t
+ W
đ
+ Thế năng: W
t
=
22
1
2
ms
= mgl(1 - cos)
+ Động năng : W
đ
=
mv
2
2
- ở vị trí biên : W = W
tmax
= mgh
0
với h
0
= (1 - cos
2cos
0
)
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
16
6. Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm:
* Xác định xem đồng hồ chạy nhanh hay chậm:
- Viết công thức tính chu kì T khi đồng hồ chạy đúng.
- Viết công thức tính chu kì T khi đồng hồ chạy sai.
- Lập tỉ số
T'
T
Nếu
T'
T
> 1 thì đồng hồ chạy chậm (đồng hồ đếm giây sử dụng con lắc đơn)
Nếu
T'
T
< 1 thì đồng hồ chạy nhanh
* Tính thời gian đồng hồ chạy nhanh (chậm) trong một ngày đêm (24h = 86400s):
'
86400 1 ( )
t
= l
0
(1 +
t) với l
0
: Chiều dài ở 0
0
C
7. Khi con lắc đơn chịu thêm tác dụng của lực phụ không đổi:
* Lực phụ không đổi thờng là:
- Lực quán tính:
Fm= a
, độ lớn F = ma (
Fa
)
Chú ý: + Chuyển động nhanh dần đều
av
v
gọi là trọng lực hiệu dụng hay trong lực biểu kiến (có vai trò nh trọng lực 'PPF=+
P
)
'
F
gg
m
=+
gọi là gia tốc trọng trờng hiệu dụng hay gia tốc trọng trờng biểu kiến.
Chu kỳ dao động của con lắc đơn khi đó:
'2
'
l
T
g
=
* Các trờng hợp thờng gặp:
*
F có phơng ngang:
+ Tại VTCB dây treo lệch với phơng thẳng đứng một góc có:
tan
gg
m
=
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
17
pCHƯƠNG II: sóng cơ và sóng âm
I. sóng cơ
1. Định nghĩa: Là dao động lan truyền trong một môi trờng vật chất.
Chú ý: - Sóng cơ không truyền đợc trong chân không.
- Một đặc điểm quan trọng của sóng là khi sóng truyền trong một môi trờng thì các phần tử
của môi trờng chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của chúng mà không chuyển dời theo sóng. Chỉ có
pha dao động của chúng đợc truyền đi.
2. Các loại sóng:
- Sóng ngang: Phơng dao động của các phần tử của môi trờng vuông góc với phơng truyền
sóng. VD: Sóng truyền trên mặt nớc.
Chú ý: Sóng ngang chỉ truyền đợc trong chất rắn và trên bề mặt chất lỏng.
- Sóng dọc: Phơng dao động của các phần tử của môi trờng trùng với phơng truyền sóng. VD:
Sóng âm.
Chú ý: Sóng dọc truyền đợc cả trong chất rắn, chất lỏng và chất khí.
3. Các đại lợng đặc trng cho sóng:
* Chu kỳ T, tần số f, biên độ A của sóng: là chu kỳ, tần số, biên độ dao động chung của các phần tử
vật chất khi có sóng truyền qua và bằng chu kỳ, tần số, biên độ của nguồn sóng.
* Tốc độ truyền sóng: Là tốc độ truyền pha dao động (khác với tốc độ dao động của các phần tử vật
chất). Trong một môi trờng v là hằng số.
x
v
) = A
M
cos(t -
2
x
) =A
M
cos2
(
t
T
-
x
)
x
M
x
O
N
x
* Sóng truyền theo chiều âm của trục Ox thì
u
N
12 12
2
x
xx
v
x
= =
=
2.x
Chú ý: Đơn vị của x, x
1
, x
2
,
và v phải tơng ứng với nhau
= 2k với k Z : M, N dao động cùng pha => x = k
= (2k+1) với k Z : M, N dao động ngợc pha => x = (2k+1)
2
=> Hai điểm gần
nhất dao động ngợc pha cách nhau
2
- Âm nghe đợc (gây ra cảm giác âm trong tai con ngời) là sóng cơ học có tần số trong khoảng từ 16
Hz đến 20000 Hz. F < 16 Hz: sóng hạ âm, f > 20000 Hz: sóng siêu âm.
3. các đặc trng vật lý của âm:
- Âm có đầy đủ các đặc trng của một sóng cơ học
- Tốc độ truyền âm: phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ và nhiệt độ của môi trờng: v
rắn
> v
lỏng
> v
khí
.
Chú ý: Khi sóng âm truyền từ môi trờng này sang môi trờng khác thì vận tốc và bớc sóng thay
đổi. Nhng tần số và do đó chu kì của sóng không đổi.
- Cờng độ âm:
WP
I= =
tS S
Trong đó: W (J) là năng lợng, P (W) công suất phát âm của nguồn
S (m
2
) là diện tích mặt vuông góc với phơng truyền âm (với sóng cầu thì S là diện tích
mặt cầu S=4
r
2
)
Chú ý: Nếu năng lợng đợc bảo toàn:
2
12 2
0
= 10
-12
W/m
2
ở f = 1000Hz: cờng độ âm chuẩn (Cờng độ âm chuẩn thay đổi theo tần số).
Chú ý: Từ công thức
10
0
0
10lg .10
L
I
LII
I
==>=
2
21
1
10 lg
I
LL L
I
= =
- Đồ thị dao động âm (Phổ của âm):
Một nhạc cụ khi phát ra một âm có tần số f (Gọi là Âm cơ bản hay hoạ âm thứ nhất) thì đồng thời
cũng phát ra các hoạ âm có tần số 2f, 3f, 4f, (Gọi là các hoạ âm thứ hai, thứ ba, thứ t ). Biên độ
các hoạ âm cúng khác nhau. Tổng hợp đồ thị dao động của tất cả các hoạ âm của một nhạc âm ta đợc
Phơng trình sóng tại 2 nguồn
11
Acos(2 )uft
=+ và
22
Acos(2 )uft
=
+
Phơng trình sóng tại M do hai sóng từ hai nguồn truyền tới:
1
11
Acos(2 2 )
M
d
uft
=+
và
2
22
Acos(2 2 )
M
d
uft
Biên độ dao động tại M:
12
2os
2
M
dd
AAc
=+
với
12
=
Chú ý: * Số cực đại:
(k Z)
22
ll
k
1
d
2
= k (kZ) (Tập hợp là các đờng hypebol và đờng trung trực
nối 2nguồn). A
CĐ
= 2A.
=> Số đờng hoặc số điểm cực đại (không tính hai nguồn):
ll
k
<<
Chú ý: Số giá trị k nguyên tính đợc luôn là số lẻ
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d
1
d
2
= (2k+1)
2
(kZ). (Tập hợp là các đờng
hypebol). A
CT
= 0.
=> Số đờng hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
11
22
(kZ)
Số đờng hoặc số điểm cực đại (không tính hai nguồn):
11
22
ll
k
<<
* Điểm dao động cực tiểu (không dao động): d
1
d
2
= k (kZ)
Số đờng hoặc số điểm (không tính hai nguồn):
ll
k
<<
3. Hai nguồn dao động vuông pha: (
2
=
hoặc
<<
Số điểm (đờng) dao động cực tiểu (không tính hai nguồn):
11
44
ll
k
+<<+
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
20
Chú ý: Với bài toán tìm số đờng dao động cực đại và không dao động giữa hai điểm M, N cách hai
nguồn lần lợt là d
1M
, d
2M
, d
1N
, d
2N
.
Đặt d
M
= d
< k < d
N
Số giá trị nguyên của k thoả mãn các biểu thức trên là số đờng cần tìm.
IV. sóng dừng
1. Định nghĩa: là sóng có các nút và bụng cố định trong không gian.
* Nguyên nhân: Sóng dừng là kết quả của sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ, khi sóng tới và
sóng phản xạ truyền theo cùng một phơng. Khi đó sóng tới và sóng phản xạ là sóng kết hợp và giao
thoa tạo sóng dừng.
Chú ý: - Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng.
- Hai điểm đối xứng với nhau qua nút sóng luôn dao động ngợc pha.
- Hai điểm đối xứng với nhau qua bụng sóng luôn dao động cùng pha.
- Các điểm trên dây đều dao động với biên độ không đổi năng lợng không truyền đi
- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB) là nửa chu kỳ.
- Bề rộng 1 bụng là 4A. A là biên độ sóng tới hoặc sóng phản xạ.
2. Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây dài l:
2
A
Bụng
Nú
t
P
A
P
N
N
N
uAc ft
=
và ' os2 os(2 )
B
uAcftAcft
=
=
Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:
os(2 2 )
M
d
uAc ft
=+
và
'os(22
M
d
uAc ft
)
=
Phơng trình sóng dừng tại M: '
==
Phơng trình sóng tới và sóng phản xạ tại M cách B một khoảng d là:
os(2 2 )
M
d
uAc ft
=+
và
'os(22
M
d
uAc ft
)
=
Phơng trình sóng dừng tại M: '
M
MM
uuu=+ =
2os(2 )os(2 )
d
Ac c ft
Từ thông gửi qua khung dây của máy phát điện = NBScos(t +) =
0
cos(t + )
Với
0
= NBS là từ thông cực đại, N là số vòng dây, B là cảm ứng từ của từ trờng, S là diện tích của
vòng dây, = 2f
Suất điện động trong khung dây: e = NSBcos(t + -
2
) = E
0
cos(t + -
2
)
Với E
0
= NSB là suất điện động cực đại.
Chú ý: Khi khung dây quay một vòng (một chu kì) thì dòng điện chạy trong khung đổi chiều 2 lần.
+ Biểu thức điện áp tức thời và dòng điện tức thời:
u = U
0
cos(t +
u
) và i = I
0
cos(t +
- Các giá trị hiệu dụng:
+ Cờng độ hiệu dụng của dđxc là đại lợng có giá trị bằng cờng độ của một dđ không đổi, sao cho
khi đi qua cùng một điện trở R, trong cùng một khoảng thời gian thì công suất tiêu thụ của R bởi dđ
không đổi ấy bằng công suất tiêu thụ trung bình của R bởi dđxc nói trên.
+ Điện áp hiệu dụng cũng đợc định nghĩa tơng tự.
+ Giá trị hiệu dụng bằng giá trị cực đại của đại lợng chia cho
2
.
00
;;
22
UI
UIE== =
0
2
E
2. Dòng điện xoay chiều i = I
0
cos(2ft +
i
)
* Mỗi giây đổi chiều 2f lần
* Nếu pha ban đầu
i
= 0 hoặc
i
= thì chỉ giây đầu tiên
đổi chiều 2f-1 lần.
3. Công thức tính thời gian đèn huỳnh quang sáng trong một chu kỳ
* Đoạn mạch chỉ có điện trở thuần R: u
R
cùng pha với i, (
=
u
i
= 0)
U
I
R
=
và
0
0
U
I
R
=
Chú ý: Điện trở R cho dòng điện không đổi đi qua và có
U
I
R
=
L
= L là cảm kháng
Chú ý: Cuộn thuần cảm L cho dòng điện không đổi đi qua hoàn toàn (không cản trở).
* Đoạn mạch chỉ có tụ điện C: u
C
chậm pha hơn i là
/2, (
=
u
i
= -
/2)
C
U
I
Z
=
và
0
0
C
U
I
==
=
với
22
+ Khi Z
L
> Z
C
hay
1
LC
> > 0 thì u nhanh pha hơn i
+ Khi Z
L
< Z
C
hay
1
LC
< < 0 thì u chậm pha hơn i
=
++
- Nếu mạch gồm nhiều tụ điện:
+ Mắc song song:
12
CCC=++
+ Mắc nối tiếp:
12
111
CCC
=++5. Công suất toả nhiệt trên đoạn mạch RLC:
P = UIcos = I
2
R.
6. Hệ số công suất:
cos =
P
UI
=
R
Z
=
U
R
max
=
U
R
- Công suất tiêu thụ đạt cực đại P
max
=
U
2
R
- u cùng pha với i: = 0,
u
=
i
- U = U
R
; U
L
= U
C
- cos =
R
Z
= 1
9. Đoạn mạch RLC có L thay đổi:
a. Z
min
1
L
C
=
b.
22
ax
C
LM
UR Z
U
R
+
= khi
22
C
L
C
R
Z
Z
Z
+
=
c. Với L = L
1
hoặc L = L
2
= thì
ax
22
2R
4
RLM
CC
U
U
R
ZZ
=
+
Chú ý: R và L mắc liên tiếp nhau
e. u
RL
vuông pha u
RC
(R ở giữa L,C) : tan
1.
tan
2
= -1 => Z
L
.Z
C
= R
2
10. Đoạn mạch RLC có C thay đổi:
* Z
* Khi
22
L
C
L
R
Z
Z
Z
+
= thì
22
ax
L
CM
UR Z
U
R
+
=
* Khi C = C
1
hoặc C = C
2
thì U
C
có cùng giá trị thì U
Cmax
khi
12
U
R
ZZ
=
+
Chú ý: R và C mắc liên tiếp nhau
11. Mạch RLC có thay đổi:
Nguyễn Quang Đông. ĐH Thái Nguyên Mobile: 0974974888
24
* Z
min
, I
max
, U
Rmax
, U
Lmax
, U
Rcmax
, P
max
, cos
cực đại, u
R
cùng pha u
AB
1
2
LR
LC
= thì
ax
22
2.
4
CM
UL
U
R
LC R C
=
* Với =
1
hoặc =
2
thì I hoặc P hoặc U
R
có cùng một giá trị thì I
Max
hoặc P
Max
hoặc U
RMax
R
khi Z
L
= Z
C
b. Nếu U, C, L,
= hằng số. Thay đổi R.
áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho: P
max
=
2
2
U
R
khi R=
Lc
Z
Z
c. Mạch R, L, C khi R biến đổi có hai giá trị R
1
, R
2
đều cho công suất P < P
max
:
2
22 2
22
tan
LC
1
Z
Z
R
= và
2
2
2
tan
LC
2
Z
Z
R
= (giả sử
1
>
2
)
Có
1
2
=