Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU
TRƯỜNG THPT LONG HẢI – PHƯỚC TỈNH
TÀI LIỆU ÔN TẬP TỐT NGHIỆP
VÀ ĐẠI HỌC
VẬT LÝ 12 NĂM HỌC 2008 – 2009
Giáo viên : Thái Minh Quốc Văn
Tháng 3 /2009
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
1
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
Chương I: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
1. Các đại lượng đặc trưng:
1.1/ Tọa độ góc: (
ϕ
) là góc hợp bởi một mặt phẳng gắn với vật và một mặt phẳng chọn làm mốc cố định.
ϕ
có thể dương, âm hoặc bằng 0. Thường chọn chiều dương là chiều quay của vật, khi đó
ϕ
>0
1.2/ Tốc độ góc:
o
Tốc độ góc trung bình
tb
t
ϕ
ω
∆
t
ω
γ
∆
=
∆
Trong đó
ω
∆
là độ biến thiên tốc độ góc trong khoảng thời gian
t∆
o
Gia tốc góc tức thời
'( )t
γ ω
=o
Đơn vị gia tốc góc là rad/s
2
.
o
Gia tốc góc cho biết sự biến thiên nhanh hay chậm của tốc độ góc trong khoảng thời gian nào đó (gia tốc
góc trung bình) hoặc tại một htời điểm nào đó (gia tốc góc tức thời)
Lưu ý: Mọi điểm trên vật rắn quay sẽ có cùng góc quay, tốc độ góc và gia tốc góc nhưng tốc độ dài và gia tốc
dài có thể khác nhau.
1.4/ Gia tốc dài:
o
a
r
là gia tốc tồn phần
2 2
n t
a a a= +
o
Đơn vị của gia tốc dài là m/s
2
.
1.5/ Mơmen qn tính:
o
mơmen qn tính của chất điểm đối với một trục quay:
2
I mr
=
Trong đó r là khoảng cách từ chất điểm
đến trục quay; m là khối lượng chả chất điểm.
o
mơmen qn tính của vật rắn đối với một trục quay:
2
i i
i
I m r
2
- Đĩa tròn mỏng, khối trụ:
2
1
2
I mR
=
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
2
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
- Khối cầu đặc:
2
2
5
I mR
=
- Mơmen của vật rắn đối với một trục quay bất kì so với một trục quay đã biết:
2
'
I I md
∆ ∆
= +
1.6/ Mơmen động lượng: L = I
ωo
2. Các phương trình động học của chuyển động quay:
2.1/ Vật rắn chuyển động quay đều:
0
t
ϕ ϕ ω
= +
ω
= hằng số
2.2/ Vật rắn quay biến đổi đều:
o
0
t
ω ω γ
= +
o
2
0 0
1
2
t t
ϕ ϕ ω γ
= + +
o
=
+ Nếu vật rắn khơng thay đổi hình dạng (tức là I = hằng số) thì vật rắn quay đều hoặc đứng n
+ Nếu vật rắn thay đổi hình dạng ( tức là I thay đổi) thì I và
ω
tỉ lệ nghịch với nhau.
5. So sánh chuyển động quay của vật rắn và chuyển động của chất điểm:
dL
M
dt
=
dp
F
dt
=
Mơmen lực M
Tốc độ góc
ω
Mơmen qn tính I
Mơmen động lượng L
Lực F
Tốc độ dài v
Khối lượng m
Động lượng p
Chương II : DAO ĐỘNG CƠ HỌC
1. Dao động tuần hoàn và dao động điều hoà:
1.1/ Dao động tuần hoàn: Là dao động lặp lại trạng thái cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau
(Khoảng thời gian đó gọi là chu kì dao động).
1.2/ Dao động điều hoà: Là dao động được biểu diễn bằng đònh luật dạng sin hoặc dạng cos, dao động
điều hoà là trường hợp đặc biệt của dao động tuần hoàn.
f
T
π
π
ω
2
2
==
.
2.5/ Pha dao động:
)(
ϕω
+
t
: Đặc trưng cho trạng thái dao động (chiều chuyển động, vận tốc, gia tốc,
năng lượng) vào thời điểm t ;
ϕ
: Là pha ban đầu (đặc trưng cho trạng thái ban đầu)
2.6/ Li độ và biện độ: Li độ là toạ độ của vật khi lấy VTCB làm gốc toạ độ, trục toạ độ là phương dao
động; Biên độ là li độ cực đại x
max
= A (A luôn dương);
Các đại lượng A,
,ω ϕ
là các hằng số. Trong đó: A và
ω
ln dương;
ϕ
có thể dương, âm hoặc bằng 0.
Nhận xét:
2
2 2
2
v
A x
= +
ω
Nh ận xét : Li độ, vận tốc và gia tốc biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng về pha thì:
- Vận tốc sớm pha hơn li độ 1 góc
2
π
, tức là vng pha với li độ.
- Gia tốc sớm pha hơn li độ một góc
π
, tức là ngược pha với li độ và vng ph với vận tốc.
4. Năng lượng dao động:
4.1/ Động năng:
2 2 2 2
d
1 1
E mv m A sin ( t )
2 2
= = ω ω +ϕ
4.2/ Thế năng:
2 2 2
t
1 1
E kx kA cos ( t )
Tại biên x
max
= A, v = 0, gia tốc a
max
nên thế năng cực đại, động năng bằng 0.
o
Khi vật đi từ biên vào VTCB thì động năng tăng thế năng giảm. Qua VTCB v
max
, x = 0 nên động năng
cực đại, thế năng bằng 0 và gia tốc bằng 0.
5. Lực phục hồi (hay gọi là lực gây ra dao động):
5.1/ Là lực đưa vật về vò trí cân bằng F
ph
= -kx
(dấu “-“lực ngược chiều với li độ)
5.2/ Ở vò trí cân bằng F
phmin
= 0; ở biên F
phmax
= kA.
6. Con lắc lò xo: Gồm quả nặng (m) gắn vào lò xo có độ cứng (k). Dao động được thiết lập nhờ lực đàn
hồi nên thế năng của hệ là thế năng đàn hồi.
6.1/ Tần số góc, chu kì và tần số:
k
m
ω =
m
= K(
l
∆
+ A) ; F
dh min
= 0 (khi A
≥
l
∆
) và F
dh min
= K(
l∆
-A) (khi A <
l
∆
).
6.3/ Chiều dài cực đại và cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động:
l
max
= l
o
+
l∆
+ A ; l
min
= l
o
+
Muốn tìm
ϕ
ta dựa vào gốc thời gian (t = 0)
Một số gốc thời gian thường gặp:
- Chọn gốc thời khi vật ở biên dương
ϕ
=
0
- Chọn góc thời gian ở biên âm
ϕ
=
π
- Chọn gốc thời gian khi vật quaVTCB theo chiều dương
ϕ
=
2
π
−
- Chọn gốc thời gian khi vật qua VTCB theo chiều âm
2
π
ϕ
=
- Chọn gốc thời gian khi vật qua vò trí có li độ x = A/2 theo chiều dương thì
3
π
ϕ
= −
) nên thế năng là thế năng hấp dẫn.
7.1/ Tần số góc, chu kì và tần số:
g
l
ω =
;
l
T 2
g
= π
;
1 g
f
2 l
=
π
.
Nếu xét con lắc dao động tại cùng 1 nơi tức là g không đổi thì chu kì của con lắc chỉ phụ thuộc vào đặc
tính của hệ (dao động tự do)
7.2/ Phương trình dao động:
o
s S cos( t )
= ω +ϕ
(tính theo cung lệch)
o
cos( t )
α=α ω+ϕ
(tính theo góc lệch), với s = l
α
t
E mgh mgl(1 cos )
α
= = − αo
Cơ năng
2 2
d t 0 0
mgl mg
E E E S
2 2l
= + = α =
nếu (
0
0
10α ≤
,
α
tính theo rad).
7.6/ Chu kì của con lắc đơn trong hệ quy chiếu không quán tính
(Chòu thêm tác dụng của các ngoại lực như : Lực quán tính, lực điện trường…):
o
Ta tính trọng lực biểu kiến
' '
ng
P P F mg
= + =
Lực điện trường:
F qE=
ur ur
. Nếu q > 0 thì lực điện và cường độ điện trường cùng hướng nhau,
và ngược lại
8.Tổng hợp dao động:
Cho 2 dao động thành phần:
1 1 1
x A cos( t )= ω + ϕ
và
2 2 2
x A cos( t )= ω + ϕ
cùng tần số, cùng phương nhưng
biên độ và pha đầu khác nhau.
8.1/ Độ lệch pha của 2 dao động:
2 1
∆ϕ = ϕ − ϕ
.
- Nếu
2k
∆ϕ= π
thì 2 dao động cùng pha.
- Nếu
(2k 1)
∆ϕ= + π
thì 2 dao động ngược pha.
- Nếu
k
2
π
1
+ A
2
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
6
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
- Nếu 2 dao động thành phần ngược pha thì
1 2
A A A
= −
- Nếu 2 dao động thành phần vuông pha thì
2 2 2
1 2
A A A
= +
9.Dao động tự do:
9.1/ Là dao động có chu kỳ hay tần số chỉ phụ thuộc vào đặc tính của hệ dao động, không phụ thuộc vào
các yếu tố bên ngoài.
Ví dụ: Con lắc lò xo dao động trong giới hạn đàn hồi bỏ qua ma sát.
Con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ và tại một đòa điểm xác đònh, bỏ qua ma sát.
9.2/ Hệ có khả năng thực hiện dao động tự do gọi là hệ dao động
(Và hệ sẽ dao động theo chu kì riêng khi được kích thích dao động)
10.Dao động tắt dần:
10.1/ Là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.
10.2/ Nguyên nhân: Lực ma sát hay lực cản của môi trường lấy mất năng lượng của hệ dao động.
Lực cản môi trường càng lớn biên độ giảm càng nhanh và có thể không dao động được.
10.3/ Sự tắt dần của dao động có khi có lợi, có khi có hại tùy theo mục đích và yêu cầu cụ thể.
11.Dao động cưỡng bức:
7
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
3.1/ Chu kì và tần số của sóng: Là chu kì và tần số dao động chung của các phần tử vật chất có sóng
truyền qua và bằng chu kì của nguồn sóng.
1
T
f
=
3.2/ Vận tốc truyền sóng là: vận tốc truyền pha dao động:
s
v
t
=
với s là quảng đường mà sóng truyền trong thời gian t.
Vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền sóng, cùng một sóng nhưng qua hai
môi trường khác nhau thì vận tốc của chúng khác nhau mặc dù tần số của nó không thay đổi.
3.3/ Bước sóng:
( )λ
Là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên cùng một phương truyền sóng có
dao động cùng pha với nhau.
(hoặc bước sóng là quảng đường mà sóng truyền được trong một chu kì dao động của sóng).
- Những điểm cách nhau một số nguyên lần bước sóng trên phương truyền thì dao động cùng pha.
- Những điểm cách nhau một số lẻ nữa bước sóng trên phương truyền thì dao động ngược pha.
v
vT
f
λ = =
π
= ω + = ω +
λ
5.2/ Phương trình tổng quát của sóng truyền trên một phương:
2
u a cos( t x)
π
= ω −
λ
(với x là toạ độ của điểm bất kì trên phương truyền đối với nguồn điểm)
5.3/ Độ lệch pha của hai điểm cách nhau khoảng d trên cùng một phương truyền vào cùng một thời điểm
2
d
π
∆ϕ =
λ
(Lưu ý: công thức này có thể dùng để tính độ lệch pha của hai điểm bất kì có hiệu khoảng cách đến
nguồn là d).
5.4/ Độ lệch pha tại cùng một điểm nhưng vào các thời điểm khác nhau
2 1
(t t )
∆ϕ=ω −
.
6. Giao thoa sóng:
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
8
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
6.1/ Là sự gặp nhau của hai hay nhiều sóng kết hợp trong đó có những chỗ sóng được tăng cường hoặc
(2 1)
2
d d k
λ
− = +
(Hiệu khoảng cách từ một điểm đến hai nguồn là một số lẻ của nữa bước sóng thì
điểm đó là cực tiểu).
6.3/ Hình ảnh của hiện tượng giao thoa với hai nguồn giống nhau: Đường thẳng trung trực của hai nguồn là
cực đại. Xung quanh là họ các Hyperbol cực đại và cực tiểu nằm xen kẻ nhau một cách đều đặn.
(Lưu ý: Nếu hai nguồn khác pha nhau thì hình ảnh giao thoa không như ở trên.
Vd: Hai nguồn A, B ngược pha nhau thì tại đường trung trực là cực tiểu)
6.4/ Cách tính số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn AB:
- Khi hai nguồn cùng pha nhau:
AB
n
λ
=
; N
CĐ
= 2n + 1 (với n là phần nguyên); N
CT
= 2n (với n là số làm tròn).
- Khi hai nguồn khác pha nhau:
Gọi x là tọa độ của một điểm M trên đoạn AB với góc tọa độ là O.
Ta có d
2
– d
1
= 2x =
*
l k (k N )
2
λ
= ∈
.
- Một đầu cố đònh (nút)và một đầu tự do (bụng):
l (2k 1) (k N)
4
λ
= + ∈
( k gọi là số bó sóng; Nguồn được coi như là nút).
7.3/ Cách viết phương trình sóng phản xạ:
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
9
A
B
O
M
x
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
- Nếu đầu cố đònh thì sóng phản xạ ngược dấu với sóng tới.
- Nếu đầu tự do thì sóng phản xạ cùng dấu với sóng tới.
7.4/ Cách tính số bụng và số nút:
- Hai đầu cố đònh:
*
l k (k N )
2
λ
- Cho phép đo bước sóng bằng mắt thường nếu xác đònh l và số bụng.
- Đo được tần số f ta xác đònh được vận tốc truyền sóng
2l
v f f
k
= λ =
7.6/ Khi xảy ra hiện tượng sóng dừng thì năng lượng sóng không truyền đi.
8. Sóng âm:
8.1/ Khái niệm: là những sóng cơ học truyền trong môi trường vật chất, có tần số từ 16Hz – 20000Hz mà
tai người có thể cảm nhận được.
- Nếu f > 20000Hz gọi là siêu âm.
- Nếu f < 16Hz gọi là hạ âm. Cả hai loại này tai người đều không cảm giác được.
8.2/ Sự truyền âm trong môi trường:
- Sóng âm truyền được trong tất cả mọi môi trường rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong
chân không.
- Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi và mật độ của môi trường(khối lượng riêng của môi
trường) ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường.
- Vận tốc truyền âm được sắp xếp V
rắn
> V
lỏng
> V
khí
8.3/ Phân loại sóng âm:
- Khi truyền trong chất khí và lỏng thì sóng âm là sóng dọc.
- Khi truyền trong chất rắn thì sóng âm là sóng dọc và sóng ngang.
8.4/ Nhạc âm và tạp âm: Nhạc âm là những sóng có tần số xác đònh gây cảm giác êm ái , dễ chòu. Tạp âm
là những sóng không có tần số xác đònh.
8.5/ Các đặc trưng sinh lý của âm:
o
= 10
-12
W/m
2
ở
1000Hz . Khi nói mức cường độ âm L = 1dB có nghóa là I = 1,26I
o
. 1dB là mức cường độ âm nhỏ
nhất mà tai người có thể phân biệt được. Đơn vò thường dùng của mức cường độ âm là dB.
o
Ngưỡng nghe, ngưỡng đau và miền nghe được:
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
10
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
- Ngưỡng nghe: Là cường độ âm cực tiểu gây ra được cảm giác âm, ngưỡng nghe thay đổi theo tần
số âm, do đó độ to của âm không trùng với cường độ âm. Tai người nghe thính nhất đối với âm có
tần số từ 1000-5000Hz và nghe âm cao thính hơn âm trầm.
- Ngưỡng đau: Là giá trò cực đại của cường độ âm (khoảng 10W/m
2
) gây ra cảm giác đau đớn trong
tai và không còn cảm giác âm. Ngưỡng đau ứng với mức cường độ âm là 130dB; Ngưỡng đau
không phụ thuộc vào tần số của âm.
- Miền nghe được: Nằm giữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau.
9. Hiệu ứng Đốp-ple:
9.1/ Hiệu ứng này đề cập đến việc sai khác giữa tần số thu được của máy thu và tần số của nguồn phát.
9.2/ Khi khoảng cách tương đối giữa máy thu và nguồn phát giảm thì tần số mà máy thu thu được lớn hơn
tần số của nguồn phát và nược lại.
9.3/ Công thức liên hệ giữa tần số máy thu nhận được (f’) và tần số nguồn phát (f) là:
1.2/ Từ thông qua khung là
(cos )NBS t
ω ϕ
Φ= +
Trong đó:
t
α ω
=
=
( )
,B n
ur r
;
n
r
là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng khung dây (vectơ có phương vuông
góc với mặt phẳng khung và chiều tùy ý),
( , )B n
ϕ
=
ur r
lúc ban đầu.
1.3/ Từ thông biến thiên làm xuất hiện trong khung một suất điện động cảm ứng
' sin( ) sin( )
o
e NBS t E t
ω ω ϕ ω ϕ
=−Φ= + = +
Trong đó: I
0
,U
0
là cường độ dòng điện và HĐT cực đại (không thay đổi theo thời gian).
i,u là dòng điện và HĐT tức thời (thay đổi theo thời gian) ;
ω
là tần số góc (rad/s) ;
ϕ
=
1u
ϕ ϕ
−
(rad) là độ lệch pha của HĐT so với dòng điện.
3. Cường độ dòng điện và HĐT hiệu dụng:
3.1/ Khi sử dụng dòng điện xoay chiều người ta không quan tâm đến tác dụng tức thời mà quan tâm đến
tác dụng của dòng điện trong một thời gian dài nên người ta dùng các đại lượng hiệu dụng.
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
11
Tài liệu ôn thi tốt nghiệp – đại học 2008 – 2009
3.2/ Cường độ dòng điện hiệu dụng:
0
2
I
I
=
bằng cường độ của dòng điện không đổi mà nếu chúng lần
lượt đi qua một điện trở trong những thời gian như nhau thì chúng tỏa ra những nhiệt lượng bằng nhau.
π
.
os os( )
2
o o
i I c t u U c t
π
ω ω
= ⇒ = −
.hay
os os( )
2
o o
u U c t i I c t
π
ω ω
= ⇒ = +
4.3/ Chỉ có cuộn cảm: HĐT sớm pha hơn dòng điện một góc
2
π
tức là dòng điện trễ pha hơn HĐT một góc
2
π
.
os os( )
2
o o
i I c t u U c t
π
ω ω
Z Z U U
tg
R U
ϕ
− −
= =
- Nếu Z
L
> Z
C
(
2
1LC
ω
>
): HĐT sớm pha hơn dòng điện (mạch có tính cảm kháng).
- Nếu Z
L
< Z
C
(
2
1LC
ω
< ): HĐT trễ pha hơn dòng điện (mạch có tính dung kháng).
- Nếu Z
L
= Z
C
2
; Nếu 2 tụ mắc nối tiếp thì coi là
một tụ và C =
1 2
1 2
C C
C C+
; C
nt
< C
1
,C
2
và C
//
> C
1
,C
2
Từ giản đồ vécto ta có:
2 2 2 2 2 2
0 0 0 0
( ) ( )
R L C R L C
U U U U hayU U U U
= + − = + −
Tri thức làm cho con người ta cao thượng hơn GV: Thái minh quốc Văn –Trường PTTH LHPT
12