Đề cương lý thuyết học kì 1 – Vật lí 12>

Lựa chọn câu để xem giải thuật nhanh hơn

Chương 1

CHƯƠNG 1: DAO ĐỘNG CƠ

I. Dao động điều hòa

1. Định nghĩa về dao động điều hòa

– Dao động là hoạt động qua lại quanh vị trí cân đối .
– Dao động tuần hoàn là xê dịch được tái diễn như cũ sau những khoảng chừng thời hạn bằng nhau .
– Dao động điều hòa là xê dịch trong đó li độ của vật là một hàm côsin ( hay sin ) của thời hạn .

2. Các đại lượng trong dao động điều hòa

a) Các đại lượng dao động:

– Li độ : \ ( x = Acos \ left ( { \ omega t + \ varphi } \ right ) \ )
– Vận tốc : \ ( v = x ‘ = \ omega Acos \ left ( { \ omega t + \ varphi { \ rm { \ ; } } + \ frac { \ pi } { 2 } } \ right ) \ )
– Gia tốc : \ ( a = v ‘ = x ‘ ‘ = { \ omega ^ 2 } Acos \ left ( { \ omega t + \ varphi { \ rm { \ ; } } + \ pi } \ right ) \ )
– Lực kéo về : \ ( F = ma = m { \ omega ^ 2 } Acos \ left ( { \ omega t + \ varphi { \ rm { \ ; } } + \ pi } \ right ) \ )

b) Các dạng năng lượng trong dao động:

– Thế năng : \ ( { { \ rm { W } } _t } = \ frac { 1 } { 2 } k { x ^ 2 } = \ frac { 1 } { 2 } m { \ omega ^ 2 } { x ^ 2 } \ )
– Động năng : \ ( { { \ rm { W } } _d } = \ frac { 1 } { 2 } m { v ^ 2 } \ )
– Cơ năng : \ ( { \ rm { W } } = { { \ rm { W } } _t } + { { \ rm { W } } _d } = \ frac { 1 } { 2 } k { A ^ 2 } = \ frac { 1 } { 2 } m { \ omega ^ 2 } A = \ frac { 1 } { 2 } mv_ { { \ rm { max } } } ^ 2 \ )
– Khi \ ( { { \ rm { W } } _d } = n { { \ rm { W } } _t } \ to x = { \ rm { \ ; } } \ pm \ frac { A } { { \ sqrt { n + 1 } } } \ )

c) Chú ý:

– Tốc độ trung bình trong một chu kì : \ ( { v_ { tb } } = \ frac { { 4A } } { T } = \ frac { { 2 \ omega A } } { \ pi } = \ frac { { 2 { v_ { \ max } } } } { \ pi } \ )
– Cứ sau khoảng chừng thời hạn ngắn nhất \ ( \ frac { T } { 4 } \ ) thì vật lại có \ ( { { \ rm { W } } _d } = { { \ rm { W } } _t } \ )
– Hệ thức độc lập với thời hạn : \ ( { A ^ 2 } = { x ^ 2 } + \ frac { { { v ^ 2 } } } { { { \ omega ^ 2 } } } \ )

II. Con lắc lò xo

– Con lắc lò xo là một hệ xê dịch điều hòa .
– Tần số góc, chu kì, tần số :
\ ( \ omega = \ sqrt { \ frac { k } { m } } ; T = 2 \ pi \ sqrt { \ frac { m } { k } } ; f = \ frac { 1 } { { 2 \ pi } } \ sqrt { \ frac { k } { m } } \ )
Với con lắc lò xo thẳng đứng \ ( \ omega = \ sqrt { \ frac { g } { { \ Delta { l_0 } } } } ; T = 2 \ pi \ sqrt { \ frac { { \ Delta { l_0 } } } { g } } \ )
( \ ( \ Delta { l_0 } = \ frac { { mg } } { k } \ ) là độ giãn của lò xo ở VTCB )
– Biên độ : \ ( A = { l_ { \ max } } – { l_ { cb } } ; A = \ frac { { { l_ { \ max } } – { l_ { \ min } } } } { 2 } \ ) với \ ( { l_ { cb } } = \ frac { { { l_ { \ max } } + { l_ { \ min } } } } { 2 } \ )
– Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực kéo về và lực đàn hồi là một .
– Với con lắc lò xo thẳng đứng hoặc đặt trên mặt phẳng nghiêng :

 

+ Độ lớn lực đàn hồi có biểu thức :
\ ( { F_ { dh } } = k \ left | { \ Delta { l_0 } + x } \ right | \ ) với chiều dương hướng xuống
\ ( { F_ { dh } } = k \ left | { \ Delta { l_0 } – x } \ right | \ ) với chiều dương hướng lên .
+ Lực đàn hồi cực lớn ( lực kéo ) :
\ ( { F_ { \ max } } = k \ left ( { \ Delta { l_0 } + A } \ right ) \ ) ( lúc vật ở vị trí thấp nhất )
+ Lực đàn hồi cực tiểu :
Nếu \ ( A < \ Delta { l_0 } \ Rightarrow { F_ { \ min } } = k \ left ( { \ Delta { l_0 } - A } \ right ) \ ) Nếu \ ( A \ ge \ Delta { l_0 } \ Rightarrow { F_ { \ min } } = 0 \ ) ( lúc vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng ) . + Lực đẩy ( lực nén ) đàn hồi cực lớn : \ ( { F_n } \ max = k \ left ( { A - \ Delta { l_0 } } \ right ) \ ) ( lúc vật ở vị trí cao nhất )

III. Con lắc đơn

 

Con lắc đơn chịu công dụng của ngoại lực :

 

IV. Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức

– Khi không có ma sát, con lắc xê dịch điều hòa với tần số riêng \ ( { f_0 } \ ) chỉ phụ thuộc vào vào những đặc tính của con lắc .
– Dao động có biên độ giảm dần theo thời hạn gọi là giao động tắt dần. Nguyên nhân làm tắt dần xê dịch là do lực ma sát và lực cản của môi trường tự nhiên .
– Dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm đổi khác chu kì xê dịch riêng gọi Là xê dịch duy trì. ( ví dụ : giao động của đồng hồ đeo tay quả lắc ) .
– Dao động chịu tính năng của một ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn gọi là xê dịch cưỡng bức. Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số f của lực cưỡng bức .

V. Tổng hợp dao động điều hòa

 

+ Biên độ dao động tổng hợp: \({A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}{\rm{cos}}\left( {{\varphi _2} – {\varphi _1}} \right)\)

Điều kiện biên độ: \(\left| {{A_1} – {A_2}} \right| \le A \le {A_1} + {A_2}\)

+ Pha: \(\tan \varphi {\rm{\;}} = \frac{{{A_1}\sin {\varphi _1} + {A_2}\sin {\varphi _2}}}{{{A_1}{\rm{cos}}{\varphi _1} + {A_2}{\rm{cos}}{\varphi _2}}}\) \(\left( {{\varphi _1} \le \varphi {\rm{\;}} \le {\varphi _2}} \right)\)

Chương 2

CHƯƠNG 2: SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM

I. Sóng cơ và sự truyền sóng cơ

1. Định nghĩa:

– Sóng cơ là dao động cơ Viral trong môi trường tự nhiên vật chất .
– Sóng ngang là sóng trong đó những phần rử thiên nhiên và môi trường giao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. ( trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền đuợc trong chất rắn ) .
– Sóng dọc là sóng trong đó những thành phần của môi trường tự nhiên xê dịch theo phương trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn .
– Khi có sóng, những thành phần thiên nhiên và môi trường chỉ xê dịch tại chỗ, pha của xê dịch được truyền đi .
– Các thành phần môi trường tự nhiên nơi có sóng truyền qua đều xê dịch cùng chu kì, tần số với nguồn phát xê dịch. Khi truyền từ môi trườg này sang môi trường tự nhiên khác chỉ có tần số không biến hóa .
– Tốc độ truyền sóng : là vận tốc Viral xê dịch, nó nhờ vào vào thực chất thiên nhiên và môi trường ( tính đàn hồi và tỷ lệ vật chất môi trường tự nhiên ). Đối với mỗi môi trường tự nhiên vận tốc có giá trị xác lập .
– Bước sóng : là khoảng cách giữa hai thành phần sóng gần nhau nhất trên phương truyền sóng giao động cùng pha. Bước sóng cũng là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kì .
\ ( \ lambda = vT = \ frac { v } { f } \ )

2. Phương trình sóng

Phương trình tại nguồn : \ ( { u_0 } = Ac { \ rm { os } } \ omega { \ rm { t } } \ )
Phương trình sóng tại một điểm M trên phương truyền sóng Ox là : \ ( u = Acos \ left ( { \ omega t + \ varphi { \ rm { \ ; } } \ pm \ frac { { 2 \ pi d } } { \ lambda } } \ right ) \ )
+ Nếu M ở trước O theo chiều truyền sóng thì \ ( { \ varphi _M } = \ varphi { \ rm { \ ; } } + { \ rm { } } 2 \ pi \ frac { x } { \ lambda } \ )
+ Nếu M ở sau O theo chiều truyền sóng thì \ ( { \ varphi _M } = \ varphi { \ rm { \ ; } } – 2 \ pi \ frac { x } { \ lambda } \ )

3. Độ lệch pha

Độ lệch pha \(\Delta \varphi {\rm{\;}} = \frac{{2\pi d}}{\lambda }\), trong đó \(d\)- khoảng cách hai điểm

+ Hai điểm giao động cùng pha nếu : \ ( \ Delta \ varphi { \ rm { \ ; } } = k2 \ pi \ ) hay \ ( d = k \ lambda \ )
+ Hai điểm giao động ngược pha nếu : \ ( \ Delta \ varphi { \ rm { \ ; } } = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ pi \ ) hay \ ( d = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ frac { \ lambda } { 2 } \ )
+ Hai điểm xê dịch vuông pha nếu : \ ( \ Delta \ varphi { \ rm { \ ; } } = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ frac { \ pi } { 2 } \ ) hay \ ( d = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ frac { \ lambda } { 4 } \ )

II. Giao thoa sóng

– Hai nguồn tích hợp là hai nguồn giao động cùng phương, cùng chu kì ( hay tần số ) và có hiệu số pha không biến hóa theo thời hạn. Hai nguồn tích hợp có cùng pha là hai nguồn đồng nhất .
– Hai sóng do hai nguồn tích hợp phát ra là hai sóng phối hợp .
– Hiện tượng giao thoa là hiện tượng kỳ lạ hai sóng phối hợp khi gặp nhau thì có những điểm ở đó chúng luôn luôn tăng cường lẫn nhau, có những điểm ở đó chúng luôn luôn triệt tiêu nhau .

Xét với hai nguồn cùng pha, ta có:

+ Biên độ giao động tổng hợp tại M : \ ( { A_M } = \ left | { 2 acos \ left ( { \ frac { { \ pi \ left ( { { d_1 } – { d_2 } } \ right ) } } { \ lambda } } \ right ) } \ right | \ )
+ Điểm có biên độ cực lớn khi : \ ( \ Delta d = { d_1 } – { d_2 } = k \ lambda \ )
+ Điểm có biên độ cực tiểu khi : \ ( \ Delta d = { d_1 } – { d_2 } = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ frac { \ lambda } { 2 } \ )
+ Số điểm giao động cực lớn, cực tiểu giữa hai nguồn AB ( không tính hai nguồn )
* Số Cực đại : \ ( – \ frac { l } { \ lambda } { \ rm { \ ; } } < k < { \ rm { \ ; } } + \ frac { l } { \ lambda } \ ) * Số Cực tiểu : \ ( - \ frac { l } { \ lambda } - \ frac { 1 } { 2 } < k < { \ rm { \ ; } } + \ frac { l } { \ lambda } - \ frac { 1 } { 2 } { \ rm { \ ; \ ; \ ; \ ; } } ( { \ rm { k } } \ in { \ rm { Z } } ) \ ) Hay \ ( - \ frac { l } { \ lambda } < k + 0,5 < { \ rm { \ ; } } + \ frac { l } { \ lambda } { \ rm { \ ; \ ; \ ; \ ; } } ( { \ rm { k } } \ in { \ rm { Z } } ) \ )

III. Sóng dừng

1. Định nghĩa

Sóng dừng là kết quả giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ. Sóng tới và sóng phản xạ nếu truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa với nhau, và tạo ra một hệ sóng dừng.

Trong sóng dừng có một số điểm luôn luôn đứng yên gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọi là bụng.

+ Khoảng cách giữa 2 nút hoặc 2 bụng liền kề của sóng dừng là \ ( \ frac { \ lambda } { 2 } \ ) .
+ Khoảng cách giữa nút và bụng liền kề là \ ( \ frac { \ lambda } { 4 } \ ) .
+ Khoảng cách giữa hai nút ( bụng, múi ) sóng bất kể là : \ ( k \ frac { \ lambda } { 2 } \ )

2. Điều kiện để có sóng dừng

a) Hai đầu cố định

\ ( l = k \ frac { \ lambda } { 2 } \ left ( { k \ in N * } \ right ) \ )
– Số bụng sóng = số bó sóng = k
– Số nút sóng = k + 1

b) Một đầu cố định một đầu tự do

\ ( l = \ left ( { 2 k + 1 } \ right ) \ frac { \ lambda } { 4 } \ left ( { k \ in N * } \ right ) \ )
– Số bó ( bụng ) sóng nguyên = k
– Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1

IV. Sóng âm

– Các đặc trưng vật lí của âm:

+ Tần số \(f\)

+ Cường độ âm: \(I = \frac{{\rm{W}}}{{St}} = \frac{P}{S} = \frac{P}{{4\pi {r^2}}}\)

+ Mức cường độ âm: \(L = \log \frac{I}{{{I_0}}}\left( B \right) = 10\log \frac{I}{{{I_0}}}\left( {dB} \right)\)

– Các đặc trưng sinh lí của âm

+ Độ cao: là một đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm, không phụ thuộc vào năng lượng âm.

+ Độ to: là 1 đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào tần số âm và mức cường độ âm.

+ Âm sắc: là đặc trưng của âm giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn khác nhau. Âm sắc liên quan đến đồ thị dao động âm.

Chương 3

CHƯƠNG 3: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU

I. Đại cương về dòng điện xoay chiều

1. Định nghĩa

– Dòng điện xoay chiều được hiểu là dòng điện có cường độ là hàm số sin hay cosin của thời hạn : \ ( i = { I_0 } \ cos \ left ( { \ omega t + \ varphi } \ right ) \ )
Trong đó :
i : cường độ dòng điện tức thời
I0 : cường độ dòng điện cực lớn ( I0 > 0 )
\ ( \ omega \ ) : tần số góc ( rad / s )
\ ( \ left ( { \ omega t + \ varphi } \ right ) \ ) : pha của dòng điệnn tại thời gian t
– Chu kì : \ ( T = \ frac { { 2 \ pi } } { \ omega } \ ) ( s ) ; tần số \ ( f = \ frac { \ omega } { { 2 \ pi } } = \ frac { 1 } { T } \ ) ( Hz )
– Điện lượng qua tiết diện S trong thời hạn t : q = i. t
– Điện lượng qua tiết diện S trong thời hạn t1 đến t2 : \ ( \ Delta q = \ int \ limits_ { { t_1 } } ^ { { t_2 } } { i { \ rm { d } } t } \ )

2. Chú ý

– Khi thống kê giám sát, thống kê giám sát, … những đại lượng của mạch điện xoay chiều, người ta đa phần tính hoặc đo những giá trị hiệu dụng : \ ( I = \ frac { { { I_0 } } } { { \ sqrt 2 } } ; U = \ frac { { { U_0 } } } { { \ sqrt 2 } } \ )
– Trong một chu kì, dòng điện đổi chiều 2 lần .
– Người ta tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều, máy này hoạt động giải trí dựa trên hiện tượng kỳ lạ cảm ứng điện từ .

II. Các mạch điện xoay chiều

III. Mạch RLC

 

– Biểu thức điện áp : \ ( u = { u_R } + { u_L } + { u_C } = { U_0 } \ cos \ left ( { \ omega t + { \ varphi _u } } \ right ) \ )
– Biểu thức dòng điện : \ ( i = { I_0 } \ cos \ left ( { \ omega t + { \ varphi _i } } \ right ) \ )
– Tổng trở : \ ( Z = \ sqrt { { R ^ 2 } + { { \ left ( { { Z_L } – { Z_C } } \ right ) } ^ 2 } } \ )
– Cường độ dòng điện cực lớn : \ ( { I_0 } = \ frac { { { U_0 } } } { Z } = \ frac { { { U_ { 0 { \ rm { R } } } } } } { R } = \ frac { { { U_ { 0L } } } } { { { Z_L } } } = \ frac { { { U_ { 0C } } } } { { { Z_C } } } \ )
– Độ lệch pha của u so với i : \ ( \ tan \ varphi = \ frac { { { Z_L } – { Z_C } } } { R } = \ frac { { { U_L } – { U_C } } } { { { U_R } } } \ )
– Công suất : \ ( P = UIcos \ varphi { \ rm { \ ; } } = { I ^ 2 } R = \ frac { { { U ^ 2 } R } } { { { Z ^ 2 } } } = \ frac { { { U ^ 2 } R } } { { { R ^ 2 } + { { \ left ( { { Z_L } – { Z_C } } \ right ) } ^ 2 } } } \ )
– Hệ số hiệu suất : \ ( \ cos \ varphi = \ frac { { { U_ { 0 { \ rm { R } } } } } } { { { U_0 } } } = \ frac { R } { Z } \ )
– Cộng hưởng điện xảy ra khi \ ( { Z_L } = { Z_C } \ ) hay \ ( { \ omega ^ 2 } LC = 1 \ ). Khi đó :
+ Tổng trở nhỏ nhất \ ( { Z_ { \ min } } = R \ )
+ Dòng điện lớn nhất : \ ( { I_ { \ max } } = \ frac { U } { R } \ )

+ \(\varphi  = 0\): u và i cùng pha (u trễ pha \(\frac{\pi }{2}\) so với uL; u sớm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với uC )

+ Hệ số hiệu suất cực lớn : \ ( P = \ frac { { { U ^ 2 } } } { R } = UI \ )
+ \ ( { U_ { R \ max } } = U ; { U_L } = { U_C } \ )

Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Giáo dục