intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

KIẾN THỨC GIÁO KHOA VẬT LÝ 12

Chia sẻ: Nguyễn Văn Tú | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:46

Thêm vào BST
Báo xấu
613
lượt xem 231
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. a. Đại cương về chuyển động quay. - Một vật rắn bất kỳ quay quanh một trục cố định, chuyển động này có 2 đặc điểm: Mỗi điểm trên vật đều vạch ra 1 đường tròn vuông góc với trục quay, có bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay và có tâm nằm ở trên trục quay. Mọi điểm của vật đều quay được những góc bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian. - Tọa độ góc là hàm số của thời gian: j =j (t)...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: KIẾN THỨC GIÁO KHOA VẬT LÝ 12

  1. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 ------ ------ Naêm hoïc:2010-2011 Trang 1/28
  2. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 PHẦN A KIẾN THỨC CƠ BẢN TRONG HỌC KÌ I Phần 1: Động lực học Vật rắn. A. Tóm tắt kiến thức. 1. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. a. Đại cương về chuyển động quay. - Một vật rắn bất kỳ quay quanh một trục cố định, chuyển động này có 2 đặc điểm:  Mỗi điểm trên vật đều vạch ra 1 đường tròn vuông góc với trục quay, có bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay và có tâm nằm ở trên trục quay.  Mọi điểm của vật đều quay được những góc bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian. - Tọa độ góc là hàm số của thời gian: ϕ = ϕ ( t ) - Ta quy ước: Chọn chiều dương là chiều quay của vật. Đơn vị của tọa độ góc là Radian (rad). - Tốc độ góc tại thời điểm t bằng đạo hàm của li độ góc tại thời điểm ấy: ω = ϕ ′( t ) . Đơn vị  rad  là Rađian/giây  . s - Gia tốc góc tại thời điểm t bằng đạo hàm của tốc độ góc tại thời điểm ấy: γ = ω ′( t ) . Đơn  rad  vị là  2  . s  b. Các phương trình của chuyển động quay. - Vật rắn quay đều: ϕ = ϕ0 + ωt - Chuyển động quay có gia tốc góc không đổi theo thời gian: γ = const ω = ω + γ .t  0   12 ϕ = ϕ 0 + ω 0 t + 2 γt 2 ω − ω 02 = 2γ .∆ϕ  Chú ý: Vật quay nhanh dần nếu γ > 0 ; vật quay chậm dần nếu γ < 0 . c. Vận tốc và gia tốc – Các phương trình chuyển động của một điểm nằm trên vật quay. - Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = ω.r v2 = ω 2r - Khi vật rắn quay đều: mỗi điểm trên vật có một gia tốc hướng tâm: an = r - Khi vật rắn quay không đều: gia tốc có hai thành phần: v2 = ω 2r  Thành phần hướng tâm an , có độ lớn an = r  Thành phần tiếp tuyến at : at = γ .r    Vậy: gia tốc toàn phần của điểm đó: a = at + an ; nó có độ lớn a = at2 + an . 2 Theo phương tiếp tuyến điểm đó chuyển động nhanh dần đều với gia tốc at . Các phương trình theo độ dài: Trang 2/28
  3. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 a t = const v = v + a t  0 t   1 s = s 0 + v 0 t + 2 a t t 2 2 v − v 0 = 2a t .∆s 2  2. Định luật II Newton cho sự quay của vật. - Mômen lực: M = F .d . Đơn vị Nm. ϕ t 2 2  - Công của lực F có mômen M làm vật quay: A = Mdϕ = M ω dt ϕ1 t1 dϕ dA = M ω = I γω - Công suất : P = =M dt dt Phương trình cơ bản của động lực học vật rắn (định luật II Newton). M = I .γ trong đó: M là tổng tất cả các mômen ngoại lực tác dụng lên vật; γ là gia tốc góc của vật quay quanh trục cố định; I là mômen quán tính của vật đối với trục quay. Mômen quán tính của các vật đặc biệt:  Thanh mảnh, có khối lượng m và chiều dài l quay quanh trục vuông góc và đi qua tâm: 12 I= ml 12  Vành tròn hoăc trụ rổng bán kính R quay quanh trục của nó: I = mR 2 . 1  Đĩa tròn mỏng hoặc trụ đặc quay quanh trục của nó: I = mR 2 2 2  Khối cầu đặc đồng chất quay quanh một đường kính bất kỳ: I = mR . 2 5 2  Quả cầu rổng quay quanh một đường kính bất kỳ: I = mR 2 3 1  Ống trụ dày có bán kính các mặt là R1 , R2 quay quanh trục của nó: I = m ( R1 + R2 ) 2 2 2  Tấm đồng chất hình chữ nhật quay quanh trục vuông góc và đi qua tâm: 1 m ( a2 + b2 ) I= 12 Chú ý: Các vật đặc biệt khác có thể tính mômen quán tính của nó bằng phương pháp “vi phân”: Chia nhỏ vật thành vô số các phần tử nhỏ có khối lượng dm ( ∆m ) ở Cách trục quay một khoảng r. Mômen quán tính của phần tử đó đối với trục quay sẽ bằng: dI = dm.r 2 . Từ đó suy ra mômen quán tính của cả vật đối với trục ∫ dI . Bằng phương pháp này ta có thể tính được mômen quán tính quay: I = Ca vat của tất cả các vật đặc biệt. • Vật quay quanh 1 trục song song và cách trục đối xứng một đoạn d (Nguyên lý Huy ghen: I = I0 + m ⋅ d 2 I 0 là mômen quán tính của vật đối với trục đối xứng. 3. Mômen động lượng, Định luật bảo toàn mômen động lượng. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. Trang 3/28
  4. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 ( ) - Mômen động lượng của vật rắn quay quanh trục cố định: L = I .ω . Đơn vị kg.m / s . 2 - Dạng khác của phương trình cơ bản động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định: dL M= dt - Khi tổng mômen các lực tác dụng vào vật bằng 0 thì mômen động lượng được bảo toàn: L = const hay trường hợp vật (hoặc hệ vật) có mômen quán tính I thay đổi mô mômen động lượng ( L = I ω ) là hằng số; hay L1 = I1ω1 = I 2ω2 = L2 12 Iω . - Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định: W đ = 2 1 21 2 I ω + mv - Động năng của vật rắn vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến: W đ = 2 2 - Định lý động năng: ∆W đ = W sau − W trước = Anl 1 21 2 - Cơ năng của hệ kín được bảo toàn: mgh + I ω + mv = const 2 2 B. Phương pháp giải toán: Dạng 1: Các bài toán về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Phương pháp: - Sử dụng các công thức cho chuyển động quay không đều: γ = const ω = ω + γ .t  0   12 ϕ = ϕ 0 + ω 0 t + 2 γt 2 ω − ω 0 = 2γ .∆ϕ 2  v = ω.r v2 = ω 2r an = r - Khi vật rắn quay không đều xét một điểm trên vật gia tốc có hai thành phần: v2  an = = ω 2 r r  at : at = γ .r    - Gia tốc toàn phần của điểm đó: a = at + an ; nó có độ lớn a = at2 + an . 2 - Theo phương tiếp tuyến điểm đó chuyển động nhanh dần đều với gia tốc at . Các phương trình theo độ dài: a t = const v = v + a t  0 t   1 s = s 0 + v 0 t + 2 a t t 2 2 v − v 0 = 2a t .∆s 2  Chú ý: Có thể coi chuyển động chậm dần đều đến dừng là ngược lại của chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Chuyển động nhanh dần đều γ > 0 ; chuyển động chận dần đều γ < 0 . Dạng 2: Định luật II Newton cho sự quay của vật. Trang 4/28
  5. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 Phương pháp: Sử dụng các công thức: - M = F .d - M = I .γ Chú ý đến mômen quán tính của các vật cơ bản Ngoài ra: Các vật đặc biệt khác có thể tính mômen quán tính của nó bằng phương pháp “vi phân”: • Vật quay quanh 1 trục song song và cách trục đối xứng một đoạn d (Nguyên lý Huy ghen) : I = I0 + m ⋅ d 2 I 0 là mômen quán tính của vật đối với trục đối xứng. Dạng 3: Mômen động lượng, định luật bảo toàn mômen động lượng. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. Phương pháp: Áp dụng các công thức: ϕ2 t2 Mdϕ = M ω dt - A= ϕ1 t1 dϕ = M ω = I γω - P=M dt L = I .ω . - Mômen động lượng được bảo toàn khi tổng mômen ngoại lực tác dụng vào vật hoặc hệ vật bằng không: L = const hay trường hợp vật (hoặc hệ vật) có mômen quán tính I thay đổi mômen động lượng ( L = I ω ) là hằng số, hay L1 = I1ω1 = I 2ω2 = L2 - Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định: 12 Iω . W đ= 2 - Động năng của vật rắn vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến: 1 21 2 I ω + mv W đ= 2 2 - Định lý động năng: ∆W đ = W sau − W trước = Anl - Cơ năng của hệ kín được bảo toàn: 1 21 2 I ω + mv = const mgh + 2 2 Trang 5/28
  6. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 CHƯƠNG I DAO ĐỘNG CƠ HỌC 1.Các định nghĩa về dao động cơ  Dao động cơ học. -Dao động cơ học là sự chuyển động của một vật quanh một vị trí xác định gọi là vị trí cân bằng.  Dao động tuần hoàn -Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái của vật được lặp lại như cũ, theo hướng cũ sau những khoảng thời gian bằng nhau xác định (Chu kì dao động)  Dao động điều hòa -Dao động điều hòa là dao động mà li độ của vật được biểu thị bằng hàm cos hay sin theo thời gian. 2.Phương trình dao động điều hòa  Phương trình li độ -Phương trình x = A cos(ωt + ϕ )(cm) Với: +x: li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng. (cm) +A: Biên độ dao động hay li độ cực đại (cm) + ω : tần số góc của dao động (rad/s) + ϕ : pha ban đầu của dao động (t=0) + (ωt + ϕ ) : pha dao động tại thời điểm t. (rad)  Phương trình vận tốc -Phương trình π v = x ' = −ω A sin(ωt + ϕ ) = ω A cos(ωt + ϕ + )(cm) 2 π => Vận tốc nhanh pha hơn li độ góc 2  Phương trình gia tốc - Phương trình a = v ' = x '' = −ω 2 A cos(ωt + ϕ ) = ω 2 A cos(ωt + ϕ + π )(cm) π => Gia tốc nhanh pha hơn vận tốc góc , nhanh pha hơn li độ góc π 2 3.Các đại lượng trong dao động cơ  Chu kì dao động T(s) - Là khoảng thời gian ngắn nhất để vật thực hiện được một dao động toàn phần  Tần số dao động f(Hz) - Là số lần dao động trong một đơn vị thời gian 1 f= T  Mối quan hệ giữa chu kì, tần số và tần số góc. -Biểu thức 2π ω = 2π f = T 4.Năng lượng trong dao động cơ - Cơ năng = Động năng + Thế năng W = Wđ + Wt  Động năng Trang 6/28
  7. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 1 1 1 m.v 2 = m.ω 2 A2 sin 2 (ωt + ϕ ) = kA2 sin 2 (ωt + ϕ ) Wđ = 2 2 2  Thế năng 1212 k .x = kA cos2 (ωt + ϕ ) Wt = 2 2  Định luật bảo toàn cơ năng 1 1 W= k . A2 = m.ω 2 . A2 = Wđmax = W = Wđ + Wt = tmax 2 2 N k F=0 const m 5.Con lắc lò xo P   Cấu tạo -Con lắc lò xo gồm một là xo có độ cứng k(N/m) có khối F Nv = 0 lượng không đáng kể, một đầu cố định, đầu còn lại gắng vào k m  vật có khối lượng m. P   Phương trình dao động của con lắc lò xo F Nm  Phương trình li độ k  -Phương trình x = A cos(ωt + ϕ )(cm) P Với: +x: li độ dao động hay độ lệch khỏi vị trí cân bằng. x A O A (cm) +A: Biên độ dao động hay li độ cực đại (cm) + ω : tần số góc của dao động (rad/s) + ϕ : pha ban đầu của dao động (t=0) + (ωt + ϕ ) : pha dao động tại thời điểm t. (rad)  Phương trình vận tốc -Phương trình π v = x ' = −ω A sin(ωt + ϕ ) = ω A cos(ωt + ϕ + )(cm) 2 π => Vận tốc nhanh pha hơn li độ góc 2  Phương trình gia tốc - Phương trình a = v ' = x '' = −ω 2 A cos(ωt + ϕ ) = ω 2 A cos(ωt + ϕ + π )(cm) π => Gia tốc nhanh pha hơn vận tốc góc , nhanh pha hơn li độ góc π 2  Tần số góc k -Tần số góc của con lắc lò xo ω = (rad/s) m  Chu kì 1 2π m = 2π -Chu kì của con lắc T = = ω f k Tầ n số  Trang 7/28
  8. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 1ω 1 k -Tần số dao động của con lắc lò xo f = = = T 2π 2π m 6.Con lắc đơn  Cấu tạo -Gồm một sợi dây không giãn có độ dài l, khối lượng không đáng kể, một đầu cố định, đầu còn lại được gắng vào một vật có khối lượng m. Con lắc dao động với biên độ góc nhỏ ( α < 100 )  Phương trình dao động  Lực kéo về với li độ góc nhỏ. s Pt = − mg sin α = − mgα = −mg l  Phương trình dao động s = S0 cos(ωt + ϕ )(cm) Tần số góc  g ω= (rad/s) l C  Tần số dao động 1ω α>0 1g f= = = u  T 2π 2π l l α0,a
  9. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 7 Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng  Dao động tắt dần -Dao động mà biên độ giảm dần theo thời gian -Dao động tắt dần càng nhanh nếu độ nhớt môi trường càng lớn.  Dao động duy trì: -Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động để bù lại phần năng lượng tiêu hao do ma sát mà không làm thay đổi chu kì dao động riêng của nó, khi đó vật dao đ ộng mãi mãi v ới chu kì bằng chu kì dao động riêng của nó, gọi là dao động duy trì. Đặc điểm • Ngoại lực tác dụng để cho dao động duy trì được thực hi ện bỡi m ột c ơ c ấu n ằm trong hệ dao động.  Dao động cưỡng bức -Nếu tác dụng một ngoại biến đổi điều hoà F = F 0sin(ωt + ϕ) lên một hệ. Lực này cung cấp năng lượng cho hệ để bù lại phần năng lượng mất mát do ma sát . Khi đó hệ sẽ gọi là dao động cưỡng bức Đặc điểm • Dao động của hệ là dao động điều hoà có tần số bằng tần số ngoại lực. • Biên độ của dao động không đổi • Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào: +Biên độ ngoại lực điều hòa tác dụng vào hệ. +Tần số ngoại lực và độ chênh lệch giữa tần số dao động của ngoại lực và tần số dao động riêng của hệ. • Ngoại lực tuần hoàn do một cơ cấu ngoài hệ tác động vào vật.  Hiện tượng cộng hưởng -Nếu tần số ngoại lực (f) bằng với tần số riêng (f 0) của hệ dao động tự do, thì biên độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại.  Tầm quan trọng của hiện tượng cộng hưởng : -Dựa vào cộng hưởng mà ta có thể dùng một lực nhỏ tác dụng lên một hệ dao đ ộng có khối lượng lớn để làm cho hệ này dao động với biên độ lớn -Dùng để đo tần số dòng điện xoay chiều, lên dây đàn… 8. Tổng hợp dao động M -Tổng hợphai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có các M2 phương trình lần lượt là:x1 = A1cos(ωt + ϕ1), và x2 = A2cos(ωt + ϕ2) sẽ là một phương trình dao động điều hòa có dạng: x = Acos(ωt + ϕ).Với: ∆ϕ • Biên độ: A2 = A22 + A12+2A1A2cos(ϕ2 – ϕ1) ϕ M1 A sin ϕ1 + A2 sin ϕ 2 tan ϕ = 1 • Pha ban đầu: A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ 2 OPP P x 2 1 • Ảnh hưởng của độ lệch pha : • Nếu: ϕ2 – ϕ1 = 2kπ → A = Amax = A1+A2. :Hai dao động cùng pha • Nếu: ϕ2 – ϕ1 =(2k+1)π →A=Amin = A1 - A 2 :Hai dao động ngược pha 1 • Nếu ϕ2 – ϕ1 = (k + )π →A = A1 + A 2 2 2 :Hai dao động vuông pha 2 6. Các bước giải bài toán tìm li độ dao động sau thời điểm t một khoảng thời gian ∆ t. Biết tại thời điểm t vật có li độ x = x0. Trang 9/28
  10. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 * Từ phương trình dao động điều hoà: x = Acos(ωt + ϕ) cho x = x0 Lấy nghiệm ωt + ϕ = α (ứng với x đang tăng, vì cos(ωt + ϕ) > 0) π π α hoặc ωt + ϕ = π - α (ứng với x đang giảm) với − 2 2 * Li độ sau thời điểm đó ∆ t giây là:x =Acos(ω∆ t + α) hoặc x =Acos(π - α + ω∆ t)=Acos(ω∆ t - α) CHƯƠNG II SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM 1.Các khái niệm về sóng  Sóng cơ -Sóng cơ là dao động cơ được lan truyền trong không gian theo thời gian trong môi trường vật chất.  Sóng ngang -Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử sóng vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang truyền được trong môi trường rắn và trên mặt nước.  Sóng dọc -Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử sóng trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí 2.Các đại lượng đặc trưng của sóng  Vận tốc truyền sóng v: -Là vận tốc truyền pha dao động. Trong môi trường xác định thì tốc độ truyền sóng là xác định. Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào bản chất môi trường truyền sóng  Chu kì sóng T: -Chu kì sóng là chu kì dao động của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua, chu kì sóng là chu kì dao động và cũng là chu kì của nguồn sóng.  Tần số sóng f: -Tần số sóng là tần số của các phần tử dao động khi có sóng truyền qua. Chu kì sóng là tần số dao động và cũng là tần số của nguồn sóng 1 f = ( Hz ) T  Bước sóng λ (m): -Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì v λ = v.T = f -Bướcc sóng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương dao động cùng pha.  Biên độ sóng A: -Biên độ sóng là biên bộ dao động của các phần tử sóng khi có sóng truyền qua.  Năng lượng sóng 1 -Năng lượng sóng W = mω A (J) 22 2  Độ lệch pha -Nếu hai điểm M và N trong mội trường truyền sóng và cách nguồn sóng 0 lần lược là dM và dN: d − dN d ∆ϕ = 2π M = 2π λ λ *Chú ý: -Nếu hai điểm M và N cùng nằm trên một phương truyền sóng thì: Trang 10/28
  11. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 MN ∆ϕ = 2π λ ∆d = k .π thì hai điểm đó dao động cùng pha. ⇒d = k .λ với k Z *Nếu ∆ϕ = k .π � 2π λ ∆d *Nếu ∆ϕ = ( 2k + 1) .π � 2π = ( 2k + 1) .π thì hai điểm đó dao động ngược pha. ⇒ d = k .λ λ π π ∆d = k . thì hai điểm đó dao động vuông pha. ⇒d = k .λ với k Z *Nếu ∆ϕ = k . � 2π λ 2 2  Phương trình sóng -Phương trình sóng tại một điểm trong môi trường truyền sóng là phương trình dao động của điểm đó. -Giả sử phương trình dao động của nguồn sóng O là u = A cos ωt => Thì phương trình sóng tại điểm M cách O một khoảng x là 2π x tx u = AM cos 2π ( − ) = AM cos(ω.t − ) Tλ λ  Tính tuần hoàn của sóng -Tại một điểm xác định trong môi trường truyền sóng có x = const. uM là một hàm biến thiên điều hòa theo thời gian t với chu kì T -Tại một thời điểm xác định t = const uM là một hàm biến thiên điều hòa trong không gian theo biến x với chu kì λ 3.Các khái niệm về giao thoa sóng  Phương trình sóng -Giả sử phương trình sóng tại hai nguồn kết hợp O1 và O2 là: u1 = u2 = a cos ωt -Xét một điểm M cách hai nguồn lần lược là d1 = O1M và d2 = O2M -Phương trình sóng tại M do hai nguồn O1 và O2 truyền đến là td td u1M = a cos 2π ( − 1 ) và u2 M = a cos 2π ( − 2 ) Tλ Tλ -Phương trình sóng tổng hợp tại M d −d t ∆d uM = u1M + u2 M = 2a cos π ( 2 1 ) cos 2π ( − ) λ T 2λ => Dao động tổng hợp tại M cũng là dao động điều hòa cùng tần số với hai dao động thành phần với chu kì T -Biên độ sóng tổng hợp tại M ∆ϕ d −d A = 2a cos π ( 2 1 ) = 2aM cos π ( ) λ λ d −d • Độ lệch pha ∆ϕ = 2π 2 1 λ • Biên độ dao động cực đại Amax = 2A khi d −d cos π ( 2 1 ) = 1 � ∆ϕ = 2kπ ; k �� d 2 − d1 = k λ Z λ • Biên độ dao động cực tiểu Amin = 0 khi d −d 1 cos π ( 2 1 ) = 0 � ∆ϕ = (2k + 1)π ; k �� d 2 − d1 = (k + )λ Z λ 2 • Số cực đại giao thoa N (Số bụng sóng trong khỏng từ O1,O2) dựa vào điều kiện -S1S2 < d1-d2 < +S1S2 . Với d2 – d1 thõa ∆ϕ = 2kπ Trang 11/28
  12. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 • Số cực tiểu giao thoa N’ (Số nút sóng trong khoảng từ O1,O2) dựa vào điều kiện -S1S2 < d1-d2 < +S1S2 . Với d2 – d1 thõa ∆ϕ = (2k + 1)π 4.Các khái niệm về sóng dừng  Định nghĩa -Sóng dừng là sóng có các nút và các bụng sóng cố định trong không gian.  Tính chất -Khoảng cách giữa hai nút sóng hay hai bụng sóng liên tiếp nhau trên phương truyền sóng: λ d NN = d BB = k ; k = 0,1, 2..n 2 -Khoảng cách giữa một nút và bụng sóng liên tiếp nhau trên phương truyền sóng: λ d NB = (2k + 1) ; k = 0,1, 2..n 4 λ λ  Điều kiện có sóng dừng -Sóng dừng có hai đầu cố định (nút sóng) hay hai đầu tự 4P 2 do A (bụng sóng) N N N N N λ B B B B l = k ; k : số bó sóng 2 -Sóng dừng có một đầu cố định (nút sóng) và một đầu tự do (bụng Bụng Nút sóng) λ A l = (2k + 1) ; k : số bó sóng P 4 5.Các khái niệm về sóng âm  Định nghĩa -Sóng âm là những sóng cơ học lan truyền trong môi trường vật chất. -Sóng âm truyền được trong các môi trường rắn, lỏng, khí và không truyền được trong chân không. Nói chung sóng âm truyền trong môi trường rắn có vận tốc lớn nhất. -Tốc độ sóng âm phụ thuộc vào bản chất môi trường, nhiệt độ, áp suất… -Sóng âm là sóng dọc. -Tai người cảm nhận âm có tần số từ 16Hz-20000Hz.  Hạ âm, siêu âm -Sóng có tần số dưới 16Hz gọi là sóng hạ âm. -Sóng có tần số trên 20000Hz gọi là sóng siêu âm  Đặc trưng vật lý của âm -Tần số: Nói chung âm có tần số lớn thì âm nghe càng cao và ngược lại âm có tần số nhỏ thì âm nghe càng thấp. -Cường độ âm và mức cường độ âm: +Cường độ âm I: là năng lượng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền âm, trong một đơn vị thời gian. WP I= = (W/m2) Với P:công suất âm S .t S S: diện tích âm truyền qua (m2) +Mức cường độ âm L (dB) I I L( B ) = lg hayL( dB) = 10 lg I0 I0 Với I: cường độ âm I0 :cường độ âm chuẩn = 10-12W/m2 -Đồ thị dao động âm: +Nhạc âm là những âm có tần số xác định. Trang 12/28
  13. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 +Tập âm là những âm có tần số không xác định +Âm cớ bản - họa âm: Một nhạc cụ phát âm có tần số f0 thì cũng có khả năng phát âm có tần số 2f0,3f0 … Âm có tần số f0 là âm cơ bản. Âm có tần số 2f0,3f0… là các họa âm. Tập hợp các họa âm gọi là phổ của nhạc âm (Đồ thị dao động âm)  Đặc trưng sinh lý của âm -Độ cao của âm là đặc trưng sinh lí phụ thuộc: liên quan đến tần số âm, không phụ thuộc vào năng lượng âm. -Độ to: là đặc trưng sinh lí phụ thuộc vào mức cường dộ âm và tần số âm. -Âm sắc: là tính chất giúp ta phân biệt được các âm khác nhau do các nguồn âm phát ra (ngay cả khi chúng có cùng độ cao và độ to) CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 1.Khái niệm dòng điện xoay chiều  Định nghĩa -Dòng điện xoay chiều là dòng điện có cường độ biến thiên điều hòa theo thời gian (theo hàm cos hay sin của thời gian)  Biểu thức i = I 0 cos(ωt + ϕ ) A -Trong đó +i: giá trị cường độ dòng điện xoay chiều tức thời(A) +I0 > 0: giá trị cường độ dòng điện cực đại của dòng điện xoay chiều + ω , ϕ : là các hằng số. + ω > 0 tần số góc + (ωt + ϕ ) : pha tại thời điểm t + ϕ :Pha ban đầu  Chu kì 2π 1 T= = ( s) ω f  Tần số 1ω f= = ( Hz ) T 2π  Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều -Định tính: dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ -Định lượng:  +Giả sử khi t = 0 pháp tuyến n của khung dây trùng với .Từ thông qua khung dây tại thời điểm t là: φ = NBS cos ωt +Từ thông biến thiên làm xuất hiện trong khung dây một suất điện động cảm ứng tức dφ thời tại thời điểm t là: ε = − = NBS sin ωt dt +Với N,B,S ω là các đại lượng không đổi. =>Vậy suất điện động trong khung biến thiên điều hòa với tần số góc ω  Giá trị hiệu dụng I U E I = 0 ;U = 0 ; E = 0 2 2 2 2.Các loại mạch điện xoay chiều  Đoạn mạch chỉ chứa điện trở thuần -Nếu: u R = U 0 R cos ωt (V ) � iR = I 0 R cos ωt ( A) Trang 13/28
  14. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 -Dòng điện và điện áp giữa hai đầu R cùng pha nhau. U U -Biểu thức định luật Ohm: I 0 R = 0 R � I R = R  R R I uu u -Giảng đồ vecto quay Fresnen UR  Đoạn mạch chỉ chứa tụ điện O π -Nếu uC = U 0C cos ωt (V ) � iC = I 0C cos(ωt + )( A) 2 π Hay iC = I 0C cos(ωt )( A) � uC = U 0 C cos(ωt − )(V ) 2 π -Điện áp giữa hai đầu tụ điện chậm pha hơn cường độ dòng điện góc 2 1 1 -Dung kháng của đoạn mạch Z C = = (Ω ) ωC 2π fC  U 0C U I -Biểu thức định luật Ohm I 0C = � IC = C O ZC ZC -Giảng đồ vector quay Fresnen  Đoạn mạch chỉ chứa cuộn cảm thuần π -Nếu u L = U 0 L cos ωt (V ) � iL = I 0 L cos(ωt − )( A) 2 π Hay iL = I 0 L cos(ωt )( A) � u L = U 0 L cos(ωt + )(V ) 2 π -Điện áp giữa hai đầu cuộn cảm nhanh pha hơn cường độ dòng điện góc 2 uu -Cảm kháng của đoạn mạch Z L = ω L = 2π fL(Ω) UL U 0L U  -Biểu thức định luật Ohm I 0 L = � IL = L ZL ZL I -Giảng đồ vector quay Fresnen O L CB AR  Đoạn mạch RLC nối tiếp -Sơ đồ mạch điện -Nếu cho biểu thức u = U 0 cos ωt (V ) � i = I 0 cos(ωt − ϕ )( A) -Nếu cho biểu thức i = I 0 cos(ωt )( A) � u = U 0 cos(ωt + ϕ )(V )  1 1 UL -Dung kháng của đoạn mạch Z C = = (Ω ) ωC 2π fC   -Cảm kháng của đoạn mạch Z L = ω L = 2π fL(Ω) U LC U -Giảng đồ vector quay Fresnen I -Từ giảng đồ vector ta có: ϕ O  U2 = UR2 + (UL - UC)2 UR U U   Biểu thức định luật Ohm: I 0 = 0 � I = U Z Z C Tổng trở của đoạn mạch: Z = R 2 + ( Z L − Z C ) 2 (Ω)  U 0R U R R Hệ số công suất: Cosϕ = = =  U0 U Z Trang 14/28
  15. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 U 0 L − U 0C U L − U C Z L − ZC  Góc lệch pha tan ϕ = = = U 0R UR R • Nếu ZL > ZC : thì ϕ > 0 , mạch có tính cảm kháng, u nhanh pha hơn i góc ϕ • Nếu ZL < ZC : thì ϕ < 0 , mạch có tính dung kháng, u chậm pha hơn i góc ϕ U • Nếu ZL = ZC : thì ϕ = 0 , u cùng pha i, khi đó I = I max = R  Hiện tượng cộng hưởng điện 1 1 -Điều kiện để có cộng hưởng điện xảy ra: Z L = Z C � ω L = �ω = ωC LC -Hệ quả của hiện tượng cộng hưởng điện • Zmin = R => Imax = U/R • cos ϕ = 1 => Pmax = I2.R U 0 L − U 0C U L − U C Z L − ZC • tan ϕ = = = = 0 => u, i cùng pha U 0R UR R 1 • f= 2π LC 3.Công suất của mạch điện xoay chiều  Biểu thức R -Công suất tiêu thụ trung bình của mạch điện P = UI cos ϕ = UI = I R 2 Z -Mạch RLC nối tiếp công suất tiêu thụ trong mạch là công suất tiêu thụ trên điện trở R  Ý nghĩa hệ số công suất -Hệ số công suất càng cao thì hiệu quả sử dụng điện năng càng cao. Để tăng hiệu quả sử dụng điện năng ta phải tìm mọi cách để làm tăng hệ số công suất.  Điều kiện để có công suất cực đại U 2R U2 2R P = UI cos ϕ = U 2 = 2 = -Từ biểu thức (Z − ZC )2 R + (Z L − ZC )2 Z R+ L R 2 2 U U 2 -Nếu L,C, ω =const, R thay đổi. P = = Với R = Z L − Z C Z = R 2 � cos ϕ = 2 R 2( Z L − Z C ) 2 2 2R UR -Nếu R,U=const, L,C,f thay đổi P = UI cos ϕ = U 2 = 2 . R + (Z L − ZC )2 Z =>Mạch xảy ra hiện tượng cộng hưởng cos ϕ = 1 4.Biến áp và sự truyền tải điện năng  Các khái niệm -Máy biến áp là thiết bị dùng thay đổi điện áp xoay chiều. -Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. -Cấu tạo: Gồm có hai phần: U2 +Lõi thép: bao gồm nhiều lá thép kĩ thuật điện mỏng U1 N1 N2 được ghép xác với nhau, cách điện nhau tạo thành lõi thép. +Các cuộn dây quấn: Được quấn bằng dây quấn điện từ, các vòng dây của các cuộn dây được quấn trên lõi thép và cách điện với nhau. Số vòng dây của các cuộn dây thường là khác nhau.  Công thức -Dòng điện xoay chiều chạy qua cuộn sơ cấp làm phát sinh từ trường biến thiên trong lõi thép =>gây ra từ thông xuyên qua mỗi vòng dây của hai hai cuộn là φ = φ0 cos ωt Trang 15/28
  16. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 -Từ thông qua cuộn sơ cấp và thứ cấp lần lược là: φ1 = N1φ0 cos ωt và φ2 = N 2φ0 cos ωt dφ -Suất điện động trong cuộn thứ cấp ε 2 = − 2 = ω N 2φ0 cos ωt dt -Trong cuộn thứ cấp có dòng điện cảm ứng biến thiên điều hòa cùng tần số với dòng điện ở cuộn sơ cấp. U1 N1 -Tỉ số máy biến áp: k = = U 2 N2 +Nếu k < 1: thì máy hạ áp +Nếu k > 1: thì máy tăng áp -Bỏ qua hao phí điện năng trong máy thì công suất trong cuộn sơ cấp và thứ cấp là như nhau U1 N1 I 2 U1I1 = U2I2 => k = = = U 2 N 2 I1  Giảm hao phí điện năng khi truyền tải điện năng đi xa -Công suất hao phí khi truyền tải điện năng đi xa Gọi Pphát : là công suất điện ở nhà máy phá điện cần truyền tải. Uphát : là điện áp ở hai đầu mạch I: cường độ dòng điện hiệu dụng trên dây truyền tải R: điện trở tổng cộng của dây truyền tải. Pphát = Uphát.I => Công suất hao phí trên đường dây truyền tải là Phaophí = I2.R = R.Pphát/U2phát -Hai cách làm giảm hao phí trong quá trình truyền tải điện năng đi xa l +Giảm điện trở dây truyền tải bằng cách: R = ρ . Tăng tiết diện dây dẫn (Tốn kém S vật liệu). Làm dây dẫn bằng các vật liệu có điện trở suất nhỏ => Không kinh tế. +Tăng điện áp trước khi truyền tải bằng cách dùng máy biến thế =>Đang được sử dụng rộng rãi. 5.Máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha.  Nguyên lí hoạt động -Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ  Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều một pha -Phần cảm (Rôto): là phần tạo ra từ trường, là nam châm -Phần ứng (Stato): là phần tạo ra dòng điện xoay chiều, gồm các cuộn dây giống nhau cố định trên vòng tròn(Phần cảm có bao nhiêu cặp cực thì phần ứng có bấy nhiêu cuộn dây) -Tần số dòng điện xoay chiều do máy phát điện xoay chiều phát ra là: f = np; n (vo� ng/giay) Nếu rôto quay độ với tốc n (vòng/giây) hoặc n (vòng/phut)thì ́ ; np f = ; n (vo� ng/phu� t) 60 +p: Số cặp cực của rôto +f: Tần số dòng điện xoay chiều(Hz)  Nguyên tắc cấu tạo máy phát điện xoay chiều ba pha -Phần cảm ( Rôto) thường là nam châm điện N -Phần ứng (Stato) gồm ba cuộn dây giống hệt nhau quấn quanh trên lõi thép và lệch nhau 1200. trên vòng tròn  Dòng điện xoay chiều ba pha S Trang 16/28
  17. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 -Là một hệ thống gồm ba dòng điện xoay chiều có cùng tần số, cùng biên độ, nhưng lệch pha 2π . Khi đó dòng điện xoay chiều trong ba cuộn dây là nhau 3 2π 2π i1 = I 0 cos ωt ( A) , i2 = I 0 cos(ωt − )( A) và i3 = I 0 cos(ωt + )( A) 3 3  Mắc hình sao -Gồm 4 dây trong đó có ba dây pha và một dây trung hòa. -Tải tiêu thụ không cần đối xứng. - U d = 3.U p A2 B1 A2 -Id = Ip (tai đôi xứng:I0 = 0) ̉ ́  Mắc hình tam giác B1 -Hệ thống gồm ba dây A1 B2 A1 A3 -Tải tiêu thụ phải thật đối xứng A3 B3 - I d = 3.I p -Ud = Up  Ưu điểm dòng xoay chiều ba pha (1) -Tiết kiệm dây dẫn -Dòng điện xoay chiều ba pha đối xứng cho hiệu suất cao hơn so với dòng điện xoay chiều một pha. -Tạo ra từ trường quay dùng trong động cơ không đồng bộ ba pha  dễ dàng.  B2 B3  Động cơ không đồng bộ  (2) -Nguyên tắc hoạt động: dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và từ B1 trường quay. -Cấu tạo:Gồm hai phần: +Stato giống stato của máy phát điện xoay chiều ba pha +Rôto: hình trụ có tác dụng giống như một cuộn dây quấn trên lõi thép -------------------------- Trang 17/28
  18. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 PHẦN B KIẾN THỨC CƠ BẢN TRONG HỌC KÌ II CHƯƠNG IV DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ - SÓNG ĐIỆN TỪ 1.Mạch dao động LC: -Mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và cuộn dây + q C L ξ thuần cảm có độ tự cảm L mắc nối tiếp nhau. - 2.Sự biến thiên của điện tích q cuả tụ điện và cường độ dòng điện i của cuộn dây. -Điện tích cuả tụ điện trong mạch dao động LC biến thiên điều hòa theo biểu thức: q = Q0 cos(ωt + ϕ ) 1 -Với tần số góc là: ω = LC π dq = −ωQ0 sin(ωt + ϕ ) = I 0 cos(ωt + ϕ + ) Với I 0 = ωQ0 -Cường độ dòng điện trong mạch: i = dt 2 π =>Dòng điện trong mạch biến thiên điều hòa cùng tần số nhưng nhanh pha so vơí điện tích giữa 2 hai bản tụ điện. 3.Dao động điện từ: -Sự biến thiên điều hòa của cường độ điện trường và cảm ứng từ trong mạch dao động gọi là dao động điện từ tự do trong mạch. -Chu kì dao động riêng của mạch: T = 2π LC 1 1 -Tần số dao động riêng của mạch: f = = T 2π LC 4. Điện từ trường và thuyết điện từ của Maxwell  Điện trường xoáy: Điện trường có đường sức là các đường cong khép kín gọi là điện trường xoáy  Từ trường biến thiên: Nếu tại một nơi có từ trường biến thiên theo thời gian thì taị đó xuất hiện một điện trường xoáy. Trang 18/28
  19. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12  Từ trường xoáy: Nếu tại một nơi có điện trường biến thiên theo thời gian thì tại nơi đó xuất hiện một từ trường xoáy.  So sánh dòng điện dẫn và dòng điện dịch.  Giống nhau: -Cả hai đều sinh ra chung quanh nó một từ trường.  Khác nhau: -Dòng điện dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích. Còn dòng điện dịch là một điện trường biến thiên, không có các hạt mang điện tích chuyển động.  Điện từ trường: -Điện trường biến thiên sinh ra từ trường xoáy, từ trường biến thiên sinh ra điện trường xoáy, hai trường biến thiên này liên hệ mật thiết với nhau và là hai thành phần của một trường thống nhất gọi là điện từ trường.  Thuyết điện từ: -Thuyết điện từ cuả Maxwell khẳng định mối quan hệ khăng khít giữa điện tích, điện trường và từ trường. 5.Sóng điện từ  Định nghĩa: -Sóng điện từ chính là điện từ trường biến thiên lan truyền trong không gian theo thời gian.  Đặc điểm cuả sóng điện từ: -Truyền trong mọi môi trường vật chất kể cả trong môi trường chân không. Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không bằng tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s (Đây là một trong những bằng chứng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng điện từ) uu  -Sóng điện từ là sóng ngang. Taị mọi điểm trên phương truyền sóng các véctơ E ⊥ B ⊥ v từng đôi một và tạo thành tam diện thuận. -Trong sóng điện từ thì năng lượng điện trường và năng lượng từ trường luôn dao động cùng pha nhau. -Khi gặp mặt phân cách giữa hai môi trường thì sóng điện từ cũng bị phản xạ, nhiễu xạ, khúc xạ như ánh sáng. -Sóng điện từ mang năng lượng -Sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài km gọi là sóng vô tuyến, được dùng trong thông tin liên lạc vô tuyến.  Bước sóng: c -Trong chân không: λ = = c.T = 2π c LC vơí c = 3.108m/s f λ v c -Trong môi trường vật chất có chiết suất n thì λn = = v.T = ; n = f n v Vơí v là tốc độ ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n 6.Các loại sóng vô tuyến-vai trò của tần điện li  Phân loaị: Loại sóng Bước sóng Tần số Sóng dài 1km-10km 0,1MHz – 1MHz Sóng trung 100m-1.000m (1km) 1 MHz -10 MHz Sóng ngắn 10m-100m 10 MHz -100 MHz Sóng cực ngắn 1m-10m 100 MHz -1000MHz  Vai trò của tần điện li trong việc thu và phát sóng vô tuyến -Tần điện li: là tần khí quyển ở độ cao từ 80-800km có chứa nhiều hạt mang điện tích là các electron, ion dương và ion âm. Trang 19/28
  20. ---------- CTHEPHYSICS Kiến thức giáo khoa Vật Lý 12 -Sóng dài:có năng lượng nhỏ nên không truyền đi xa được. Ít bị nước hấp thụ nên được dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất và trong nước. -Sóng trung:Ban ngày sóng trung bị tần điện li hấp thụ mạnh nên không truyền đi xa được. Ban đêm bị tần điện li phản xạ mạnh nên truyền đi xa được. Được dùng trong thông tin liên lạc vào ban đêm. -Sóng ngắn: Có năng lượng lớn, bị tần điện li và mặt đất phản xạ mạnh. Vì vậy từ một đài phát trên mặt đất thì sóng ngắn có thể truyền tới mọi nơi trên mặt đất. Dùng trong thông tin liên lạc trên mặt đất. -Sóng cực ngắn: Có năng lượng rất lớn và không bị tần điện li phản xạ hay hấp thụ. Được dùng trong thôn tin vũ trụ.  Nguyên tắc chung trong việc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến. -Dùng sóng vô tuyến có bước sóng ngắn để tải thông tin. Đó là các sóng điện từ cao t ần gọi là sóng mang. -Biến điệu sóng mang: tức là trộn sóng âm tần và sóng vô tuyến thông qua mạch biến điệu.(Có thể biến điệu biên độ (Sóng AM), biến điệu tần số (Sóng FM), hay biến điệu pha) -Ở máy thu sóng vô tuyến phải tiến hành tác sóng âm tần và sóng mang qua mạch tách sóng (mạch chọn sóng hoạt động dựa vào hiện tượng cộng hưởng điện từ trong mạch dao động LC) -Tín hiệu âm tần ở máy thu phải được khuyếch đại trước khi đưa ra loa.  Sơ đồ khối của máy phát sóng vô tuyến đơn giản Biến điệu Khuyếch Micro Ăng ten đại cao tần phát Máy phát cao tần  Sơ đồ khối của máy thu sóng vô tuyến đơn giản Mạch Khuyếch Mạch tách Ăng ten thu khuyếch Loa đại cao tần sóng đại âm tần -------------------------- CHƯƠNG V SÓNG ÁNH SÁNG 1.Tán sắc ánh sáng  Định nghĩa tán sắc ánh sáng: -Hiện tượng tán sắc ánh sáng là sự phân tích một chùm sáng phức tạp thành nhiều chùm sáng đơn sắc khác nhau.  Nguyên nhân của hiện tượng tán sắc ánh sáng. -Do chiết suất của môi trường trong suốt thay đổi so với các ánh sáng đơn sắc khác nhau (Chiết suất của môi trường đối với ánh sáng đơn sắc tăng dần theo thứ tự ánh sáng đỏ đến ánh sáng tím)  Ứng dụng -Dùng trong máy quang phổ lăng kính. 2.Ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng.  Ánh sáng đơn sắc -Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có màu sắc xác định. Ánh sáng đơn sắc không bị tán sắc khi qua lăng kính. Trang 20/28
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2