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

Lý thuyết vật lý 12 - THPT Phong Điền

Chia sẻ: Nguyễn đức Trí | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST
Báo xấu
186
lượt xem 59
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ học chất điểm nghiên cứu chuyển động của vật mà không chú ý đến các phần khác nhau của vật, coi toàn thể vật như một điển có khối lượng của vật ( chất điểm ). Có thể làm như vậy nếu kích thước của vật rất nhỏ so với quỹ đạo hoặc nếu vật chuyển động tịnh tiến, ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Lý thuyết vật lý 12 - THPT Phong Điền

  1. 1 M cl c Trang M cl c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chương 1 - Đ NG L C H C V T R N 6 1.1 Chuy n đ ng t nh ti n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.1 Kh i tâm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Đ nh nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.3 Gia t c c a chuy n đ ng t nh ti n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.4 Đ ng năng c a v t r n chuy n đ ng t nh ti n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c. Gia t c góc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.1 Đ c đi m c a chuy n đ ng quay. T c đ góc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.2 Chuy n đ ng quay đ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.3 Gia t c c a chuy n đ ng quay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2.4 Chuy n đ ng quay bi n đ i đ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2.5 V n t c và gia t c c a các đi m trên v t r n quay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3 Phương trình cơ b n c a chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c. Momen quán tính c a v t r n hình tr tròn và hình c u đ i v i tr c c a nó . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.1 Momen c a l c. M c quán tính trong chuy n đ ng quay . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.2 Phương trình cơ b n c a chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c . . . . . . . . 9 1.3.3 Momen quán tính c a v t r n hình tr tròn và hình c u đ i v i tr c c a nó . . . . . . 10 1.4 Momen đ ng lư ng. Đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.1 Momen đ ng lư ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.2 Đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.5 Đ ng năng c a v t r n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5.1 Đ ng năng c a v t r n quay quanh m t tr c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5.2 Đ ng năng c a v t r n chuy n đ ng ph ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Chương 2 - DAO Đ NG CƠ H C 13 2.1 Dao đ ng tu n hoàn và dao đ ng đi u hòa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.1 Dao đ ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.2 Dao đ ng tu n hoàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.3 Dao đ ng đi u hòa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.4 V n t c và gia t c trong dao đ ng đi u hòa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.1.5 Liên h gi a dao đ ng đi u hòa v i chuy n đ ng tròn đ u . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.6 Dao đ ng t do . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2 Dao đ ng c a con l c lò xo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2.1 Mô t dao đ ng c a con l c lò xo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  2. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 2.2.2 Phương trình đ ng l c h c c a con l c lò xo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2.3 Năng lư ng trong dao đ ng đi u hòa c a con l c lò xo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3 Đ l ch pha c a hai dao đ ng, phương pháp gi ng đ Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3.1 Đ l ch pha c a hai dao đ ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.3.2 Phương pháp gi n đ Frexnen, t ng h p hai dao đ ng đi u hòa . . . . . . . . . . . . . 18 2.4 Dao đ ng đi u hòa c a con l c đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.1 Mô t dao đ ng c a con l c đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.2 Phương trình đ ng l c h c c a con l c đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.4.3 Năng lư ng trong dao đ ng đi u hòa c a con l c đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.5 Con l c v t lý . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.5.1 Đ nh nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.5.2 Phương trình đ ng l c h c c a con l c v t lý . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.6 Dao đ ng t t d n, dao đ ng cư ng b c, c ng hư ng cơ h c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6.1 Dao đ ng t t d n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6.2 Dao đ ng cư ng b c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.6.3 C ng hư ng cơ h c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Chương 3 - SÓNG CƠ H C. ÂM H C 23 3.1 Hi n tư ng sóng trong cơ h c . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.1 Đ nh nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.2 Phân lo i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.3 Nh ng đ i lư ng đ c trưng c a sóng . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.4 Phương trình truy n sóng . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2 Hi n tư ng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1 Thí nghi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.2 Đ nh nghĩa đ l ch pha. Gi i thích hi n tư ng giao thoa sóng . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2.3 Đi u ki n đ có hi n tư ng giao thoa sóng . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3 Sóng d ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.1 Thí nghi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.2 Gi i thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.3 Đi u ki n đ có sóng d ng . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 27 3.4 Sóng âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4.1 Dao đ ng âm và sóng âm . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4.2 Môi trư ng truy n âm . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4.3 Nh ng đ c trưng sinh lí c a âm . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5 Hi u ng Đ p-ple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5.1 Thí nghi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 30 3.5.2 Gi i thích hi n tư ng . . . . . . . . . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . . . . . 30 Chương 4 - DÒNG ĐI N XOAY CHI U 31 4.1 Nguyên t c t o ra dòng đi n xoay chi u . . . . . . . . . . . . . . ... . .. . . . . . . . . . . 31 4.1.1 Cách t o ra dòng đi n xoay chi u . . . . . . . . . . . . . . ... . .. . . . . . . . . . . 31 4.1.2 Hi u đi n th và cư ng đ dòng đi n xoay chi u . . . . . ... . .. . . . . . . . . . . 31 4.1.3 Hi u đi n th và cư ng đ dòng đi n hi u d ng . . . . . . ... . .. . . . . . . . . . . 32 4.1.4 Lý do s d ng giá tr hi u đi n th và cư ng đ dòng đi n hi u d ng . . . . . . . . . . 32 4.2 Đ nh lu t Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .. . . . . . . . . . . 33 2 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  3. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 4.2.1 Đ nh lu t Ohm cho đo n m ch ch a đi n tr thu n R . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.2.2 Đ nh lu t Ohm cho đo n m ch ch a cu n c m có đ t c m L . . . . . . . . . . . . . 33 4.2.3 Đ nh lu t Ohm cho đo n m ch ch a t đi n có đi n dung C . . . . . . . . . . . . . . 34 4.2.4 Đ nh lu t Ohm cho đo n m ch RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2.5 Hi n tư ng c ng hư ng đi n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.3 Công su t c a dòng đi n xoay chi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.1 Công su t t c th i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.2 Công su t trung bình trong m t chu kì . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.3 Công su t trung bình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.4 H s công su t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3.5 Ý nghĩa c a h s công su t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.3.6 Lý do tăng h s công su t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.4 Máy phát đi n xoay chi u. Đ ng cơ không đ ng b ba pha. Máy bi n áp . . . . . . . . . . . . 38 4.4.1 Máy phát đi n xoay chi u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.4.2 Đ ng cơ không đ ng b ba pha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.4.3 Máy bi n áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.4.4 Truy n t i đi n năng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Chương 5 - DAO Đ NG. SÓNG ĐI N T 47 5.1 Dao đ ng đi n t trong m ch LC . S chuy n hóa và b o toàn năng lư ng trong m ch dao đ ng LC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ..... .. ... 47 5.1.1 S bi n thiên đi n tích và dòng đi n trong m ch dao đ ng . . . . .. ..... .. ... 47 5.1.2 Hi u đi n th và cư ng đ dòng đi n trong m ch dao đ ng LC . .. ..... .. ... 48 5.1.3 S chuy n hóa và b o toàn năng lư ng trong m ch dao đ ng LC .. ..... .. ... 48 5.2 Đi n trư ng. Sóng đi n t . Các tính ch t c a sóng đi n t . . . . . . . . .. ..... .. ... 49 5.2.1 Đi n trư ng bi n thiên và t trư ng bi n thiên . . . . . . . . . . .. ..... .. ... 49 5.2.2 Sóng đi n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ..... .. ... 50 5.2.3 Các tính ch t c a sóng đi n t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ..... .. ... 51 5.3 S truy n sóng vô tuy n đi n. Nguyên lí phát và thu sóng vô tuy n đi n .. ..... .. ... 51 Chương 6 - SÓNG ÁNH SÁNG 53 6.1 Tán s c ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.1.1 Thí nghi m Newton v hi n tư ng tán s c ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.1.2 Thí nghi m v ánh sáng đơn s c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 6.1.3 T ng h p ánh sáng tr ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6.2 Nhi u x ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.2.1 Thí nghi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.2.2 Đ nh nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3 Giao thoa ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.1 Thí nghi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.2 Gi i thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 6.3.3 Bư c sóng ánh sáng và màu s c ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6.3.4 Đo bư c sóng b ng phương pháp giao thoa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6.4 Máy quang ph . Các lo i quang ph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.4.1 Chi t su t c a môi trư ng và bư c sóng ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6.4.2 Máy quang ph .................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  4. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 6.4.3 Quang ph liên t c . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 59 6.4.4 Quang ph v ch phát x ............... ........ . . . . . . . . . . . 60 6.4.5 Quang ph v ch h p th ............... ........ . . . . . . . . . . . 60 6.4.6 Hi n tư ng đ o s c các v ch quang ph : . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 61 6.4.7 Phép phân tích quang ph và ti n l i c a phép phân tích quang ph . . . . . . . . . . 62 6.5 Tia h ng ngo i. Tia t ngo i. Tia X . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 62 6.5.1 Thí nghi m phát hi n tia h ng ngo i và tia t ngo i ........ . . . . . . . . . . . 62 6.5.2 Tia h ng ngo i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 63 6.5.3 Tia t ngo i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 63 6.6 Tia Ronghen ( Tia X) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 64 6.6.1 ng Ronghen ( Tia X) . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 64 6.6.2 B n ch t, tính ch t và ng d ng c a tia Ronghen . ........ . . . . . . . . . . . 64 6.6.3 Gi i thích cơ ch phát ra tia Ronghen . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 65 6.6.4 Tác d ng quang đi n c a tia Ronghen . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 65 6.6.5 Công th c v tia Ronghen . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 66 6.7 Thuy t đi n t ánh sáng. Thang sóng đi n t . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 66 6.7.1 Thuy t đi n t ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . ........ . . . . . . . . . . . 66 6.7.2 Thang sóng đi n t .................. ........ . . . . . . . . . . . 66 Chương 7 - LƯ NG T ÁNH SÁNG 68 7.1 Hi n tư ng quang đi n ngoài. Các đ nh lu t quang đi n . . . .............. . . . . 68 7.1.1 Thí nghi m Hecxơ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 68 7.1.2 Thí nghi m v i t bào quang đi n . . . . . . . . . . . .............. . . . . 68 7.2 Thuy t lư ng t ánh sáng. Gi i thích các đ nh lu t quang đi n. Lư ng tính sóng - h t ca ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 69 7.2.1 Các đ nh lu t quang đi n . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 69 7.2.2 Thuy t lư ng t ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 70 7.2.3 Gi i thích các đ nh lu t quang đi n . . . . . . . . . . .............. . . . . 70 7.2.4 Lư ng tính sóng - h t c a ánh sáng . . . . . . . . . . .............. . . . . 71 7.3 Hi n tư ng quang đi n trong. Quang đi n tr . Pin quang đi n .............. . . . . 72 7.3.1 Hi n tư ng quang d n . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 72 7.3.2 Quang tr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 73 7.3.3 Pin quang đi n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 73 7.4 Quang ph v ch c a nguyên t Hidro . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 74 7.4.1 M u nguyên t Bo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 74 7.4.2 Gi i thích s hình thành quang ph v ch c a nguyên t Hidro . . . . . . . . . . . . . 75 7.5 H p th ánh sáng. Ph n x l c l a. Màu s c c a các v t . . . .............. . . . . 76 7.5.1 H p th ánh sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 76 7.5.2 Ph n x l c l a. Màu s c c a các v t . . . . . . . . . .............. . . . . 77 7.5.3 S phát quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 77 7.5.4 Sơ lư t v Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 78 7.5.5 ng d ng c a tia laze . . . . . . . . . . . . . . . . . . .............. . . . . 78 Chương 8 - SƠ LƯ T V THUY T TƯƠNG Đ I H P 79 8.1 Hai tiên đ c a thuy t tương đ i h p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 8.1.1 H n ch c a cơ h c c đi n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  5. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 8.1.2 Các tiên đ c a Einstein . . . . . . . ..... ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 79 8.2 H qu c a thuy t tương đ i h p . . . . . . ..... ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 79 8.2.1 S đ ng th i ho c th t trư c sau c a hai bi nc là tương đi . . . . . . . . . . . . 79 8.2.2 S co l i chi u dài . . . . . . . . . . ..... ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 80 8.2.3 S trôi ch m c a th i gian . . . . . ..... ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 80 8.2.4 C ng v n t c . . . . . . . . . . . . . ..... ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 80 8.3 H th c Einstein gi a năng lư ng và kh i lư ng . . . ... ..... ... . . . . . . . . . . . . 80 Chương 9 - PH N NG H T NHÂN 81 9.1 L c h t nhân. Đ h t kh i. Năng lư ng liên k t h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 81 9.1.1 L c h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 81 9.1.2 Đ h t kh i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 82 9.1.3 Năng lư ng liên k t h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 82 9.2 Ph n ng h t nhân. Năng lư ng c a ph n ng h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 9.2.1 Ph n ng h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 9.2.2 Các đ nh lu t b o toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 9.2.3 Đ h t kh i c a ph n ng h t nhân. Năng lư ng c a ph n ng h t nhân . . . . . .. 83 9.3 S phóng x . Đ nh lu t phóng x . Đ ng v phóng x . ng d ng c a đ ng v phóng x . . .. 84 9.3.1 S phóng x ....................................... .. 84 9.3.2 Đ nh lu t phóng x ................................... .. 85 9.3.3 Đ phóng x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86 9.3.4 Các quy t c d ch chuy n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86 9.3.5 ng d ng c a đ ng v phóng x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 87 9.4 Ph n ng phân h ch. Ph n ng dây chuy n. Sơ lư t v lò ph n ng và nhà máy phát đi n h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 88 9.4.1 Ph n ng phân h ch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 88 9.4.2 Ph n ng dây chuy n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 88 9.4.3 Sơ lư t v lò ph n ng và nhà máy phát đi n h t nhân . . . . . . . . . . . . . . . .. 89 9.5 Ph n ng nhi t h ch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 90 Chương 10 - T VÔ CÙNG L N Đ N VÔ CÙNG BÉ 92 10.1 Các h t sơ c p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 10.1.1 H t sơ c p là gì? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 10.1.2 Các đ c trưng c a h t sơ c p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 10.1.3 Ph n h t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 10.1.4 Phân lo i h t sơ c p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 10.1.5 Tương tác c a các h t sơ c p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 10.1.6 H t quac ( quak) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.2 M t tr i và h m t tr i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.2.1 H m t tr i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.2.2 M t Tr i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 10.2.3 Trái Đ t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.2.4 M t Trăng- v tinh c a Trái Đ t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.3 Các sao. Thiên hà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.3.1 Các sao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 10.3.2 Thiên hà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  6. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n Chương 1 Đ NG L C H C V T R N Cơ h c ch t đi m nghiên c u chuy n đ ng c a v t mà không chú ý đ n các ph n khác nhau c a v t, coi toàn th v t như m t đi n có kh i lư ng c a v t ( ch t đi m). Có th làm như v y n u kích thư c c a v t r t nh so v i qu đ o ho c n u v t chuy n đ ng t nh ti n, m i đi m c a v t chuy n đ ng gi ng h t nhau. Ph n cơ h c nghiên c u đ n hình d ng, kích thư c c a nó, nghĩa là xét chuy n đ ng c a toàn th v t r n g i là Đ ng l c h c v trn. 1.1 Chuy n đ ng t nh ti n 1.1.1 Kh i tâm T a đ kh i tâm đư c xác đ nh b i: x m + x2 m2 + . . . mi xi  G = 1 1 x = m1 + m2 + . . . M M= mi vi (1.1) yG = y1 m1 + y2 m2 + . . . = mi yi  m1 + m2 + . . . M 1.1.2 Đ nh nghĩa Chuy n đ ng t nh ti n c a m t v t r n là chuy n đ ng trong đó đư ng n i hai đi m b t kì c a v t luôn luôn song song v i chính nó. 1.1.3 Gia t c c a chuy n đ ng t nh ti n Trong chuy n đ ng t nh ti n t t c các đi m c a v t đ u chuy n đ ng như nhau. Nghĩa là nó có cùng m t gia t c.Vì v y ta có th coi v t như m t ch t đi m và áp d ng đ nh lu t II Newton đ tính gia t c c a v t. → − → − −=F → F = m− → a a hay (1.2) m − → − →− → Trong đó F = F1 + F2 + . . . là h p l c tác d ng vào v t r n, còn m là kh i lư ng c a v t.Trong trư ng h p v t chuy n đ ng t nh ti n th ng, ta nên ch n h tr c t a đ Ox cùng → − hư ng v i chuy n đ ng, r i chi u phương trình vectơ F = m− lên tr c t a đ đó. → a F1x + F2x + · · · = ma Ox: (1.3) Trong nhi u trư ng h p phương trình (1.3) không đ đ tính gia t c a . Khi y c n thêm → − m t phương trình n a b ng cách chi u phương trình vectơ F = m− lên tr c Oy . →a F1y + F2y + · · · = 0 Oy: (1.4) 6 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  7. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 1.1.4 Đ ng năng c a v t r n chuy n đ ng t nh ti n Kh i tâm c a v t r n chuy n đ ng như m t ch t đi m mang kh i lư ng c a c v t và ch u tác d ng c t ng vector các ngo i l c tác d ng vào nó. 2 M vG Wđtt = (1.5) 2 1.2 Chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c. Gia t c góc 1.2.1 Đ c đi m c a chuy n đ ng quay. T c đ góc Khi m t v t r n quay quanh m t tr c c đ nh, thì m i đi m c a v t đ u quay đư c cùng m t góc trong cùng m t kho ng th i gian. Trong kho ng th i gian ∆t như nhau, thì các đi m quét m t góc ∆ϕ là như nhau. T c đ góc trung bình: ∆ϕ ωtb = (1.6) ∆t T c đ góc t c th i: dϕ ≡ϕ ω= (1.7) dt V t quay đ u thì ω = const, v t quanh nhanh d n thì ω tăng d n. V t quay ch m d n thì ω gi m d n. K t lu n: V n t c góc t c th i ( v n t c góc) c a v t r n quay quanh m t tr c b ng đ o hàm b c nh t theo th i gian c a t a đ góc c a v t r n. 1.2.2 Chuy n đ ng quay đ u Khi v n t c góc c a v t r n không đ i theo th i gian, ta b o chuy n đ ng quay c a v t v t r n là đ u. Ta có phương trình c a chuy n đ ng quay đ u: ϕ − ϕ0 = ωt v i ϕ0 là t a đ góc lúc t = 0 (1.8) Trong h t a đ (ϕ, t) đ th phương trình chuy n đ ng quay đ u là m t đư ng th ng xiên góc v i h s góc là ω . 1.2.3 Gia t c c a chuy n đ ng quay Gia t c trung bình : ω2 − ω1 ∆ω γtb = = (1.9) t2 − t1 ∆t Gia t c c a chuy n đ ng quay là đ i lư ng đ c trưng cho s quay nhanh hay ch m c a v t r n. Đư c xác đ nh là đ o hàm b c nh t theo th i gian c a v n t c góc. dω rad/s2 γ= =ϕ đơn v (1.10) dt 7 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  8. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n L y chi u quay c a v t làm chi u dương thì: + n u γ > 0, ω tăng: v t r n quay nhanh d n đ u; + n u γ < 0, ω gi m: v t r n quay ch m d n đ u; 1.2.4 Chuy n đ ng quay bi n đ i đ u T (1.9), ta đư c: ω = ω0 + γt (1.11) Phương trình chuy n đ ng quay bi n đ i đ u c a v t r n quanh m t tr c c đ nh: 1 ϕ = ϕ0 + ω0 t + γt2 (1.12) 2 Chú ý: chúng ta cũng có phương trình: ω 2 − ω0 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) 2 (1.13) 1.2.5 V n t c và gia t c c a các đi m trên v t r n quay Ta đã bi t, v n t c c a m t đi m chuy n đ ng trên qu đ o tròn có bán kính r: v = ωr (1.14) N u v t r n quay đ u thì m i đi m trên v t r n chuy n đ ng tròn đ u. Khi đó vector v n t c v c a m i đi m ch thay đ i v hư ng mà không thay đ i v đ l n, do đó m i đi m c a v t có gia t c hư ng tâm v i đ l n xác đ nh: v2 = ω2r an = (1.15) r N u v t r n quay không đ u thì m i đi m c a v t r n cũng chuy n đ ng tròn không đ u. Khi đó v thay đ i c phương và đ l n, trong trư ng h p này,a đư c chia thành hai thành ph n: Thành ph n an ⊥v : đ t trưng cho s thay đ i v phương c a v : v2 = ω2r an = (1.16) r Thành ph n at ≡ v : đ t trưng cho s thay đ i đ l n c a v dv at = = r = (rω ) = r.γ (1.17) dt Ta có: a = an + at (1.18) Đ l n: at γ a2 + a2 a= tan α = =2 (1.19) t n an ω 8 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  9. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 1.3 Phương trình cơ b n c a chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c. Momen quán tính c a v t r n hình tr tròn và hình c u đ i v i tr c c a nó 1.3.1 Momen c a l c. M c quán tính trong chuy n đ ng quay a. Momen c a l c → − Gi s tác d ng vào v t r n m t l c F t i m t đi m M n m trong m t ph ng ch a → − đi m M . Ta có th phân tích l c F thành hai thành ph n Fn và Ft . Thành ph n l c xuyên tâm Fn không có tác d ng làm quay v t r n, nó b kh b i ph n l c c a tr c. Thành ph n ti p tuy n Ft có tác d ng làm quay. G i R là bán kính c a đư ng tròn. Momen c a l c F đ i v i tr c quay là tích c a thành ph n ti p tuy n v i bán kính c a đi m đ t M = ±Ft R (1.20) D u + n u Ft có xu hư ng làm v t quay theo chi u dương; D u − n u Ft có xu hư ng làm v t quay theo chi u âm. b. M c quán tính trong chuy n đ ng quay Trong chuy n đ ng quay quanh m t tr c, m i v t cũng có m c quán tính như trong chuy n đ ng t nh ti n. Khi tác d ng cùng m t mômen l c nên các v t khác nhau, t c đ góc c a v t nào tăng ch m hơn thì v t đó có m c quán tính l n hơn và ngư c l i. Các thí nghi m cho th y: M c quán tính c a m t v t quay quanh m t tr c ph thu c vào kh i lư ng c a v t và vào s phân b kh i lư ng đó đ i v i tr c quay, kh i lư ng c a v t càng l n và đư c phân b càng xa tr c quay thì mômen quán tính càng l n và ngư c l i. Thí nghi m còn cho th y khi m t v t đang quay là ch m t mômen c n thì v t quay ch m l i. V t nào có m c quán tính l n hơn thì t c đ góc c a v t đó gi m ch m hơn và ngư c l i. 1.3.2 Phương trình cơ b n c a chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c Đi u ki n cân b ng c a v t r n có tr c quay là: M=0 (1.21) N u t ng momen c a v t r n băng 0 thì v t r n đ ng yên ho c quay đ u. Đi u này g i là quán tính quay c a v t r n. G i I là momen quán tính c a v t r n. Gia t c góc c a v t r n quay quanh m t tr c t l v i momen l c tác d ng lên v t r n và t l ngư c v i momen quán tính c a v t. Phương trình cơ b n c a chuy n đ ng quay c a v t r n quanh m t tr c M hay M = Iγ γ= (1.22) I 9 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  10. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 1.3.3 Momen quán tính c a v t r n hình tr tròn và hình c u đ i v i tr c c a nó a. Đ nh nghĩa Momen quán tính c a m t ch t đi m có kh i lư ng mi chuy n đ ng trên đư ng tròn có bán kính Ri là tích c a kh i lư ng và bình phương bán kính. 2 Ii = mi Ri (1.23) Momen quán tính I c a v t r n quay quanh m t tr c là t ng các momen quán tính c a các đi m c a nó. 2 I= m i Ri (1.24) i Momen quán tính là đ i lư ng vô hư ng dương và có tính ch t c ng đư c. Đơn v c a momen quán tính là kg.m2 . Momen quán tính c a v t r n ph thu c vào s phân b các ph n c a v t đ i v i tr c quay. V t có nhi u ph n càng n ng và nh t là càng xa tr c quay thì momen quán quán tính càng l n. b. Momen quán tính c a m t s v t đ ng ch t N u v t là m t vành tròn có bán kính R, b dày nh , thì có th chia vành thành các ph n r t nh có kh i lư ng m, t t c đ u kho ng cách R so v i tr c z c a vành. *Momen quán tính c a vành: mi R 2 = R 2 mi = M R 2 I= M: Kh i lư ng c a vành (1.25) i i K t qu này cũng áp d ng cho thành bên m ng c a m t hình tr r ng. * Đĩa tròn bán kính R: Phép tính tích phân cho chúng ta th y, momen quán tính c a đĩa tròn bán kính R, kh i lư ng M có d ng: 1 I = M R2 (1.26) 2 K t qu này cũng áp d ng hình tr đ c có bán kính R, kh i lư ng M . * Thanh có ti t di n nh , chi u dài l, kh i lư ng M : Momen quán tính đ i v i đư ng trung tr c: 1 I = M l2 (1.27) 12 * Thanh có ti t di n nh , chi u dài l, kh i lư ng M : Momen quán tính đ i v i tr c đi qua m t đ u thanh: 1 I = M l2 (1.28) 3 10 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  11. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n * Hình c u đ c có bán kính R, kh i lư ng M : Momen quán tính đ i v i đư ng kính: 2 I = M R2 (1.29) 5 Chú ý: Các công th c trên ch áp d ng cho v t đ ng ch t. 1.4 Momen đ ng lư ng. Đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng 1.4.1 Momen đ ng lư ng Phương trình (1.22) có th vi t l i dư i d ng khác n u bi n đ i v ph i: dω d(Iω ) Iγ = I = vì: I là h ng s dt dt 2 Ta đi tìm hi u ý nghĩa v t lý c a đ i lư ng L = Iω = mi vi .ω . Đ i v i m i ch t đi m i, vi ta có: ω = , vi là v n t c dài c a ch t đi m. V y: Ri 2 vi L= mi vi = Ri m i vi Ri → − v i L i = mi −i là vector đ ng lư ng c a ch t đi m. V y: → v Li = Ri pi (1.30) (1.30) là momen đ ng lư ng c a ch t đi m đ i v i tr c quay. L= Li (1.31) là t ng momen đ ng lư ng c a các ch t đi m c a v t r n, g i là momen đ ng lư ng c a v t r n đ i v i tr c quay. Phương trình (1.22) đư c vi t l i: dL M= (1.32) dt và g i là phương trình các momen c a v t r n quay vì nó ch a momen l c và momen đ ng lư ng. V y: đ o hàm theo th i gian c a momen đ ng lư ng c a v t r n quay quanh m t tr c b ng t ng momen các l c tác d ng lên v t. 1.4.2 Đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng N u M = 0 thì (1.32) cho chúng ta : L = const (1.33) nghĩa là momen đ ng lư ng đư c b o toàn. Đó chính là đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng. 11 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  12. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n * Đ i v i v n r n: Vì L = Iω mà (I = const) nên ta có ω = const dó đó gia t c góc γ = 0. V y n u t ng momen các l c tác d ng lên v t răn thì v t r n đ ng yên ho c quay đ u. * V t r n bi n d ng: Đ nh lu t b o toàn momen đ ng lư ng v n đúng đ i v i v t r n bi n d ng. N u t ng momen các ngo i l c tác d ng lên v t b ng 0 thùi momen đ ng lư ng c a v t đư c b o toàn. T c là Iω = const. N u v t r n bi n d ng thì I tăng ho c gi m thì ω gi m ho c tăng. 1.5 Đ ng năng c a v t r n 1.5.1 Đ ng năng c a v t r n quay quanh m t tr c Chia v t r n thành nhi u đi m có kh i lư ng mi và cách tr c ri . V n t c dài c a ch t đi m đó vi = ωri và có đ ng năng: ω2 1 2 2 Wđi = mi vi = m i ri (1.34) 2 2 Đ ng năng c a v t r n quay là: ω2 ω2I 2 Wđ = Wđi = m i ri = (1.35) 2 2 Như v y, t (1.37) ta th y momen quán tính I đóng vai trò như kh i lư ng c a v t r n. Đ nh lí v đ bi n thiên v t r n chuy n đ ng quay: 1212 A = Wđ (sau) − Wđ (trư c) = Iω2 − Iω1 (1.36) 2 2 1.5.2 Đ ng năng c a v t r n chuy n đ ng ph ng Trong chuy n đ ng ph ng thì t t c các đi m n m trên cùng m t m t ph ng. Chuy n đ ng ph ng c a v t r n có th chia làm hai chuy n đ ng. + Chuy n đ ng t nh ti n ( ho c cong) c a kh i tâm G. Đ ng năng c a chuy n đ ng tính ti n c a kh i tâm G: 2 M vG Wđtt = 2 + Chuy n đ ng quay c a v t r n qua tr c quay Gz vuông góc v i m t ph ng ch a G. Đ ng năng c a chuy n đ ng quay c a v t r n cho b i (1.37). V y đ ng năng c a chuy n đ ng ph ng: M vG ω 2 I 2 Wđ = + (1.37) 2 2 12 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  13. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n Chương 2 DAO Đ NG CƠ H C 2.1 Dao đ ng tu n hoàn và dao đ ng đi u hòa 2.1.1 Dao đ ng Dao đ ng là chuy n đ ng có gi i h n trong không gian, l p đi l p l i nhi u l n quanh m t v trí cân b ng ( VTCB). Ví d : Chuy n đ ng c a m t bông hoa quanh VTCB khi có gió th i qua, chuy n đ ng c a con l c đơn, con l c lò xo . . . 2.1.2 Dao đ ng tu n hoàn Dao d ng tu n hoàn là dao đ ng mà tr ng thái chuy n đ ng c a v t đư c l p đi l p l i như cũ sau nh ng kho ng th i gian b ng nhau. a. Chu kì(T): Là kho ng th i gian ng n nh t mà v t th c hi n đư c m t dao đ ng. Chú ý: N u v t th c hi n đư c n dao đ ng trong th i gian ∆t thì chu kì dao đ ng là: ∆t T= (2.1) n b. T n s (f): Là s l n dao đ ng mà v t th c hi n đư c trong m t giây. Công th c: 1 f= (2.2) T Đơn v c a t n s : Hz Chú ý: N u v t th c hi n đư c n dao đ ng trong th i gian ∆t thì t n s là : n f= (2.3) ∆t 2.1.3 Dao đ ng đi u hòa Là dao đ ng mà li đ c a nó bi n thiên theo đ nh lu t hàm sin (hay cosin) theo th i gian. Phương trình li đ có d ng: x = A cos(ωt + ϕ) (2.4) Hay: x = A sin(ωt + ϕ) 13 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  14. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n  x : li đ dao đ ng c a v t: v trí c a v t t i th i đi m t     A : biên đ , hay li đ dao đ ng c c đ i c a v t    Trong đó: ω : t n s góc ( rad/s)   ϕ : Pha ban đ u: xác đ nh tr ng thái dao đ ng t i th i đi m ban đ u      ωt + ϕ : Pha dao đ ng: xác đ nh tr ng thái dao đ ng t i th i đi m t Chu kì trong dao đ ng đi u hòa: hàm sin là hàm tu n hoàn v i chu kì là 2π , do đó t (2.4) ta vi t l i: 2π 2π + t) + ϕ ≡ x(t + x(t) = A cos(ωt + ϕ) = A cos(ωt + 2π + ϕ) = A cos ω ( ) ω ω V y: chu kì dao đ ng đi u hòa: 2π T= (2.5) ω 2.1.4 V n t c và gia t c trong dao đ ng đi u hòa a. V n t c trong dao đ ng đi u hòa : Là đ o hàm b c nh t c a li đ theo th i gian dx ≡x v= dt T (2.4), ta đư c: v = −ωA sin(ωt + ϕ) (2.6) b. Gia t c trong dao đ ng đi u hòa : Là đ o hàm b c nh t c a v n t c theo th i gian hay là đ o hàm b c hai c a t a đ theo th i gian. d2 x dv = 2 ≡x a= dt dt T (2.4), ta đư c: a = −ω 2 A cos(ωt + ϕ) = −ω 2 .x (2.7) Chú ý: Bi u th c liên h gi a gia t c, li đ , v n t c không ph thu c vào th i gian: x2 v2 + 2 2 =1 A2 ω A (2.8) v2 a2 + =1 ω 2 A2 ω 4 A2 V n t c c a v t n ng khi VTCB: (x = 0), T (2.6), ta đư c v0max = ωA V n t c v = 0 khi x = ±A ( hai biên) 14 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  15. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 2.1.5 Liên h gi a dao đ ng đi u hòa v i chuy n đ ng tròn đ u Xét m t ch t đi m chuy n đ ng tròn đ u trên m t đư ng tròn (O, R = A) v i v n t c góc ω không đ i. − −− → −→ T i th i đi m t = 0, ch t đi m M ≡ M0 , xác đ nh b i ϕ = (OC, OM0 ). T i th i đi m t = 0, ch t đi m M , xác đ nh b i α = ωt + ϕ. Chi u đi m M lên tr c t a đ Ox ta đư c: x = A cos(ωt + ϕ) K t lu n:M t dao đ ng đi u hoà có th coi như hình chi u c a m t chuy n đ ng tròn d u lên m t tr c t a đ n m trong m t ph ng qu đ o. *Pha dao đ ng: Góc α = ωt + ϕ xác đ nh v trí c a đi m P t i th i đi m t g i là pha dao đ ng. Pha dao đ ng xác đ nh tr ng thái dao đ ng c a m t dao đ ng đi u hòa. *Pha ban đ u: Góc ϕ xác đ nh v trí c a đi m P t i th i đi m t = 0 g i là pha ban d u. Pha ban đ u xác đ nh tr ng thái dao đ ng c a m t dao đ ng đi u hòa t i th i đi m ban đ u. 2.1.6 Dao đ ng t do Biên đ và pha ban đ u ph thu c vào nh ng đi u ki n ban đ u, t c là cách kích thích dao đ ng và cách ch n h t a đ không gian và th i gian. Dao đ ng mà chu kì ch ph thu c các đ c tính c a h , không ph thu c vào các y u t bên ngoài đư c g i là dao đ ng t do. M t h có kh năng th c hi n dao đ ng t do đư c g i là h dao đ ng. Sau khi đư c kích thích, h dao đ ng s t nó th c hi n dao đ ng theo chu kì riêng c a nó. 2.2 Dao đ ng c a con l c lò xo 2.2.1 Mô t dao đ ng c a con l c lò xo Xét m t con l c lò xo n m ngang g m m t lò xo có đ c ng k , kh i lư ng không đáng k . M t đ u c a lò xo đư c g n vào đi m c đ nh, đ u kia g n vào v t n ng có kh i lư ng m có th chuy n đ ng không ma sát trên tr c n m ngang. Ch n tr c t a đ Ox n m ngang, g c t a đ VTCB, chi u dương là chi u chuy n đ ng. Kéo qu n ng ra kh i VTCB m t đo n nh A r i th ra không v n t c đ u. L c đàn h i làm qu n ng chuy n đ ng nhanh d n v phía VTCB, qu n ng ti p t c chuy n đ ng qua O do quán tính. Sau đó l c đàn h i làm qu n ng chuy n đ ng ch m d n t O đ n lúc d ng l i. Chuy n đ ng đó đư c l p đi l p l i nhi u l n, t c là hòn bi dao đ ng tu n hoàn quanh VTCB O. 15 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  16. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 2.2.2 Phương trình đ ng l c h c c a con l c lò xo →→ −− T i VTCB: P + N = 0 T i v trí b t kì: OM = x, ngoài các l c cân b ng nói trên, con l c lò xo còn ch u tác d ng thêm l c đàn h i F = −kx. Theo đ nh lu t II Newton: F = ma ↔ −kx = mx” hay x” + ω 2 x = 0 (2.9) Nghi m c a (2.9) có d ng: x = A cos(ωt + ϕ). Trong đó: k ω= (2.10) m Chu kì c a dao đ ng đi u hòa con l c lò xo: m T = 2π (2.11) k T n s c a dao đ ng đi u hòa con l c lò xo: 1 k f= (2.12) 2π m K t lu n: V y con l c lò xo dao đ ng đ ng đi u hòa 2.2.3 Năng lư ng trong dao đ ng đi u hòa c a con l c lò xo a. S bi n đ i năng lư ng trong quá trình dao đ ng Khi kéo hòn bi ra kh i VTCB t O đ n B . L c kéo đã sinh công đ làm lò xo giãn ra, công đó đã truy n cho hòn bi dư i d ng th năng. L c đàn h i lúc này có giá tr c c đ i và th năng đàn h i cũng có giá tr c c đ i. Khi l c kéo ng ng tác d ng, lò xo co l i, l c đàn h i kéo lò xo v VTCB O, đ ng năng c a qu n ng tăng d n, th năng đàn h i gi m d n. Khi VTCB, l c đàn h i b ng 0 th năng đàn h i b ng 0, đ ng năng c c đ i. Hòn bi ti p t c chuy n đ ng qua VTCB do quá tính, l c đàn h i xu t hi n theo chi u ngư c l i do đó qu n ng chuy n đ ng ch m d n nên đ ng năng gi m d n và th năng tăng. Khi hòn bi đ n B , đ ng năng b ng 0 và th năng tăng đ n giá tr c c đ i. Quá trình c ti p t c khi đi t B v O và v B . V y, trong quá trình dao đ ng đi u hòa c a con l c lò xo, có s chuy n hóa gi a đ ng năng, th năng và ngư c l i. b. S b o toàn cơ năng trong dao đ ng đi u hòa 1 * Th năng đàn h i: Et = kx2 2 Thay (2.4) ta đư c: 1 Et = kA2 cos2 (ωt + ϕ) = E0t cos2 (ωt + ϕ) (2.13) 2 16 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  17. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 1 v i:E0t = kA2 là th năng đàn h i c c đ i. 2 V y: th năng đàn h i c a con l c lò xo là m t dao đ ng đi u hòa. 1 * Đ ng năng : Eđ = mv 2 2 Thay (2.6) ta đư c: 1 Eđ = mω 2 A2 sin2 (ωt + ϕ) = E0đ sin2 (ωt + ϕ) (2.14) 2 1 1 v i:E0đ = mω 2 A2 = kA2 là đ ng năng c c đ i. 2 2 V y: đ ng năng c a con l c lò xo là m t dao đ ng đi u hòa. * Cơ năng: là t ng đ ng năng c ng th năng: E = Eđ + Et . Thay (2.13), (2.14) vào ta đư c: 1 1 E = Eđ + Et = E0t = E0đ = kA2 = mω 2 A2 (2.15) 2 2 V y, trong quá trình dao đ ng đi u hòa c a con l c lò xo, đ ng năng và th năng c a con l c là nh ng dao đ ng đi u hòa cùng t n s , nhưng t ng c a chúng t c là cơ năng thì không đ i, t l v i bình phương biên đ dao đ ng. Chú ý: + Cơ năng c a con l c lò xo ph thu c vào cách kích thích ban đ u. + Đ ng năng và th năng là m t dao đ ng đi u hòa cùng t n s f = 2f , cùng T chu kì T = 2 . 2.3 Đ l ch pha c a hai dao đ ng, phương pháp gi ng đ Frexnen 2.3.1 Đ l ch pha c a hai dao đ ng Cho hai dao đ ng đi u hòa cùng t n s : x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) x2 = A2 cos(ωt + ϕ2 ) Đ l ch pha c a x2 so v i x1 là: ∆ϕ = (ωt + ϕ2 ) − (ωt + ϕ1 ) = ϕ2 − ϕ1 (2.16) N u: ∆ϕ > 0 thì x2 nhanh pha hơn so v i x1 . N u: ∆ϕ < 0 thì x2 ch m pha hơn so v i x1 . N u: ∆ϕ = 0 hay ∆ϕ = 2kπ, k ∈ Z thì x1 , x2 dao đ ng cùng pha. N u: ∆ϕ = π hay ∆ϕ = (2k + 1)π, k ∈ Z thì x1 , x2 dao đ ng ngư c pha. H qu : Trong dao đ ng đi u hòa: li đ và v n t c luôn l ch pha π ; li đ và gia t c 2 luôn ngư c pha nhau. 17 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  18. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 2.3.2 Phương pháp gi n đ Frexnen, t ng h p hai dao đ ng đi u hòa a. Phương pháp vector quay Cho dao đ ng đi u hòa: x = A cos(ωt + ϕ). Bi u di n dao đ ng đi u hòa trên b ng m t vector quay.  − • đ l n: A → x↔ A (2.17) • (− , − ) = ϕ →→ ∆A → − → − V i A quay trong m t ph ng m t v n t c góc ω không đ i. N u ϕ > 0 thì A đư c → − v trên tr c ∆. N u ϕ < 0 thì A đư c v dư i tr c ∆. b. T ng h p hai dao đ ng đi u hòa b ng phương pháp gi ng đ vector quay Cho hai dao đ ng đi u hòa cùng t n s : x1 = A1 cos(ωt + ϕ1 ) x2 = A2 cos(ωt + ϕ2 ) Dùng phương pháp gi ng đ vector quay ta th y: t ng h p hai dao đ ng đi u hòa cùng t n s là m t dao đ ng đi u hòa cùng t n s . Ta có: →− − → → − x = x1 + x2 ↔ A = A 1 + A 2 (2.18) Phương trình dao đ ng t ng h p có d ng: x = A cos(ωt + ϕ). Chi u (2.18) lên Ox và ∆, chúng ta đư c: A1 sin ϕ1 + A2 sin ϕ2 tan ϕ = (2.19) A1 cos ϕ1 + A2 cos ϕ2 T gi n đ , ta đư c: A2 + A2 + 2A1 A2 cos ∆ϕ A= (2.20) 1 2 H qu : + N u ∆ϕ = 2kπ thì t (2.20): Amax = A1 + A2 + N u ∆ϕ = (2k + 1)π thì t (2.20): Amin = |A1 − A2 | 18 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  19. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n K t lu n:Khi hai dao đ ng cùng pha, biên đ dao đ ng t ng h p đ t giá tr c c đ i. Khi hai dao đ ng ngư c pha thì biên đ dao đ ng t ng h p đ t giá tr c c ti u. Biên đ dao đ ng t ng h p luôn th a mãn h th c: |A1 − A2 | ≤ A ≤ A1 + A2 (2.21) 2.4 Dao đ ng đi u hòa c a con l c đơn 2.4.1 Mô t dao đ ng c a con l c đơn Xét m t con l c đơn g m m t s i dây có chi u dài l không gi n, m t đ u g n vào m t đi m c đ nh, đ u kia treo vào v t n ng có kh i lư ng m đ t trong tr ng trư ng. Kéo v t ra kh VTCB r i th ra không v n t c đ u. Thành ph n ti p tuy n c a tr ng l c làm qu n ng chuy n đ ng nhanh d n t B v VTCB O. Qu n ng ti p t c chuy n đ ng qua O do quán tính, sau đó chuy n đ ng ch m d n t O v biên B . Quá trình c ti p t c như v y t o nên dao đ ng tu n hoàn c a con l c đơn. 2.4.2 Phương trình đ ng l c h c c a con l c đơn →− − → Theo đ nh lu t II Newton: P + T = m− → (∗). Chi u phương trình (∗) lên tr c xx ta a đư c: a = −g sin α s N u ta xem dao đ ng c a con l c đơn là dao đ ng bé (α ≤ 100 ), lúc đó: sin α ≈ α = , do l đó ta có phương trình: g s” = − s hay s” + ω 2 s = 0 (2.22) l Vi g ω= (2.23) l Nghi m c a phương trình (2.22) có d ng: s = s0 cos(ωt + ϕ) hay α = α0 cos(ωt + ϕ). Chu kì c a dao đ ng đi u hòa con đơn: l T = 2π (2.24) g T n s c a dao đ ng đi u hòa con l c đơn: 1 g f= (2.25) 2π l K t lu n: Trong nh ng dao đ ng bé, con l c đơn dao đ ng đi u hòa. 19 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
  20. Lý thuy t V t Lý 12 Trư ng THPT - Phong Đi n 2.4.3 Năng lư ng trong dao đ ng đi u hòa c a con l c đơn a. Kh o sát đ nh tính Kéo con l c t VTCB ra biên B , l c kéo đã sinh công làm qu n ng lên đ n đ cao h so v i VTCB ( m c th năng), công đó đư c truy n cho qu n ng dư i d ng th năng tr ng trư ng: Et = mgh. Th hòn bi dao đ ng, ta th y: T i B : h = hmax nên Et = Etmax và lúc đó hòn bi d ng l i nên đ ng năng b ng 0. → − Xét hòn bi chuy n đ ng t B v O: thành ph n ti p tuy n c a tr ng l c P kéo hòn bi chuy n đ ng nhanh d n v O: h gi m d n nên th năng gi m d n trong khi đó v n t c t c tăng do đó đ ng năng tăng. Xét t i O: h = 0 nên th năng b ng 0, đ ng năng đ t giá tr c c đ i. Xét hòn bi chuy n đ ng t O v B : Do quán tính nên hòn bi chuy n đ ng qua O, → − thành ph n ti p tuy n c a tr ng l c P làm hòn bi chuy n đ ng ch m d n t O v B , do đó v n t c gi m d n nên đ ng năng gi m d n, trong khi đó h tăng nên th năng gi m. → − T i B : thành ph n ti p tuy n c a tr ng l c P đ t giá tr c c đ i nên v n t c v = 0 do đó đ ng năng b ng 0, th năng đ t giá tr c c đ i. V y: quá trình dao đ ng c a con l c đơn luôn có s chuy n hóa qua l i gi a đ ng năng và th năng. b. Kh o sát đ nh lư ng Cơ năng c a con l c đơn: E = Etmax = mgh = mgl(1 − cos α0 ) 2 α0 Vì dao đ ng c a con l c là dao đ ng bé nên: cos α0 = 1 − . Do đó: 2 1 1 E = mglα0 = mω 2 s2 2 (2.26) 0 2 2 V y, cơ năng c a con l c đơn b o toàn, t l v i bình phương biên đ dao đ ng. 2.5 Con l c v t lý 2.5.1 Đ nh nghĩa Con l c v t lý là m t v t r n quay đư c quanh m t tr c n m ngang c đ nh ( không đi qua tr ng tâm G). 20 ThS Tr n AnhTrung Luy n thi đ i h c
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