Hướng ôn lý thuyết Vật lý thi đại học

Tài liệu "Hướng ôn lý thuyết Vật lý thi đại học" bao gồm lý thuyết, bài tập lý thuyết, bài tập tự luận tự giải có đáp án, câu hỏi lý thuyết có đáp án về sóng cơ học, dao động cơ học,... Với các bạn đang học và ôn thi môn Vật lý thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hướng ôn lý thuyết Vật lý thi đại học Hướng ôn Lý thuyết Vật lý thi đại học Chương 1. DAO ĐỘNG CƠ HỌC A. Tóm tắt lí thuyết I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA + Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh 1 vị trí cân bằng. + Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, trạng thái dao động (vị trí, vận tốc,..) được lặp lại như cũ. + Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.= x A cos (ωt + ϕ )  v =x =−ω A sin (ωt + ϕ )  a =v =−ω 2 A cos (ωt + ϕ ) F =  ma = −mω 2 A cos (ωt + ϕ )  π +=Nếu x A sin (ωt + α ) thì có thể biến đổi thành = x A cos  ωt + α −   2 II. CON LẮC LÒ XO 1. Phương trình chuyển động của con lắc lò xo + Con lắc lò xo gồm một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với vật nặng khối lượng m. + Tại thời điểm t bất kì vật có li độ x. Lực đàn hồi của lò xo F = - kx. k k + Áp dụng định luật II Niutơn ta có: ma = –kx → a + x = 0. Đặt : ω2 = . viết lại: m m x”+ ω x = 0 ; nghiệm của phương trình là x = Acos(ωt+ϕ) là một hệ dao động điều 2 hòa. m + Chu kì dao động của con lắc lò xo: T = 2π . k + Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng và được gọi là lực kéo về hay lực hồi phục. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa. Biểu thức tính lực kéo về: F = - kx. 2. Năng lượng của con lắc lò xo 1 1 + Thế năng: W t = kx2 = k A2cos2(ωt + ϕ) 2 2 1 2 1 + Động năng : W đ = mv = mω2A2sin2(ωt+ϕ). 2 2 Động năng và thế năng của vật dao động điều hòa biến thiên tuần hoàn với tần số góc ω’ = 2ω, tần số f’ = 2f và chu kì T’ = T/2. 3Chương 1 Dao động cơ học 1 1+ Cơ năng: W = W t + W đ = k A2 = mω2A2 = hằng số. 2 2 Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương biên độ dao động. Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.3. Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động. a. Điều kiện đầu: = = ϕ x0• khi t = 0 thì  (0) x A cos  v(0)= - Aω. sin= ϕ v0• Giải hệ trên ta được A và ϕ.b. Sự kích thích dao động:+ Đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng đến li độ x 0 và thả nhẹ (v 0 = 0).+ Từ vị trí cân bằng (x 0 = 0) truyền cho vật vận tốc v 0 .+ Trong trường hợp tổng quát để kích thích cho hệ dao động ta đưa vật ra khỏi vị trícân bằng đến li độ x 0 và đồng thời truyền cho vật vận tốc v 0 .III. CON LẮC ĐƠN1. Phương trình chuyển động của con lắc đơn+ Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không dãn, vật nặng kích thướckhông đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khốilượng của vật nặng.+ Khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình: s As = Acos(ωt + ϕ) hoặc α = α max cos(ωt + ϕ); với α = ; α max = l l l 1 g g+ Chu kỳ, tần số, tần số góc: T = 2π ; f= ;ω= . g 2π l l mg+ Lực kéo về khi biên độ góc nhỏ: F = - s l 4π 2 l+ Xác định gia tốc rơi tự do nhờ con lắc đơn : g = . T2+ Chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc độ cao, vĩ độ địa lí và nhiệt độ môitrường.2. Năng lượng của con lắc đơn 1 2+ Động năng : W đ = mv . 2 1+ Thế năng: W t = mgl(1 - cosα) ≈ mglα2 (α ≤ 100 ≈ 0,17 rad, α (rad)). 24 Hướng ôn Lý thuyết Vật lý thi đại học 1+ Cơ năng: W = W t + W đ = mgl(1 - cosα max ) = mglα2 max . 2 Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua ma sát.IV. DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG DUY TRÌ. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC.CỘNG HƯỞNG1. Dao động tắt dần Khi không có ma sát, con lắc dao động điều hòa với tần số riêng. Tần số riêngcủa con lắc chỉ phụ thuộc vào các đặc tính của con lắc. Dao động có biên độ giảm dần theo thời gian gọi là dao động tắt dần. Nguyênnhân làm tắt dần dao động là do lực ma sát và lực cản của môi trường làm tiêu hao cơnăng của con lắc, chuyển hóa dần dần cơ năng thành nhiệt năng. Vì thế biên độ của conlắc giảm dần và cuối cùng con lắc dừng lại. Ứng dụng: Các thiết bị đóng cửa tự động hay giảm xóc ô tô, xe máy, … lànhững ứng dụng của dao động tắt dần.2. Dao động duy trì Nếu ta cung cấp thêm năng lượng cho vật dao động có ma sát để bù lại sự tiêuhao ...