Lý thuyết ôn cấp tốc THPT Quốc gia 2019 môn Vật lý

Lý thuyết ôn cấp tốc THPT Quốc gia 2019 môn Vật lý

CHƯƠNG I. DAO ĐỘNG CƠ

CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
1. Chu kì, tần số, tần số góc:
Chu kỳ T (s)

- Khoảng thời gian để vật thực hiện được một dao động toàn phần.
- Chu kỳ cũng là khoảng thời gian ngắn nhất mà vật trở về trạng thái cũ (vị trí cũ và vận tốc cũ)
2 t
T   (N là số dao động toàn phần thực hiện trong thời giat )
 N
-1 1  N
Tần số f (Hz hay s ): Số dao động toàn phần thực hiện được trong một giây f   
T 2 t
2
Tần số góc  (rad/s):   T  2f

2. Dao động:
a. Dao động cơ là: Chuyển động qua lại quanh một vị trí cân bằng.
b. Dao động tuần hoàn: Sau những khoảng thời gian bằng nhau (gọi là chu kỳ) vật trở lại vị trí cũ theo hướng cũ.
c. Dao động điều hòa: là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin (hay sin) của thời gian.
3. Phương trình dao động điều hòa (li độ): x = Acos(t + )

Trong đó :
- x: Li độ (cm, m)
- A : Li độ cực đại (Biên độ) (cm, m)
- : tần số góc (rad/s)
-t  : pha dao động (rad) (xác định trạng thái dao động)

- : pha ban đầu (tại t = 0, đo bằng rad)
- L = 2A: Chiều dài quỹ đạo.
Mỗi chu kì vật qua vị trí biên 1 lần,qua các vị trí khác 2lần (1lần theo chiều dương và 1lần theo chiều âm)
4. Phương trình vận tốc: 5. Phương trình gia tốc:
2 2 2
 a = - Acost + ) =  Acos(t + + ) = - x
v = - Asin(t + ) = Acos(t + + 2 ) +) a luôn hướng về vị trí cân bằng;

+) v luôn cùng chiều với chiều cđ, vật cđ theo chiều +) a luôn sớm pha  so với v
dương thì v > 0, theo chiều âm thì v < 0. 2
 +) a và x luôn ngược pha
+) v luôn sớm pha so với x
2 +VậtởVTCB(x=0): a min0
+)VậtởVTCB(x=0):v max=A; + Vật ở biên (x = ±A): amax=  A

+) Vật ở biên (x = ±A): min= 0;

v 2 2 2
6. Công thức độc lập: A  x  2 và A  v  a
 2  2  4
+ Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi buông (thả)  A

+ Kéo vật lệch khỏi VTCB 1 đoạn rồi truyền v  x
7. Phương trình đặc biệt:
 Biên độ: A
x  a ± Acos(t + φ) với a  const  Tọa độ VTCB: x  A
 Tọa độ vt biên: xa ± A

2 A
x a ± Acos (t+φ) với a  const  Biên độ: 2 ; ’2; φ’ φ

8. Đồ thị của dđđh:
- Đồ thị của li độ là đường hình sin, của vận tốc là một đoạn thẳng, của gia tốc là 1 elip

- Đồ thị vận tốc theo li độ và gia tốc theo vận tốc là elip; gia tốc theo li độ là đoạn thẳng
9. Mối liên hệ giữa cđ tròn đều và dđđh: Dđđh được xem là hình chiếu của một chất điểm chuyển động tròn đều
lên một trục nằm trong mặt phẳng quỹ đạo. Với:

t 

CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO

Con lắc lò xo: Gồm một vật nhỏ khối lượng m gắn vào đầu lò xo độ cứng k, đầu còn lại của lò xo được giữ cố định,
khối lượng lò xo không đáng kể
1. Phương trình dđ: x = Acos(t + )
2. Chu kì, tần số, tần số góc và độ biến dạng:

k m 1 k
+ Tần số góc, chu kỳ, tần số: ; T  2 ; f 
m k 2 m
2
+ k = m  Chú ý: 1N/cm = 100N/m
mg
+ Nếu lò xo treo thẳng đứng:T  2 m  2 l0 Với l 0
k g k

Nhận xét: Chu kì của con lắc lò xo
+ tỉ lệ thuận căn bậc 2 của m; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của k
+ chỉ phụ thuộc vào m và k; không phụ thuộc vào A (sự kích thích ban đầu)

T 2 m 2 n1 k1
3. Tỉ số chu kì, khối lượng và số dao động:T  m  n  k
1 1 2 2
4. Chu kì và sự thay đổi khối lượng: Gắn lò xo k vào vật m đ1ợc chu kỳ T , 1ào vật m đư2c T , v2o vật khối
lượng m 1 m đ2ợc chu kỳ T , 3ào vật khối lượng m –1m (m2> m1) đư2c chu kỳ T . 4
2 2 2 2 2 2
Thì ta có:T3T T1 2 và T 4T T1 2

7. Năng lượng trong dao động điều hòa của CLLX
1 2 1 2 2 1 2 2 2
a. Thế năng: W t kx  m x  m A cos (t )
2 2 2
1 2 1 2 2 2
b. Động năng: W đ mv  m A sin (t )
2 2
1 1
c. Cơ năng: W W W  kA 2 m A  const
t d 2 2

-A O A

x  A x = 0 xmax = A
max
v = 0 vmax  A v = 0

amax=  A a = 0 amax=  A
W = W tmax W = W đmax W = W tmax
Nhận xét:
+ Cơ năng được bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ.

+ Vị trí thế năng cực đại thì động năng cực tiểu và ngược lại.
T
+Thờigianđểđộngnăngbằngthếnănglà: t  4

T
+ Thời gian 2 lần liên tiếp động năng hoặc thế năng bằng không là:
2

+ Dđđh có tần số góc là , tần số f, chu kỳ T. Thì động năng và thế năng biến thiên với tần số góc 2, tần số 2f,
chu kỳ T/2.

Công thức xác định x và v liên quan đến mối liên hệ giữa động năng và thế năng:
A
a. Khi W đnW  x t
n 1

b. Khi W  nW  v   A
t đ n 1

8. Lực hồi phục (lực kéo về): là nguyên nhân làm cho vật dao động, luôn hướng về vị trí cân bằng và biến thiên
điều hòa cùng tần số với li độ & vật đổi chiều khi lực hồi phụcđạt giá trị cực đại.
F = - kx =  m x2
hp
(Fhpmin= 0 tại VTCB; Fhpmax= kA tại vị trí biên)

9. Lực đàn hồi: xuất hiện khi lò xo bị biến dạng và đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng.

F  k l  x min -

- CLLX nằm ngang l =0 lcb
mg l0
- CLLX thẳng đứng: l  O
k lmax
mgsin
- CLLX trên mặt phẳng nghiêng: l  A
k

x

- Lực đàn hồi cực đại – cực tiểu:

+ Fđhmax= k(l 0+A) : Biên dưới: ở vị trí thấp nhất

0;khil 0 A
+ F đhmin
k(l 0 A);khil  0
10. Chiều dài lò xo:

- Chiều dài của CLLX khi có li độ x: l l0l  x l CB  x

Nếu CLLX nằm ngang: CB l 0
Nếu CLLX thẳng đứng l l l Dấu + khi LX treo thẳng đứng, dấu – khi LX đặt thẳng đứng
CB 0

+ Chiều dài cực đại (ở vị trí thấp nhất)max= lcb A
+ Chiều dài cực tiểu (ở vị trí cao nhất)min= cb– A

l l l  maxl min mg g
+ Chiều dài lò xo tại vị trí cân bằng:cb 0 0 2 ; l0 k   2

CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN
Con lắc đơn: gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài
sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng.

 g 1 g
1. Chu kì, tần số và tần số góc:T  2 ;  ; f 
g  2 
Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn
+ tỉ lệ thuận căn bậc 2 của l; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của g

+ chỉ phụ thuộc vào l và g; không phụ thuộc biên độ A và m.
+ ứng dụng đo gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường g)

2. Chu kì và sự thay đổi chiều dài: Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l có chu1kỳ T , con lắc1đơn chiều dài

l2có chu kỳ T ,2con lắc đơn chiều dài l + 1 có 2hu kỳ T ,con l2c đơn chiều dài l - l (l 1l )2có1ch2 kỳ T . Ta có: 4
T T T 2 2 và T T T 2 2
3 1 2 4 1 2
3. Tỉ số số dao động, chu kì tần số và chiều dài: Trong cùng thời gian con lắc có chiều dài l thực hiệ1 được n 1

dao động, con lắc l thực hiện được n dao động. Ta có: n T = n T hay n1 T 2 l2 f1
2 2 1 1 2 2 n  T  l  f
2 1 1 2

CHỦ ĐỀ 4: CÁC LOẠI DAO ĐỘNG KHÁC

Dao động tự do, dao Dao động cưỡng bức
động duy trì Dđ tắt dần Cộng hưởng

Lực tác Do tác dụng của nội Do tác dụng của
lực cản Do tác dụng của ngoại lực tuần hoàn
dụng lực tuần hoàn (do ma sát)

Phụ thuộc điều kiện Giảm dần theo Phụ thuộc biên độ của ngoại lực và hiệu số
Biên độ A
ban đầu thời gian (f cbf )0

Chu kì T Chỉ phụ thuộc đặc Không có chu kì
tính riêng của hệ, Bằng với chu kì ( hoặc tần số) của ngoại lực tác
(hoặc tần số không phụ thuộc các hoặc tần số do dụng lên hệ
f) không tuần hoàn
yếu tố bên ngoài.
Hiện tượng Sẽ không dao
đặc biệt động khi ma sat Sẽ xãy ra HT cộng hưởng (biên độ A đạt max)
Không có khi tần số fcb f 0
trong DĐ quá lớn
Chế tạo đồng hồ quả
Chế tạo lò xo Chế tạo khung xe, bệ máy phải có tần số khác
Ưng dụng lắc. giảm xóc trong xa tần số của máy gắn vào nó.
Đo gia tốc trọng
trường của trái đất. ôtô, xe máy Chế tạo các loại nhạc cụ

CHỦ ĐỀ 5: TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CÙNG PHƯƠNG, CÙNG TẦN SỐ. PHƯƠNG PHÁP

GIẢN ĐỒ FRE – NEN
Dao động tổng hợp của 2 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số là một dao động điều hòa cùng phương,
cùng tần số với 2 dao động đó.

Giả sử có hai dao động cùng phương cùng tần số: x1 A c1s(t  ); 1  A 2os(t2 ) 2 .

Thì biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp được xác định :
A  A A 2A A cos(  )
1 2 1 2 2 1

tan  A 1in  1 sin 2 2
A cos  A cos
1 1 2 2
Ảnh hưởng của độ lệch pha:
* Độ lệch pha của x v2 x : 1

  (t )(2 )   1 2 1

- Nếu   0 : x2nhanh (sớm) pha  so với x1.

- Nếu  0 : x2chậm (trễ) pha  so với x 1
- Nếu   0 hay  = 2k: x cùng pha x thì A = A + A
2 1 max 1 2

- Nếu  = (2k + 1) : 2 và x1ngược pha nhau thì A min A 1A 2

1 2 2
- Nếu   (k )2 : x2và x1vuông pha với nhau thì A  A A1 2

* Chú ý: A 1A  2  A A 1 2

3. Dùng máy tính tìm phương trình (dùng cho FX 570ES trở lên)
B1: mode 2 (Chỉnh màn hình hiển thị CMPLX R Math)
B2: nhập máy: A 1 + 1  2hấn 2
B3: ấn SHIFT 2 3 = Máy sẽ hiện A

CHƯƠNG II. SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM
CHỦ ĐỀ 1: ĐẠI CƯƠNG SÓNG CƠ.

1. Khái niệm về sóng cơ, sóng ngang, sóng dọc?
a. Sóng cơ: là dao động dao động cơ lan truyền trong một môi trường

Đặc điểm:

- Sóng cơ không truyền được trong chân không.

- Khi sóng cơ lan truyền, các phân tử vật chất chỉ dao động tại chổ, pha dao động và năng lượng sóng chuyển dời
theo sóng.

- Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, tốc độ không đổi.

b. Sóng dọc: là sóng cơ có phương dao động trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong chất khí,
lỏng, rắn. Ví dụ: Sóng âm trong không khí.

c. Sóng ngang: là sóng cơ có phương dđ vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang truyền được trong chất
rắn và trên mặt chất lỏng.Ví dụ: Sóng trên mặt nước.

2. Các đặc trưng của sóng cơ:
a. Chu kì (tần số sóng): là đại lượng không thay đổi khi sóng truyền từ môi trường này sang môi trương khác.

b. Biên độ sóng: là biên độ dđộng của một phần tử có sóng truyền qua.
c. Tốc độ truyền sóng: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường; phụ thuộc bản chất môi trường (R > V L

V K và nhiệt độ (nhiệt độ của môi trường tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)
v
d. Bước sóng (m):   vT  : Với v(m/s); T(s); f(Hz)  ( m)
f

C1: là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha với nhau.

C2: là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kì

e. Năng lượng sóng: Qtrình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng.
3. Phương trình truyền sóng
a. Phương trình dđ:
Ph ngtruy s g
O
M d OM N
M dNON

2dM uoacos(t) 2dN
uMacos(t ) uNacos(t )
 

x  x x
b.Độlệchphacủa2dđtại2điểmcáchnguồn:   2 1 2  2
 

+ Cùng pha:   k2
+ Ngược pha:   (2k 1)


+ Vuông pha:   (2k 1)
2
Chú ý:
+ Nếu nguồn kích thích bằng dòng điện có tần số f thì sóng dđ với 2f.
+ Hai điểm gần nhau nhất cùng pha cách nhau 1 bước sóng
+ Hai điểm gần nhau nhất ngược pha cách nhau nửa bước sóng

+ Hai điểm gần nhau nhất vuông pha cách nhau một phần tư bước sóng

CHỦ ĐỀ 2: GIAO THOA SÓNG
1. Hiện tượng giao thoa sóng: là sự tổng hợp của 2 hay nhiều sóng kết hợp trong không gian, trong đó có những
chỗ biên độ sóng được tăng cường (cực đại giao thoa) hoặc triệt tiêu (cực tiểu giao thoa). Hiện tượng giao thoa là

hiện tượng đặc trưng của sóng.

2. Điều kiện giao thoa. Sóng kết hợp:
Đk để có giao thoa: 2 nguồn sóng là 2 nguồn kết hợp
o Dao động cùng phương, cùng chu kỳ
o Có hiệu số pha không đổi theo thời gian
3. Phương trình: Giao thoa của hai sóng phát ra từ hai nguồn sóng kết hợp S 1 S2cách nhau một khoảng l:

(d 2 d )1
(d 2 d )1 (d 2d )1
uM= 2Acos cos(t -  ) trong đó Biên độ sóng: M = 2Acos
 

2(d  d )
2 1
@ Độ lệch pha của 2 sóng từ 2 nguồn truyền tới M:  = 

4. Số điểm hoặc số đường dđ:
a. Hai nguồn dđ cùng pha
* Điểm dđ cực đại: d1– d2= k (kZ)
 1 2 1 2
 Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):  k 
 
 1
* Điểm dđ cực tiểu (không dđ): 1 – 2 = (2k +1) = (k + ) (kZ)
2 2

 Số điểm (không tính 2 nguồn): 1 2  1  k  s1 2 1
 2  2

b. Hai nguồn dđ ngược pha:

* Điểm dđ cực đại: 1 – 2 = (2k+1) (k + 1) (kZ)
2 2
 s s 1 s s 1
 Số điểm (không tính 2 nguồn): 1 2  k  1 2
 2  2
* Điểm dđ cực tiểu (không dđ):1d –2d = k (kZ)
 s s s s
1 2  k  1 2
 Số đường hoặc số điểm (không tính hai nguồn):  

c. Hai nguồn dđ vuông pha:    (2k 1) 
2 1 2

* Điểm cực đại có 2 – d1= k + /4
s 1 2 1 s1 2 1
 Số điểm cực đại và cực tiểu trên đoạn AB là bằng nhau và bằng:   k  
 4  4

CHỦ ĐỀ 3: SÓNG DỪNG

1. Phản xạ sóng:
- Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ cùng tần số, cùng bước sóng và luôn luôn ngược pha với sóng tới.

- Khi phản xạ trên vật tự do, sóng phản xạ cùng f, cùng bước sóng và luôn luôn cùng pha với sóng tới.

2. Hiện tượng tạo ra sóng dừng: Sóng tới và sóng phản xạ 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 sóng.
3. Đặc điểm của sóng dừng:

- Sóng dừng không truyền tải năng lượng.

- Biên độ dđ của phần tử vật chất ở mỗi điểm không đổi theo thời gian.

- Kc giữa hai nút liên tiếp (2 bụng) liên tiếp thì bằng nửa bước)sóng (
2

- Kc giữa một nút và một bụng kề nhau bằng một phần tư bước sóng
4. Điều kiện để có sóng dừng:
a. Hai đầu là nút sóng:
 *
l  k (kN )
2
Số bụng sóng = số bó sóng = k;
Số nút sóng = k + 1
b. Một đầu là nút sóng còn một đầu là bụng sóng:

l  (2k 1) (kN)
4
Số bó sóng nguyên = k
Số bụng sóng = số nút sóng = k + 1
c. Ứng dụng: của sóng dừng là đo bước sóng

CHỦ ĐỀ 4: SÓNG ÂM

Công thức toán: lg10 = x; a = lgx  x = 10 ; lga  lga  lgb
b

1. Sóng âm là sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn (Âm không truyền được trong chân không)
- Trong chất khí và chất lỏng, sóng âm là sóng dọc.

- Trong chất rắn, sóng âm gồm cả sóng ngang và sóng dọc.

2. Âm nghe được có tần số từ 16Hz đến 20000Hz mà tai con người cảm nhận được. Âm này gọi là âm thanh.

- Siêu âm: là sóng âm có tần số > 20 000Hz
- Hạ âm: là sóng âm có tần số < 16Hz

3. Nguồn âm là các vật dao động phát ra âm.

4. Tốc độ truyền âm:
- Trong mỗi môi trường nhất định, tốc độ truyền âm không đổi.

- Tốc tốc truyền âm phụ thuộc vào tính đàn hồi, mật độ của môi trường và nhiệt độ của môi trường.

- Tốc độ vrắnv lỏng> vkhí

5. Các đặc trưng vật lý của âm (tần số, cường độ (hoặc mức cường độ âm), năng lượng và đồ thị dao động của
âm)

a. Tần số của âm: Là đặc trưng quan trọng. Khi âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác thì tần số
không đổi, tốc đô truyền âm thay đổi, bước sóng của sóng âm thay đổi

b. Cường độ âm I tại một điểm là đại lượng đo bằng năng lượng mà sóng âm tải qua một đơn vị diện tích đặt tại
điểm đó, vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian; đơn vị W/m . 2

W P
I  
t.S S
c. Mức cường độ âm:

Đại lượng L(B) = lg I Hoặc L(dB) =10.lg I
I0 I0
n
Khi mức cường độ âm tăng n B thì cường độ âm tăng 10 lần
I0là cường độ âm chuẩn (thường I =00 W/m có tần số 1000Hz) Đơn vị của mức cường độ âm là ben (B).

Đơn vị thường dùng của mức cường độ âm là đêxiben (dB): 1B = 10dB.

d. Đồ thị dao động âm: là đồ thị của tất cả các họa âm trong một nhạc âm gọi là đồ thị dao động âm.

6. Đặc trưng sinh lí của âm: (3 đặc trưng là độ cao, độ to và âm sắc)
- Độ cao của âm gắn liền với tần số của âm. (Độ cao của âm tăng theo tần số âm) phụ thuộc vào tần số (phân biệt
các nốt nhạc)

- Độ to của âm là đặc trưng gắn liền với mức cường đô âm (Độ to tăng theo mức cường độ âm)

- Âm sắc gắn liền với đồ thị dao động âm, giúp ta phân biệt được các âm phát ra từ các nguồn âm, nhạc cụ khác
nhau. Âm sắc phụ thuộc vào tần số và biên độ của các hoạ âm. (phân biệt các loại nhạc cụ, giọng hát của ca sĩ)
v
7. Tần số do đàn phát ra (hai đầu là nút sóng) f  k ( k N*)
2l

v
Ứng với k = 1  âm phát ra âm cơ bản có tần số f1
2l