Tóm tắt các công thức trắc nghiệm Vật Lý 12

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 1

CHƯƠNG I: DAO ðỘNG CƠ HỌC

I. DAO ðỘNG ðIỀU HOÀ

1. Phương trình dao ñộng: x = Asin(ωt + ϕ)

2. Vận tốc tức thời: v = ωAcos(ωt + ϕ)

3. Gia tốc tức thời: a = -ω

2Asin(ωt + ϕ)

4. Vật ở VTCB: x = 0; |v|Max = ωA; |a|Min = 0

Vật ở biên: x = ±A; |v|Min = 0; |a|Max = ω

2A

5. Hệ thức ñộc lập: 2 2 2 ( ) v

A x

ω

= +

a = -ω

2

x

6. Chiều dài quỹ ñạo: 2A

7. Cơ năng: 2 2

ñ

1

2

E E E m A = + =t ω

Với 2 2 2 2

ñ

1

os ( ) os ( )

2

E m A c t Ec t = + = + ω ω ϕ ω ϕ

1 2 2 2 2 sin ( ) sin ( )

2

E m A t E t t = + = + ω ω ϕ ω ϕ

8. Dao ñộng ñiều hoà có tần số góc là ω, tần số f, chu kỳ T. Thì ñộng năng và thế năng biến thiên với tần số góc

2ω, tần số 2f, chu kỳ T/2

9. ðộng năng và thế năng trung bình trong thời gian nT/2 ( n∈N

*

, T là chu kỳ dao ñộng) là: 1 2 2

2 4

E

= m A ω

10. Khoảng thời gian ngắn nhất ñể vật ñi từ vị trí có toạ ñộ x1 ñến x2

2 1 t

ϕ ϕ ϕ

ω ω

∆ −

∆ = = với

1

1

2

2

sin

sin

x

A

x

A

ϕ

ϕ



= 



 =



và ( 1 2 ,

2 2

π π

− ≤ ≤ ϕ ϕ )

11. Quãng ñường ñi trong 1 chu kỳ luôn là 4A; trong 1/2 chu kỳ luôn là 2A

Quãng ñường ñi trong l/4 chu kỳ là A khi vật xuất phát từ VTCB hoặc vị trí biên (tức là ϕ = 0; π; ±π/2)

12. Quãng ñường vật ñi ñược từ thời ñiểm t1 ñến t2.

Xác ñịnh: 1 1 2 2

1 1 2 2

Asin( ) A sin( )

à

os( ) os( )

x t x t

v

v Ac t v Ac t

ω ϕ ω ϕ

ω ω ϕ ω ω ϕ

  = + = +

    = + = +

(v1 và v2 chỉ cần xác ñịnh dấu)

Phân tích: t2 – t1 = nT + ∆t (n ∈N; 0 ≤ ∆t < T)

Quãng ñường ñi ñược trong thời gian nT là S1 = 4nA, trong thời gian ∆t là S2.

Quãng ñường tổng cộng là S = S1 + S2

* Nếu v1v2 ≥ 0 ⇒

2 2 1

2 2 1

2

4

2

T

t S x x

T

t S A x x



∆ < ⇒ = − 



∆ > ⇒ = − − 

* Nếu v1v2 < 0 ⇒

1 2 1 2

1 2 1 2

0 2

0 2

v S A x x

v S A x x

 > ⇒ = − −



 < ⇒ = + +

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 2

13. Các bước lập phương trình dao ñộng dao ñộng ñiều hoà:

* Tính ω

* Tính A (thường sử dụng hệ thức ñộc lập)

* Tính ϕ dựa vào ñiều kiện ñầu: lúc t = t0 (thường t0 = 0) 0

0

Asin( )

os( )

x t

v Ac t

ω ϕ

ϕ

ω ω ϕ

 = +

 ⇒

 = +

Lưu ý: + Vật chuyển ñộng theo chiều dương thì v > 0, ngược lại v < 0

+ Trước khi tính ϕ cần xác ñịnh rõ ϕ thuộc góc phần tư thứ mấy của ñường tròn lượng giác

(thường lấy -π < ϕ ≤ π)

14. Các bước giải bài toán tính thời ñiểm vật ñi qua vị trí ñã biết x (hoặc v, a, E, Et

, Eñ, F) lần thứ n

* Giải phương trình lượng giác lấy các nghiệm của t (Với t > 0 ⇒ phạm vi giá trị của k )

* Liệt kê n nghiệm ñầu tiên (thường n nhỏ)

* Thời ñiểm thứ n chính là giá trị lớn thứ n

Lưu ý: ðề ra thường cho giá trị n nhỏ, còn nếu n lớn thì tìm quy luật ñể suy ra nghiệm thứ n

15. Các bước giải bài toán tìm số lần vật ñi qua vị trí ñã biết x (hoặc v, a, E, Et

, Eñ, F) từ thời ñiểm t1 ñến t2.

* Giải phương trình lượng giác ñược các nghiệm

* Từ t1 < t ≤ t2 ⇒ Phạm vi giá trị của (Với k ∈ Z)

* Tổng số giá trị của k chính là số lần vật ñi qua vị trí ñó.

16. Các bước giải bài toán tìm li ñộ dao ñộng sau thời ñiểm t một khoảng thời gian ∆t.

Biết tại thời ñiểm t vật có li ñộ x = x0.

* Từ phương trình dao ñộng ñiều hoà: x = Asin(ωt + ϕ) cho x = x0

Lấy nghiệm ωt + ϕ = α (ứng với x ñang tăng, vì cos(ωt + ϕ) > 0)

hoặc ωt + ϕ = π - α (ứng với x ñang giảm) với

2 2

π π

− ≤ ≤ α

* Li ñộ sau thời ñiểm ñó ∆t giây là: x = Asin(ω∆t + α) hoặc x = Asin(π - α + ω∆t) = Asin(ω∆t - α)

17. Dao ñộng ñiều hoà có phương trình ñặc biệt:

* x = a ± Asin(ωt + ϕ) với a = const

Biên ñộ là A, tần số góc là ω, pha ban ñầu ϕ

x là toạ ñộ, x0 = Asin(ωt + ϕ) là li ñộ.

Toạ ñộ vị trí cân bằng x = a, toạ ñộ vị trí biên x = a ± A

Vận tốc v = x’ = x0’, gia tốc a = v’ = x” = x0”

Hệ thức ñộc lập: a = -ω

2

x0

2 2 2

0

( ) v

A x

ω

= +

* x = a ± Asin2

(ωt + ϕ) (ta hạ bậc)

Biên ñộ A/2; tần số góc 2ω, pha ban ñầu 2ϕ.

II. CON LẮC LÒ XO

1. Tần số góc: k

m

ω = ; chu kỳ: 2

2

m

T

k

π

π

ω

= = ; tần số: 1 1

2 2

k

f

T m

ω

π π

= = =

2. Cơ năng: 2 2 2

ñ

1 1

2 2

E E E m A kA = + = = t ω

Với 2 2 2 2

ñ

1 1 os ( ) os ( )

2 2

E mv kA c t Ec t = = + = + ω ϕ ω ϕ

1 1 2 2 2 2 sin ( ) sin ( )

2 2

E kx kA t E t t = = + = + ω ϕ ω ϕ

http://ebook.here.vn Tải ðề thi, eBook, Tài liệu học tập Miễn phí 3

3. * ðộ biến dạng của lò xo thẳng ñứng: mg l

k

∆ = ⇒ 2

l

T

g

π

∆

=

* ðộ biến dạng của lò xo nằm trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α:

mg sin l

k

α

∆ = ⇒ 2

sin

l

T

g

π

α

∆

=

* Trường hợp vật ở dưới:

+ Chiều dài lò xo tại VTCB: lCB = l0 + ∆l (l0 là chiều dài tự nhiên)

+ Chiều dài cực tiểu (khi vật ở vị trí cao nhất): lMin = l0 + ∆l – A

+ Chiều dài cực ñại (khi vật ở vị trí thấp nhất): lMax = l0 + ∆l + A

⇒ lCB = (lMin + lMax)/2

+ Khi A > ∆l thì thời gian lò xo nén là

ω

t

Dj

D = , với ∆

cos∆φ =

A

l

Thời gian lò xo giãn là T/2 - ∆t, với ∆t là thời gian lò xo nén (tính như trên)

* Trường hợp vật ở trên:

lCB = l0 - ∆l; lMin = l0 - ∆l – A; lMax = l0 - ∆l + A ⇒ lCB = (lMin + lMax)/2

4. Lực hồi phục hay lực phục hồi (là lực gây dao ñộng cho vật) là lực ñể ñưa vật về vị trí cân bằng (là hợp lực

của các lực tác dụng lên vật xét phương dao ñộng), luôn hướng về VTCB, có ñộ lớn Fhp = k|x| = mω

2

|x|.

5. Lực ñàn hồi là lực ñưa vật về vị trí lò xo không biến dạng.

Có ñộ lớn Fñh = kx*

(x*

là ñộ biến dạng của lò xo)

* Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực hồi phục và lực ñàn hồi là một (vì tại VTCB lò xo không biến dạng)

* Với con lắc lò xo thẳng ñứng hoặc ñặt trên mặt phẳng nghiêng

+ ðộ lớn lực ñàn hồi có biểu thức:

* Fñh = k|∆l + x| với chiều dương hướng xuống

* Fñh = k|∆l - x| với chiều dương hướng lên

+ Lực ñàn hồi cực ñại (lực kéo): FMax = k(∆l + A) = FKMax

+ Lực ñàn hồi cực tiểu:

* Nếu A < ∆l ⇒ FMin = k(∆l - A) = FKMin

* Nếu A ≥ ∆l ⇒ FMin = 0 (lúc vật ñi qua vị trí lò xo không biến dạng)

Lực ñẩy (lực nén) ñàn hồi cực ñại: FNmax = k(A - ∆l) (lúc vật ở vị trí cao nhất)

Lưu ý: Khi vật ở trên: * FNmax = FMax = k(∆l + A)

* Nếu A < ∆l ⇒ FNmin = FMin = k(∆l - A)

* Nếu A ≥ ∆l ⇒ FKmax = k(A - ∆l) còn FMin = 0

6. Một lò xo có ñộ cứng k, chiều dài l ñược cắt thành các lò xo có ñộ cứng k1, k2, … và chiều dài tương ứng là

l1, l2, … thì ta có: kl = k1l1 = k2l2 = …

7. Ghép lò xo:

* Nối tiếp

1 2

1 1 1

...

k k k

= + + ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: T2

= T1

2

+ T2

2

* Song song: k = k1 + k2 + … ⇒ cùng treo một vật khối lượng như nhau thì: 2 2 2

1 2

1 1 1

...

T T T

= + +

8. Gắn lò xo k vào vật khối lượng m1 ñược chu kỳ T1, vào vật khối lượng m2 ñược T2, vào vật khối lượng

m1+m2 ñược chu kỳ T3, vào vật khối lượng m1 – m2 (m1 > m2)ñược chu kỳ T4.

Thì ta có: 2 2 2 T T T 3 1 2 = + và 2 2 2 T T T 4 1 2 = −

9. Vật m1 ñược ñặt trên vật m2 dao ñộng ñiều hoà theo phương thẳng ñứng. (Hình 1)

ðể m1 luôn nằm yên trên m2 trong quá trình dao ñộng thì:

1 2

ax 2

( )

M

g m m g A

ω k

+

= =

k

m

Vật ở dưới

m

k

Vật ở trên

k

m1

m2

Hình 1

m2

m1

k

Hình 2