Phương pháp giải bài tập vật lý 12

Mục lục

Mụclục.. . . ... . .. ... ... .. ... .. . ... . . ... . .. ... . .. 1

Phần1.PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀDAOĐỘNGĐIỀUHÒACỦACONLẮC

LÒXO 15

Chủđề1. Liên hệ giữa lực tác dụng, độ giãn và độ cứng của lò xo . . . . . . . . . . 15

1.Cho biết lực kéoF, độ cứngk: tìm độ giãn Δl

, tìml. .. . ... . .. ... 15

2.Cắt lò xo thànhn phần bằng nhau ( hoặc hai phần không bằng nhau): tìm độ

cứngcủamỗiphần .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 15

Chủđề2. Viết phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo . . . . . . . . . . 15

Chủđề3. Chứng minh một hệ cơ học dao động điều hòa . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.Phương pháp động lực học . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.Phương pháp định luật bảo toàn năng lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Chủđề4. Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để tìm vận tốc . . . . . . . . . . . . 16

Chủđề5. Tìm biểu thức động năng và thế năng theo thời gian . . . . . . . . . . . . 17

Chủđề6. Tìm lực tác dụng cực đại và cực tiểu của lò xo lên giá treo hay giá đở . . 17

1.Trường hợp lò xo nằm ngang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.Trường hợp lò xo treo thẳng đứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.Chúý . . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 17

Chủđề7. Hệ hai lò xo ghép nối tiếp: tìm độ cứngk

hệ

, từ đó suy ra chu kỳT .... 18

Chủđề8. Hệ hai lò xo ghép song song: tìm độ cứngk

hệ

, từ đó suy ra chu kỳT ... 18

Chủđề9. Hệ hai lò xo ghép xung đối: tìm độ cứngk

hệ

, từ đó suy ra chu kỳT ... 18

Chủ đề 10. Con lắc liên kết với ròng rọc( không khối lượng): chứng minh rằng hệ

dao động điều hòa, từ đó suy ra chu kỳT ... ... .. ... .. . ... . .. 19

1.Hòn bi nối với lò xo bằng dây nhẹ vắt qua ròng rọc . . . . . . . . . . . . . . 19

2.Hòn bi nối với ròng rọc di động, hòn bi nối vào dây vắt qua ròng rọc . . . . 19

3.Lò xonối vàotrục ròngrọcdi động, hònbi nốivào hailò xonhờ dây vắt qua

ròngrọc... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 19

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề11.Lực hồiphụcgây radao độngđiềuhòakhôngphảilàlựcđànhồinhư:lực

đẩy Acximet, lực ma sát, áp lực thủy tỉnh, áp lực của chất khí...: chứng minh

hệdaođộngđiềuhòa ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 20

FlàlựcđẩyAcximet . . ... . . ... . .. ... . . ... . .. ... ... 20

Flàlựcmasát .. . .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... .. . ... 20

3.Áplựcthủytỉnh.. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 21

Flàlựccủachấtkhí .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... .. . ... 21

Phần2.PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀDAOĐỘNGĐIỀUHÒACỦACONLẮC

ĐƠN 22

Chủđề1. Viết phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn . . . . . . . . . . . 22

Chủđề2. Xác định độ biến thiên nhỏ chu kỳ ΔT khi biết độ biến thiên nhỏ gia tốc

trọng trường Δg, độ biến thiên chiều dài Δl.. . .. .. . .. ... ... .. . 22

Chủ đề 3. Xác định độ biến thiên nhỏ chu kỳ ΔT khi biết nhiệt độ biến thiên nhỏ

Δt; khi đưa lên độ caoh; xuống độ sâuh so với mặt biển . . . . . . . . . . . 23

1. Khi biết nhiệt độ biến thiên nhỏ Δt .. . .. ... .. ... ... .. . ... 23

2. Khi đưa con lắc đơn lên độ caoh so với mặt biển. . . . . . . . . . . . . . . 23

3. Khi đưa con lắc đơn xuống độ sâu h so với mặt biển . . . . . . . . . . . . . 23

Chủ đề 4. Con lắc đơn chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng độ biến thiên của chu kỳ: tìm

điều kiện để chu kỳ không đổi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.Điều kiện để chu kỳ không đổi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.Ví dụ:Con lắc đơn chịu ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ và yếu tố độ cao . . . 24

Chủđề5. Conlắctrongđồnghồgõgiâyđượcxemnhưlàconlắc đơn:tìmđộnhanh

hay chậm của đồng hồ trong một ngày đêm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Chủđề6. Conlắc đơn chịutác dụng thêmbởimột ngoạilực

F khôngđổi:Xác định

chu kỳ dao động mớiT

. .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 25

Flàlựchútcủanamchâm .. . . ... . .. ... . . ... . .. ... ... 25

F là lực tương tác Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Flàlựcđiệntrường. .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... .. . ... 25

FlàlựcđẩyAcsimet .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... .. . ... 26

Flàlựcnằmngang .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... .. . ... 26

Chủ đề 7. Con lắc đơn treo vào một vật ( như ôtô, thang máy...) đang chuyển động

với gia tốc ~a: xác định chu kỳ mớiT

.. . .. ... .. ... ... .. . ... 26

1.Con lắc đơn treo vào trần của thang máy ( chuyển động thẳng đứng ) với gia

tốc ~a . .. . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 27

2.Con lắc đơn treo vào trần của xe ôtô đang chuyển động ngang với gia tốc ~a.27

Th.s Trần AnhTrung 2 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

3.Con lắc đơn treo vào trần của xe ôtô đang chuyển động trên mặt phẳng

nghiêng một gócα:... . . ... . .. ... .. ... ... .. . ... 28

Chủđề8. Xác định động năngE

thế năngE

, cơ năng của con lắc đơn khi ở vị trí

có góc lệchβ . .. . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 29

Chủđề9. Xác định vận tốc dàiv và lực căng dâyT tại vị trí hợp với phương thẳng

đứng một gócβ ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 29

1.VậntốcdàivtạiC ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 29

2.Lực căng dâyT tạiC.. . .. .. . .. ... . .. .. . .. ... ... .. . 29

3.Hệ qủa: vận tốc và lực căng dây cực đại và cực tiểu . . . . . . . . . . . . . . 30

Chủđề10. Xác định biên độ gócα

mới khi gia tốc trọng trường thay đổi từg sang g

Chủ đề 11. Xác định chu kỳ và biên độ của con lắc đơn vướng đinh (hay vật cản)

khiđiquavịtrícânbằng . .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 30

1.TìmchukỳT ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 30

2.Tìm biên độ mới sau khi vướng đinh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Chủ đề 12. Xác định thời gian để hai con lắc đơn trở lại vị trí trùng phùng (cùng

qua vị trí cân bằng, chuyển động cùng chiều) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Chủ đề 13. Con lắc đơn dao động thì bị dây đứt:khảo sát chuyển động của hòn bi

saukhidâyđứt?... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 31

1.Trường hợp dây đứt khi đi qua vị trí cân bằng O . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.Trường hợp dây đứt khi đi qua vị trí có li giácα.. . . ... . .. ... ... 32

Chủđề14. Con lắc đơn có hòn bi va chạm đàn hồi với một vật đang đứng yên: xác

định vận tốc của viên bi sau va chạm? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Phần3.PHƯƠNGPHÁPGIẢITOÁNVỀDAOĐỘNGTẮTDẦNVÀCỘNGHƯỞNG

CƠHỌC 33

Chủđề1. Con lắc lò xo dao động tắt dần: biên độ giảm dần theo cấp số nhân lùi vô

hạng,tìmcôngbộiq ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 33

Chủ đề 2. Con lắc lò đơn động tắt dần: biên độ góc giảm dần theo cấp số nhân lùi

vô hạng, tìm công bội q. Năng lượng cung cấp để duy trì dao động . . . . . . . 33

Chủ đề 3. Hệ dao động cưỡng bức bị kích thích bởi một ngoại lực tuần hoàn: tìm

điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Phần 4 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ HỌC, GIAO

THOASÓNG,SÓNGDỪNG,SÓNGÂM 35

Chủđề1. Tìm độ lệch pha giữahai điểmcách nhau dtrên mộtphươngtruyền sóng?

Tìm bước sóng khi biết độ lệch pha và giới hạn của bước sóng,( tần số, vận tốc

truyền sóng). Viết phương trình sóng tại một điểm . . . . . . . . . . . . . . . 35

1.Tìm độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau d trên một phương truyền sóng . . 35

Th.s Trần AnhTrung 3 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Tìm bước sóng khi biết độ lệch pha và giới hạn của bước sóng,( tần số, vận

tốctruyềnsóng) . .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 35

3.Viết phương trình sóng tại một điểm trên phương truyền sóng . . . . . . . . 35

4.Vận tốc dao động của sóng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Chủđề2. Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình truyền sóng theo thời gian và theo không gian 36

1.Vẽ đồ thị biểu diễn qúa trình truyền sóng theo thời gian . . . . . . . . . . . . 36

2.Vẽ đồ thị biểu diễn qúa trình truyền sóng theo không gian ( dạng của môi

trường...) .. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 36

Chủđề3. Xác định tính chất sóng tại một điểmM trên miền giao thoa . . . . . . . 36

Chủđề4. Viết phương trình sóng tại điểm M trên miền giao thoa . . . . . . . . . . 37

Chủđề5. Xác định số đường dao động cực đại và cực tiểu trên miền giao thoa . . . 37

Chủđề6. Xác địnhđiểm dao động với biênđộ cực đại ( điểm bụng)và số điểm dao

động với biên độ cực tiểu ( điểm nút) trên đoạnS

.. . .. ... ... .. . 38

Chủ đề 7.Tìm qũy tích những điểm dao động cùng pha (hay ngược pha) với hai

nguồnS

. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 38

Chủđề8.Viết biểu thức sóng dừng trên dây đàn hồi . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Chủđề9.Điều kiện để có hiện tượng sóng dừng, từ đó suy ra số bụng và số nút sóng 39

1.Hai đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là cố định . . . . . . . . . . . . 39

2.Một đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là cố định, đầu kia tự do . . . . 39

3.Hai đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là tự do . . . . . . . . . . . . . 40

Chủđề10.Xác định cường độ âm (I) khi biết mức cường độ âm tại điểm. Xác định

công suất của nguồn âm? Độ to của âm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.Xác định cường độ âm (I) khi biết mức cường độ âm tại điểm . . . . . . . . 40

2.Xác định công suất của nguồn âm tại một điểm: . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.Độtocủaâm:... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 41

Phần5 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG

PHÂNNHÁNH(RLC) 42

Chủđề1. Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho khung dây quay đều trong từ

trường, xác định suất điện động cảm ứng e(t)? Suy ra biểu thức cường độ dòng

điện i(t) và hiệu điện thế u(t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Chủđề2. Đoạn mạchRLC: cho biếti(t)= I

sin(ωt), viết biểu thức hiệu điện thế

u(t). Tìm công suấtP

mạch

. .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 42

Chủ đề 3. Đoạn mạch RLC: cho biết u(t)= U

sin(ωt), viết biểu thức cường độ

dòng điệni(t). Suy ra biểu thứcu

(t)?u

(t)? .. . .. ... ... .. . 42

Th.s Trần AnhTrung 4 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủ đề 4. Xác định độ lệch pha giữa hai hđt tức thời u

và u

của hai đoạn mạch

khác nhau trên cùng một dòng điện xoay chiều không phân nhánh? Cách vận

dụng? .. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 43

Chủđề5. .Đoạn mạchRLC, cho biếtU,R: tìm hệ thứcL,C,ω để: cường độ dòng

điện qua đoạn mạch cực đại, hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha,

công suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

1.Cường độ dòng điện qua đoạn mạch đạt cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.Hiệu điện thế cùng pha với cường độ dòng điện . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.Kếtluận . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 44

Chủđề6. .Đoạn mạch RLC, ghép thêm một tụ C

:tìmC

để: cường độ dòng điện

qua đoạn mạch cực đại, hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha, công

suất tiêu thụ trên đoạn mạch đạt cực đại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Chủđề7. .Đoạn mạchRLC: Cho biếtU

: tìmU và độ lệch phaϕ

u/i

.... 45

Chủ đề 8.Cuộn dây (RL) mắc nối tiếp với tụ C: cho biết hiệu điện thế U

( cuộn

dây) vàU

.TìmU

mạch

vàϕ. .. .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 45

Chủđề9. Cho mạchRLC: Biết U,ω, tìmL,hayC,hayR để công suất tiêu thụ trên

đoạnmạchcựcđại. . ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 45

1.Tìm L hayC để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . 46

2.Tìm R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại . . . . . . . . . . . . . 46

Chủđề10. .Đoạn mạchRLC: Cho biếtU,R,f: tìmL(hayC)đểU

(hayU

) đạt

giátrịcựcđại? ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 46

1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . . . . . . 47

2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . . . . . 48

Chủ đề 11. .Đoạn mạch RLC: Cho biết U,R,L,C: tìm f (hay ω)để U

, U

hay

đạtgiátrịcựcđại? .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 49

1.Tìm f(hayω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại . . . . . . . 49

2.Tìm f (hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại . . . . . . 49

3.Tìm f (hay ω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại . . . . . . . . 49

Chủ đề 12. Cho biết đồ thị i(t) và u(t), hoặc biết giản đồ vectơ hiệu điện thế: xác

định các đặc điểm của mạch điện? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

1.Cho biết đồ thịi(t) vàu(t): tìm độ lệch phaϕ

u/i

. .. ... .. . ... . .. 50

2.Cho biết giản đồ vectơ hiệu điện thế: vẽ sơ đồ đoạn mạch? TìmU

mạch

.... 51

Chủ đề 13. Tác dụng nhiệt của dòng điện xoay chiều: tính nhiệt lượng tỏa ra trên

đoạnmạch? .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 51

Th.s Trần AnhTrung 5 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề14. Tác dụng hóa học của dòng điện xoay chiều: tính điện lượng chuyển qua

bình điện phântheo một chiều? Tính thể tích khíHiđrô vàOxy xuất hiện ởcác

điệncực? . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 51

1.Tính điện lượng chuyển qua bình điện phân theo một chiều ( trong 1 chu kỳ

T, trongt) . . .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 51

2.Tính thể tích khí Hiđrô và Oxy xuất hiện ở các điện cực trong thời giant(s).52

Chủđề15. Tác dụngtừcủadòngđiệnxoaychiều vàtácdụngcủatừtrườnglêndòng

điệnxoaychiều? .. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 52

1.Nam châm điện dùng dòng điện xoay chiều ( tần sốf) đặt gần dây thép căng

ngang. Xác định tần số rungf

của dây thép . . . . . . . . . . . . . . 52

2.Dây dẫn thẳng căng ngang mang dòng điện xoay chiều đặt trong từ trường

có cảm ứng từ

B không đổi ( vuông góc với dây): xác định tần số rung

của dâyf

.. . .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 52

Phần6 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU, BIẾN

THẾ,TRUYỀN TẢIĐIỆNNĂNG 53

Chủ đề 1. Xác định tần số f của dòng điện xoay chiều tạo bởi máy phát điện xoay

chiều1pha .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 53

1.Trường hợp roto của mpđ cóp cặp cực, tần số vòng làn .. . .. ... ... 53

2.Trường hợp biết suất điện động xoay chiều (E hayE

).. . ... . .. ... 53

Chủ đề 2. Nhà máy thủy điện: thác nước cao h, làm quay tuabin nước và roto của

mpđ. Tìm công suấtP của máy phát điện? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Chủđề3. Mạch điện xoay chiều ba pha mắc theo sơ đồ hình Υ: tìm cường độ dòng

trung hòa khi tải đối xứng? Tính hiệu điện thếU

( theoU

)? TínhP

(các tải) 53

Chủđề4. Máy biến thế: choU

: tìmU

... ... .. ... .. . ... . .. 54

1.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 0, cuộn thứ cấp hở 54

2.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 0, cuộn thứ cấp có tải 54

3.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp khác 0: . .. ... ... 55

Chủđề5.Truyền tải điện năng trên dây dẫn: xác định các đại lượng trong quá trình

truyềntải . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 55

Chủđề6.Xác định hiệu suất truyền tải điện năng trên dây? . . . . . . . . . . . . . . 55

Phần7 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG ĐIỆN TỰ DO TRONG

MẠCHLC 57

Chủ đề 1. Dao động điện tự do trong mạch LC: viết biểu thức q(t)? Suy ra cường

độ dòng điệni(t)?. . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 58

Chủđề 2. Dao động điện tự do trong mạch LC, biết u

= U

sinωt, tìmq(t)? Suy

rai(t)?. . ... . .. ... ... .. ... .. . ... . . ... . .. ... ... 58

Th.s Trần AnhTrung 6 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề3. Cách áp dụng định luật bảo toàn năng lượng trong mạch dao độngLC .. 58

1.Biết Q

(hayU

) tìm biên độI

. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 58

2.Biết Q

(hayU

)vàq(hayu), tìmilúcđó . .. . .. .. . ... . .. ... 58

Chủđề 4. Dao động điện tự do trong mạch LC, biết Q

và I

:tìm chu kỳ dao động

riêng của mạchLC . .. . ... . . ... . .. ... .. ... . .. .. . ... 59

Chủđề 5. Mạch LC ở lối vào của máy thu vô tuyến điện bắt sóng điện từ có tần số

f (hay bước sóngλ).TìmL(hayC) ... . .. .. . .. ... ... .. . ... 59

1.Biết f( sóng) tìmL vàC ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 59

2.Biết λ( sóng) tìmL vàC ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 59

Chủ đề 6. Mạch LC ở lối vào của máy thu vô tuyến có tụ điện có điện dung biến

thiênC

max

÷C

min

tươngứng gócxoay biếnthiên0

÷180

:xác định gócxoay

Δα để thu được bức xạ có bước sóngλ?. ... ... .. . .. .. . ... . .. 59

Chủ đề 7. Mạch LC ở lối vào của máy thu vô tuyến có tụ xoay biến thiên C

max

min

: tìm dải bước sóng hay dải tần số mà máy thu được? . . . . . . . . . . . 60

Phần8 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ PHẢN XẠ ÁNH SÁNG CỦA GƯƠNG

PHẲNGVÀGƯƠNGCẦU 61

Chủđề1. Cách vẽ tia phản xạ trên gương phẳng ứng với một tia tới đã cho ? . . . . 61

Chủ đề 2. Cách nhận biết tính chất "thật - ảo" của vật hay ảnh( dựa vào các chùm

sáng). .. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 61

Chủđề3. Gương phẳng quay một gócα (quanh trục vuông góc mặt phẳng tới):tìm

gócquaycủatiaphảnxạ?. .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 61

1.Cho tia tới cố định, xác định chiều quay của tia phản xạ . . . . . . . . . . . . 61

2.Cho biếtSI =R, xác định quãng đường đi của ảnhS

... ... .. . ... 61

3.Gương quay đều với vận tốc gócω: tìm vận tốc dài của ảnh . . . . . . . . . . 62

Chủđề4. Xác định ảnh tạo bởi một hệ gương có mặt phản xạ hướng vào nhau . . . 62

Chủđề5. Cách vận dụng công thức của gương cầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

1.Cho biếtd vàAB: tìmd

và độ cao ảnhA

... .. ... ... .. . ... 63

2.Cho biếtd

vàA

: tìmd và độ cao vậtAB ... .. ... ... .. . ... 63

3.Cho biết vị trí vậtd và ảnhd

xác định tiêu cựf . .. ... .. . ... . .. 63

4.Chúý . . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 63

Chủđề6. Tìm chiều và độ dời của màn ảnh khi biết chiều và độ dời của vật. Hệ qủa? 64

1.Tìm chiều và độ dời của màn ảnh khi biết chiều và độ dời của vật . . . . . . 64

2.Hệqủa. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 64

Chủđề7. Cho biết tiêu cựf và một điều kiện nào đó về ảnh, vật: xác định vị trí vật

dvà vị trí ảnhd

... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 64

Th.s Trần AnhTrung 7 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

1.Cho biết độ phóng đạik vàf. .. ... .. . ... . . ... . .. ... . .. 64

2.Cho biết khoảng cáchl =AA

.. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 64

Chủđề8. Xác định thị trường của gương ( gương cầu lồi hay gương phẳng) . . . . . 65

Chủ đề 9. Gương cầu lõm dùng trong đèn chiếu: tìm hệ thức liên hệ giữa vệt sáng

tròn trên màn ( chắn chùm tia phản xạ) và kích thước của mặt gương . . . . . . 65

Chủđề10. Xác định ảnh của vật tạo bởi hệ "gương cầu - gương phẳng" . . . . . . . 65

1.Trường hợp gương phẳng vuông góc với trục chính . . . . . . . . . . . . . . 66

2.Trường hợp gương phẳng nghiêng một góc 45

so với trục chính . . . . . . . 66

Chủđề11. Xác định ảnh của vật tạo bởi hệ "gương cầu - gương cầu" . . . . . . . . 66

Chủđề12. Xác định ảnh của vậtAB ở xa vô cùng tạo bởi gương cầu lõm . . . . . 67

Phần9 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ KHÚC XẠ ÁNH SÁNG, LƯỠNG CHẤT

PHẲNG(LCP), BẢNGMẶT SONGSONG(BMSS),LĂNGKÍNH(LK) 69

Chủ đề 1. Khảo sát đường truyền của tia sáng đơn sắc khi đi từ môi trường chiết

quang kém sang môi trườngchiết quang hơn? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Chủ đề 2. Khảo sát đường truyền của tia sáng đơn sắc khi đi từ môi trường chiết

quang hơn sang môi trường chiết quang kém? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Chủ đề 3. Cách vẽ tia khúc xạ ( ứng với tia tới đã cho) qua mặt phẳng phân cách

giữa hai môi trường bằng phương pháp hình học? . . . . . . . . . . . . . . . . 70

1.Cáchvẽtiakhúcxạ ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 70

2.Cách vẽ tia tới giới hạn toàn phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Chủđề4. Xác định ảnh của một vật qua LCP ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

Chủđề5. Xác định ảnh của một vật qua BMSS ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

1.Độdờiảnh.. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 71

2.Độ dời ngang của tia sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Chủđề6. Xác định ảnh của một vật qua hệ LCP- gương phẳng ? . . . . . . . . . . 71

1.Vật A - LCP - Gương phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.Vật A nằm giữa LCP- Gương phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Chủđề7. Xác định ảnh của một vật qua hệ LCP- gương cầu ? . . . . . . . . . . . . 72

Chủđề8. Xác định ảnh của một vật qua hệ nhiều BMSS ghép sát nhau? . . . . . . 72

Chủđề9. Xác định ảnh của một vật qua hệ nhiều BMSS - gương phẳng ghép song

song? .. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 73

1.Vật S - BMSS - Gương phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

2.Vật S nằm giữa BMSS - Gương phẳng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Chủđề10. Xác định ảnh của một vật qua hệ nhiều BMSS - gương cầu? . . . . . . . 73

Th.s Trần AnhTrung 8 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề11. Cho lăng kính (A,n) và góc tớii

của chùm sáng: xác định góc lệch D? . 74

Chủđề12. Cho lăng kính (A,n) xác địnhi

đểD =min? .. . .. .. . ... . .. 74

1.Cho A,n: xác địnhi

để D = min,D

min

? .. . ... . . ... . .. ... . .. 74

2.Cho AvàD

min

:xácđịnhn?. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 74

3.Chúý:. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 75

Chủđề13. Xác định điều kiện để có tia ló ra khỏi LK? . . . . . . . . . . . . . . . 75

1.Điều kiện về góc chiếc quang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

1.Điềukiệnvềgóctới... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 75

Phần10 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ THẤU KÍNH VÀ HỆ QUANG HỌC

ĐỒNGTRỤCVỚITHẤUKÍNH 76

Chủđề1. Xác định loại thấu kính ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

1.Căn cứ vào sự liên hệ về tính chất, vị trí, độ lớn giữa vật - ảnh . . . . . . . . 76

2.Căn cứ vào đường truyền của tia sáng qua thấu kính. . . . . . . . . . . . . . 76

3.Căn cứ vào công thức của thấu kính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Chủ đề 2. Xác định độ tụ của thấu kính khi biết tiêu cự, hay chiếc suất của môi

trường làm thấu kính và bán kính của các mặt cong.. . . . . . . . . . . . . . . 76

1.Khi biết tiêu cựf . .. . ... . . ... . .. ... .. ... . .. .. . ... 76

2.Khi biết chiếc suất của môi trường làm thấu kính và bán kính của các mặt cong 76

Chủđề3. Cho biết tiêu cựf và một điều kiện nào đó về ảnh, vật: xác địnhvị trívật

d và vị trí ảnhd

. .. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 77

1.Cho biết độ phóng đạik vàf. .. ... .. . ... . . ... . .. ... . .. 77

2.Cho biết khoảng cáchl =AA

.. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 77

Chủđề4. Xác định ảnh của một vậtABởxavôcực ... . . ... . .. ... ... 77

Chủđề5. Xác định ảnh của một vậtABởxavôcực ... . . ... . .. ... ... 77

1.Cho biết khoảng cách "vật - ảnh"L, xác định hai vị trí đặt thấu kính . . . . . 78

2.Cho biết khoảng cách "vật - ảnh"L, và khoảng cách giữa hai vị trí, tìmf .. 78

Chủđề6. Vật hay thấu kính di chuyển, tìm chiều di chuyển của ảnh . . . . . . . . . 78

1.Thấu kính (O) cố định: dời vật gần ( hay xa) thấu kính, tìm chiều chuyển dời

củaảnh ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 78

2.Vật AB cố định, cho ảnh A

trên màn, dời thấu kính hội tụ, tìm chiều

chuyểndờicủamàn . . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 78

Chủ đề 8. Liên hệ giữa kích thước vệt sáng tròn trên màn( chắn chùm ló) và kích

thước của mặt thấu kính. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Chủđề9. Hệ nhiều thấu kính mỏng ghép đồng trục với nhau, tìm tiêu cự của hệ. . . 79

Th.s Trần AnhTrung 9 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề10. Xác định ảnh của một vật qua hệ " thấu kính- LCP". . . . . . . . . . . . 79

1.Trường hợp: AB - TK - LCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2.Trường hợp: AB - LCP - TK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Chủđề11. Xác định ảnh của một vật qua hệ " thấu kính- BMSS". . . . . . . . . . . 80

1.Trường hợp: AB - TK - BMSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

2.Trường hợp: AB - LCP - TK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Chủđề12. Xác định ảnh của một vật qua hệ hai thấu kính ghép đồng trục. . . . . . 81

Chủđề13. Hai thấu kính đồng trục tách rời nhau: xác định giới hạn củaa =O

(

hoặc d

= O

A) để ảnh A

nghiệm đúng một điều kiện nào đó ( như ảnh

thật, ảnh ảo, cùng chều hay ngược chiều với vậtAB).. . ... . .. ... . .. 82

1.Trường hợpA

làthật(hayảo)... . .. ... .. ... ... .. . ... 82

2.Trường hợpA

cùng chiều hay ngược chiều với vật . . . . . . . . . . . . 82

Chủđề 14. Hai thấu kính đồng trục tách rời nhau: xác định khoảng cácha = O

để ảnh cuối cùng không phụ thuộc vào vị trí vậtAB. .. ... .. . ... . .. 82

Chủđề15. Xác định ảnh của vật cho bởi hệ "thấu kính - gương phẳng". . . . . . . . 83

1.Trường hợp gương phẳng vuông góc với trục chính . . . . . . . . . . . . . . 83

2.Trường hợp gương phẳng nghiêng một góc 45

so với trục chính . . . . . . . 83

3.Trường hợp gương phẳng ghép xác thấu kính ( hay thấu kính mạ bạc) . . . . 84

4.Trường hợp vậtAB đặt trong khoảng giữa thấu kính và gương phẳng . . . . 84

Chủđề16. Xác định ảnh của vật cho bởi hệ "thấu kính - gương cầu". . . . . . . . . 84

1.Trường hợp vậtAB đặt trước hệ " thấu kính- gương cầu" . . . . . . . . . . . 85

2.Trường hợp hệ "thấu kính- gương cầu" ghép sát nhau . . . . . . . . . . . . . 85

3.Trường hợp vậtAB đặt giữa thấu kính và gương cầu: . . . . . . . . . . . . . 85

Phần11.PHƯƠNGPHÁPGIẢITOÁNVỀMẮTVÀCÁCDỤNGCỤQUANGHỌC

BỔTRỢCHOMẮT 89

Chủđề1. Máy ảnh: cho biết giới hạn khoảng đặt phim, tìm giới hạn đặt vật? . . . . 89

Chủ đề 2. Máy ảnh chụp ảnh của một vật chuyển động vuông góc với trục chính.

Tính khoảng thời gian tối đa mở của sập của ống kính để ảnh không bị nhoè. . 89

Chủđề3. Mắt cận thị: xác định độ tụ của kính chữa mắt? Tìm điểm cực cận mớiξ

khiđeokínhchữa? . ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 89

Chủ đề 4. Mắt viễn thị: xác định độ tụ của kính chữa mắt? Tìm điểm cực cận mới

khiđeokínhchữa?... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... . .. .. . 90

Chủ đề 5. Kính lúp: xác định phạm vi ngắm chừng và độ bội giác. Xác định kích

thước nhỏ nhất của vậtAB

min

mà mắt phân biệt được qua kính lúp . . . . . . 90

1.Xác định phạm vi ngắm chừng của kính lúp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Th.s Trần AnhTrung 10 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Xác định độ bội giác của kính lúp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.Xác địnhkíchthướcnhỏnhấtcủavậtAB

min

màmắtphânbiệtđượcquakính

lúp .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 92

Chủđề6. Kínhhiểnvi: xác địnhphạmvingắm chừngvàđộ bộigiác. Xác địnhkích

thước nhỏ nhất của vậtAB

min

mà mắt phân biệt được qua kính hiển vi . . . . 92

1.Xác định phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.Xác định độ bội giác của kính hiển vi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3.Xác địnhkíchthướcnhỏnhấtcủavậtAB

min

màmắtphânbiệtđượcquakính

hiểnvi ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 93

Chủđề7. Kính thiên văn: xác định phạm vi ngắm chừng và độ bội giác? . . . . . . 94

1.Xác định phạm vi ngắm chừng của kính thiên văn . . . . . . . . . . . . . . . 94

2.Xác định độ bội giác của kính thiên văn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Phần12.PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀHIỆNTƯỢNGTÁNSẮCÁNHSÁNG 95

Chủđề1. Sự tán sắc chùm sáng trắng qua mặt phân cách giữa hai môi trường: khảo

sát chùm khúc xạ? Tính góc lệch bởi hai tia khúc xạ đơn sắc? . . . . . . . . . 95

Chủđề2. Chùm sáng trắng qua LK: khảo sát chùm tia ló? . . . . . . . . . . . . . . 95

Chủđề3. Xác định góc hợp bởi hai tia ló ( đỏ , tím)của chùm cầu vồng ra khỏi LK.

Tính bề rộng quang phổ trên màn? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Chủ đề 4. Chùm tia tới song song có bề rộng a chứa hai bứt xạ truyền qua BMSS:

khảo sát chùm tialó? Tính bềrộngcực đạia

max

để haichùm tialó tách rờinhau? 95

Phần13.PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀGIAOTHOASÓNGÁNHSÁNG 97

Chủđề1. Xác định bước sóngλ khi biết khoảng vâni,a,,D ... ... .. . ... 97

Chủđề2. Xác định tính chất sáng (tối) và tìm bậc giao thoa ứng với mỗi điểm trên

màn?. .. . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 97

Chủđề3. Tìm số vân sáng và vân tối quang sát được trên miền giao thoa . . . . . . 97

Chủđề4. Trườnghợp nguồn phát hai ánh sáng đơn sắc. Tìm vị trítrên màn ở đó có

sự trùngnhau của hai vân sáng thuộc hai hệ đơn sắc? . . . . . . . . . . . . . . 98

Chủ đề 5. Trường hợp giao thoa ánh sáng trắng: tìm độ rộng quang phổ, xác định

ánh sáng cho vân tối ( sáng) tại một điểm (x

)? . . .. .. . ... . .. ... 98

1.Xác định độ rộng quang phổ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

2.Xác định ánh sáng cho vân tối ( sáng) tại một điểm (x

).. . .. ... ... 98

Chủ đề 6. Thí nghiệm giao thoa với ánh sáng thực hiện trong môi trường có chiếc

suấtn> 1. Tìm khoảng vân mớii

? Hệ vân thay đổi thế nào? . . . . . . . . . 98

Chủđề7. Thí nghiệm Young: đặt bản mặt song song (e,n) trước khe S

( hoặc S

Tìm chiều và độ dịch chuyển của hệ vân trung tâm. . . . . . . . . . . . . . . . 98

Th.s Trần AnhTrung 11 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủ đề 8. Thí nghiệm Young: Khi nguồn sáng di chuyển một đoạn y = SS

.Tìm

chiều, độ chuyển dời của hệ vân( vân trung tâm)? . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Chủđề9.NguồnsángS chuyểnđộngvớivântốc ~v theophươngsongsongvớiS

tìm tần số suất hiện vân sáng tại vân trung tâmO? . . . ... . .. ... ... 99

Chủđề10.Tìm khoảng cách a = S

và bề rộng miền giao thoa trên một số dụng

cụgiaothoa? . ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 99

1.KheYoung . ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 99

2.Lưỡng lăng kính Frexnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.Hai nữa thấu kính Billet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

4.GươngFrexnen .. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 100

Phần14.PHƯƠNGPHÁPGIẢITOÁNVỀ TIARƠNGHEN 101

Chủđề1. Tia Rơnghen: Cho biết vận tốcv của electron đập vào đối catot: tìmU

101

Chủđề2.Tia Rơnghen:Cho biếtvậntốcv củaelectronđậpvàođốicatothoặtU

tìm tần số cực đạiF

max

hay bước sóngλ

min

? . ... . . ... . .. .. . ... 101

Chủđề3. Tính lưu lượng dòng nước làm nguội đối catot của ống Rơnghen: . . . . . 101

Phần15.PHƯƠNGPHÁPGIẢITOÁNVỀ HIỆNTƯỢNGQUANGĐIỆN 103

Chủđề1. Cho biết giới hạn quang điện (λ

). Tìm công thoátA ( theo đơn vịeV)? . 103

Chủ đề 2. Cho biết hiệu điện thế hãm U

. Tìm động năng ban đầu cực đại (E

đmax

)

hay vận tốc ban đầu cực đại(v

0max

), hay tìm công thoátA?. . ... . .. ... 103

1.Cho U

: tìmE

đmax

hayv

0max

. .. ... .. . ... . . ... . .. ... ... 103

2.Cho U

vàλ (kích thích): tìm công thoátA:. . .. .. .. . ... . .. .. . 103

Chủ đề 3. Cho biết v

0max

của electron quang điện và λ( kích thích): tìm giới hạn

quang điệnλ

? .. . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 103

Chủđề4. ChobiếtcôngthoátA(hay giớihạnquang điệnλ

)vàλ( kíchthích):Tìm

0max

? . ... ... .. . ... . . ... . .. ... . . ... . .. ... ... 103

Chủđề5. Cho biếtU

vàv

0max

. Tính vận tốc của electron khi tới Anốt ? . . . . . 104

Chủ đề 6. Cho biết v

0max

và A.Tìm điều kiện của hiệu điện thế U

để không có

dòng quang điện (I=0) hoặc không có một electron nào tới Anốt? . . . . . . 104

Chủđề7. Cho biết cường độ dòng quang điện bảo hoà (I

) và công suất của nguồn

sáng. Tính hiệu suất lượng tử? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Chủđề8. Chiếu một chùm sáng kích thích có bước sóng λ vào một qủa cầu cô lập

về điện. Xác định điện thế cực đại của qủa cầu. Nối quả cầu với một điện trở

R sau đó nối đất. Xác định cường độ dòng quaR... . . ... . .. ... ... 105

1.Chiếu một chùm sáng kích thích có bước sóng λ vào một qủa cầu cô lập về

điện. Xác định điện thế cực đại của qủa cầu: . . . . . . . . . . . . . . 105

Th.s Trần AnhTrung 12 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Nối quả cầu với mộtđiện trởR sau đó nối đất. Xác định cường độ dòng quaR:105

Chủđề9. Choλ kích thích, điện trường cảnE

và bước sóng giới hạnλ

: tìm đoạn

đường đi tối đa mà electron đi được. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Chủđề10. Choλ kích thích, bước sóng giới hạnλ

vàU

: Tìm bán kính lớn nhất

của vòng tròn trên mặt Anốt mà các electron từ Katốt đập vào? . . . . . . . . . 105

Chủ đề 11. Cho λ kích thích, bước sóng giới hạn λ

, electron quang điện bay ra

theo phươngvuônggócvớiđiệntrường(

E). Khảosát chuyển độngcủa electron?106

Chủ đề 12. Cho λ kích thích, bước sóng giới hạn λ

, electron quang điện bay ra

theophươngvuônggócvớicảmứngtừcủatrừtrườngđều(

B).Khảosátchuyển

độngcủaelectron? . ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 107

Phần16.PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀMẪUNGUYÊNTỬHIĐRÔTHEOBO 108

Chủ đề 1. Xác định vận tốc và tần số f của electron ở trạng thái dừng thứ n của

nguyêntửHiđrô? .. ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 108

Chủđề2. Xác địnhbước sóng của photondo nguyên tử Hiđrôphát ra khinguyên tử

ở trạng thái dừng có mức năng lượngE

sangE

(

)?. ... .. . ... 108

Chủ đề 3. Tìm bước sóng của các vạch quang phổ khi biết các bước sóng của các

vạchlâncận? . ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 108

Chủđề4. Xácđịnhbước sóngcực đại(λ

max

)vàcực tiểu(λ

min

)củacác dãy Lyman,

Banme,Pasen? ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 109

Chủđề5. Xác định qũy đạo dừng mới của electron khi nguyên tử nhận năng lượng

kích thíchε =hf? . . .. ... .. ... ... .. . .. .. . ... . .. ... 109

Chủđề6. Tìm năng lượng để bức electron ra khỏi nguyên tử khi nó đang ở qũy đạo

K ( ứng với năng lượngE

)? . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 109

Phần17 . PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ PHÓNG XẠ VÀ PHẢN ỨNG HẠT

NHÂN 110

Chủ đề 1. Chất phóng xạ

X có số khối A: tìm số nguyên tử ( hạt) có trong m(g)

hạtnhânđó?.. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 110

Chủ đề 2. Tìm số nguyên tử N( hay khối lượng m) còn lại, mất đi của chất phóng

xạ sau thời giant? . ... . .. .. . .. ... ... .. ... .. . ... . .. 110

Chủđề3. Tính khối lượng của chất phóng xạ khi biết độ phóng xạH? ....... 110

Chủđề4. Xác định tuổi của mẫu vật cổ có nguồn gốc là thực vật? . . . . . . . . . 110

Chủđề5. Xác định tuổi của mẫu vật cổ có nguồn gốc là khoáng chất? . . . . . . . 111

Chủđề6. Xác địnhnăng lượng liên kết hạtnhân( năng lượngtỏa ra khi phân rãmột

hạtnhân)? .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 111

Chủđề7. Xác định năng lượng tỏa ra khi phân rãm(g) hạt nhân

X? . ... . .. 111

Chủđề8. Xác định năng lượng tỏa ( hay thu vào ) của phản ứng hạt nhân? . . . . . 111

Th.s Trần AnhTrung 13 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chủđề9. Xác định năng lượng tỏa khi tổng hợpm(g) hạt nhân nhẹ(từ các hạt nhân

nhẹhơn)? . .. ... ... .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 112

Chủđề10. Cách vận dụng định luật bảo toàn động lượng, năng lượng? . . . . . . . 112

1.Cách vận dụng định luật bảo toàn động lượng: . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

2.Cách vận dụng định luật bảo toàn năng lượng: . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

Chủđề11. Xác địnhkhối lượngriêng của một hạt nhân nguyên tử. Mật độ điện tích

củahạtnhânnguyêntử? . .. . .. .. . ... . .. .. . .. ... ... .. . 113

Th.s Trần AnhTrung 14 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN1

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀDAOĐỘNGĐIỀU HÒACỦACONLẮCLÒXO

CHỦĐỀ1.Liênhệgiữalựctácdụng,độgiãnvàđộcứngcủalòxo:

Phươngpháp:

1.Cho biết lực kéoF, độ cứngk: tìm độ giãn Δl

, tìml:

+Điều kiện cân bằng:

F +

=0 hayF =kΔl

hay Δl

+NếuF =P =mg thì Δl

+Tìml:l =l

+Δl

max

+Δl

+A;l

min

+Δl

−A

Chúý: Lực đàn hồi tại mọi điểm trên lò xo là như nhau, do đó lò xo giãn đều.

2.Cắt lò xo thànhn phần bằng nhau( hoặc hai phần khôngbằng nhau):tìm độ cứng

của mỗi phần?

Áp dụng công thức Young: k =E

a. Cắt lò xo thànhn phần bằng nhau (cùngk):

=n→k =nk

b. Cắt lò xo thành hai phần không bằng nhau:

và

CHỦĐỀ2.Viếtphươngtrìnhdaođộngđiềuhòacủaconlắclòxo:

Phươngpháp:

Phương trình li độ và vận tốc của dao động điều hòa:

(

x =Asin(ωt+ϕ)(cm)

v =ωAcos(ωt+ϕ)(cm/s)

•Tìmω:

+ Khi biếtk,m: áp dụng:ω =

+ Khi biếtT hayf:ω =

2π

=2πf

• TìmA:

+ Khi biết chiều dài qũy đạo:d =BB

=2A→A =

+ Khi biếtx

: A =

Th.s Trần AnhTrung 15 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

+ Khi biết chiều dàil

max

min

của lò xo:A =

max

−l

min

+ Khi biết năng lượng của dao động điều hòa:E =

→A =

•Tìmϕ: Dựa vào điều kiện ban đầu: khit

=0↔x =x

=Asinϕ→ sinϕ =

•TìmA vàϕ cùng một lúc:Dựa vào điều kiện ban đầu:

=0↔

(

x =x

v =v

↔

(

= Asinϕ

= ωAcosϕ

↔

(

Chúý:Nếu biết số dao độngn trong thời giant, chu kỳ:T =

CHỦĐỀ3.Chứngminhmộthệcơhọcdaođộngđiềuhòa:

Phươngpháp:

Cách1: Phương pháp động lực học

1.Xác định lực tác dụng vào hệ ở vị trí cân bằng:

=0.

2.Xét vật ở vị trí bất kì ( li độ x), tìm hệ thức liên hệ giữa

F và ~x, đưa về dạng đại số:

F =−kx (k là hằng số tỉ lệ,F là lực hồi phục.

3.Áp dụng định luậtII Newton: F = ma⇔−kx = mx”, đưa về dạng phương trinh:

x”+ω

x=0. Nghiệmcủa phương trìnhvi phân có dạng:x =Asin(ωt+ϕ). Từ đó, chứng tỏ

rằng vật dao động điều hòa theo thời gian.

Cách2: Phương pháp định luật bảo toàn năng lượng

1.Viết biểu thức động năngE

( theov) và thế năng E

( theox), từ đó suy ra biểu thức

cơ năng:

E =E

=const (∗)

2.Đạo hàm hai vế (∗) theo thời gian: (const)

=0;(v

)

=2v.v

=2v.x”;(x

)

2x.x

=2x.v.

3.Từ (∗) ta suy ra được phương trình:x”+ω

x=0. Nghiệm của phương trình vi phân

có dạng:x =Asin(ωt+ϕ). Từ đó, chứng tỏ rằng vật dao động điều hòa theo thời gian.

CHỦĐỀ4.Vậndụngđịnhluậtbảotoàncơnăngđểtìmvậntốc:

Phươngpháp:

Định luật bảo toàn cơ năng:

E =E

đmax

tmax

(∗)

Từ (∗) ta được: v =

−x

) hay v

0max

Th.s Trần AnhTrung 16 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ5.Tìm biểuthứcđộngnăngvàthếnăngtheothờigian:

Phươngpháp:

Thế năng:E

sin

(ωt+ϕ)

Động năng:E

cos

(ωt+ϕ)

Chúý:Ta có:ωt =

2π

CHỦĐỀ6.Tìm lựctácdụngcựcđạivàcựctiểucủalòxolêngiátreohaygiáđở:

Phươngpháp:

Lực tác dụng của lò xo lên giá treo hay giá đở chính là lực đàn hồi.

1.Trường hợp lò xo nằm ngang:

Điều kiện cân bằng:

P +

N =0, do đó lực của lò xo tác dụng vào giá đở

chính là lực đàn hồi.Lực đàn hồi:F =kΔl =k|x|.

Ở vị trí cân bằng: lò xo không bị biến dạng: Δl=0→F

min

=0.

Ở vị trí biên: lò xo bị biến dạng cực đại:x =±A→F

max

=kA.

2.Trường hợp lò xo treo thẳng đứng:

Điều kiện cân bằng:

P +

=0,

độ giản tỉnh của lò xo: Δl

Lực đàn hồi ở vị trí bất kì: F =k(Δl

+x) (*).

Lực đàn gồi cực đại( khi qủa nặng ở biên dưới):

x=+A→F

max

=k(Δl

+A)

Lực đàn hồi cực tiểu:

Trường hợpA< Δl

: thì F = min khi x = −A:

min

=k(Δl

−A)

Trường hợpA> Δl

: thìF = min khi x=Δl

(lò

xo không biến dạng):F

min

3.Chú ý: *Lực đàn hồi phụ thuộc thời gian: thay x = Asin(ωt +ϕ) vào (*) ta được:

F =mg +kAsin(ωt+ϕ)

Đồ thị:

Th.s Trần AnhTrung 17 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ7.Hệhailòxoghépnốitiếp:tìmđộcứngk

hệ

, từđósuyrachukỳT:

Phươngpháp:

•Ở vị trí cân bằng:

+ Đối với hệ nằm ngang:

P +

N=0

+ Đối với hệ thẳng đứng:

P +

•Ở vị trí bất kì(OM =x):

Lò xoL

giãn đoạnx

:F =−k

→x

=−

Lò xoL

giãn đoạnx

:F =−k

→x

=−

Hệ lò xo giãn đoạnx:F =−k

hệ

x→x =−

hệ

Ta có :x =x

, vậy:

hệ

, chu kỳ: T =2π

hệ

CHỦĐỀ8.Hệhailòxoghépsongsong:tìmđộcứngk

hệ

, từđósuyrachukỳT:

Phươngpháp:

•Ở vị trí cân bằng:

+ Đối với hệ nằm ngang:

P +

N=0

+ Đối với hệ thẳng đứng:

P +

•Ở vị trí bất kì(OM =x):

Lò xoL

giãn đoạnx:F

=−k

Lò xoL

giãn đoạnx:F

=−k

Hệ lò xo giãn đoạnx:F

hệ

=−k

hệ

Ta có :F =F

, vậy: k

hệ

, chu kỳ: T =2π

hệ

CHỦĐỀ9.Hệhailòxoghépxungđối:tìmđộcứngk

hệ

, từđósuyrachukỳT:

Phươngpháp:

•Ở vị trí cân bằng:

+ Đối với hệ nằm ngang:

P +

N=0

+ Đối với hệ thẳng đứng:

P +

•Ở vị trí bất kì(OM =x):

Lò xoL

giãn đoạnx:F

=−k

Lò xoL

nén đoạnx:F

=−k

Hệ lò xo biến dạngx:F

hệ

=−k

hệ

Ta có :F =F

, vậy: k

hệ

, chu kỳ: T =2π

hệ

CHỦ ĐỀ 10.Con lắc liên kếtvới ròng rọc( khôngkhốilượng):chứng minhrằng hệ

Th.s Trần AnhTrung 18 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

daođộngđiềuhòa,từđósuyrachukỳT:

Phươngpháp:

Dạng1.Hòn bi nối với lò xo bằng dây nhẹ vắt qua ròng rọc:

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:E =E

=const

Đạo hàm hai vế theo thời gian:

m2vv

k2xx

=0.

Đặt:ω =

, ta suy ra được phương trình:x”+ω

x=0.

Nghiệmcủa phươngtrìnhviphân códạng:x =Asin(ωt+

ϕ). Từ đó, chứng tỏ rằng vật dao động điều hòa theo thời

gian.Chu kỳ:T =

2π

Dạng2.Hòn bi nối với ròng rọc di động, hòn bi nối vào dây vắt qua ròng rọc:

Khi vật nặng dịch chuyển một đoạnx thì lò xo biến dạng một đoạn

Điều kiện cân bằng: Δl

2mg

Cách1: Ở vị tríbất kỳ(li độx):ngoài các lực cân bằng, xuấthiện thêm các lực đàn hồi

| =kx

⇔|T

| =

Xét vật năng:m~ g +

T = m~ a ⇔ mg− (|T

| +|T

|)=

mx”⇔x”+

x=0.

Đặt: ω

, phương trình trở thành:x”+ ω

x =0,

nghiệm của phương trình có dạng:x = Asin(ωt+ϕ),vậy

hệ dao động điều hoà.

Chu kỳ:T =

2π

hayT =2π

Cách2:Cơ năng:E =E

)

=const

Đạo hàm hai vế theo thời gian:

m2vv

2xx

=0⇔x”+

x=0.

Đặt: ω

, phương trình trở thành:x”+ ω

x=0, nghiệm của phương trình có

dạng:x =Asin(ωt+ϕ), vậy hệ dao động điều hoà.

Chu kỳ:T =

2π

hayT =2π

Dạng3.Lò xo nối vào trục ròng rọc di động, hòn bi nối vào hai lò xo nhờ dây vắt qua

ròng rọc:

Ở vị trí cân bằng:

P =−2

;

=−2

T với (

)

Th.s Trần AnhTrung 19 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Ở vị trí bất kỳ( li độ x) ngoài các lực cân bằng nói trên, hệ còn chịu tác dụng thêm các

lực:

giãn thêmx

, xuất hiện thêm

,m dờix

giãn thêmx

, xuất hiện thêm

,m dời 2x

Vậy:x =x

+2x

(1)

Xét ròng rọc: (F

)−2(T

)=m

=0 nên:F

=2F

⇔k

=2k

hay:x

(2)

Thay (2)vào(1) ta được: x

+4k

Lực hồi phục gây ra dao động của vậtm là:

=−k

(3)

Thay (2)vào(3) ta được:F

+4k

áp dụng:F

=ma

=mx”.

Cuối cùng ta được phương trình: x”+

m(k

+4k

)

x=0.

Đặt:ω

m(k

+4k

)

, phươngtrìnhtrởthành:x”+ω

x=0, nghiệm củaphương trình

có dạng:x =Asin(ωt+ϕ), vậy hệ dao động điều hoà.

Chu kỳ:T =

2π

hay T =2π

m(k

+4k

)

CHỦĐỀ11.Lựchồiphụcgâyradaođộngđiềuhòakhôngphảilàlựcđànhồinhư:

lực đẩy Acximet, lực ma sát, áp lực thủy tỉnh,áp lực của chất khí...: chứngminh hệ dao

độngđiềuhòa:

Dạng1.

F là lực đẩy Acximet:

Vị trí cân bằng:

P =−

Vị trí bất kỳ ( li độ x): xuất hiện thêm lực đẩy Acximet:

=−VD~ g.VớiV =Sx, áp dụng định luậtII Newton:

F =ma =mx”.

Tađượcphươngtrình:x”+ω

x=0,nghiệmcủaphươngtrìnhcódạng:x =Asin(ωt+ϕ),

vậy hệ dao động điều hoà.

Chu kỳ:T =

2π

,vớiω =

SDg

Dạng2.

F là lực ma sát:

Vị trí cân bằng:

P =−(

) và

=−

Vị trí bất kỳ ( li độx):Ta có:

P =−(

) nhưng

6=−

Th.s Trần AnhTrung 20 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Hợp lực:|F| =F

−F

=μ(N

−N

) (*)

Mà ta có:M

⇔ N

(l− x)= N

(l + x) ⇔

(l+x)

(l−x)

−N

Suy ra:N

−N

=(N

)

=mg

Từ (*) suy ra:|F| =μmg

, áp dụng định luậtII Newton:

F =ma =mx”.

Tađượcphươngtrình:x”+ω

x=0,nghiệmcủaphươngtrìnhcódạng:x =Asin(ωt+ϕ),

vậy hệ dao động điều hoà.

Chu kỳ:T =

2π

,vớiω =

μg

Dạng3.Áp lực thủy tỉnh:

Ở vị trí bất kỳ, hai mực chất lỏng lệch nhau một đoạn

h=2x.

Áp lực thuỷ tỉnh: p = Dgh suy ra lực thuỷ tỉnh: |F| =

pS = Dg2xS, giá trị đại số:F = −pS = −Dg2xS,áp

dụng định luậtII Newton:F =ma =mx”.

Ta được phương trình:x”+ω

x=0, nghiệm của phương

trìnhcódạng:x =Asin(ωt+ϕ),vậyhệdaođộngđiềuhoà.

Chu kỳ:T =

2π

,vớiω =

2SDg

Dạng4.

F là lực của chất khí:

Vị trí cân bằng:p

suy raF

=Sd

Vị trí bất kỳ ( li độx):Ta có:V

=(d+x)S;V

=(d−x)S

áp dụng định luật Bôilơ-Mariốt:p

Suy ra:p

−p

−x

Hợp lực: |F| = F

− F

=(p

− p

)S =

−x

x ≈

Đại số: F = −

x, áp dụng định luật II Newton:

F =ma =mx”.

Tađượcphươngtrình:x”+ω

x=0,nghiệmcủaphươngtrìnhcódạng:x =Asin(ωt+ϕ),

vậy hệ dao động điều hoà. Chu kỳ:T =

2π

,vớiω =

Th.s Trần AnhTrung 21 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN2

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀDAOĐỘNGĐIỀUHÒACỦACONLẮCĐƠN

GHINHỚ

1.ĐộbiếnthiênđạilượngX:ΔX =X

−X

a. Nếu ΔX> 0 thìX tăng.

b. Nếu ΔX< 0 thìX giảm.

2.Côngthứcgầnđúng:

a.∀ε 1 ta có: (1+ε)

≈1+nε

Hệ quả:

1+ε

≈ (1−

)(1+

)=1−

(ε

−ε

)

b.∀α≤ 10

;α≤ 1(rad)

Ta có: cosα≈ 1−

;sinα≈tgα≈α(rad)

CHỦĐỀ1.Viếtphươngtrìnhdaođộngđiềuhòacủaconlắcđơn:

Phươngpháp:

Phương trình dao động có dạng:s =s

sin(ωt+ϕ) hay α =α

sin(ωt+ϕ) (1)

•s

=lα

hay α

•ω: được xác định bởi:ω =

•Tìms

vàϕ cùng một lúc:Dựa vào điều kiện ban đầu:

=0↔

(

s =s

v =v

↔

(

= s

sinϕ

= ωs

cosϕ

↔

(

Chúý:Nếu biết số dao độngn trong thời giant, chu kỳ:T =

CHỦĐỀ2.Xácđịnhđộbiếnthiênnhỏchukỳ ΔT khibiếtđộbiếnthiênnhỏgiatốc

trọngtrường Δg,độbiếnthiênchiềudài Δl:

Phươngpháp:

Lúc đầu:T =2π

; Lúc sau:T

=2π

Lập tỉ số:

Mà











ΔT =T

−T

Δg =g

−g

Δl =l

−l

⇔











=T+ΔT

=g+Δg

=l+Δl

Th.s Trần AnhTrung 22 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Vậy:

T+ΔT

l+Δl

g+Δg

⇔1+

ΔT

Δl

1−

Δg

Hay:

ΔT

Δl

−

Δg

Chúý:

a. Nếug =const thì Δg=0⇒

ΔT

Δl

b. Nếul =const thì Δl=0⇒

ΔT

=−

Δg

CHỦĐỀ 3.Xác địnhđộbiếnthiênnhỏchukỳ ΔT khibiếtnhiệtđộbiếnthiênnhỏ

Δt;khiđưalênđộcaoh;xuốngđộsâuhso vớimặtbiển:

Phươngpháp:

1.Khi biết nhiệt độ biến thiên nhỏ Δt:

Ở nhiệt đột

C:T

=2π

; Ở nhiệt đột

C:T

=2π

Lập tỉ số:

(1+αt

)

(1+αt

)

1+αt

−

Áp dụng công thức tính gần đúng:(1+ε)

≈1+nε

αt

1−

αt

Hay:

ΔT

α(t

−t

αΔt

2.Khi đưa con lắc đơn lên độ caoh so với mặt biển:

Ở mặt đất :T =2π

; Ở độ caoh:T

=2π

; Lập tỉ số:

(1).

Ta có, theo hệ qủa của định luật vạn vật hấp dẫn:











g = G

= G

(R+h)

Thay vào (1) ta được:

R+h

Hay:

ΔT

3.Khi đưa con lắc đơn xuống độ sâuh so với mặt biển:

Ở mặt đất :T =2π

; Ở độ sâuh:T

=2π

; Lập tỉ số:

(2).

Ta có, theo hệ qủa của định luật vạn vật hấp dẫn:

Th.s Trần AnhTrung 23 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền











g =G

(R−h)

Thay vào (2) ta được:

(R−h)

Ta lại có:











M =V.D =

πR

.D =

π(R−h)

Thay vào ta được:

R−h

Hay:

ΔT

CHỦĐỀ 4.Conlắcđơnchịunhiềuyếutốảnhhưởngđộbiếnthiêncủachukỳ:tìm

điềukiệnđểchukỳkhôngđổi:

Phươngpháp:

1.Điều kiện để chu kỳ không đổi:

Điều kiện là:"Các yếu tố ảnh hưởnglên chu kỳ là phải bù trừ lẫn nhau"

Do đó: ΔT

+ΔT

+···=0

Hay:

ΔT

+···=0 (*)

2.Ví dụ: Con lắc đơn chịu ảnh hưởng bởi yếu tố nhiệt độ và yếu tố độ cao:

Yếu tố nhiệt độ:

ΔT

αΔt; Yếu tố độ cao:

ΔT

Thay vào (*):

αΔt+

CHỦ ĐỀ 5.Con lắc trong đồng hồ gõ giây được xem như là con lắc đơn: tìm độ

nhanhhaychậmcủađồnghồtrongmộtngàyđêm:

Phươngpháp:

Thời gian trong một ngày đêm: t=24

=24.3600s = 86400(s)

Ứng với chu kỳT

: số dao động trong một ngày đêm:n =

86400

Ứng với chu kỳT

: số dao động trong một ngày đêm:n

86400

Độ chênh lệch số dao động trong một ngày đêm: Δn =|n

−n| = 86400

−

Hay: Δn = 86400

|ΔT|

Th.s Trần AnhTrung 24 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Vậy:độnhanh(haychậm)củađồnghồtrongmộtngàyđêmlà: θ=Δn.T

= 86400

|ΔT|

Chúý:Nếu ΔT> 0 thì chu kỳ tăng, đồng hồ chạy chậm; Nếu ΔT< 0 thì chu kỳ giảm,

đồng hồ chạy nhanh.

CHỦ ĐỀ 6.Con lắc đơn chịu tác dụng thêm bởi một ngoại lực

F không đổi: Xác

địnhchukỳdaođộngmớiT

Phươngpháp:

Phươngphápchung:Ngoài trọnglực thật

P = m~ g, conlắc đơncòn chịutác dụngthêm

một ngoại lực

F, nên trọng lực biểu kiến là:

P +

F ⇔ ~g

= ~g +

(1)

Sử dụng hình học để suy ra được độ lớn củag

, chu kỳ mớiT

=2π

. Chú ý: chúng

ta thường lập tỉ số:

F làlựchútcủanamchâm:

Chiếu (1) lênxx

=g +

;

Nam châm đặt phía dưới:F

> 0⇔

F hướng xuống

⇔g

=g +

Nam châm đặt phía trên:F

< 0⇔

F hướng lên

⇔g

=g−

Chu kỳ mới T

=2π

. Chú ý: chúng ta thường lập tỉ

số:

F làlựctươngtácCoulomb:

Lực tương tác Coulomb:F =k

;Tìmg

và chu kỳT

như trên.

Hai điện tích cùng dấu:

Flực đẩy. ;

Hai điện tích trái dấu:

Flực hút.

F làlựcđiệntrường

F =q

Trọng lực biểu kiến là:

P +q

E⇔ ~g

= ~g +

(2)

Chiếu (2) lênxx

=g +

;

Th.s Trần AnhTrung 25 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chu kỳ mới:T

=2π

g +

=2π

Chú ý: chúng ta thường lập tỉ số:

−

=1−

hay

ΔT

=−

F làlựcđẩyAcsimet

=−VD

~g:

Trọng lực biểu kiến là:

P +

⇔ ~g

= ~g−

1−

~g (3)

Chiếu (3) lênxx

1−

Với: m = V.D, trong đó D là khối lượng riêng của qủa

cầu:g

1−

Chu kỳ mới:T

=2π

1−

Chú ý: chúng ta thường lập tỉ số:

1−

hay

ΔT

F làlựcnằmngang:

Trọng lực biểu kiến:

P +

F haym~ g

=m~ g+

F hướng xiên, dây treo một gócβ so

với phương thẳng đứng. Gia tốc biểu kiến: ~g

= ~g +

Điều kiện cân bằng:

P +

T +

F =0⇔

=−

Vậyβ =

ứng với vị trí cân bằng của con lắc đơn.

Ta có:tgβ =

Tìm T

và g

: áp dụng định lý Pitago: g

)

hoăc:g

cosβ

Chu kỳ mới:T

=2π

. Thường lập tỉ số:

√

cosβ

CHỦĐỀ7.Conlắcđơntreovàomộtvật(nhưôtô,thangmáy...) đangchuyểnđộng

vớigiatốc ~a:xácđịnhchukỳmớiT

Th.s Trần AnhTrung 26 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

Trong hệ quy chiếu gắn liền với điểm treo( thang máy, ôtô..) con lắc đơn còn chịu tác

dụng thêm một lực quán tính

F =−m~ a. Vậy trọng lực biểu kiến

P −m~ a hay gia tốc

biểu kiến:

= ~g− ~a (1)

Sử dụng hình học để suy ra được độ lớn của g

, chu kỳ mới T

=2π

. Chú ý: chúng ta

thường lập tỉ số:

1.Con lắc đơn treo vào trầncủa thangmáy ( chuyểnđộng thẳngđứng ) với gia tốc

~a:

Chiếu (1) lênxx

: g

=g−a

(2)

a.Trường hợp ~a hướng xuống:a

> 0→a

=|a|

(2):g

=g−a chu kỳ mới:T

=2π

g−a

Thường lập tỉ số:

g−a

Đó là trườnghợp thang máy chuyển động lên chậm dần đều (~v, ~ a

cùng chiều) hay thang máy chuyển động xuống nhanh dần đều

(~v, ~ a ngược chiều).

b.Trường hợp ~a hướng lên:a

< 0→a

=−|a|

(2):g

=g +a chu kỳ mới:T

=2π

g +a

Thường lập tỉ số:

g +a

Đólàtrườnghợpthangmáy chuyểnđộnglênnhanhdầnđều(~ v,~ angượcchiều)haythang

máy chuyển động xuống chậm dần đều (~v, ~ a cùng chiều).

2.Conlắcđơntreovàotrầncủaxeôtôđangchuyểnđộngngangvớigiatốc ~a:

Góc:β =

ứng với vị trí cân bằng của con lắc đơn.

Ta có:tgβ =

Th.s Trần AnhTrung 27 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

TìmT

vàg

: áp dụng định lý Pitago:g

hoăc:g

cosβ

Chu kỳ mới:T

=2π

. Thường lập tỉ số:

√

cosβ

3.Con lắc đơn treo vào trần của xe ôtô đang chuyển động trên mặt phẳng nghiêng

mộtgócα:

Ta có điều kiện cân bằng:

P +

T =0 (*)

Chiếu (*)/Ox:T sinβ =macosα (1)

Chiếu (*)/Oy:T cosβ =mg−masinα (2)

Lập tỉ số:

: tgβ =

acosα

g−asinα

Từ (1) suy ra lực căng dây: T =

macosα

sinβ

Từ(*) ta có:P

=T ↔mg

=T hayg

acosα

sinβ

Chu kỳ mới:T

=2π

hay T

=2π

lsinβ

acosα

Th.s Trần AnhTrung 28 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ8.XácđịnhđộngnăngE

thếnăngE

,cơnăngcủaconlắcđơnkhiởvịtrí

cógóclệchβ:

Phươngpháp:

Chọn mốc thế năng là mặt phẳng đi qua vị trí cân bằng.

•Thế năngE

Ta có:E

=mgh

,vớih

=OI =l(1−cosβ)

Vây: E

=mgl(1−cosβ) (1)

•Cơ năngE: Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

E =E

=mgh

=mgl(1−cosα)

Hay E =mgl(1−cosα) (2)

•Động năngE

: Ta có:E =E

→E

=E−E

Thay (1),(2) vào ta được: E

=mgl(cosβ−cosα) (3)

Đặtbiệt: Nếu con lắc dao động bé: áp dụng công thức tính gần đúng:

cosβ≈ 1−

;cosα≈ 1−











(1)→E

mglβ

(2)→E =

mglα

(3)→E

mgl(α

−β

)

CHỦĐỀ9.XácđịnhvậntốcdàivvàlựccăngdâyT tạivịtríhợpvớiphươngthẳng

đứngmộtgócβ:

Phươngpháp:

1.Vận tốc dài v tại C:

Ta có công thức tính động năng:E

, thay vào biểu thức (3)ởchủđề 8 ta được:

v =

2gl(cosβ−cosα) (1)

2.Lực căng dâyT tại C:

Áp dụng định luật II Newton:

P +

T = m~ a

(2)

Chọn trục tọa độ hướng tâm, chiếu phương trình (2) lênxx

Ta được:−mgcosβ +T =m

Th.s Trần AnhTrung 29 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Thay (1) vào ta được: T =m[3cosβ−2cosα]g (3)

Đặtbiệt: Nếu dao động của con lắc đơn là dao động bé

Thay biểu thức tính gần đúng vào ta được:







(1)→v =

gl(α

−β

) (4)

(2)→T =m

1+α

−

g (5)

3.Hệ qủa: vận tốc và lực căng dây cực đại và cực tiểu:











(1),(4)→











v =max↔β=0(vị trí cân bằng), →

(

max

2gl(1−cosα)

max

=α

√

v =min↔β =α(vị trí biên) →v

min

=0,

(3),(5)→











T =max↔β=0(vị trí cân bằng), →

(

max

=m(3−2cosα)g

max

=m[1+α

T =min↔β =α(vị trí biên) →

(

min

=mgcosα

min

=m[1−

CHỦĐỀ10.Xácđịnhbiênđộgócα

mớikhigiatốctrọngtrườngthayđổitừg sang

Phươngpháp:

Áp dụng công thức số (2) chủ đề (8)

Khi con lắc ở nơi có gia tốc trọng trườngg: Cơ năng của con lắc:E =

mglα

Khi con lắc ở nơi có gia tốc trọng trườngg

: Cơ năng của con lắc:E

lα

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:E =E

↔

mglα

lα

Hay: α

=α

CHỦ ĐỀ 11.Xác định chu kỳ và biên độ của con lắc đơnvướng đinh(hay vật cản)

khiđiquavịtrícânbằng:

Phươngpháp:

1.Tìm chu kỳ T:

Chu kỳ của con lắc đơn vướng đinh T =

chu kỳ của con lắc đơn có chiều dài l +

chu kỳ của con lắc đơn có chiều dàil

Th.s Trần AnhTrung 30 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Ta có: T =

Trong đó:











=2π

với:l

=l−QI

2.Tìm biên độ mới sau khi vướng đinh:

Vận dụng chủ đề (10) ta được:

mglα

mgl

Hay: α

=α

CHỦ ĐỀ 12.Xác địnhthời gianđể haicon lắc đơn trở lại vị trí trùng phùng(cùng

quavịtrícânbằng,chuyểnđộngcùngchiều):

Phươngpháp:

Giả sử con lắc thứ nhất có chu kỳT

, con lắc đơn thứ hai có chu kỳT

Nếu con lắc thứ nhất thực hiện đượcn dao động thì con lắc thứ hai thực hiện đượcn−1

dao động. Gọit là thời gian trở lại trùng phùng, ta có:

t =nT

=(n−1)T

→n =

−T

Vậy thời gian để trở lại trùng phùng: t =

−T

CHỦ ĐỀ 13.Conlắc đơndaođộngthìbị dâyđứt:khảosát chuyểnđộngcủahònbi

saukhidâyđứt?

Phươngpháp:

1.Trường hợp dây đứt khi đi qua vị trí cân bằng O: Lúc đó chuyển động của vật xem

như là chuyển động vật ném ngang. Chọn hệ trục tọa độOxy như hình vẽ.

Theo định luật II Newton:

F =

P = m~ a

Hay: ~a = ~g (*)

Chiếu (*) lên Ox:a

=0,

trên Ox, vật chuyển động thẳng đều với phương trình:

x =v

t→t =

(1)

Chiếu (*) lên Oy:a

=g,

trên Oy, vật chuyển động thẳng nhanh dần đều với phương trình:

Th.s Trần AnhTrung 31 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

y =

(2)

Thay (1) vào (2), phương trình quỹ đạo:

y =

Kết luận: quỹ đạo của qủa nặng sau khi dây đứt tại VTCB là một Parabol.(y =ax

)

2.Trường hợp dây đứt khi đi qua vị trí có li giác α: Lúc đó chuyển động của vật

xem như là chuyển động vật ném xiên hướng xuống, có ~v

hợp với phương ngang một góc β:

2gl(cosβ−cosα

). Chọn hệ trục tọa độOxy như hình vẽ.

Theo định luật II Newton:

F =

P = m~ a

Hay: ~a = ~g (*)

Chiếu (*) lên Ox:a

=0,

trên Ox, vật chuyển động thẳng đều với phương trình:

x =v

cosβt→t =

cosβ

(1)

Chiếu (*) lên Oy:a

=−g,

trên Oy, vật chuyển động thẳng biến đổi đều, với phương trình:

y =v

sinβt−

(2)

Thay (1) vào (2), phương trình quỹ đạo:

y =−

cos

+tgβ.x

Kếtluận:quỹđạocủaqủanặngsaukhidâyđứttạivịtríClàmộtParabol.(y =ax

+bx)

CHỦĐỀ14.Conlắcđơncóhònbivachạmđànhồivớimộtvậtđangđứngyên:xác

địnhvậntốccủaviênbisauvachạm?

Phươngpháp:

* Vận tốc của con lắc đơn trước va chạm( ở VTCB):v

2gl(1−cosα

)

*Gọi v, v’ là vận tốc của viên bi và qủa nặng sau va chạm:

áp dụng định luật bảo toàn động năng:m~ v

= m~ v+m

(1)

áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

(2)

Từ (1) và (2) ta suy ra được v và v’.

Th.s Trần AnhTrung 32 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN3

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀDAOĐỘNGTẮTDẦNVÀCỘNGHƯỞNGCƠHỌC

CHỦ ĐỀ 1.Con lắc lò xo dao động tắtdần:biên độ giảm dần theocấp số nhânlùi

vôhạng,tìmcôngbộiq:

Phươngpháp:

• Cơ năng ban đầu(cung cấp cho dao động):E

t(max)

(1)

• Công của lực masat (tới lúc dừng lại):|A

| = F

s = μmgs (2), với s là

đoạn đường đi tới lúc dừng lại.

• Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:A

→s

• Công bộiq: vì biên độ giảm dần theo cấp số nhân lùi vô hạn nên:

q =

=··· =

(n−1)

→A

=qA

···,A

n−1

(vớiq< 1)

Đường đi tổng cộng tới lúc dừng lại:

s=2A

+2A

+···+2A

=2A

(1+q+q

+···+q

n−1

)=2A

Với:S=(1+q +q

+···+q

n−1

1−q

Vậy: s =

1−q

CHỦĐỀ2.Conlắclòđơnđộngtắtdần:biênđộgócgiảmdầntheocấpsố nhânlùi

vôhạng,tìmcôngbộiq.Nănglượngcungcấpđểduytrìdaođộng:

Phươngpháp:

• Công bộiq: vì biên độ góc giảm dần theo cấp số nhân lùi vô hạn nên:

q =

=··· =

(n−1)

→α

=qα

,α

···,α

n−1

(vớiq< 1)

Vậy: q =

n−1

• Năng lượng cung cấp ( như lên dây cót) trong thời giant để duy trì dao động:

Cơ năng ở chu kì 1:E

max

=mgh

,hayE

mglα

Cơ năng ở chu kì 2:E

max

=mgh

,hayE

mglα

Độ giảm cơ năng sau 1 chu kỳ: ΔE =

mgl(α

−α

)

Th.s Trần AnhTrung 33 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Hay : ΔE =

mgl(α

(1−q

), đây chính là năng lượng cần cung cấp để duy trì dao

động trong một chu kỳ.

Trong thời gian t, số dao động: n =

. Năng lượng cần cung cấp để duy trì sau n dao

động:E =n.ΔE.

Công suất của đồng hồ:P =

CHỦ ĐỀ 3.Hệ dao độngcưỡng bức bị kích thíchbởi một ngoạilực tuần hoàn:tìm

điềukiệnđểcóhiệntượngcộnghưởng:

Phươngpháp:

Điều kiện để có hiện tượng cộng hưởng:f =f

,vớif

là tần số riêng của hệ.

Đối với con lắc lò xo:f

2π

Đối với con lắc đơn:f

2π

Th.s Trần AnhTrung 34 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN4

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀSỰTRUYỀNSÓNGCƠHỌC

,GIAOTHOASÓNG,SÓNGDỪNG, SÓNGÂM

CHỦ ĐỀ 1.Tìm độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau d trên một phương truyền

sóng? Tìm bước sóng khi biết độ lệch pha và giới hạn của bước sóng,( tần số, vận tốc

truyềnsóng).Viếtphươngtrìnhsóngtạimộtđiểm:

Phươngpháp:

1.Tìm độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau d trên một phươngtruyền sóng:

• Độ lệch pha giữa hai điểm ở hai thời điểm khác nhau:

Δϕ =

2π

Δt =ωΔt

• Độ lệch pha giữa hai điểm cách nhau d trên một phương truyền sóng

Δϕ =

2π

d Với

(

Hai dao động cùng pha Δϕ =2kπ; k∈Z

Hai dao động ngược pha Δϕ =(2k+1)π; k∈Z

2.Tìmbướcsóngkhibiếtđộlệchphavàgiớihạncủabướcsóng,(tầnsố,vậntốctruyền

sóng):

Giả sử xét hai dao động cùng pha Δϕ=2kπ , so sánh với công thức về độ lệch pha:

Từ đó suy ra được bước sóngλ theok: λ =

Nếu cho giới hạn của λ: ta được: λ

≤

≤ λ

, có bao giá trị nguyên của k thay

vào ta suy ra được bước sóng hay tần số, vận tốc.

Nếubàitoánchogiớihạncủatầnsốhayvậntốc,ápdụngcôngthức:λ =V.T =

Từ đó suy ra các giá trị nguyên củak, suy ra được đại lượng cần tìm.

Chúý:NếubiếtlựccăngdâyF,vàkhốilượngtrênmỗimétchiềudàiρ,tacó:V =

3.Viết phương trình sóng tại một điểm trên phươngtruyền sóng:

GiảsửsóngtruyềntừOđếnM:OM =d,giảsửsóngtạiOcódạng:u

=asinωt (cm).

SóngtạiM trểpha

2π

dsovớiO.PhươngtrìnhsóngtạiM:u

=asin(ωt−

2π

d)(cm)

với t≥

4.Vận tốc dao động của sóng:

Vận tốc dao động:v =

=ωacos(ωt+

2π

d)(cm/s)

Th.s Trần AnhTrung 35 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 2.Vẽ đồ thị biểudiễn quá trìnhtruyền sóng theothời gianvà theo không

gian:

Phươngpháp:

1.Vẽ đồ thị biểu diễn qúa trình truyền sóng theo thời gian:

Xem yếu tố không gian là không đổi.

• Cách 1:( Vẽ trực tiếp)

Ở gốcO:u

=asinωt =asin

2π

Xét điểmM(x

=OM =const):u

=asin(ωt−

2π

) điều kiện t≥

Lập bảng biến thiên:

t 0

asin

2π

X0 X X

Vẽ đồ thị biểu diễn, chỉ lấy phần biểu diễn trong giới hạnt≥

• Cách 2:( Vẽ gián tiếp)

-Vẽ đồ thị :u

t 0

0 A0 −A 0

Tịnh tiến đồ thị u

(t) theo chiều dương một đoạn θ =

được đồ thị biểu diễn đường sin thời gian.

Chúý: Thường lập tỉ số:k =

2.Vẽ đồthịbiểu diễnqúatrìnhtruyềnsóng theokhônggian(dạngcủamôitrường...):

Xem yếu tố thời gian là không đổi.

VớiM thuộc dây:OM =x

là thời điểm đang xétt

=const

Biểu thức sóng:u

=asin(ωt−

2π

x)(cm),vớichukỳ:λ

Đường sin không gian là đường biểu diễn u theox. Giả sử tại t

, sóng truyền được một

đoạnx

=V.t

, điều kiệnx≤x

.Chúý: Thường lập tỉ số:k =

Lập bảng biến thiên:

x 0

3λ

asinωt

XX X X

CHỦĐỀ3.XácđịnhtínhchấtsóngtạimộtđiểmM trênmiềngiaothoa:

Th.s Trần AnhTrung 36 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

∀M:MS

;MS

Tìm hiệu đường đi:δ =d

−d

và tìm bước sóng:λ =V.T =

Lập tỉ số:

k =

(

•Nếu p =k( nguyên)⇔δ =kλ ⇒Mdao động cực đại

•Nếu p =k +

( bán nguyên)⇔δ=(k +

)λ ⇒Mdao động cực tiểu

CHỦĐỀ4.ViếtphươngtrìnhsóngtạiđiểmMtrênmiềngiaothoa:

Phươngpháp:

Giả sử:u

=asinωt (cm)

SóngtryềntừS

đếnM:sóngtạiM trễpha

2π

sovớiS

=asin(ωt−

2π

)(cm)

SóngtryềntừS

đếnM:sóngtạiM trễpha

2π

sovớiS

=asin(ωt−

2π

)(cm)

SóngtạiM:u

,thayvào,ápdụngcôngthức:sinp+sinq = 2sin

p+q

cos

p−q

Cuối cùng ta được: u

=2acos

−d

)sin

ωt−

(*)

Phương trình (*) là một phương trình dao động điều hòa có dạng:u

=Asin(ωt+Φ)

Với:











Biên độ dao dộng: A=2a

cos

−d

)

Pha ban đầu: Φ=−

CHỦĐỀ5.Xácđịnhsốđườngdaođộngcựcđạivàcựctiểutrênmiềngiaothoa:

Phươngpháp:

∀M:MS

;MS

Xét ΔMS

: ta có:|d

−d

|≤l⇔−l≤d

−d

≤l (*)

•ĐểM dao động với biên độ cực đại:δ =d

−d

=kλ k∈Z

Thay vào(*),tađược: −

≤k≤

, cóbaonhiêugiá trịnguyêncủak thìcó bấynhiêu

đường dao động với biên độ cực đại ( kể cả đường trung trực đoạnS

ứng vớik=0)

•ĐểM dao động với biên độ cực tiểu:δ =d

−d

k +

λk∈ Z

Thay vào (*),ta được: −

−

≤k≤

−

, có bao nhiêu giá trị nguyên củak thì có

bấy nhiêu đường dao động với biên độ cực tiểu.

Th.s Trần AnhTrung 37 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 6.Xác định điểm dao động với biên độ cực đại ( điểm bụng) và số điểm

daođộngvớibiênđộcựctiểu(điểmnút)trênđoạnS

Phươngpháp:

∀M∈S

:MS

;MS

Ta có:d

=l (*)

•ĐểM dao động với biên độ cực đại:δ =d

−d

=kλ k∈Z (1)

Cộng (1) và (*) ta được:d

, điều kiện: 0≤d

≤l

Vậy ta đươc: −

≤k≤

, có bao nhiêu giá trị nguyên của k thì có bấy nhiêu điểm

bụng ( kể cả điểm giữa)

•ĐểM dao động với biên độ cực tiểu:δ =d

−d

k +

λk∈ Z (2)

Cộng (2) và (*) ta được:d

k +

, điều kiện: 0≤d

≤l

Vậy ta được: −

−

≤k≤

−

, có bao nhiêu giá trị nguyên của k thì có bấy

nhiêu điểm nút.

Chúý: Để tìm vị trí các điểm dao động cực đại ( hay cực tiểu) ta thường lập bảng:

k các giá trị âm -1 0 1 các giá trị dương

−

CHỦ ĐỀ 7.Tìm qũy tích những điểm dao động cùng pha (hay ngược pha) với hai

nguồnS

Phươngpháp:

Pha ban đầu sóng tạiM: Φ

=−

)

Pha ban đầu sóng tạiS

(hayS

):ϕ=0

Độ lệch pha giữa hai điểm: Δϕ =ϕ−Φ

) (*)

Để hai điểm dao động cùng pha Δϕ=2kπ, so sánh (*): d

=2kλ. Vậy tập hợp

những điểm dao động cùng pha với hai nguồn S

là họ đường Ellip, nhận hai điểmS

, S

làm hai tiêu điểm.

Để hai điểm dao động ngược pha Δϕ=(2k+1)π, so sánh (*):

=(2k+1)λ. Vậy tập hợp những điểm dao động ngược

pha với hai nguồnS

là họ đườngEllip, nhận hai điểmS

làm hai tiêu điểm ( xen kẻ với họ Ellip nói trên).

CHỦĐỀ8.Viếtbiểuthứcsóngdừngtrêndâyđànhồi:

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 38 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Gọi:MC =d,AC =l thìAM =l−d. Các bước thực hiện:

1.Viết biểu thức sóng tới:

• Sóng tại A:u

=asinωt

• Sóng tại M:

Tại M sóng trể pha

2π

(l−d) so với Au

=asin

ωt−

2π

(l−d)

(1)

Tại C sóng trể pha

2π

l so với Au

=asin(ωt−

2π

l) (2)

2.Viết biểu thức sóng phản xạ:

• Sóng tại C:











Nếu ở C cố định u

=−u

=−asin(ωt−

2π

l) (3)

Nếu ở C tự do u

=asin(ωt−

2π

l) (4)

• Sóng tại M:

Tại M sóng trể pha

2π

d so với C:











Nếu ở C cố định u

=−asin(ωt−

2π

l−

2π

d) (5)

Nếu ở C tự do u

=asin(ωt−

2π

l−

2π

d) (6)

3.Sóng tại M: u = u

, dùng công thức lượng giác suy ra được biểu thức sóng

dừng.

CHỦ ĐỀ 9.Điều kiện để có hiện tượng sóng dừng, từ đó suy ra số bụng và số nút

sóng:

Phươngpháp:

1.Hai đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là cố định:

+ Điều kiện về chiều dài: là số nguyên lần múi sóng: l =k

+ Điều kiện về tần số:λ =

→ f =k

+ Số múi:k =

, số bụng làk và số nút làk+1.

2.Một đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là cố định, đầu kia tự do:

+ Điều kiện về chiều dài: là số bán nguyên lần múi sóng:

Th.s Trần AnhTrung 39 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

l =

k +

+ Điều kiện về tần số:λ =

→ f =

k +

+ Số múi:k =

−

, số bụng làk+1 và số nút làk+1.

3.Hai đầu môi trường ( dây hay cột không khí) là tự do:

+ Điều kiện về chiều dài: là số nguyên lần múi sóng: l =k

+ Điều kiện về tần số:λ =

→ f =k

+ Số múi:k =

, số bụng làk và số nút làk−1.

Chúý: Cho biết lực căng dây F, mật độ chiều dàiρ:V =

Thay vào điều kiện về tần số: F =

CHỦĐỀ10.Xácđịnhcườngđộâm(I)khibiếtmứccườngđộâmtạiđiểm.Xácđịnh

côngsuấtcủanguồnâm?Độtocủaâm:

Phươngpháp:

1.Xác định cường độ âm (I) khi biết mức cường độ âm tại điểm:

*Nếu mức cường độ âm tính theo đơn vị B:L =lg

Từ đó:I =I

.10

* Nếu mức cường độ âm tính theo đơn vịdB:L=10lg

Từ đó:I =I

.10

Chúý: Nếu tần số âmf = 1000Hz thìI

=10

−12

−2

2.Xác định công suất của nguồn âm tại một điểm:

Công suất của nguồn âm tại A là năng lượng truyền qua mặt cầu tâm N bán kính NA

trong 1 giây.

Ta có:I

→W =I

hayP

nguồn

Nếu nguồn âm là đẳng hướng:S

=4πNA

Nếu nguồn âm là loa hình nón có nữa góc ở đỉnh làα:

GọiR là khoảng cách từ loa đến điểm mà ta xét. Diện tích của chỏm cầu bán kính R và

Th.s Trần AnhTrung 40 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

chiều cao h làS=2πRh

Ta có:h =R−Rcosα,vậyS=2πR

(1−cosα)

Vậy, công suất của nguồn âm:

P =I.2πR

(1−cosα)

3.Độ to của âm:

Tùy tần số, mỗi âm có một ngưỡng nghe ứng vớiI

min

Độ to của âm: ΔI =I−I

min

Độ to tối thiểu mà tai phân biệt được gọi là 1 phôn

Ta có: ΔI=1phôn↔ 10lg

=1dB

Th.s Trần AnhTrung 41 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN5

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀMẠCHĐIỆNXOAYCHIỀU

KHÔNGPHÂNNHÁNH(RLC)

CHỦ ĐỀ 1.Tạo ra dòng điện xoay chiều bằng cách cho khung dây quay đều trong

từ trường, xác định suất điện động cảm ứng e(t)? Suy ra biểu thức cường độ dòng điện

i(t)vàhiệuđiệnthếu(t):

Phươngpháp:

1.Tìm biểu thức từ thông Φ(t):

Φ(t)=NBScos(ωt) hay Φ(t)=Φ

cos(ωt) với Φ

=NBS.

2. Tìm biểu thức của sđđ cảm ứnge(t):

e(t)=−

dΦ(t)

=ωNBSsin(ωt) haye(t)=E

sin(ωt) với:E

=ωNBS

3.Tìm biểu thức cường độ dòng điện quaR: i =

e(t)

4.Tìm biểu thức hđt tức thờiu(t):u(t)=e(t) suy raU

hayU =E.

CHỦĐỀ 2.ĐoạnmạchRLC:chobiếti(t)= I

sin(ωt), viếtbiểuthứchiệuđiệnthế

u(t).TìmcôngsuấtP

mạch

Phươngpháp:

Nếui =I

sin(ωt) thìu =U

sin(ωt+ϕ) (*)

Với:

.Z, tổng trở: Z =

+(Z

−Z

)

với







= ωL

ωC

tgϕ =

−Z

→ϕ,vớiϕ là độ lệch pha củau so vớii.

Công suất tiêu thụ của đoạn mạch:

Cách 1: Dùng công thức: P =UIcosϕ ,vớiU =

√

,I =

√

,cosϕ =

Cách 2: Trong các phần tử điện, chỉ có điện trởR mới tiêu thụ điện năng dưới dạng tỏa

nhiệt: P =RI

Chúý:

=0,318

CHỦ ĐỀ 3.Đoạn mạch RLC: cho biết u(t)= U

sin(ωt), viết biểu thức cường độ

dòngđiệni(t).Suyrabiểuthứcu

(t)?u

(t)?

Phươngpháp:

Nếuu =U

sin(ωt) thìi =I

sin(ωt−ϕ) (*)

Th.s Trần AnhTrung 42 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Z, tổng trở: Z =

+(Z

−Z

)

với tgϕ =

−Z

→ϕ

Hệqủa:

Hiệu điện thế hai đầu điện trởR cùng pha với cđdđ:

sin(ωt−ϕ). với:U

.R.

Hiệu điện thế hai đầu cuộn cảmL nhanh pha

so với cđdđ:

sin(ωt−ϕ+

). với:U

Hiệu điện thế hai đầu tụ điệnC chậm pha

so với cđdđ:

sin(ωt−ϕ−

). với:U

Chú ý: Nếu phần tử điện nào bị đoản mạch hoặc không có trong đoạn mạch thì ta xem

điện trở tương ứng bằng 0.

Nếubiết:i =I

sin(ωt+ϕ

)vàu =U

sin(ωt+ϕ

)thìđộlệchpha:ϕ

u/i

=ϕ

−ϕ

CHỦ ĐỀ 4.Xác địnhđộ lệch phagiữahai hđttức thờiu

và u

của haiđoạn mạch

khácnhautrêncùngmộtdòngđiệnxoaychiềukhôngphânnhánh?Cáchvậndụng?

Phươngpháp:

•Cách1:(Dùngđại số)

Độ lệch pha củau

so vớii: tgϕ

−Z

→ϕ

Độ lệch pha củau

so vớii: tgϕ

−Z

→ϕ

Ta có:ϕ

=ϕ

−ϕ

=(ϕ

−ϕ

)−(ϕ

−ϕ

)

=ϕ

−ϕ

=ϕ

−ϕ

Độ lệch pha củau

so vớiu

: Δϕ =ϕ

−ϕ

•Cách2:(Dùnggiản đồ vectơ)

Ta có: u =u

↔

U =

trục pha







=I.Z

tgϕ

−Z

→ϕ

;







=I.Z

tgϕ

−Z

→ϕ

Độ lệch pha củau

so vớiu

: Δϕ =ϕ

−ϕ

CHỦ ĐỀ 5.Đoạn mạch RLC, cho biết U,R: tìm hệ thức L,C,ω để:cường độ dòng

điện qua đoạn mạch cực đại, hiệu điện thế và cường độ dòng điện cùng pha, công suất

tiêuthụtrênđoạnmạchđạtcựcđại.

Phươngpháp:

1.Cường độ dòng điện qua đoạn mạch đạt cực đại:

Th.s Trần AnhTrung 43 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Áp dụng định luật Ohm cho đoạn mạch:I =

+(Z

−Z

)

(∗)

Ta có:

I =max↔M =R

+(Z

−Z

)

=min↔Z

−Z

=0↔ωL =

ωC

Hay LCω

=1 (∗)→ I

max

2.Hiệu điện thế cùng pha với cường độ dòng điện:

Đểu vài cùng pha:ϕ=0

haytgϕ =

−Z

=0↔Z

−Z

=0↔ωL =

ωC

Hay LCω

3.Công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại:

Ta có:P =UIcosϕ,đểP =max↔ cosϕ=1

Ta có: cosϕ =

+(Z

−Z

)

Hay R

+(Z

−Z

)

Hay LCω

4.Kết luận:

Hiện tượng cộng hưởng điện:

LCω

=1 ↔











• I =max

• u,i cùng pha (ϕ=0)

• cosϕ=1

• Hệqủa:











1.I

max

2.Do Z

→U

với ϕ

=−ϕ

=−

nên

=−

↔u

=−u

CHỦ ĐỀ6.Đoạn mạch RLC, ghépthêm một tụC

:tìm C

để:cườngđộ dòngđiện

quađoạnmạchcựcđại,hiệuđiệnthếvàcườngđộdòngđiệncùngpha,côngsuấttiêuthụ

trênđoạnmạchđạtcựcđại.

Phươngpháp:

GọiC

là điện dung tương đươngcủa bộ tụ, tươngtự chủ đề 5,ta

có:

=1→C

Lω

◦NếuC nối tiếp vớiC

◦NếuC song song vớiC

: C

=C +C

Th.s Trần AnhTrung 44 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ7.Đoạnmạch RLC:ChobiếtU

:tìmU vàđộlệchphaϕ

u/i

Phươngpháp:

Cách 1:( Dùng đại số)

Áp dụng công thức:I =

+(Z

−Z

)

→U =I

+(Z

−Z

)

U =

+(U

−U

)

Cách 2:( Dùng giản đồ vectơ)

Ta có:u =u

↔

U =

trục pha

Dựa vào giản đồ vectơ: ta được U =

+(U

−U

)

Độ lệch pha:tgϕ =

−Z

−IZ

Hay tgϕ =

−U

CHỦ ĐỀ 8.Cuộn dây (RL) mắc nối tiếp với tụ C: cho biết hiệu điện thế U

( cuộn

dây)vàU

.Tìm U

mạch

vàϕ.

Phươngpháp:

Ta có:u =u

↔

U =

(∗) trục pha

Với











•











=I.Z

=I.

)=ϕ

với











tgϕ

cosϕ

•







=I.Z

với Z

ωC

)=−

Xét ΔOAC: Định lý hàm cosin:

−2U

cos(

−ϕ

) Hay U =

+2U

sinϕ

Với: sinϕ

= cosϕ

.tgϕ

Chiếu (*) lên

−→

OI:U cosϕ =U

cosϕ

→ cosϕ =

cosϕ

CHỦĐỀ9.ChomạchRLC:BiếtU,ω,tìmL,hayC,hayRđểcôngsuấttiêuthụtrên

đoạnmạchcựcđại.

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 45 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Trong các phần tử điện, chỉ có điện trở R mới tiêu thụ điện năng dưới dạng tỏa nhiệt:

P =RI

Ta có:I =

+(Z

−Z

)

Vậy: P =

+(Z

−Z

)

(*)

1.Tìm L hayC để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại:

DểP =max từ (*)↔M =R

+(Z

−Z

)

=min↔Z

−Z

hay LCω

=1↔











C =

L =

(∗)→P

max

a. Đồ thịL theoP:

L 0

∞

P P

max

VớiP

b. Đồ thịC theoP:

C 0

∞

P 0 P

max

VớiP

2.Tìm R để công suất tiêu thụ trên đoạn mạch cực đại:

Chia tử và mẫu của (*) cho R:P =

R+

−Z

)

const

ĐểP =max khi và chỉ khiM =min. Áp dụng bất đẳng thức Côsin:

M =R+

−Z

)

≥ 2

−Z

)

=2|Z

−Z

Dấu”=” xảy ra khi:R =

−Z

)

hay R =|Z

−Z

Vậy: P

max

2|U

−U

Bảng biến thiênR theoP:

R 0 |Z

−Z

|∞

P 0 P

max

CHỦĐỀ 10.Đoạn mạchRLC: ChobiếtU,R,f: tìmL(hayC)đểU

(hayU

)đạt

giátrịcựcđại?

Th.s Trần AnhTrung 46 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

1.Tìm L để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại:

Hiệu điện thế ở hai đầu cuộn cảm:U

=I.Z

U.Z

+(Z

−Z

)

(*)

•Cách1:( Dùng đạo hàm)

Đạo hàm hai vế của (*) theoZ

∂U

∂Z

−Z

+(Z

−Z

)

]

Ta có:

∂U

∂Z

=0↔ Z

, ta có bảng biến thiên:

∞

∂U

∂Z

+0 −

% U

Lmax

Với U

Lmax

•Cách2:( Dùng đại số)

Chia tử và mẫu của (*) choZ

, ta được:U

+(1−

)

const

√

Vớiy =

+(1−

)

=(R

)

−2.Z

+1=(R

−2.Z

x+1

Trong đó:x =

; Ta có:a=(R

)> 0

Nêny =min khix =−

min

=−

Vậy: Z

và U

Lmax

•Cách3:( Dùng giản đồ vectơ)

Ta có:u =u

↔

U =

(∗) trục pha

I ,

đặt

[

AOB =α

Xét ΔOAB: Định lý hàm sin:

sinAOB

sinOAB

↔

sinα

sin(

−ϕ

)

cosϕ

Hay: U

cosϕ

sinα vậy:U

=max

khi sinα=1→α=90

→ ΔAOB⊥O

Từ đó:ϕ

+|ϕ

u/i

| =

,vìϕ

< 0, ϕ

u/i

> 0 nên:tgϕ

=−cotgϕ

u/i

=−

tgϕ

u/i

Th.s Trần AnhTrung 47 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

↔−

=−

−Z

hay Z

,vớiU

Lmax

cosϕ

hay U

Lmax

2.Tìm C để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại:

Hiệu điện thế ở hai đầu tụ điện:U

=I.Z

U.Z

+(Z

−Z

)

(**)

•Cách1:( Dùng đạo hàm)

Đạo hàm hai vế của (*) theoZ

∂U

∂Z

−Z

+(Z

−Z

)

]

Ta có:

∂U

∂Z

=0↔ Z

, ta có bảng biến thiên:

∞

∂U

∂Z

+0 −

% U

Cmax

Với U

Cmax

•Cách2:( Dùng đại số)

Chia tử và mẫu của (*) choZ

, ta được:U

−1)

const

√

Vớiy =

−1)

=(R

)

−2.Z

+1=(R

−2.Z

x+1

Trong đó:x =

;Tacó:a=(R

)> 0

Nêny =min khix =−

min

=−

Vậy: Z

và U

Cmax

•Cách3:( Dùng giản đồ vectơ)

Ta có: u = u

↔

U =

(∗) trục pha

I , đặt

[

AOB = α Xét ΔOAB:

Định lý hàm sin:

sinAOB

sinOAB

↔

sinα

sin(

−ϕ

)

cosϕ

Hay: U

cosϕ

sinα vậy:U

=max

Th.s Trần AnhTrung 48 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

khi sinα=1→α=90

→ ΔAOB⊥O

Từ đó:ϕ

+|ϕ

u/i

| =

,vìϕ

> 0, ϕ

u/i

< 0 nên:tgϕ

=−cotgϕ

u/i

=−

tgϕ

u/i

↔

=−

−Z

hay Z

vớiU

Cmax

cosϕ

hay U

Cmax

CHỦĐỀ11.ĐoạnmạchRLC:ChobiếtU,R,L,C:tìmf(hayω)đểU

hayU

đạtgiátrịcựcđại?

Phươngpháp:

1.Tìm f ( hayω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu điện trở cực đại:

Hiệu điện thế ở hai đầu điện trởR: U

=I.R =

+(Z

−Z

)

const

ĐểU

=max↔M =min↔Z

−Z

=0 hay ω

√

(1)( Vớiω

=2πf )

Vậy U

Rmax

2.Tìm f ( hayω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu cuộn cảm cực đại:

Hiệu điện thế ở hai đầu điện trởL:

=I.Z

+(Z

−Z

)

UωL

ωL−

ωC

1−

HayU

const

√

,đểU

cực đại khiy =min.

Ta có:y =

+(1−

)

−2

Hay:y =

−2

x+1 vớix =

Ta có:a =

> 0

Nêny =min khix =−

−

2LC−R

Vậy ω

2LC−R

(2)

3.Tìm f ( hayω) để hiệu thế hiệu dụng ở hai đầu tụ điện cực đại:

Th.s Trần AnhTrung 49 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Hiệu điện thế ở hai đầu điện trởC:

=I.Z

+(Z

−Z

)

ωC

ωL−

ωC

+(LCω−1)

HayU

const

√

,đểU

cực đại khiy =min.

Ta có:y =R

+(LCω−1)

+(R

−2CL)ω

Hay:y =C

+(R

−2CL)x+1 vớix =ω

Ta có:a =C

> 0 Nêny =min khix =−

2CL−R

Vậyω

2CL−R

Hay: ω

2CL−R

(3)

Chúý: Ta có:ω

=ω

.ω

Hiệu điện thế cực đại ở hai đầu cuộn cảm và tụ điện đều có dạng

Cmax

Lmax

√

4LC−R

CHỦ ĐỀ 12.Cho biết đồ thị i(t) và u(t), hoặc biết giảnđồ vectơ hiệu điệnthế: xác

địnhcácđặtđiểmcủamạch điện?

Phươngpháp:

1.Cho biết đồ thịi(t) vàu(t):tìm độ lệch phaϕ

u/i

Gọi θ là độ lệch pha về thời gian giữa u và i ( Đo bằng

khoảng thời gian giữa hai cực đại liên tiếp củau vài)

• Lệch thời gianT ↔ lệch pha 2π

• Lệch thời gianθ↔ lệch phaϕ

u/i

Vậy: ϕ

u/i

=2π

Th.s Trần AnhTrung 50 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Cho biết giản đồ vectơ hiệu điện thế: vẽ sơ đồ đoạn mạch? TìmU

mạch

Quy tắc:











•

nằm ngang ↔ phần tử R

•

thẳng đứng hướng lên ↔ phần tử L

•

thẳng đứng hướng xuống ↔ phần tử C

mạch











+gốcO;

+ngọn: cuối

;

u/i

CHỦ ĐỀ 13.Tác dụngnhiệtcủadòng điệnxoaychiều:tínhnhiệtlượngtỏa ra trên

đoạnmạch?

Phươngpháp:

BiếtI: áp dụng công thứcQ =RI

BiếtU: Từ công thứcI =

→Q =R

Nếu cuộn dây (RL) hoặc điện trở dìm trong chất lỏng: tìm Δt

Ta có:Q

tỏa

=RI

t; Q

thu

=CmΔt

→ Δt

CHỦ ĐỀ 14.Tác dụng hóa học của dòng điện xoay chiều: tính điện lượng chuyển

quabìnhđiệnphântheomộtchiều?TínhthểtíchkhíHiđrôvàOxyxuấthiệnởcác điện

cực?

Phươngpháp:

1.Tínhđiệnlượngchuyểnquabìnhđiệnphântheomộtchiều(trong 1chukỳT,trong

t):

Xét dòng điện xoay chiều i = I

sinωt(A) qua bình điện phân chứa dung dịch axit hay

bazơ loãng.

Trong thời giandt ( bé): điện lượng qua bình điện phân:dq =idt =I

sinωtdt

Trong 1 chu kỳT: dòng điện chỉ qua bình điện phân trong

theo một chiều:

idt =

sinωtdt =−

cosωt

hay q

Vớiω =

2π

do đó ta có: q

Trong thời giant, số dao độngn =

, điện lượng qua bình điện phân theo một chiều là:

q =nq

, vậy: q =

Th.s Trần AnhTrung 51 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Tính thể tích khí Hiđrô và Oxy xuất hiện ở các điện cực trong thời giant(s):

Cứ 96500C giải phóng

=1g tương ứng 11,2(l)H đktc.

VậyqC :thể tích khí H:v

96500

.11,2(l)

Thể tích của khíO:v

Vậy ở mỗi điện cực xuất hiện hổn hợp khí với thể tíchv =v

CHỦ ĐỀ 15.Tác dụng từ của dòng điện xoay chiều và tác dụng của từ trường lên

dòngđiệnxoaychiều?

Phươngpháp:

1.Nam châmđiệndùngdòng điệnxoay chiều( tầnsốf) đặtgầndây thépcăng ngang.

Xác định tần số rungf

của dây thép:

Trong một chu kỳ, dòng điện đổi chiều hai lần. Do đó nam châm

hút hay nhả dây thép hai lần trong một chu kỳ. Nên tần số dao

động của dây thép bằng hai lần tần số của dòng điện: f

=2f

2.Dây dẫn thẳng căng ngang mang dòng điện xoay chiều đặt trong từ trường có cảm

ứng từ

B không đổi ( vuông góc với dây): xác định tần số rung của dâyf

Từ trườngkhôngđổi

B tácdụnglêndây dẫnmangdòngđiệnmột

lực từF =Bil( có chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái ).

Vì F tỉ lệ với i , nên khi i đổi chiều hai lần trong một chu kỳ

thìF đổi chiều hai lần trong một chu kỳ, do đó dây rung hai lần

trong một chu kỳ.f

Th.s Trần AnhTrung 52 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN6

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀMÁYPHÁTĐIỆN XOAYCHIỀU,

BIẾNTHẾ, TRUYỀNTẢIĐIỆN NĂNG

CHỦĐỀ 1.Xác địnhtầnsố f của dòngđiệnxoaychiềutạobởimáy phátđiệnxoay

chiều1pha

Phươngpháp:

1.Trường hợp roto của mpđ cóp cặp cực, tần số vòng làn:

Nếu n tính bằng ( vòng/s) thì:f =np

Nếu n tính bằng ( vòng/phút) thì:f =

Chúý: Số cặp cực: p =

số cực ( bắc+ nam)

2.Trường hợp biết suất điện động xoay chiều (E hayE

Áp dụng:E

=NBSω vớiω=2πf , nên: f =

2πNBS

√

2πNBS

Chúý:

Nếu cók cuộn dây ( vớiN

vòng) thìN =kN

Thông thường: máy cók cực ( bắc + nam) thì phần ứng cók cuộn dây mắc nối tiếp.

CHỦĐỀ2.Nhàmáythủyđiện:thácnướccaoh,làmquaytuabinnướcvàrotocủa

mpđ. TìmcôngsuấtP củamáyphátđiện?

Phươngpháp:

Gọi:H

là hiệu suất của tuabin nước;

là hiệu suất của máy phát điện;

m là khối lượng nước của thác nước trong thời giant.

Công suất của thác nước:P

mgh

=μgh;vớiμ =

là lưu lượng nước ( tính

theo khối lượng)

Công suất của tuabin nước:P

Công suất của máy phát điện:P

CHỦĐỀ3.MạchđiệnxoaychiềubaphamắctheosơđồhìnhΥ:tìmcườngđộdòng

trunghòakhitảiđốixứng?TínhhiệuđiệnthếU

(theoU

)?TínhP

(cáctải)

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 53 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Tìm i











sinωt

sin(ωt+

2π

)

sin(ωt−

2π

)

→i

=0 Suy ra:

=−

↔

Tìm U

: Ta có:

: hiệu điện thế giữa hai dây pha

: hiệu điện thế giữa dây pha và dây trung hòa

Ta có:u

−u

↔

−

Từ hình ta được: U

√

Tìm P

tải

Do hiệu điện thế của các tải bằng nhau (U

) nên:I

tải

Công suất tiêu thụ của mỗi tải:P

cosϕ

CHỦĐỀ4.Máybiếnthế:choU

:tìmU

Phươngpháp:

1.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 0, cuộn thứ cấp hở:

Lúc đó:I

=0 Áp dụng:

→U

2.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng 0, cuộn thứ cấp có tải:

a. Trường hợp hiệu suất MBT H=1:

Ta có:P

↔U

Hay:

hayI

b. Trường hợp hiệu suất MBT là H :

Ta có:

hayI

=HI

Th.s Trần AnhTrung 54 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

3.Trường hợp các điện trở của cuộn sơ cấp và thứ cấp khác 0:

Suất điện động qua cuộn sơ cấp:e

=−N

dΦ

(1);

Suất điện động qua cuộn thứ cấp:e

=−N

dΦ

(2);

Lập tỉ:

≡k (3)

Cuộn sơ cấp đóng vai trò như một máy phát:u

→e

−r

(4)

Cuộn sơ cấp đóng vai trò như một máy thu:u

−r

→e

(5)

Lập tỉ:

−r

≡k↔u

−r

=ku

+kr

(6)

Ta cóe

hay

→i

vài

(7)

Thay (7) vào (6), thực hiện biến đổi ta được: u

(R+r

)+r

Hay: U

(R+r

)+r

CHỦ ĐỀ 5. Truyền tải điện năng trên dây dẫn: xác định các đại lượng trong quá

trìnhtruyềntải

Phươngpháp:

Sảnxuất:

Tuyềntải:

Cường độ d.điện :I =I

Điện trở :R =ρ

(l =AB)

Độ giảm thế:ΔU

−U

=IR

Công suất hao phí:ΔP =P

−P

=RI

Sửdụng:

CHỦĐỀ6.Xácđịnhhiệusuấttruyềntảiđiệnnăngtrêndây?

Phươngpháp:

Công thức định nghĩa hiệu suất: H =

;

Xác định theo công suất: H =

−ΔP

=1−

ΔP

;

Th.s Trần AnhTrung 55 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Xác định theo hđt: H =

−ΔU

=1−

ΔU

Th.s Trần AnhTrung 56 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN7

PHƯƠNGPHÁP GIẢI TOÁNVỀDAOĐỘNGĐIỆNTỰ DOTRONGMẠCHLC

Kýhiệu:

• q

max

( biên độ điện tích)

• u

max

( biên độ hiệu điện thế)

• i

max

( biên độ dòng điện)

GHINHỚ Daođộngcơhọc(conlắclòxo) Daođộngđiện(mạch LC)

Li độ: x Điện tích : q

Vận tốc: v =

Cường độ dòng điện : i =−

Các đại lượng đặt trưng Khối lượng: m Độ tự cảm : L

Độ cứng: k Nghịch đảo điện dung :

Lực tác dụng : F Hiệu điện thế : u

Phương trình động lực học x”+

x=0 q”+

q=0

↔x”+ω

x=0 ↔q”+ω

q=0

Nghiệm của pt vi phân x =Asin(ωt+ϕ) q =Q

sin(ωt+ϕ)

Tần số góc riêng ω =

ω =

Chu kỳ dao động T =2π

T =2π

√

Thế năng đàn hồi : Năng lượng điện trường :

Động năng : Năng lượng từ trường :

Năng lượng dao động E

Cơ năng : Năng lượng điện từ :

E =

W =

mω

Bảng so sánh dao động điều hòa của con lắc lò xo và dao động điện tự do

Th.s Trần AnhTrung 57 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 1.Dao độngđiệntựdo trongmạch LC: viết biểuthứcq(t)?Suyra cường

độdòngđiệni(t)?

Phươngpháp:

q(t) có dạng tổng quát:q =Q

sin(ωt+ϕ) với:Q

=CU

ω =

√

hoặcω =

2π

=2πf

ϕ được xác định nhờ điều kiện ban đầu (t=0) củaq.

i(t) được xác định:i =−

=−ωQ

cos(ωt+ϕ)=−I

cos(ωt+ϕ)

Với I

=ωQ

√

CHỦ ĐỀ 2.Dao độngđiệntự dotrong mạch LC, biếtu

= U

sinωt, tìm q(t)?Suy

rai(t)?

Phươngpháp:

Ta có:q =Cu =Q

sinωt vớiQ

=CU

i(t) được xác định:i =−

=−q

=−ωQ

cosωt =−I

cosωt

hayi =I

sin

ωt+

CHỦĐỀ3.Cáchápdụngđịnhluậtbảotoànnănglượngtrongmạch daođộngLC.

Phươngpháp:

Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

W =W

đmax

tmax

=const

hay





















(∗)

1.Biết Q

( hayU

) tìm biên độI

Từ (*) ta được:











Suy ra











√

2.BiếtQ

( hayU

)vàq ( hayu), tìmi lúc đó :

Th.s Trần AnhTrung 58 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Từ (*) ta được:





















Suy ra











i =

−q

i =

−u

)

CHỦĐỀ4.Daođộngđiệntựdotrongmạch LC,biếtQ

vàI

:tìmchukỳdaođộng

riêngcủamạchLC.

Phươngpháp:

Áp dụng công thức Thomson:T =2π

√

LC (1)

Ta có:I

√

→LC =

, thay vào (1): T =2π

CHỦĐỀ5.MạchLC ởlốivàocủamáythuvôtuyếnđiệnbắtsóngđiệntừcótầnsố

f (haybướcsóngλ).Tìm L(hayC)?

Phươngpháp:

Điều kiện để bắt được sóng điện từ là tần số của sóng phải bằng tần số riêng của

mạch dao độngLC:

f(sóng)=f

(mạch)(∗∗)

1.Biếtf( sóng) tìmL vàC:

Từ (**) → f =

2π

√

↔











L =

4π

C =

4π

2.Biếtλ( sóng) tìmL vàC:

Từ (**) →

2π

√

↔











L =

4π

C =

4π

CHỦ ĐỀ 6.Mạch LC ở lối vào của máy thu vô tuyến có tụ điện có điện dung biến

thiênC

max

÷C

min

tươngứnggócxoaybiếnthiên 0

÷180

:xácđịnhgócxoay Δαđểthu

đượcbứcxạcóbướcsóngλ?

Phươngpháp:

Lập luận như chủ đề 5: C =

4π

Khi ΔC

max

−C

min

↔ Δα

= 180

−0=180

Khi ΔC =C−C

min

↔ Δα

Vậy: Δα = 180

C−C

min

max

−C

min

Th.s Trần AnhTrung 59 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 7.Mạch LC ở lối vào của máy thuvô tuyếncó tụ xoay biến thiênC

max

min

:tìmdảibướcsónghaydảitầnsốmà máythuđược?

Phươngpháp:

Lập luận như chủ đề 5, ta có:











λ =2πc

√

↔

(

min

↔C

min

max

↔C

max

−→λ

min

≤λ≤λ

max

f =

2π

√

↔

(

min

↔f

max

↔f

min

−→f

min

≤f≤f

max

Th.s Trần AnhTrung 60 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN8

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀPHẢNXẠÁNHSÁNGCỦAGƯƠNGPHẲNG

VÀGƯƠNGCẦU

CHỦĐỀ1.Cáchvẽtiaphảnxạtrêngươngphẳngứngvớimộttiatớiđãcho?

Phươngpháp:

1.Cách 1:( Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng)

+ Vẽ pháp tuyếnIN tại điểm tớiI, với góc tớii =

[

SIN.

+ Vẽ tia phản xạIR đối xứng vớiSI:i

[

NIR =i

2.Cách 2:( Dựa vào mối liên hệ giữa vật và ảnh)

+ Nếu tia tới SI phát xuất từ điểm S thì tia phản xạ có

phương qua ảnh ảoS

( đối xứng vớiS qua gương).

+ Nếutia tớiSI cóphươngqua vật ảoS (sau gương)thì

tia phản xạ trực tiếp qua ảnh thật ( trước gương).

CHỦĐỀ2.Cáchnhậnbiếttínhchất"thật-ảo"củavậthayảnh(dựavàocácchùm

sáng)

Phươngpháp:

Nhận biết tính chất "thật - ảo" của vật: dựa vào tính chất của chùm tia tới.

+ Chùm tia tới phân kì thì vật thật.( vật trước gương).

+ Chùm tia tới hội tụ thì vật ảo.( vật sau gương).

Nhận biết tính chất "thật - ảo" của ảnh: dựa vào tính chất

của chùm tia phản xạ.

+Chùmtiaphảnxạhộitụthìảnhthật.(ảnhtrướcgương).

+Chùm tiaphảnxạ phânkỳ thìảnhảo.(ảnh sau gương).

Chúý:Đốivớigươngphẳng,vậtthậtchoảnhảovàngượclại.

CHỦ ĐỀ 3.Gương phẳng quay một góc α (quanh trục vuông góc mặt phẳng tới):

tìmgócquaycủatiaphảnxạ?

Phươngpháp:

Định lý:( về gương quay):Khi gương quay một góc α quanh một trục⊥ mp tới thì tia

phản xạ quay một gócβ=2α cùng chiều quay của gương."

1.Cho tia tới cố định, xác định chiều quay của tia phản xạ:

Dùng hình học:i

+α

Suy ra, góc quay:β =

[

RIR

=2(i

−i

)=2α

2.Cho biếtSI =R, xác định quãng đường đi của ảnhS

Đường điS

S”, ứng với góc quay β=2α của tia phản xạ.

Th.s Trần AnhTrung 61 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Vậy:S

S”=Rβ

rad

=2Rα

rad

3.Gương quay đều với vận tốc gócω: tìm vận tốc dài của ảnh?

v =

S”

2Rα

rad

=2Rω

CHỦĐỀ4.Xácđịnhảnhtạobởimộthệgươngcómặtphảnxạhướngvàonhau

Phươngpháp:

Dựa vào hai nguyên tắc:

1.Nguyên tắc phân đoạn: Chia quá trình tạo ảnh thành từng giai đoạn, mỗi giai đoạn

chỉ xét tạo ảnh trên một gương.

2.Nguyêntắctạoảnhliêntiếp: ảnh của gương này là vật của gương kia.

Có hai nhóm liên tiếp

Nhóm ảnh 1:SG

− −−−→

···

Nhóm ảnh 2:SG

− −−−→

···

Số ảnh là tổng tất cả các ảnh của hai hệ

Hệqủa:

Đối với hệ hai gương song song thì số ảnh là vô hạn nếu mắt đặt ngoài hai gương và hữu

hạn nếu mắt đặt giữa hai gương.

Nếu hai gương hợp nhau một gócα

Mỗi nhóm ảnh, nếu ảnh nào nằm sau gương thì không tạo ảnh nữa.

Th.s Trần AnhTrung 62 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chúý: Ta chứng minh được rằng nếuα =

360

vớin là số nguyên dương thì hệ cón−1 ảnh.

CHỦĐỀ5.Cáchvậndụngcôngthứccủagươngcầu

Phươngpháp:

Xét sự tạo ảnh:AB

d=OA

− −−−−−−−−−− →

=OA

Áp dụng các công thức:

(1) vớif =

Công thức về độ phóng đại ảnh : k =

=−

(2)

Hay:

k =−

d−f

=−

−f

1.Cho biếtd vàAB: tìmd

và độ cao ảnhA

Từ (1):→d

d−f

, nếud

> 0: ảnh thật;d

< 0 ảnh ảo.

Từ (2): ta suy ra được giá trị của k, nếuk> 0 ảnh vật cùng chiều;k< 0 ảnh vật ngược

chiều.

Độ cao của ảnh:A

=|k|AB

2.Cho biếtd

vàA

: tìmd và độ cao vậtAB

Từ (1):→d =

−f

, nếud> 0: vật thật;d< 0 vật ảo.

Độ cao của vật:AB =

|k|

3.Cho biết vị trí vậtd và ảnhd

xác định tiêu cựf:

Từ (1):→f =

d+d

, nếuf> 0: gương cầu lõm;f< 0 gương cầu lồi.

4.Chú ý:

*Đối với gương cầu lồi: Vật thật luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn vật, gần gương

hơn vật.

*Đối với gương cầu lõm: Vật thật nằm trongOF luôn cho ảnh ảo, cùng chiều, nhỏ hơn

vật, xa gương hơn vật.Vật thật nằm ngoàiOF luôn cho ảnh thật, ngược chiều với vật.

Th.s Trần AnhTrung 63 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 6.Tìm chiều và độ dời của màn ảnh khi biết chiều và độ dời của vật. Hệ

qủa?

Phươngpháp:

1.Tìm chiều và độ dời của màn ảnh khi biết chiều và độ dời của vật:

Cách 1:

Ta có:

=const (*)

Do đó: khi d tăng thì d’ giảm và ngược lại.

Cách 2:

(*)→d

d−f

hay y =

a−x

đạo hàm theox:y

=−

(a−x)

< 0,vậyhàmsốy =f(x) là hàm nghịch biến.

Kết luận:

Khi dịch chuyển vật lại gần gương cầu một đoạn Δd =d

−d

thì dịch chuyển mà ra xa

gương cầu một đoạn Δd

−d

, và ngược lại.

2.Hệ qủa:

Lần 1:k

=−

−f

=−

−f

Từ đó ta suy rad

(hayd

) theok

vàf

Lần 2:k

=−

−f

=−

−f

Từ đó ta suy rad

(hayd

) theok

vàf

Thay vào độ dịch chuyển của vật ( hay độ dịch chuyển của ảnh) để suy ra đượcf.

CHỦ ĐỀ7.Cho biết tiêu cự f và một điều kiện nào đó về ảnh, vật: xác định vị trí

vậtdvàvịtríảnhd

Phươngpháp:

1.Cho biết độ phóng đạik vàf:

Từ (2) ta được:d

=−kd,

thay vào (1):

−kd

ta suy ra được phương trình theod, từ đó suy rad

2.Cho biết khoảng cáchl =AA

Trong mọi trường hợp:l =AA

=|d

−d|↔d

=d±l

Thay vào (1) ta được phương trình:

d±l

, ta suy ra được phương trình theo d,

Th.s Trần AnhTrung 64 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

từ đó suy rad

Chúý:Ảnh trên màn là ảnh thật, ảnh nhìn thấy trong gương là ảnh ảo.

CHỦĐỀ8.Xácđịnhthịtrườngcủagương(gươngcầulồihaygươngphẳng)

Phươngpháp:

GọiM

là ảnh của mắtM qua gương, ta có sự tạo ảnh:

d=OM

− −−−−−−−−−− →

=OM

Thịtrườngcủagươnglàphầnkhônggiantrướcgương,giớihạnbởimặt

phẳng gương và các đường sinh vẽ từM

tựa lên chu vi của gương.

1.Đối với gương cầu lồi:

→d

d−f

2. Đối với gương phẳng: M

và M đối xứng nhau qua gương phẳng:

=−d.

Gọiϕ là góc nữa hình nón của thị trường:ta có :tgϕ =

là bán kính của gương.

Chúý: 1

3500

rad

CHỦĐỀ 9.Gươngcầulõm dùngtrongđènchiếu:tìm hệthứcliênhệ giữavệtsáng

tròntrênmàn(chắnchùmtiaphảnxạ)vàkíchthướccủamặtgương

Phươngpháp:

GọiS

là ảnh của mắtS( bóng đèn) qua gương, ta có sự tạo ảnh:

d=OS

− −−−−−−−−−− →

=OS

→d

d−f

=OS

Sử dụng hình học: xét các tam giác đồng dạng để suy ra mối quan hệ giữa Dvà D

GọiD

,D lần lượt là đường kính của gương và của vệc sáng tròn.

1.S

là ảnh ảo↔ chùm phản xạ là chùm phân kỳ.

|+L

2.S

là ảnh thật↔ chùm phản xạ là chùm hội tụ.

L−d

3.Chùm phản xạ là chùm song song ( ảnh ở vô cùng)

D =D

CHỦĐỀ10.Xácđịnhảnhcủavậttạobởihệ"gươngcầu-gươngphẳng"

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 65 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Xét 2 lần tạo ảnh:

( g.cầu )

−−−−−−−−−−→

( g. phẳng )

− −−−−−−−−−−−− →

1.Trường hợp gương phẳng vuông góc với trục chính:

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Ta có: d

=a−d

( luôn như vậy)

Lần 2:

Ta cóA

đối xứng vớiA

qua gương phẳng, do đód

=−d

Độ phóng đạik

=−

= 1 (2) Vậy:A

2.Trường hợp gương phẳng nghiêng một góc 45

so với trục chính:

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Ta có: d

=a−d

( luôn như vậy)

Lần 2:

Ta có A

đối xứng với A

qua gương phẳng, do đó : O

= O

;

2×45

=90

Vậy:A

song song với trục chính vàA

CHỦĐỀ11.Xácđịnhảnhcủavậttạobởihệ"gươngcầu-gươngcầu"

Phươngpháp:

Xét 2 lần tạo ảnh:

− −−−→

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

=−

−f

(1)

Ta có: d

=a−d

(2)(luôn như vậy)

Th.s Trần AnhTrung 66 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Lần 2:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

=−

−f

(3)

Chúý: Độ phóng đại ảnh cuối cùng:

hệ

−f

)

−f

)

−f

)

−f

)

CHỦĐỀ12.XácđịnhảnhcủavậtAB ởxavôcùngtạobởigươngcầulõm?

Phươngpháp:

Xét sự tạo ảnh:AB(∞)

d=∞

− −−−−−− →

Vìd =∞ nên

=0, từ công thức Đêcart:

→ d

Vậy ảnhA

nằm trên mặt phẳng tiêu diện của gương cầu lõm. Gọiα

là góc trông của vật qua gương.

Ta có: ΔCA

=CA

tgα hay A

=f.tgα≈f.α

rad

Th.s Trần AnhTrung 67 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHỤLỤC:

CÁCHXÁC ĐỊNHTÍNHCHẤTẢNHCỦAVẬT QUAGƯƠNGCẦU

1.Đốivớigươngcầulõm:

2.Đốivớigươngcầulồi:

Th.s Trần AnhTrung 68 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN9

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀKHÚCXẠÁNHSÁNG,LƯỠNGCHẤTPHẲNG(LCP)

BẢNGMẶTSONGSONG(BMSS),LĂNGKÍNH(LK)

CHỦ ĐỀ 1. Khảosátđườngtruyềncủatiasáng đơnsắc khiđi từmôi trườngchiết

quangkém sangmôitrườngchiếtquanghơn?

Phươngpháp:

Luôn có tia khúc xạ gần pháp tuyến hơn so với tia tới

1.Mặt phân cách là mặt phẳng: áp dụng công thức:

sini =n

sinr⇒ sinr =

sini

Khi:i=0thìr=0: Tia tới vuông góc với mặt phân cách thì tia ló đi thẳng.

2.Mặt phân cách là mặt cong: pháp tuyến tại điểm tớiI là bán kính đi qua điểmI.

CHỦ ĐỀ 2. Khảosátđườngtruyềncủatiasáng đơnsắc khiđi từmôi trườngchiết

quanghơnsangmôitrườngchiếtquangkém?

Phươngpháp:

Có thể có tia khúc xạ nhưngcũng có thể có tia phản xạ tòan phần

1.Mặt phân cách là mặt phẳng: áp dụng công thức:

sini =n

sinr⇒ sinr =

sini

Ta có: sini

chiết quang bé

chiết quang lớn

Nếui

thì có hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Khi:i=0thìr=0: Tia tới vuông góc với mặt phân cách thì tia ló đi thẳng.

Nếui≥i

: Thì có hiện tượng phản xạ toàn phần :i =i

2.Mặt phân cách là mặt cong: pháp tuyến tại điểm tớiI là bán kính đi qua điểmI.

Th.s Trần AnhTrung 69 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ 3. Cách vẽ tiakhúcxạ (ứngvớitiatớiđãcho)quamặt phẳngphâncách

giữahaimôitrườngbằngphươngpháphìnhhọc?

Phươngpháp:

1.Cách vẽ tia khúc xạ

a. Vẽ tia khúc xạ thường :(n

)

*Trong môi trường khúc xạ (n

) vẽ hai

nữa đường tròn: (I,n

);(I,n

)

* Nối dài SI cắt vòng tròn (I,n

) tại J.

Hạ JH⊥mp(P), cắt vòng tròn (I,n

) ở

K.TiaIK chính là tia khúc xạ,

Thật vậy:

ΔIJH :IH =IJsini =n

sini

ΔIKH :IH =IKsinr =n

sinr

Vậy:n

sini =n

sinr

b. Vẽ tia khúc xạ giới hạn :

Ta có: ΔIH

: sini

2.Cách vẽ tia tới giới hạn toàn phần

*Trong môi trường tới (n

) vẽ hai nữa

đường tròn: (I,n

);(I,n

)

*Từ H

vẽ đường vuông góc mp(P) , cắt

(I,n

) ởS

I chính là tia tới giới hạn toàn phần(

ứng với tia lóIK

là sát mặt phân cách)

Ta có: ΔS

: sini

CHỦĐỀ4.XácđịnhảnhcủamộtvậtquaLCP ?

Phươngpháp:

Lưỡng chất phẳng(LCP)làmặt phâncách giữa haimôitrườngcóchiết

suấtn

Đặt: d = SH: khoảng cách từ mặt phân cách đến vật; d

H :khoảng cách từ mặt phân cách đến ảnh.

Tacó:











ΔSHI :tgi =

→ sini =

ΔS

HI :tgr =

→ sinr =

Vậy:

sini

sinr

Ta có:n

sini =n

sinr→

sini

sinr

Vậy ta có công thức:

(*)

Th.s Trần AnhTrung 70 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Nếu n

: ánh sáng đi từ môi trường chiếc quang hơn sang môi trường chiếc quang

kém: (*)→d

nằm dưới vậtS.

Nếu n

: ánh sáng đi từ môi trường chiếc quang kém sang môi trường chiếc quang

hơn: (*)→d

>d , ảnhS

nằm trên vậtS.

CHỦĐỀ5.XácđịnhảnhcủamộtvậtquaBMSS?

Phươngpháp:

Bản mỏng song song (BMSS)là hệ thống hai LCP.

1.Độ dời ảnh

GọiS

là ảnh củaS qua BMSS, độ dời ảnh là :δ =SS

Ta có:δ =SS

=II

=IH−I

H =e−I

Mà:JH =I

Htgi =IHtgr hayI

Hsini =IHsinr

→

sini

sinr

=n⇒I

H =

Vậy: δ =SS

1−

Chú ý: Khoảng dời ảnh δ không phụ thuộc vào vị trí đặt vật. Ảnh luôn dời theo chiều

ánh sang tới.

2.Độ dời ngang của tia sáng

Khi tia sáng qua BMSS thì không đổi phương, nhưng dời ngang. Độ dời ngang của tia

sáng là khoảng cách giữa tia tới và tia ló:d =IM

Xét: ΔIJM :d =IM =IJsin(i−r)

Ta có:ΔIJN : cosr =

→IJ =

cosr

Vậy: d =

esin(i−r)

cosr

CHỦĐỀ6.XácđịnhảnhcủamộtvậtquahệLCP- gươngphẳng?

Phươngpháp:

1.Vật A - LCP - Gương phẳng

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1:

=n→HA

=nHA

Lần 2:A

đối xứng vớiA

qua gương phẳng:

Ta có:KA

=KA

=KH +HA

=e+nHA

Lần 3:

Với:HA

=HK +KA

=2e+nHA→HA

+HA

Th.s Trần AnhTrung 71 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Vật A nằm giữa LCP- Gương phẳng

Xét hai khả năng tạo ảnh

ẢnhA

: A qua LCP(nc-kk) cho ảnh làA

→HA

ẢnhA

: A qua G

cho ảnhA

qua LCP(nc-kk) cho ảnhA”

Lần 1:A

đối xứng vớiA qua gương phẳng:

Ta có:KA

=KA

Lần 2:

HA”

→HA”

CHỦĐỀ7.XácđịnhảnhcủamộtvậtquahệLCP- gươngcầu?

Phươngpháp:

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1:

=n→HA

=nHA

Lần 2:d

=OA

=OH +HA

Áp dụng công thức:

→d

Lần 3:

→HA

Chúý: Trường hợp chất lỏng rất mỏng:H≡O

Lúc đó:d

=OA

=HA

=nHA =nOA;

=OA

1=HA

=nHA

=nOA

Vậy:

nOA

Hay:

, có dạng:

Vậy hệ tương đương với gương cầu lõm có tiêu cự:f

CHỦĐỀ8.XácđịnhảnhcủamộtvậtquahệnhiềuBMSSghépsátnhau?

Phươngpháp:

Khoảng dời ảnh:δ =SS

=SS

+···+S

i−1

=δ

+δ

+···+δ

Th.s Trần AnhTrung 72 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ9.XácđịnhảnhcủamộtvậtquahệnhiềuBMSS-gươngphẳngghépsong

song?

Phươngpháp:

1.Vật S - BMSS - Gương phẳng

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1: Khoảng dời ảnh:δ =SS

1−

Dời theo chiều ánh sáng tới.

Lần 2:S

đối xứng vớiS

qua gương phẳng:

Ta có:KS

=KS

=KS−δ

Lần 3: Khoảng dời ảnh:δ =S

1−

Dời theo chiều ánh sáng phản xạ.

Với:KS

=KS

−δ

2.Vật S nằm giữa BMSS - Gương phẳng

Xét hai khả năng tạo ảnh

ẢnhS

: S qua BMSS cho ảnh làS

Khoảng dời ảnh:δ =SS

1−

ẢnhA

: S quaG

cho ảnhS

qua BMSS cho ảnhS”

Lần 1:S

đối xứng vớiS qua gương phẳng:

Ta có:KS

=KS

Lần 2: Khoảng dời ảnh:δ =S”S

1−

Do đó:KS”=KS−δ

CHỦĐỀ10.XácđịnhảnhcủamộtvậtquahệnhiềuBMSS-gươngcầu?

Phươngpháp:

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1: Khoảng dời ảnh:δ =AA

1−

Dời theo chiều ánh sáng tới.

=AB

Th.s Trần AnhTrung 73 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Lần 2: Ta có:d

=OA−δ

Áp dụng công thức:

Hay:d

−f

Độ phóng đại:k =−

=−

−f

Lần 3: Khoảng dời ảnh:δ =A

1−

Dời theo chiều ánh sáng phản xạ. A

CHỦĐỀ11.Cholăngkính(A,n)vàgóctớii

củachùmsáng:xácđịnhgóclệchD?

Phươngpháp:

1.Tìm r

: sinr

=nsini

2.Tìm r

:A =r

3.Tìm i

: sini

=nsinr

4.Tìm D:D =i

−A

Chúý: Nếu lăng kính có góc chiết quangA và góc tớii bé:D=(n−1)A

rad

CHỦĐỀ12.Cholăngkính(A,n)xácđịnhi

đểD =min?

Phươngpháp:

1.Cho A,n: xác địnhi

để D = min,D

min

Dựa vào tính chất:Góc lệch D= min khi tia tới và tia ló đối xứng nhau qua phân giác của

gócA.

Lúc đo:i

=i;r

Thay vào Chủ đề 11 ta được: D

min

=2i−A

2.Cho Avà D

min

: xác định n?

Lúc này ta có:r

min

Thay vào: n =

sin

min

sin

Th.s Trần AnhTrung 74 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

3.Chú ý:

Trường hợp lăng kính có D = min. Nếu giữ tia tới SI cố định, quay

lăng kính một góc quanh một trục với góc nhỏ: tìm chiều quay của tia

ló ( theo chiều quay của LK)

Vì: D=(SI,JR) với SI cố định, vậy D thay đổi thì tia lóJR thay

đổi.

Vì D = min nên góc D không thể giảm, mà chỉ tăng. Vậy tia lóJR

luônquay theo chiềukimđồnghồ (về phíađáy BC đểD tăng)dù quay

LK bất kỳ hướng nào.

CHỦĐỀ13.XácđịnhđiềukiệnđểcótialórakhỏiLK?

Phươngpháp:

1.Điều kiện về góc chiếc quang

Ta có:A =r

(1)

Doi

≤ 90

nên: sinr

sini

≤

≡ sini

→r

≤i

để không có tia ló raAC:r

≤i

Vậy:(1)→ A≤ 2i

2.Điều kiện về góc tới

Muốn tia ló không ra khỏiAC ta cór

≤i

(1)→r

=A−r

≤i

→r

≥A−i

Ta có : sini

=nsinr

≥nsin(A−i

)=sinγ với sinγ =nsin(A−i

)

Th.s Trần AnhTrung 75 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN10

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀTHẤUKÍNH

VÀHỆQUANGHỌCĐỒNGTRỤCVỚITHẤUKÍNH

CHỦĐỀ1.Xácđịnhloạithấukính?

Phươngpháp:

1.Căn cứ vào sự liên hệ về tính chất, vị trí, độ lớn giữa vật - ảnh:

. Đối với thấu kính hội tụ

+ Vật thật, ngoàiOF → ảnh thật, ngoàiOF

, ngược chiều với vật.

+ Vật thật, trongOF → ảnh ảo, xa thấu kính, lớn hơn vật, cùng chiều với vật.

+ Vật ảo→ ảnh thật, trongOF

, nhỏ hơn vật, ngược chiều với vật.

. Đối với thấu kính phân kỳ

+ Vật thật→ ảnh ảo, gần thấu kính, nhỏ hơn vật, cùng chiều với vật.

+ Vật ảo, trongOF → ảnh thật, xa thấu kính, lớn hơn vật, cùng chiều với vật.

+ Vật ảo,ngoàiOF → ảnh ảo, ngược chiều với vật.

2.Căn cứ vào đường truyền của tia sáng qua thấu kính:

Nếu tia ló lệch gần trục chính so với tia tới thì thấu kính đó là hội tụ.

Nếu tia ló lệch xa trục chính so với tia tới thì thấu kính đó là phân kỳ.

3.Căn cứ vào công thức của thấu kính:

Áp dụng công thức:

→f =

d+d

Nếuf> 0 thì thấu kính hội tụ, nếuf< 0 thì thấu kính phân kỳ.

CHỦ ĐỀ 2.Xác định độ tụ của thấu kính khi biết tiêu cự, hay chiếc suất của môi

trườnglàmthấukínhvàbánkínhcủacácmặtcong.

Phươngpháp:

1.Khi biết tiêu cựf

Áp dụng công thức: D =

Nếu thấu kính hội tụ:D> 0, thấu kính phân kỳ:D< 0

2.Khi biết chiếc suất của môi trường làm thấu kính và bán kính của các mặt cong

a. Nếu thấu kính đặt trong môi trườngkhông khí:

D =

=(n−1)

Th.s Trần AnhTrung 76 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

b. Nếu thấu kính đặt trong môi trường có chiếc suấtn

−1

Chúý:











R> 0 ↔ mặt lồi

R< 0 ↔ mặt lõm

R =∞↔ mặt phẳng

CHỦ ĐỀ 3.Cho biết tiêu cự f và một điều kiện nào đó về ảnh, vật: xác định vị trí

vậtdvàvịtríảnhd

Phươngpháp:

Áp dụng công thức:

(1) vàk =−

(2)

1.Cho biết độ phóng đạik vàf:

Từ (2) ta được:d

=−kd, thay vào (1):

−kd

, ta suy ra được

phương trình theod, từ đó suy rad

2.Cho biết khoảng cáchl =AA

Trong mọi trườnghợp:l =AA

=|d

+d|↔d

+d =±l

Thay vào (1) ta được phương trình:

−d±l

, ta suy ra được

phương trình theod, từ đó suy rad

CHỦĐỀ4.XácđịnhảnhcủamộtvậtAB ởxavôcực

Phươngpháp:

Xét sự tạo ảnh:

Vìd =∞ nên

=0, từ công thức Đêcart:

→ d

Vậy ảnh A

nằm trên mặt phẳng tiêu diện của thấu kính. Gọi α là

góc trông của vật qua thấu kính.

Ta có: ΔOA

=OA

tgα hay A

=|f|.tgα≈|f|.α

rad

Nếuf> 0→d

> 0 ảnh thật. Nếuf< 0→d

< 0 ảnh ảo.

CHỦ ĐỀ5.Trường hợphaivị tríthấukínhhộitụcho từmột vậtAB, haiảnhtrên

cùngmộtmànchắn.

Phươngpháp:

Xét sự tạo ảnh:

Ta có:L =d+d

→d

=L−d, thay vào công thức:

Th.s Trần AnhTrung 77 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Ta được phương trình: d

−Ld+Lf=0 (∗)

1.Cho biết khoảng cách "vật - ảnh"L, xác định hai vị trí đặt thấu kính:

Từ (*):Δ=L

−4Lf =L(L−4f) , điều kiện phương trình (*) có nghiệm:

Δ≥ 0→L≥ 4f

Nghiệm có dạng:











L−

−4Lf

→d

L+

−4Lf

L+

−4Lf

→d

L−

−4Lf

Chúý:Ta thấyd

dođó haivị tríđặt thấukính đốixứng

nhau qua trung điểmI của khoảng cách từ vật đến màn.

2.Cho biết khoảng cách "vật - ảnh" L, và khoảng cách giữa hai vị

trí, tìmf:

Ta có:l =O

−d

, l =

−4Lf hay f =

−l

CHỦĐỀ6.Vậthaythấukínhdichuyển,tìmchiềudichuyểncủaảnh?

Phươngpháp:

1.Thấu kính (O) cố định: dời vật gần ( hay xa) thấu kính, tìm chiều chuyển dời của

ảnh:

Áp dụng công thức:

→d

d−f

Lấy đạo hàm hai vế theo d:

∂d

=−

(d−f)

< 0, do đód vàd

là nghịch biến.

a. Vật thật (d> 0) cho ảnh thật(d

> 0):

Khi AB di chuyển gần thấu kính (d giảm) thì ảnh di chuyển ra xa thấu kính (d

tăng).

Vậy ảnh dời cùng chiều với vật.

b. Vật thật cho ảnh ảo:

Khi AB di chuyển dời gần thấu kính (d giảm) thì ảnh di chuyển xa thấu kính (d

tăng),

màd

< 0 nên|d

| tăng.

Vậy: Ảnh ảo dời cùng chiều vật.

2.Vật AB cố định, cho ảnhA

trên màn, dời thấu kính

hội tụ, tìm chiều chuyển dời của màn:

Sự dịch chuyển của màn ảnh tùy thuộc vào sự biến thiên

củaL = d+d

=d+

d−f

hay L =

d−f

, lấy đạo hàm

theod:

∂L

∂d

d(d−2f)

(d−f)

Khảo sát sự biến thiênL theod suy ra chiều chuyển dời của mà ( theo chiều chuyển dời

của thấu kính).

Th.s Trần AnhTrung 78 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦ ĐỀ 8.Liên hệ giữa kích thướcvệt sáng tròn trên màn(chắn chùm ló)và kích

thướccủamặtthấukính.

Phươngpháp:

GọiS

là ảnh điểm sángS qua thấu kính, ta có sự tạo ảnh:

→d

d−f

=OS

Sử dụng hình học: xét các tam giác đồng dạng để suy ra mối quan hệ giữa Dvà D

VớiD

, D lần lượt là đường kính của thấu kính và của vệt sáng tròn.

1.Vật thậtS cho ảnhS

là ảnh thật↔ chùm ló là chùm hội tụ.

−l

2.Vật thậtS cho ảnhS

là ảnh ảo↔ chùm ló là chùm phân kỳ.

|+l

3.Vật ảoS cho ảnhS

là ảnh thật↔ chùm tới, chùm ló là chùm hội tụ.

l−d

CHỦĐỀ9.Hệnhiềuthấukínhmỏngghépđồngtrụcvớinhau,tìmtiêucựcủahệ.

Phươngpháp:

Hệ nhiều thấu kính mỏng ghép sát nhau, nên được xem là có cùng quang tâm O.Áp

dụngđịnhlývề độ tụ:"Độtụcủahệnhiềuthấukínhmỏngghépsát nhau(đồngtrục)bằng

tổng đại số độ tụ của các thấu kính thànhphần"

hệ

+···+D

↔

hệ

+···+

Nếuf

hệ

> 0 thì hệ thấu kính là hội tụ. Nếuf

hệ

< 0 thì hệ thấu kính là phân kỳ.

CHỦĐỀ10.Xácđịnhảnhcủamộtvậtquahệ"thấukính-LCP".

Phươngpháp: Phân biệt hai trường hợp

1.Trường hợp: AB - TK - LCP

Xét 2 lần tạo ảnh:

Th.s Trần AnhTrung 79 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k =

=−

→A

=|k|AB.

Lần 2:

=n vớiHA

=OA

−OH vàA

2.Trường hợp: AB - LCP - TK

Xét 2 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→HA

vàAB =A

Lần 2:

Ta có:d

=OA

=OH +HA

→d

−f

Độ phóng đại: k =

=−

→A

=|k|A

CHỦĐỀ11.Xácđịnhảnhcủamộtvậtquahệ"thấukính-BMSS".

Phươngpháp: Phân biệt hai trường hợp

1.Trường hợp: AB - TK - BMSS

Xét 2 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k =

=−

→A

=|k|AB.

Lần 2:

Khoảng dời ảnh:A

=δ =e

1−

, theo chiều ánh sáng.

Do đó:OA

=OA

,hayOA

+δ vàA

Th.s Trần AnhTrung 80 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Trường hợp: AB - LCP - TK

Xét 2 lần tạo ảnh:

Lần 1:

Khoảng dời ảnh:AA

=BB

=δ =e

1−

, theo chiều ánh sáng. VàA

=AB

Lần 2:

Ta có:d

=OA

=OA−δ

→d

1−f

Độ phóng đại: k =

=−

VậyA

=|k|A

CHỦĐỀ12.Xácđịnhảnhcủamộtvậtquahệhaithấukínhghépđồngtrục.

Phươngpháp:

Xét 2 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→ d

−f

(1)

Độ phóng đại: k

=−

−f

=−

−f

(2)

Lần 2:

Ta luôn có: d

=a−d

(3)

→ d

−f

(4)

Độ phóng đại: k

=−

−f

=−

−f

(5)

Th.s Trần AnhTrung 81 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chúý:Độ phóng đại ảnh của hệ:

hệ

−f

)

−f

)

−f

)

−f

)

CHỦĐỀ13.Haithấukínhđồngtrụctáchrờinhau:xácđịnhgiớihạncủaa =O

(

hoặcd

A)để ảnhA

nghiệmđúngmộtđiềukiệnnàođó(nhưảnhthật,ảnhảo,

cùngchềuhayngượcchiềuvớivậtAB).

Phươngpháp:

1.Trường hợpA

là thật ( hay ảo )

Xét hai lần tạo ảnh như chủ đề 12

a. NếuA

cố định, (O

) di động:

Từ phương trình (1), (3), (4) ta thiết lập được biểu thứcd

theoa

Lập bảng xét dấud

theoa,đểA

là ảnh thật thìd

> 0 , nếuA

là ảnh ảod

< 0,

từ đó suy ra giới hạn củaa.

b. Nếu (O

) cố định,AB di động:

Từ phương trình (1), (3), (4) ta thiết lập được biểu thứcd

theod

Lập bảngxét dấud

theod

,đểA

làảnhthậtthìd

> 0 , nếuA

là ảnhảod

< 0,

từ đó suy ra giới hạn củad

2.Trường hợpA

cùng chiều hay ngược chiều với vật

Xét hai lần tạo ảnh như chủ đề 12

Từ phương trình (2), (5) ta thiết lập được biểu thứck

hệ

theoa hoặcd

NếuA

cùng chiều vớiAB thìk

hệ

> 0.

NếuA

ngược chiều vớiAB thìk

hệ

< 0

CHỦĐỀ14.Haithấukínhđồngtrụctáchrờinhau:xácđịnhkhoảngcácha =O

đểảnhcuốicùngkhôngphụthuộcvàovịtrívậtAB.

Phươngpháp:

Từ chủ đề 12 ta thiết lập biểu thứck

hệ

theod

và theoa

hệ

[a−(f

)]−f

(a−f

)

Đểk

hệ

không phụ thuộc vàod

thì hệ số đứng vớid

phải triệt tiêu.

Ta có điều kiện:a−(f

)=0 hay a =f

Chúý:Cóthểnhậnđượckếtqủabằngcáchxemhệthấukínhlàvôtiêu,nghĩalàF

≡F

Th.s Trần AnhTrung 82 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ15.Xácđịnhảnhcủavậtchobởihệ"thấukính-gươngphẳng".

Phươngpháp:

1.Trường hợp gương phẳng vuông góc với trục chính:

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Lần 2:

Ta có: d

=a−d

( luôn như vậy)

Ta cóA

đối xứng vớiA

qua gương phẳng, do đód

=−d

−a

Độ phóng đạik

=−

=1 Vậy:A

Lần 3:

Ta có:d

=a−d

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Chúý:Độ phóng đại ảnh của hệ:

hệ

2.Trường hợp gương phẳng nghiêng một góc 45

so với trục chính:

Xét 2 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Ta có: d

=a−d

( luôn như vậy)

Lần 2:

Ta có A

đối xứng với A

qua gương phẳng, do đó : O

= O

;

2×45

=90

Th.s Trần AnhTrung 83 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Vậy:A

song song với trục chính vàA

3.Trường hợp gương phẳng ghép xác thấu kính ( hay thấu kính mạ bạc):

Thực hiện như trườnghợp 1

Nhưng chú ý :

a=0. Lúc đó:d

=−d

→d

=−d

Vậy:

(1)

và

hay

−

(2)

Cộng (1) và (2) vế theo vế ta được phương trình:

hệ

Đây là công thức của gương cầu lồi ( hay lõm): f

hệ

4.Trường hợp vậtAB đặt trong khoảng giữa thấu kính và gương phẳng:

Phân biệt hai trường hợp:

a. ẢnhA

cho bởi thấu kính:

xét một lần tạo ảnh

→d

d−f

Độ phóng đại: k =

=−

d−f

b. ẢnhA

cho bởi gương- thấu kính: xét hai lần tạo ảnh

Lần 1:

Ta cóA

đối xứng vớiAB qua gương phẳng, do đó :

A =a−OA;d

=−d

=d−a;A

=AB

Lần 2:

Ta có:d

=a−d

=2a−d

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

A”B”

CHỦĐỀ16.Xácđịnhảnhcủavậtchobởihệ"thấukính-gươngcầu".

Th.s Trần AnhTrung 84 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

1.Trường hợp vậtAB đặt trước hệ " thấu kính- gương cầu":

Xét 3 lần tạo ảnh:

Lần 1:

→d

−f

(1) Độ phóng đại: k

=−

−f

Lần 2:

Ta có: d

=a−d

( luôn như vậy)

(2)→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Lần 3:

Ta có:d

=a−d

(3)→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

−f

Chúý:Độ phóng đại ảnh của hệ:

hệ

=−

2.Trường hợp hệ "thấukính- gương cầu" ghép sát nhau:

Ta có:a =O

=0, do đó: ta có:d

=−d

; d

=−d

Từ (1), (2), (3)ta được hệ phương trình:











↔











−

Cộng vế theo vế, ta được:

Đặt :

hệ

, ta được:

hệ

Vậy: hệ đã cho tương đương với thấu kính, có tiêu cựf

hệ

3.Trường hợp vậtAB đặt giữa thấu kính và gương cầu:

Phân biệt hai trường hợp:

Th.s Trần AnhTrung 85 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

a. ẢnhA

cho bởi thấu kính:

xét một lần tạo ảnh

→d

d−f

Độ phóng đại: k =

=−

d−f

Th.s Trần AnhTrung 86 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

b. ẢnhA

cho bởi gương- thấu kính: xét hai lần tạo ảnh

Lần 1:

=a−d

−f

Độ phóng đại: k

=−

Lần 2:

Ta có:d

=a−d

→d

−f

Độ phóng đại: k

=−

A”B”

Chúý:Nếu ảnh cuối cùng có độ cao không đổi khi dịch chuyển dọc theo trục chính: tức

là ảnhB

chạy trên tia phản xạ cuối cùng song song với trục chính khi vậtB chạy trên tia tới

song song với trục chính. Bài toán quy về: Một vật ở vô cùng qua hệ cho ảnh ở vô cùng

Th.s Trần AnhTrung 87 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHỤLỤC:

CÁCHXÁCĐỊNHTÍNHCHẤTẢNHCỦAVẬTQUATHẤUKÍNH

1.Đốivớithấukínhhộitụ:

2.Đốivớithấukínhphânkỳ:

Th.s Trần AnhTrung 88 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN11

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀMẮT

VÀCÁCDỤNGCỤQUANGHỌCBỔTRỢCHOMẮT

CHỦĐỀ1.Máyảnh:chobiếtgiớihạnkhoảngđặtphim,tìmgiớihạnđặtvật?

Phươngpháp:

Xét sự tạo ảnh:

áp dụng công thức:

→d =

−f

Khi:d

min

≤d

max

thay vào trên ta đượcd

min

≤d≤d

max

CHỦ ĐỀ 2.Máy ảnh chụp ảnh của một vật chuyển động vuông góc với trục chính.

Tínhkhoảngthờigiantốiđamởcủasậpcủaốngkínhđểảnhkhôngbịnhoè.

Phươngpháp:

Gọit là thời gian mở của sập.Vật A dời được một đọans =v.t.Ảnh dời được một đoạn

Ta có:k =

=−

d−f

→s

=|k|.s =|k|.v.t

Gọie là độ nhòe cho phép trên phim. Điều kiện để cho ảnh rỏ :

≤e⇔|k|.v.t≤e hay: t

max

v.|k|

CHỦ ĐỀ3.Mắt cậnthị:xácđịnhđộtụcủa kínhchữa mắt?Tìm điểm cựccận mới

khiđeokínhchữa?

Phươngpháp:

a.Cách chữa: Người đó phải đeo thấu kính phân kỳ có độ tụ thích hợp sao cho nhìn rỏ

vật ở vô cùng không điều tiết.

Sơ đồ tạo ảnh:

Ta có:

hayf

=−OC

Độ tụ:D

b.Điểm cực cận mới:

điểm cực cận củC

là ảnh ảo của điểm cực cận mớiξ

khi đeo kính.

Th.s Trần AnhTrung 89 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Xét sự tạo ảnh:

Ta có:d =OA =Oξ

; d

=OA

=−OC

, vậy:d =

−f

CHỦĐỀ4.Mắtviễnthị:xácđịnhđộtụcủakínhchữamắt?Tìmđiểmcựccậnmới

khiđeokínhchữa?

Phươngpháp:

a.Cách chữa: Người đó phải đeo thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp sao cho nhìn rỏ vật

ở gần như mắt người bình thường.

Sơ đồ tạo ảnh:

Ta có:

→f

d+d

Độ tụ:D

b.Điểm cực cận mới: điểm cực cận củ C

là ảnh ảo của điểm cực cận mới ξ

khi đeo

kính.

Ta có:d =OA =Oξ

; d

=OA

=−OC

, vậy:d =

−f

CHỦ ĐỀ 5.Kính lúp:xác định phạm vi ngắm chừng và độ bội giác. Xác địnhkích

thướcnhỏnhấtcủavậtAB

min

màmắtphânbiệtđượcquakínhlúp

Phươngpháp:

1.Xác định phạm vi ngắm chừngcủa kính lúp:

Xét sự tạo ảnh:

Ta có:d =OA; d

=−OA

Th.s Trần AnhTrung 90 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Áp dụng:

→d =

−f

(1)

Độ phóng đại:k =−

(2)

*Khi ngắm chừng ở cực cận: choA

≡C

nênd

=−O

=−(OC

−l);

(1)→d

−f

*Khi ngắm chừng ở cực viễn: choA

≡C

nênd

=−O

=−(OC

−l);

(1)→d

−f

Vậy: Phạm vi ngắm chừng của kính lúp:d

≤d≤d

; hay khoảng ngắm chừng:

Δd =d

−d

Chúý: Nếu mắt không tật thìC

=∞→d

2.Xác định độ bội giác của kính lúp:

Ta có, độ bội giác tổng quát:G =

≈

tgα

(2)

Với tgα

; tgα =

|+l

Thay vào (2): G =

|+l

=|k|.

|+l

(3)

*Khi ngắm chừng ở cực cận:|d

|+l = Đ; (3)→G

=|k

| =

−

*Khi ngắm chừng ở cực viễn:|d

|+l =OC

; (3)→G

=|k

với|k

| =

−

*Khi ngắm chừng ở vô cùng: G

∞

*Chúý:Nếu mắt đặt tại tiêu điểm ảnhF

của kính lúp thì:

Ta có:l =f; |d

| =

d−f

hay d

f−d

k =−

f−d

, thay vào (3) ta được:

Th.s Trần AnhTrung 91 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

G =

fĐ

(f−d)

f−d

Vậy: khi mắt đặt tại tiêu điểm của kính lúp, độ bội giác của kính lúp không phụ thuộc

vào vị trí đặt vật.

3.Xác định kích thước nhỏ nhất của vậtAB

min

mà mắt phân biệt được qua kính lúp:

Gọiα là góc trông ảnh qua kính lúp (L).

Ta có:tgα =

|+l

k.AB

|+l

≈α

rad

(4)

Điều kiện để mắt có thể phân biệt được vật AB là: α ≥ α

min

( năng suất phân ly của

mắt).

(4)→

k.AB

|+l

≥α

min

↔AB≥

|+l

min

Hay AB

min

|+l

min

*Khi ngắm chừng ở vô cực:α≈tgα =

→AB

min

=f.α

min

CHỦ ĐỀ 6.Kính hiển vi: xác định phạm vi ngắm chừng và độ bội giác. Xác định

kíchthướcnhỏnhấtcủavậtAB

min

màmắtphânbiệtđượcquakínhhiểnvi

Phươngpháp:

1.Xác định phạm vi ngắm chừngcủa kính hiển vi:

Xét sự tạo ảnh:

Xét lần 2:

Ta có:d

−f

(1)

Xét lần 1:

Ta có:d

=a−d

→d

=a−d

(2)

Ta có:d

−f

(3)

*Khi ngắm chừng ở cực cận: choA

≡C

nênd

=−O

;

(1)→d

(2)→d

; (3)→d

Th.s Trần AnhTrung 92 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

*Khi ngắm chừng ở cực cận: choA

≡C

nênd

=−O

;

(1)→d

(2)→d

; (3)→d

Vậy: Phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi:d

≤d

; hay khoảng ngắm chừng:

Δd

−d

Chúý: Nếu mắt không tật thìC

=∞

2.Xác định độ bội giác của kính hiển vi:

Ta có, độ bội giác tổng quát:G =

≈

tgα

(2)

Với tgα

; tgα =

Thay vào (2): G =

=|k

(3)

*Khi ngắm chừng ở cực cận:|d

| = Đ; (3)→G

=|k

| .

Với:k

=−

*Khi ngắm chừng ở cực viễn:|d

| =OC

; (3)→G

=|k

Với:k

=−

*Khi ngắm chừng ở vô cùng: G

∞

δĐ

hoặc G

∞

=|k

2∞

Trong đó:δ =a−(f

)

3.Xác định kích thước nhỏ nhất của vậtAB

min

mà mắt phân biệt được qua kính hiển

vi:

Gọiα là góc trông ảnh qua kính hiển vi .

Ta có:tgα =

.AB

≈α

rad

(4)

Điều kiện để mắt có thể phân biệt được vật AB là: α ≥ α

min

( năng suất phân ly của

mắt).

(4)→

≥α

min

↔AB≥

min

Hay AB

min

*Khi ngắm chừng ở vô cực:α≈tgα =

.AB

→AB

min

.α

min

Th.s Trần AnhTrung 93 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ7.Kínhthiênvăn:xácđịnhphạmvingắmchừngvàđộbộigiác?

Phươngpháp:

1.Xác định phạm vi ngắm chừngcủa kính thiên văn:

Phạm vi ngắm chừng là khoảng dời của thị kính O

để đưa ảnh ảo A

vào giới hạn

nhìn rỏ của mắt.

Xét sự tạo ảnh:

Vì :d

=∞ nênd

;màd

=a−d

nên:

a =f

(1)

*Khi ngắm chừng ở cực cận:

choA

≡C

nênd

=−OC

;

→d

−f

(1)→a

*Khi ngắm chừng ở cực cận: choA

≡C

nênd

=−OC

;

→d

−f

(1)→a

Vậy: Phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi:a

≤a≤a

; hay khoảng ngắm chừng:

Δa =a

−a

Chúý: Nếu mắt không tật thìC

=∞

2.Xác định độ bội giác của kính thiên văn:

Ta có:G =

≈

tgα

Với:tgα =

; tgα

Vậy: G =

* Khi ngắm chừng ở cực cận:G

* Khi ngắm chừng ở cực viễn:G

*Khi ngắm chừng ở vô cùng:G

∞

Th.s Trần AnhTrung 94 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN12

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀHIỆNTƯỢNGTÁNSẮCÁNHSÁNG

CHỦ ĐỀ 1.Sự tán sắc chùm sáng trắng qua mặt phân cách giữa hai môi trường:

khảosátchùmkhúcxạ?Tínhgóclệchbởihaitiakhúcxạđơnsắc?

Phươngpháp:

Ta có:n

đỏ

≤n≤n

tím

Mà :λ =

do đó:λ

đỏ

≥λ≥λ

tím

Ta có: sini =nsinr do đó: sinr =

sini

Vậy: r

đỏ

≥r≥r

tím

Vậy: Chùm khúc xạ có màu cầu vồng xòe ra: tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất.

Góc lệch bởi hai tia: Δr =r

đỏ

−r

tím

CHỦĐỀ2.ChùmsángtrắngquaLK:khảosátchùmtialó?

Phươngpháp:

Ta có: sini

=nsinr

→ sinr

sini

Vậy:r

1đỏ

≥r

1tím

Mà:A =r

→r

=A−r

→r

2đỏ

≤r

2tím

QuaAC: ta có:nsinr

= sini

vậy:i

2đỏ

≤i≤i

2tím

Vậy: Chùm khúc xạ có màu cầu vồng xòe ra: tia đỏ lệch ít nhất, tia tím lệch nhiều nhất

CHỦ ĐỀ 3.Xác định góc hợp bởi hai tia ló ( đỏ , tím)của chùm cầu vồng ra khỏi

LK.Tínhbềrộngquangphổtrênmàn?

Phươngpháp: Dựa vào góc lệch: ΔD =D

tím

−D

đỏ

1.Trường hợp LK có góc chiết quang nhỏ:D=(n−1)A

rad

Vậy: ΔD=(n

tím

−n

đỏ

)

2.Trường hợp A lớn:D =i

−A

Vậy: ΔD=(i

2tím

−i

2đỏ

)

3.Bề rộng quang phỏ: ΔD =tgD =

Vây:l =d.ΔD

CHỦĐỀ4.ChùmtiatớisongsongcóbềrộngachứahaibứtxạtruyềnquaBMSS:

khảosátchùmtialó?Tínhbềrộngcựcđạia

max

đểhaichùmtialótáchrờinhau?

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 95 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Do tính chất BMSS: hai chùm tia ló là hai chùm song song. Muốn hai chùm tia ló tách

rời nhau ta có:I

≤I

=HI

−HI

Hay:

cosi

≤e(tgr

−tgr

)→a

max

Th.s Trần AnhTrung 96 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN13

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀGIAOTHOASÓNGÁNHSÁNG

CHỦĐỀ1.Xácđịnhbướcsóngλkhibiếtkhoảngvâni,a,,D

Phươngpháp:

Áp dụng công thức:i =

λD

→λ =

a.i

Chúý:

1μm=10

−6

m=10

−3

1nm=10

−9

m=10

−6

1pm=10

−12

m=10

−9

=10

−10

m=10

−7

Chúý: Chon khoảng vân trên chiều dàil:Tacó:n =

+1→i =

n−1

CHỦĐỀ2.Xácđịnhtínhchấtsáng(tối)vàtìmbậcgiaothoaứngvớimỗiđiểmtrên

màn?

Phươngpháp:

*Tính khoảng vâni:i =

λD

*Lập tỉ:p =

Nếu:p =k( nguyên) thì:x

=ki:M là vân sáng bậck.

Nếu:p =k +

(bán nguyên) thì:x

k +

i:M là vân tối thứk−1.

CHỦĐỀ3.Tìm sốvânsángvàvântốiquangsátđượctrênmiềngiaothoa

Phươngpháp:

*Tính khoảng vâni:i =

λD

; Chia nữa miền giao thao:l =OP =

*Lập tỉ: p =

=k(nguyên)+m(lẽ)

Kếtluận:

Nữa miền giao thoa cók vân sáng thì cả miền giao thoa có 2.k+1 vân sáng.

Nếum< 0,5: Nữa miền giao thoa cók vân tối thì cả miền giao thoa có 2.k vân tối.

Nếu m≥ 0,5: Nữa miền giao thoa có k+1 vân tối thì cả miền giao thoa có 2(k+1)

vân tối.

Th.s Trần AnhTrung 97 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ 4.Trườnghợpnguồnpháthaiánhsáng đơnsắc. Tìm vịtrítrênmàn ởđó

cósựtrùngnhaucủahaivânsángthuộchaihệđơnsắc?

Phươngpháp:

Đối với bức xạ λ

: toạ độ vân sáng:x

Đối với bức xạ λ

: toạ độ vân sáng:x

Để hệ hai vân trùng nhau:x

hay :k

k∈Z

Suy ra các cặp giá trị củak

tương ứng, thay vào ta được các vị trí trùng nhau.

Chúý: Chỉ chọn những vị trí sao cho:|x|≤OP

CHỦĐỀ5.Trườnghợpgiaothoaánhsángtrắng:tìmđộrộngquangphổ,xácđịnh

ánhsángchovântối(sáng)tạimộtđiểm(x

Phươngpháp:

1.Xác định độ rộng quang phổ:

Toạ độ vân sáng:x =k

λD

; Bức xạ đỏ:x

; Bức xạ tím:x

Độ rộng quang phổ:Δ=x

−x

=(k

−k

)

Quang phổ bậc 1:k

=1 nên Δ

=(λ

−λ

)

;

Quang phổ bậc 2:k

=2 nên Δ

=2(λ

−λ

)

=2Δ

···

2.Xác định ánh sáng cho vân tối ( sáng) tại một điểm (x

Tọa độ vân tối:x =

k +

λD

→λ =

a.x

k +

(*)

Ta có:λ

≤λ≤λ

, từ (*) ta đượck

min

≤k≤k

max

Kết luận: Có bao nhiêu giá trị nguyên của k thì có bấy nhiêu ánh sáng bị "thiếu"( tối) ở

CHỦ ĐỀ 6.Thínghiệm giaothoavới ánhsángthựchiệntrongmôi trườngcó chiếc

suấtn> 1. Tìm khoảngvânmới i

?Hệvânthayđổithếnào?

Phươngpháp:

Trong môi trường không khí:i =

λD

; Trong môi trường chiếc suấtn:i

Lập tỉ:

→i

Vậy: Khoảng vân giảm, nên số vân tăng, do đó hệ vân sít lại.

CHỦĐỀ7.ThínghiệmYoung:đặtbảnmặtsongsong(e,n)trướckheS

(hoặcS

Tìm chiềuvàđộdịchchuyểncủahệvântrungtâm.

Th.s Trần AnhTrung 98 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

Trong BMSS: thời gian ánh sáng truyền qua BMSS là: t =

. Với thời gian này, ánh

sáng truyền trong môi trường không khí một đoạn e

= t.c =

.c = n.e.Vậy e

= ne gọi là

quang trình của ánh sáng trong môi trường chiếc suất n. Kí hiệu: [e]=n.e

Hiệu quang trình:δ

=[S

]−[S

]=d

−d

−(n−1)e

Để tạiO

là vân trung tâm:δ

=0, vậy:d

−d

=(n−1)e

Ta có:d

−d

, vậy: x =

(n−1)eD

Kếtluận:Vậy,hệ vân dịch chuyển một đoạnx về phía BMSS ( vìx> 0).

CHỦ ĐỀ 8.Thí nghiệm Young: Khi nguồnsáng di chuyển một đoạn y = SS

.Tìm

chiều,độchuyểndờicủahệvân(vântrungtâm)?

Phươngpháp:

Hiệuquang trình:δ

=[S

]−[S

]=([S

]−[S

])+

([S

]−[S

]) = (S

−S

)+(d

−d

)

ĐểO

làvântrungtâm:δ

=0hay:(S

−S

)+(d

−d

)=0

Ta có:d

−d

; S

−S

, thay vào trênta được:

x =−

y. Vậy: Hệ vân dịch chuyển ngược chiều dịch chuyển

của nguồn sáng S, dịch chuyển một đoạn: x =

CHỦ ĐỀ 9. Nguồn sáng S chuyển động với vân tốc ~v theo phương song song với

:tìmtầnsốsuấthiệnvânsángtạivântrungtâmO?

Phươngpháp:

Hiệu quang trình:δ=[S

O]−[S

O]=([S

]−[S

])+

([S

O]−[S

O]) = (S

−S

Ta có: đểO là vân sáng:δ =kλ k∈Z

Vậy:

=kλ↔

av.t

=kλ

Tần số suất hiện vân sáng tạiO: f =

λ.D

CHỦĐỀ10.Tìmkhoảngcácha =S

vàbềrộngmiềngiaothoatrênmộtsốdụng

cụgiaothoa?

Phươngpháp:

1.Khe Young:

a =S

PQ: độ rộng miền giao thoa thường cho biết.

Th.s Trần AnhTrung 99 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

2.Lưỡng lăng kính Frexnen:

S qua lăng kính thư nhất cho ảnh ảo S

. S qua lăng kính thư hai

cho ảnh ảoS

Khoảng dời ảnh:SS

=SS

=2SItgβ≈ 2SI(n−1)A

rad

Sử dụng tam giác đồng dạng:

→PQ

3.Hai nữa thấu kính Billet

là những ảnh thật.

Với:d

d−f

Ta có:

d+d

→S

→PQ

4.Gương Frexnen

là những ảnh ảo.

Ta có:a =S

=R.2α

rad

→PQ

Th.s Trần AnhTrung 100 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN14

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀTIARƠNGHEN

CHỦ ĐỀ 1.Tia Rơnghen: Cho biết vận tốc v của electron đập vào đối catot: tìm

Phươngpháp:

"Công của lực điện trường ( thế năng của điện trường) chuyển thành động năng của

electron tới đối catot"

=eU

nên: v =

2eU

↔U

CHỦ ĐỀ 2.Tia Rơnghen: Cho biết vận tốc v của electron đập vào đối catot hoặt

:tìmtầnsốcựcđạiF

max

haybướcsóngλ

min

Phươngpháp:

"ĐộngnăngcủaelectronchuyểnthànhnănglượngcủatiaX vànhiệtnăngđểnungnóng

Catôt"

=hf +W

(*)

1. Cho v: tìmf

max

hayλ

min

(*)→

≥hf hay f

max

(*)→

≥

hay λ

min

2hc

2. Cho U: tìmf

max

hayλ

min

Ta có:

=eU , nên phương trình (*) viết lại: eU =hf +W

(**)

(**)→eU ≥hf hay f

max

(**)→eU ≥

hay λ

min

CHỦĐỀ3.TínhlưulượngdòngnướclàmnguộiđốicatotcủaốngRơnghen:

Phươngpháp: Phân biệt hai trường hợp

1. Khi biết động năngE

của electron ( hay vận tốc v): Bỏ qua năng lượng của lượng tử

so với nhiệt năng.

Ta có:W

=nE

màW

=Q =MC(t

−t

)

Suy ra khối lượng của dòng nước khi có n electron đập vào đối catôt:

Th.s Trần AnhTrung 101 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

M =

nmv

2C(t

−t

)

Suy ra lưu lượng nước ( tính theo khối lượng): μ =

; tính theo thể tích: L =

(D:

khối lượng riêng của nước)

2. Khi biết công suất P hay hiệu điện thế U:

Ta có:W =Pt =UIt↔W

=UIt màW

=Q =MCΔt

Suyrakhốilượngcủadòngnước, suy ralưulượngnước (tínhtheo khốilượng):μ =

;

tính theo thể tích:L =

( D: khối lượng riêng của nước)

Th.s Trần AnhTrung 102 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN15

PHƯƠNGPHÁPGIẢI TOÁNVỀHIỆNTƯỢNGQUANGĐIỆN

CHỦĐỀ1.Chobiếtgiớihạnquangđiện(λ

).Tìm côngthoátA(theođơnvịeV)?

Phươngpháp:

Áp dụng công thức:λ

→A =

Với:h=6,625.10

−34

J.s;c=3.10

m/s

Đổi ra đơn vị:eV: 1eV =1,6.10

−19

J→ 1J =

1,6.10

−19

CHỦĐỀ2.Cho biếthiệuđiệnthếhãmU

. Tìm độngnăngbanđầucực đại(E

đmax

)

hayvậntốcbanđầucựcđại(v

0max

),haytìmcôngthoátA?

Phươngpháp:

1.ChoU

: tìmE

đmax

hayv

0max

Để dòng quang điện triệttiêu (I=0) (hay khôngcó electron nào bứcra đập về Anốt là:

động năng ban đầu cực đại của quang electron bằng công của lực điện trường cản.

Ta có:E

đmax

=e|U

| hay

0max

=e|U

Vậy: v

0max

2|U

2.ChoU

vàλ (kích thích):tìm công thoátA:

Áp dụng phương trình Einstein:

=A+

0max

=A+e|U

Vậy: A =

−e|U

CHỦ ĐỀ 3.Cho biết v

0max

của electron quang điện và λ( kích thích): tìm giới hạn

quangđiệnλ

Phươngpháp:

Áp dụng phương trình Einstein:

0max

Vậy: λ

−

0max

CHỦ ĐỀ 4.Cho biết công thoát A (hay giới hạn quang điện λ

)và λ( kích thích):

Tìm v

0max

Phươngpháp:

Th.s Trần AnhTrung 103 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Áp dụng phương trình Einstein:

=A+

0max

↔ v

0max

−A

Hay:

0max

↔ v

0max

2hc

−

CHỦĐỀ5.ChobiếtU

vàv

0max

.TínhvậntốccủaelectronkhitớiAnốt?

Phươngpháp:

Áp dụng định lý về độ biến thiên động năng:

−

0max

=eU

Vậy: v

0max

CHỦ ĐỀ 6.Cho biết v

0max

và A.Tìm điều kiện của hiệu điện thế U

để không có

dòngquangđiện(I=0)hoặckhôngcómộtelectronnàotớiAnốt?

Phươngpháp:

*Bước 1: Tìm hiệu điện thế hãmU

( chủ đề 2):

Ta được:U

−A

*Bước 2: điều kiện đểI=0 là :U

< 0 và|U

|≥|U

Vậy: U

≤−

−A

CHỦĐỀ7.Chobiếtcườngđộdòngquangđiệnbảohoà(I

)vàcôngsuấtcủanguồn

sáng.Tínhhiệusuấtlượngtử?

Phươngpháp:

1.Gọin là số electron bứt ra khỏi K trong thời giant:

Ta có:I

n.e

Vậy: n =

.t (1).

2.Gọin

là số photon đập vào K trong thời giant:

Năng lượng của một photon(lượng tử):ε =hf =

Năng lượng củan

photon:E =n

.ε =n

.hf =n

Công suất của nguồn sáng:P =

.hc

λt

Vậy: n

Pλ

t (2)

3.Hiệu suất lượng tử:H =

Số electron bức ra khỏi K

Số photon đập vào K

100% (3)

Thay (1)& (2) vào (3) ta được:H =

Pλe

100%

Th.s Trần AnhTrung 104 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ8.Chiếumộtchùmsángkíchthíchcóbướcsóngλvàomộtqủacầucôlập

vềđiện.Xácđịnhđiệnthếcựcđạicủaqủacầu.NốiquảcầuvớimộtđiệntrởRsauđónối

đất.XácđịnhcườngđộdòngquaR.

Phươngpháp:

1.Chiếu mộtchùmsángkíchthíchcóbướcsóngλvào mộtqủacầu côlậpvềđiện. Xác

định điện thế cực đại của qủa cầu:

Ban đầu điện thế của qủa cầu cô lập:V =0.

Khi chiếu chùm sáng kích thích, electron bức ra làm qủa cầu tích

điện dương (+e) và điện thế V tăng. Nhưng điện thế V này lại

cản trở chuyển động bứt ra của các electron làm chov

0max

giảm,

nhưngV tiếp tục tăng.

V ngừng tăng khi V = max lúc đó: động năng ban đầu cực đại

của electron quang điện bằng thế năng của lực điện trường.

Ta có:

0max

=e.V

max

2.Nối quả cầu với một điện trởR sau đó nối đất. Xác định cường độ dòng quaR:

Cường độ dòng điện quaR:I =

hayI =

max

( vì:V

đất

=0)

CHỦĐỀ9.Choλkíchthích,điệntrườngcảnE

vàbướcsónggiớihạnλ

:tìmđoạn

đườngđitốiđamàelectronđiđược.

Phươngpháp:

Áp dụng định lý về độ biến thiên động năng:

−

0max

=−eEs (1)

Đểs =maxkhiv

=0 (1)→

0max

=eEs

max

(2)

Áp dụng phương trình Einstein:

0max

Thay vào (2) ta được: s

max

−

CHỦĐỀ10.Choλkíchthích,bướcsónggiớihạnλ

vàU

:Tìmbánkínhlớnnhất

củavòngtròntrênmặtAnốtmàcácelectrontừKatốtđậpvào?

Phươngpháp:

Chọn hệ trục tọa độOxy như hình vẽ.

Áp dụng định luật II Newtơn:

F =−e

E = m~ a

Hay:

~a =

−e

(∗)

Th.s Trần AnhTrung 105 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Chiếu (*) lên Ox: a

=0, do đó trên Ox electron chuyển động

thẳng đều, với phương trình:

x =vt→t =

(1)

Chiếu (*) lên Oy: a

, do đó trên Oy electron

chuyển động thẳng nhanh dần đều, với phương trình:

y =

(2)

Thay(2)vào(1)tađượcphươngtrình: y =

(**) có

dạng:y =Ax

Vậy: qũy đạo của electron trong điện trường là một Parabolic.

Electron quang điện bay ra theomọi hướng. Electron đậpvào Anốt vớibán kính qũy đạo

lớn nhất khi vận tốc của electronbứt ra khỏi Katốt là cực đại, có phương trùngvới phương của

Katốt.

Vậy:v =v

0max

↔r =r

max

,y =d, thay vào phương trình (**):

d =

max

0max

hay r

max

=d.v

0max

CHỦ ĐỀ 11.Cho λ kích thích, bước sóng giới hạn λ

, electron quang điện bay ra

theophươngvuônggócvớiđiệntrường(

E).Khảosátchuyểnđộngcủaelectron?

Phươngpháp:

Chọn hệ trục tọa độOxy như hình vẽ.

Áp dụng định luật II Newtơn:

F =−e

E = m~ a

Hay:

~a =

−e

(∗)

Chiếu (*) lên Ox: a

=0, do đó trên Ox electron chuyển động

thẳng đều, với phương trình:

x =v

0max

t→t =

0max

(1)

Chiếu (*) lên Oy: a

, do đó trên Oy electron chuyển động thẳng nhanh

dần đều, với phương trình:

y =

(2)

Th.s Trần AnhTrung 106 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Thay (2) vào (1) ta được phương trình: y =

0max

(**) có dạng:y =Ax

Vậy: qũy đạo của electron trong điện trường là một Parabol.

Chúý:tgα =

x=l

CHỦ ĐỀ 12.Cho λ kích thích, bước sóng giới hạn λ

, electron quang điện bay ra

theo phương vuông góc với cảm ứng từ của trừ trường đều (

B). Khảo sát chuyển động

củaelectron?

Phươngpháp:

*Electron chuyển động trong từ trường chịu tác dụng của lực Lorentz.











+Phương : ⊥mp(~v,

+Chiều : Tuân theo quy tắc bàn tay trái.

+Độ lớn : f

=B.v.e

Vì

⊥~ v nên,

đóng vai trò như lực hướng tâm. Ta có:

↔B.e.v =m

Hay:

R =

m.v

B.e

Khiv =v

0max

thìR =R

max

do đó: R

max

m.v

0max

B.e

Th.s Trần AnhTrung 107 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN16

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀMẪUNGUYÊNTỬHIĐRÔTHEOBO

Chúý:Năng lượng trạng thái dừng thứn: E

−13,6eV

vớin∈N

CHỦ ĐỀ 1.Xác định vận tốc và tần số f của electron ở trạng thái dừng thứ n của

nguyêntửHiđrô?

Phươngpháp:

Vì chuyển động của electron ở trạng thái dừng thứn là qũy đạo tròn,

Ta có:

↔f

hay:k

Hay:v

, ta có:r

Vậy: v

, với:r

=5,3.10

−11

Tần số:f =

2π

2πr

CHỦĐỀ2.XácđịnhbướcsóngcủaphotondonguyêntửHiđrôphátrakhinguyên

tửởtrạngtháidừngcómứcnănglượngE

sangE

(

Phươngpháp:

Theo tiên đề Bo:ε =hf

−E

Hay: λ

−E

(*)

Với dãy Lyman:n=1,m=2,3,···

Với dãy Banme:n=2,m=3,4,···

Với dãy Pasen:n=3,m=4,5,···

CHỦ ĐỀ 3.Tìm bước sóng của các vạch quang phổ khi biết các bước sóng của các

vạchlâncận?

Phươngpháp:

Ta có:

−E

−

Vây:

Th.s Trần AnhTrung 108 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

CHỦĐỀ4.Xácđịnhbướcsóngcựcđại(λ

max

)vàcựctiểu(λ

min

)củacácdãyLyman,

Banme, Pasen?

Phươngpháp:

Từ (*) ta thấy:λ =max↔E

−E

=min

hayλ =min↔E

−E

=max

Vậy:

Dãy Lyman:λ

Lmin

=λ

∞1

; λ

Lmax

=λ

Dãy Banme:λ

Bmin

=λ

∞2

; λ

Bmax

=λ

Dãy Pasen: λ

Pmin

=λ

∞3

; λ

Pmax

=λ

CHỦĐỀ5.Xácđịnhqũyđạodừngmớicủaelectronkhinguyêntửnhậnnănglượng

kíchthíchε =hf?

Phươngpháp:

Theo tiên đề Bo:hf =E

−E

→E

=hf +E

→m

CHỦ ĐỀ 6.Tìm năng lượng để bức electron ra khỏi nguyên tử khi nó đang ở qũy

đạoK (ứngvớinănglượngE

Phươngpháp:

Tìm năng lượng để bức electron ra khỏi nguyên tử khi nó đang ở qũy đạoK tức là năng

lượng iôn hoá: Năng lượng để đưa elecctron từ trạng thái dừng có mức năng lượng E

ra vô

cùng

Ta có:W =E

∞

−E

, ta có:E

∞

=0;E

=−13,6(eV)

Do đó: Năng lượng iôn hóa nguyên tử Hiđrô là:W =13,6(eV)

Chúý:Khi biết bước sóng ngắn nhất và dài nhất trong một dãi nào đó:

W =E

∞

−E

∞

−E

=hc

∞p

Th.s Trần AnhTrung 109 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

PHẦN17

PHƯƠNGPHÁP GIẢITOÁNVỀPHÓNGXẠVÀPHẢNỨNGHẠTNHÂN

CHỦ ĐỀ 1.Chất phóngxạ

X có số khốiA:tìm số nguyêntử( hạt)có trongm(g)

hạtnhânđó?

Phươngpháp:

CứA(g) hạt nhân thì cóN

=6,023.10

( nguyên tử) ( Số Avôgađrô)

Vậy:m(g) hạt nhân thì có: N =

CHỦ ĐỀ 2.Tìm số nguyêntửN( hay khốilượngm)cònlại, mất đi của chấtphóng

xạsauthờigiant?

Phươngpháp:

* Số nguyên tử ( hay khối lượng) chất phóng xạ còn lại sau thời giant:

N =N

−λt

; Hay m =m

−λt

* Số nguyên tử ( hay khối lượng) chất phóng xạ mất đi sau thời giant:

ΔN =N

−N =N

(1−e

−λt

); Hay Δm =m

−m =m

(1−e

−λt

)

Trong đó:λ =

ln2

0,693

*Chúý:Nếuk =

∈Z thì:N =

; Hay m =

Nếu:x≤ 1 áp dụng công thức:e

−x

≈ 1−x.

Do đó: ΔN =N

(1−λt) hay Δm =m

(1−λt)

CHỦĐỀ3.TínhkhốilượngcủachấtphóngxạkhibiếtđộphóngxạH?

Phươngpháp:

Ta có: độ phóng xạ:H =λN hayN =

Dựa vào công thức:m =

A (chủ đề 1)

Đơn vị độ phóng xạ: phân rã/giây = 1Bq ; 1Ci=3,7.10

CHỦĐỀ4.Xácđịnhtuổicủamẫuvậtcổcónguồngốclàthựcvật?

Phươngpháp:

Khi sống: Thành phầnC14 không đổi ( do luôn hấp thụ thức ăn).

Khi chết: Thành phầnC14 bị phân rã dần.

GọiN

là sốC14 có trong mẫu sống,N là số nguyên tửC14 có trong mẫu cổ.

Th.s Trần AnhTrung 110 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Ta có: N =N

−λt

→e

λt

Lấy ln hai vế:λt =ln

hay t =

Với:λ =

ln2

0,693

Chúý:Nếu tính theo độ phóng xạ: t =

CHỦĐỀ5.Xácđịnhtuổicủamẫuvậtcổcónguồngốclàkhoángchất?

Phươngpháp:

Xét chuổi phản ứng:

X··· chuổi

− −−−−−−−−− →

là hạt nhân bền, không bị phân

rã nữa.

*Bước1:Tìm số nguyên tử củaX mất đi:

Áp dụng chủ đề 2: ΔN =N

(1−e

−λt

)

*Bước2:Số nguyên tử của hạt nhân mất đi chính là số nguyên tử hạt nhânX

tạo thành.

Ta có:N

=ΔN =N

(1−e

−λt

) (*)

Gọim vàm

lần lược là khối lượng hạt nhânX vàX

tại thời điểm khảo sát.

Từ chủ đề 1 ta có:m =

; m

, lập tỉ số:

−λt

(1−e

−λt

)

−λt

(1−e

−λt

)

→e

−λt

→t

CHỦ ĐỀ 6.Xác địnhnăng lượng liên kết hạt nhân(năng lượng tỏa ra khi phân rã

mộthạtnhân)?

Phươngpháp:

* Tìm độ hụt khối hạt nhân:

X,Δm =m

−m=[Zm

+(A−Z)m

]−m

*Năng lượng liên kết hạt nhân( chính là năng lượng tỏa ra khi phân rã một hạt nhân):

ΔE

=Δmc

ChúýTa có: 1u = 931MeV/c

Năng lượng liên kết riêng là năng lượng khi liên kết một nuclon:ε =

ΔE

CHỦĐỀ7.Xácđịnhnănglượngtỏarakhiphânrãm(g)hạtnhân

Phươngpháp:

* Tìm số nguyên tử có trongm(g) hạt nhânX: chủ đề 1:N =

*Tìm năng lượng tỏa ra khi phân rã một hạt nhân nguyên tử:ΔE

=Δmc

*Năng lượng tỏa ra khi phân rãm(g) hạt nhân nguyên tử:E=ΔE

CHỦĐỀ8.Xácđịnhnănglượngtỏa(haythuvào)củaphảnứnghạtnhân?

Th.s Trần AnhTrung 111 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

Phươngpháp:

Xét phản ứng hạt nhân:

→

(*)

*Độ hụt khối của phản ứng hạt nhân: Δm =m

−m=(m

)−(m

)

Năng lượng tỏa ra ( hay thu vào) của phản ứng hạt nhân:

ΔE=[(m

)−(m

)]c

(*)

Chúý:

* Nếu biết được năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân:

Ta có:ε =

ΔE

[Zm

+(A−Z)m

−m]c

Do đó:mc

=[Zm

+(A−Z)m

−εA, thay vòa phương trình (*) chúng ta được:

ΔE=(ε

+ε

)−(ε

+ε

)

* Nếu biết độ hụt khối của các hạt nhân:

Ta có: Δm=[Zm

+(A−Z)m

]−m nên:mc

=[Zm

+(A−Z)m

−Δmc

Từ (*) ta được: ΔE = [(Δm

+Δm

)−(Δm

+Δm

)]c

Ghinhớ:

*Nếu Δm> 0 thì phản ứng tỏa nhiệt: ΔE=Δm.c

*Nếu Δm< 0 thì phản ứng thu nhiệt: ΔE =|Δm|.c

CHỦ ĐỀ 9.Xác định năng lượng tỏa khi tổng hợp m(g) hạt nhân nhẹ(từ các hạt

nhânnhẹhơn)?

Phươngpháp:

Xét phản ứng:

→

+ΔW

(*)

ΔW

là năng lượng tỏa ra của phản ứng.

Tương tự chủ đề 8: Ta có:W =N.ΔW

CHỦĐỀ10.Cáchvậndụngđịnhluậtbảotoànđộnglượng,nănglượng?

Phươngpháp:

1.Cách vận dụng định luật bảo toàn động lượng:

Ta có: ~p

+ ~p

= ~p

+ ~p

Sử dụng các giả thiết để biểu diễn các vecto động lượng bằng hình vẽ, sau đó sử dụng

hình học để suy ra được độ lớn của chúng.

Ta có công thức liên hệ giữa động lượng và động năng:

~ p =m~ v↔p

=2m

=2mK

Vídụ:HạtnhânAđứngyên phóngxạ rahạtnhânB vàtiaphóngxạC. Xác địnhphương

chuyển động của hai hạt nhân con sinh ra, và chứng minh rằng động năng của chúng tỉ lệ

Th.s Trần AnhTrung 112 Luyện thi đại học

www.VNMATH.comPhương pháp giảitoán Vật Lý 12 Trường THPT - Phong Điền

nghịch với khối lượng.

A→B +C

Ta có: ~p

= ~p

+ ~p

=0→ ~p

=−~ p

, vậy các hạt sinh ra có cùng động lượng nhưng

chuyển động ngược chiều nhau.

Độ lớn:p

hay 2m

=2m

vậy:

2.Cách vận dụng định luật bảo toàn năng lượng:

Ta có:m

Hay: [(m

)−(m

)]c

=(K

)−(K

)

Hay: ΔE=ΔK, năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân chính là độ biến thiên động

năng .

CHỦ ĐỀ 11.Xác định khối lượng riêng của một hạt nhân nguyên tử. Mật độ điện

tíchcủahạtnhânnguyêntử?

Phươngpháp:

Hạt nhân

X: bán kính hạt nhân tuân theo công thức tính gần đúng:

R =R

1/3

,vớiR

=1,2fm=1,2.10

−15

Khối lượng của một hạt nhân nguyên tử:m =

Thể tích của một hạt nhân nguyên tử:V =

πR

* Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử: D =

4πR

* Điện tích của hạt nhân nguyên tử:q =Ze vớie=1,6.10

−19

Mật độ điện tích: ρ =

(C/m

)

Th.s Trần AnhTrung 113 Luyện thi đại học

www.VNMATH.com

Xem và tải về miễn phí

Tài liệu liên quan