Câu 1.1. 1. Các định nghĩa a) Dao động điều hòa là một dao động có li độ x đỷợc mô tả bằng một định luật dạng sin:x=Asin(wt+j) hoặc cosin:x=Acos(wt+j), trong đó j=j - p/2. b) Dao động riêng là dao động mà chu kì chỉ phụ thuộc vào các đặc trỷng của hệ mà không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài nào chẳng hạn nh dao động không ma sát của con lắc lò xo có chu kì T= 2 m k , của con lắc dây có chu kì T= 2 l g c) Dao động tự do là dao động của một hệ không chịu tác dụng một ngoại lực nào (trừ lực ma sát vẫn luôn luôn có, còn lực đàn hồi F = -kx là nội lực trong hệ, d) Ngỷỳồc lại dao động cỷỡng bức là dao động của một hệ chịu tác dụng của ngoại lực biến thiên tuần hoàn F n = Hsin(Wt+j) - Sự cộng h ởng là sự tăng của biên độ của dao động đến một giá trị cực đại khi tần số của lực c ỡng bức xấp xỉ bằng tần số riêng của hệ dao động. Trong trỷỳõng hợp lực ma sát nhỏ, biên độ dao động cỷỡng bức sẽ tăng đột ngột W = w(= 2p/T) nên đỷờng biểu diễn của A theo W có dạng một mũi nhọn khi : đó là sự cộng hỷởng nhọn. 2. ý nghĩa của các đại lỷợng. - Li độ x là độ lệch của vật dao động khỏi vị trí cân bằng. Biên độ A là giá trị cực đại của li độ x. - Chu kì dao động T là khoảng thời gian ngắn nhất sau đó trạng thái dao động lặp lại nhỷ cũ. - Tần số dao động f là số dao động trong một đơn vị thời gian. - Tần số góc w là một đại lỷợng trung gian cho phép xác định tần số theo công thức f= 2 . Đơn vị của w là rad/s. www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ - Pha của dao động (wt+j)là đại lỷợng cho phép xác định trạng thái dao động tại một thời điểm t bất kì. Pha ban đầu j cho phép xác định trạng thái dao động ban đầu. 3. Giả sử một vật dao động điều hòa có phỷơng trình chuyển động là x = Asin (wt+j). Khi đó : + vận tốc của vật là : v=x=wA cos (wt+j)=wA sin( t + + 2 ) + Gia tốc của vật là: a=v=x"=-w 2 A sin (wt+j)=-w 2 x. Ta nhận thấy, khi vật dao động điều hòa thì vận tốc và gia tốc của vật cũng biến thiên theo một định luật dạng sin hoặc cosin. là đồ thị của vận tốc và gia tốc của một vật dao động điều hòa có phỷơng trình x = Asin (wt+ 2 ), v nhanh pha hơn 2 so với x, a ngỷợc pha với x. Câu 1.2. 1. Điện trở của đèn ống là: R đ = U I = 50 0,8 d = 6,25W Tổng trở Z của đoạn mạch gồm đèn ống và cuộn cảm mắc nối tiếp là: Z= U I = 120 0,8 = 150W Mặt khác: Z= (R + R) + Z 2 L 2 d ị Z L = Z-(R+R) 22 d Z L = 150 - (62,5 + 12,5) 22 ằ 130W www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ Z L = wL=2pfL L= Z 2f = 130 6,28.50 L ằ 0,41H 2. U dây= I R + Z = 0,8 12,5 + 130 = 104,5 V 2 L 222 Công suất tiêu hao trên cuộn cảm là do điện trở thuần R của nó gây ra. P=I 2 R = 0,8 2 ì 12,5 ằ 8W Công suất tiêu hao ở bộ đèn: P = UIcosj =I 2 (R đ +R) P = 0,8 2 .75 = 48W. Độ lệch pha của i so với u đỷợc tính bằng công thức tgj = - Z R+R =- 130 75 L d = -1,73. j = - 3 Vậy cỷờng độ dòng điện trễ pha so với hiệu điện thế một góc bằng 3 3. Theo công thức tính tổng trở Z của mạch điện Z= ()()() ,RR L RR fL dd ++ = ++ 22 2222 4 nên khi tần số f tăng thì tổng trở Z giảm. Theo định luật Ôm I= U Z , khi Z tăng thì I qua đèn giảm. Vậy đèn tối hơn mức bình thỷờng. O AB A 1 B 1 Với d = 48 cm; d 1 = -d = 48cm Tiêu cự của thấu kính O là: Câu 1.3 www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ 1. Tia S 1 I 1 J 1 K 1 đến gặp mặt phẳng AOB tại điểm I 1 trên OA. Tại I 1 , góc tới là i 1 =45 o ; góc khúc xạ là sin r 1 = sini n = 2 22 = 1 2 1 , r 1 =30 o . Tia khúc xạ gặp mặt trụ tại J 1 dỷới góc tới j 1 . Muốn có tia ló J 1 K 1 thì j 1 phải nhỏ hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần. Ta có sin i gh = 1 n = 1 2 i=45 gh o , j 1 Ê 45 o . Xét tam giác OI 1 J 1 :j 1 = 120 o -j 1 với j 1 = AOJ 1 . j 1 Ê 45 o đ 120 o - j 1 Ê 45 o đj 1 75 o . Đặt cung = 75 o . Nh vậy điểm J 1 phải nằm ngoài cung Bây giờ xét tia S 2 I 2 J 2 K 2 , gặp mặt AOB tại I 2 trên OB và ló ra mặt trụ ở điểm J 2 . Tỷơng tự nh trên : j 2 Ê 45 o . Trong tam giác OI 2 J 2 : j 2 =60 o - j 2 ta suy ra j 2 15 o . Đặt cung = 15 o . Nh vậy điểm J 2 phải nằm ngoài cung Nhỷ vậy, vùng có tia sáng ló ra khỏi mặt trụ nằm trong phạm vi cung với =75 o và =15 o . 2. Xét đỷờng đi của một tia sáng bất kì SIJK qua hình bán trụ. Tại J, vẽ mặt phẳng P tiếp xúc với mặt bán trụ (vuông góc với OJ). Mặt phẳng P làm với mặt phẳng AOB một góc j . www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ ằ AN ằ AN ằ BM ằ 0 MN 90= ằ BM ằ BM ằ AN Nếu phần không gian còn trống nằm giữa P và AOB cũng đỷợc lấp đầy thủy tinh thì điều đó không ảnh hỷởng gì đến đỷờng đi của tia sáng SIJK. Lúc đó tia sáng tựa nhỷ đi qua một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang là j. Do đó tia ló JK không thể song song với tia tới SI đỷợc. Vậy, muốn tia ló JK song song với tia tới SI thì ta phải cój=0(lăng kính biến thành một bản mặt song song): Mặt phẳng P song song với mặt phẳng AOB. OJ vuông góc với P sẽ vuông góc với AOB . Tacó:i=45 o vàr=30 o . OI = R tgr = R tg30 o = R 3 , OI ằ 0,577R. 3. Trên hình 80.7 tia tới SA gặp mặt phẳng AOB tại một điểm hơi lui về phía O một chút (vì nếu tia sáng gặp đúng gờ A của hình bán trụ thì nó sẽ bị tán xạ và không có tia khúc xạ). Tại A: góc tới lài=45 o ;góc khúc xạ r=30 o . Tia khúc xạ gặp mặt trụ tại M. TạiM:góctớim=60 o (Vì tam giác OAM là tam giác cân có một góc tại A bằng 60 o ). Ta có m > i gh (vì I gh = 45 o ). Tia sáng bị phản xạ toàn phần tại M, đến gặp mặt trụ tại N. Tại N, góc tới n=60 o > i gh . Tia sáng lại bị phản xạ toàn phần, đến gặp mặt trụ ở B. Ta thấy B trùng đúng với B. Thực vậy, ba tam giác AOM, MON, và NOB là ba tam giác đều, do đó AOB = 3.60 o = 180 o = AOB. Thực ra, tại B, tia NB gặp mặt phẳng AOB (chứ không gặp mặt trụ). Thực vậy, vì điểm A nằm lùi một chút về phía điểm O, nên tia AM phải gặp mặt trụ tại một điểm ở trên điểm M một chút. Góc tới m nhỏ hơn 60 o một chút. Tia sáng vẫn bị phản xạ toàn phần. Các góc AOM, MON và NOB lớn hơn 60 o một chút. Góc AOB lớn hơn 180 o một chút do đó, tia NB phải gặp mặt phẳng AOB tr ớc khi gặp mặt trụ. TạiB,góctớilàr=30 o .Dođó,góclólài=45 o . Tia ló BK vuông góc với tia tới SA. www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng ________________________________________________________________________________ . đầu. 3. Giả sử một vật dao động điều hòa có phỷơng trình chuyển động là x = Asin (wt+j). Khi đó : + vận tốc của vật là : v=x=wA cos (wt+j)=wA sin( t + + 2 ) + Gia tốc của vật l : a=v=x"=-w 2 A. thái dao động lặp lại nhỷ cũ. - Tần số dao động f là số dao động trong một đơn vị thời gian. - Tần số góc w là một đại lỷợng trung gian cho phép xác định tần số theo công thức f= 2 . Đơn vị của. (wt+j)=-w 2 x. Ta nhận thấy, khi vật dao động điều hòa thì vận tốc và gia tốc của vật cũng biến thi n theo một định luật dạng sin hoặc cosin. là đồ thị của vận tốc và gia tốc của một vật dao động điều hòa