Chuyên đề ôn thi đại học - Cao đẳng môn Vật Lí - Cao Văn Tú

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI ĐẠI HỌC – CAO ĐẲNG NĂM 2014 (MÔN: VẬT LÝ) Tài liệu được soạn theo nhu cầu của các bạn học sinh khối trường THPT (đặc biệt là khối 12). Biên soạn theo cấu trúc câu hỏi trong đề thi tuyển sinh Đại học – Cao đẳng của Bộ GD&ĐT. Tài liệu được soạn theo cấu trúc trong chương trình SGK 12 – NC. Chương 1: Động lực học vật rắn. Chương 2: Dao động cơ. Chương 3: Sóng cơ. Chương 4: Dao động và sóng điện từ. Chương 5: Dòng điện xoay chiều. Chương 6: Sóng ánh sáng. Chương 7: Lượng tử ánh sáng. Chương 8: Sơ lược về thuyết tương đối hẹp. Chương 9: Hạt nhân nguyên tử. Chương 10: Từ vi mô đến vĩ mô. Các câu trong đề thi đại học của các chương. Trong mỗi chương có: Lý thuyết cơ bản và các công thức giải nhanh. Bài tập trắc nghiệm lý thuyết. Bài tập trắc nghiệm bài tập. Hướng dẫn giải – đáp số. Cuối cùng, Phần tổng kết và kinh nghiệm làm bài. Tài liệu được lưu hành nội bộ - Nghiêm cấm sao chép dưới mọi hình thức! Nếu chưa được sự đồng ý của ban Biên soạn mà tự động up tài liệu thì đều được coi là vi phạm nội quy của nhóm. Tài liệu đã được bổ sung và chỉnh lý lần thứ 2. Tuy nhóm Biên soạn đã cố gắng hết sức nhưng cũng không thể tránh khỏi sự sai xót nhất định. Rất mong các bạn có thể phản hồi những chỗ sai xót về địa chỉ email: caotua5lg3@gmail.com ! Xin chân thành cám ơn!!! Chúc các bạn có một kỳ thi tuyển sinh Đại học – Cao đẳng năm 2014 an toàn, nghiêm túc và hiệu quả!!! Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014 TM.Nhóm Biên soạn Trưởng nhóm Biên soạn Cao Văn Tú CHƯƠNG 1: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN A. Lý thuyết cơ bản và công thức giải nhanh. Một vật rắn quay quanh một trục cố định thì mọi điểm trên vật rắn đó vạch nên những vòng tròn trong các mặt phẳng vuông góc với trục quay, có tâm nằm trên trục quay và bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay .Mọi điểm của vật quay cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. Như vậy, chuyển động quay của vật rắn là tổng hợp những chuyển động tròn trên vật rắn đó . 1. Toạ độ góc Là toạ độ xác định vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định bởi góc j (rad) hợp giữa mặt phẳng động gắn với vật và mặt phẳng cố định chọn làm mốc (hai mặt phẳng này đều chứa trục quay) Lưu ý: Ta chỉ xét vật quay theo một chiều và chọn chiều dương là chiều quay của vật Þ j ≥ 0 2. Tốc độ góc: Là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động quay của một vật rắn quanh một trục * Tốc độ góc trung bình: * Tốc độ góc tức thời: 3. Gia tốc góc: Là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc * Gia tốc góc trung bình: * Gia tốc góc tức thời: Chú ý: + Vật rắn quay đều thì + Vật rắn quay nhanh dần đều g > 0 + Vật rắn quay chậm dần đều g < 0 4. Phương trình động học của chuyển động quay * Vật rắn quay đều (g = 0) j = j0 + wt * Vật rắn quay biến đổi đều (g ≠ 0) w = w0 + gt ; ; 5. Gia tốc của chuyển động quay * Gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm) : Đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc dài (): * Gia tốc tiếp tuyến : Đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của ( và cùng phương): * Gia tốc toàn phần => = r * Góc a hợp giữa và : Lưu ý: - Vật rắn quay đều thì at = 0 Þ = - Trong chuyển động tròn đều chỉ có gia tốc hướng tâm - Trong chuyển động tròn không đều vừa có gia tốc tiếp tuyến với quỹ đạo vừa có gia tốc hướng tâm: - Công thức liên hệ giữa vận tốc dài, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn với vận tốc góc và gia tốc góc: s = r.j; v = r.w; at = r.g; an = r.w2 6. Moment lực:là đại lượng đặc trưng cho tác dụng quay của lực , được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn M = F.d = rFsin (N/m)với Momen lực có giá trị dương nếu làm cho vật quay theo chiều đang quay, có giá trị âm nếu nó có tác dụng theo chiều ngược lại (Chọn chiều quay của vật làm chiều dương momen hãm có giá trị âm) *Quy tắc moment :Muốn cho vật rắn quay được quanh một trục cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng đại số các momen đối với trục quay đó của các lực tác dụng vào vật bằng không: 7. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định Trong đó: + M = Fd (Nm)là mômen lực đối với trục quay (d là tay đòn của lực) + (kgm2)là mômen quán tính của vật rắn đối với trục q *Mômen quán tính I của một số vật rắn đồng chất khối lượng m có trục quay là trục đối xứng - Vật rắn là thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ, mảnh đồng chất, phân bố khối lượng đều, trục quay là đường trung trực của thanh:(Hình 1): - Vật rắn là vành tròn hoặc trụ rỗng bán kính R (Hình 2): I = mR2 - Vật rắn là đĩa tròn mỏng hoặc hình trụ đặc bán kính R(Hình 3): - Vật rắn là khối cầu đặc bán kính R (Hình 4): -Vật rắn là tấm mỏng phẳng hình chữ nhật đồng chất khối lượng phân bố đều trục quay là trục đối xứng (Hình 5) : Hình 1 R Hình 2 R Hình 3 R Hình 4 a b Hình 5 8. Mômen động lượng: Là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục: L = Iw (kgm2/s) Đinh lí: Độ biến thiên của momen động lượng trong một khoảng thời gian bằng tổng các xung của momen lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó: Lưu ý: Với chất điểm thì mômen động lượng L = mr2w = mvr (r là khoảng cách từ đến trục quay) 9. Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định (Nếu vật quay không trượt g = a/r) 10. Định luật bảo toàn mômen động lượng Trường hợp M = 0 thì L = const Nếu I = const Þ g = 0 vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục Nếu I thay đổi thì I1w1 = I2w2 11. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định Wd = Iw2 = Định lý về động năng:Wđ = Wđ2-Wđ1==(s = r) 12. Bảng so sánh các đại lượng động lực học đặc trưng trong chuyển động quay của vật rắn với chuyển động của chất điểm Chuyển động quay (trục quay cố định chiều quay không đổi) Chuyển động thẳng ( chiều không đổi) * Momen lực :M =F.d (N.m) * Momen quán tính I=(kgm2) * Momen động lựơng : L =(kgm2/s) * Động năng quay :Wđ = (J) *Phương trình động lực học:hay M = * Định luật bảo toàn momen động lượng: không đổi * Lực F * Khối lượng m(kg) * Động lượng : p =mv * Động năng:Wđ = *Phương trình động lực học: * Định luật bảo tòan động lượng: = không đổi d 13. Định lí Stêne –Huyghen(Định lý trục song song) : 14. Trọng tâm( khối tâm) :Là điểm đặt của vectơ được xác định: Lưu ý: Đối với vật không có trục quay cố định, chịu tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực Tóm lại có các vấn đề cần lưu ý sau. Vấn đề 1. Động học vật rắn quay quanh một trục cố định: Đại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Quay đều Quay biến đổi đều Ghi chú 1. Gia tốc góc (rad/s2) 2. Vận tốc góc w (rad/s) Phương trình vận tốc 3. Tọa độ góc j (rad) Phương trình chuyển động 4. Góc quay Dj (rad) Thường chọn t0 = 0 Xét một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R 5. Vận tốc dài v (m/s) 6. Gia tốc hướng tâm an (m/s2) 7. Gia tốc tiếp tuyến at (m/s2) 8. Gia tốc toàn phần a (m/s2) Chú ý: Các đại lượng j, w, có giá trị đại số, phụ thuộc vào chiều dương của trục quay {xác định theo qui tắcđinh ốc thuận (hoặc qui tắc nắm bàn tay phải: chiều nắm của các ngón tay là chiều quay, chiều của ngón cái là chiều dương của trục quay)}. Đổi đơn vị: 1 vòng = 3600 = 2p rad w>0: chuyển động quay nhanh dần. w<0: chuyển động quay chậm dần. Gia tốc góc: Gia tốc dài: Vấn đề 2. Động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định: Đại lượng vật lí Kí hiệu (đơn vị) Biểu thức Ghi chú 1. Momen quán tính I (kg.m2) của chất điểm đối với một trục của vật rắn đối với một trục Thanh mảnh Các vật đồng chất, có dạng hình học đối xứng. D L: chiều dài thanh. D D D R Vành tròn (hình trụ rỗng) Đĩa tròn (hình trụ đặc) Hình cầu đặc 2. Momen động lượng L (kg.m2.s-1) 3. Momen lực M (N.m) d: khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (cánh tay đòn của lực) Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định (dạng khác của ĐL II Newton) Dạng khác Chú ý: Công thức Stenner: dùng khi đổi trục quay .với d = OG : khoảng cách giữa hai trục quay. M=0: nếu có giá cắt hoặc song song với trục quay. Định lí biến thiên momen động lượng: Vấn đề 3. Định luật bảo toàn momen động lượng: Nội dung: I’, w’: momen quán tính và vận tốc góc của vật lúc sau. Chú ý: Áp dụng định luật cho hệ vật rắn có cùng trục quay: đối với trục quay đó. Khi I = const Þ w = 0 hoặc w = const. Vấn đề 4. Phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn xung quanh một trục: Nội dung: (*) : momen quán tính của vật rắn đối với trục quay; gia tốc góc của vật ;tổng mô men các ngoại lực đối với trục quay. Chú ý:(*) có dạng giống phương trình của định luật II Newton Vấn đề 5. Khối tâm. Động năng của vật rắn. 1. Tọa độ khối tâm: *Trọng tâm:của một vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật đó.Toạ độ trọng tâm của hệ 2 vật xác định như sau: ; 2. Chuyển động của khối tâm: : tổng hình học các vectơ lực tác dụng lên vật rắn. 3. Động năng: ( J ) chuyển động tịnh tiến: - chuyển động quay: chuyển động song phẳng(vừa lăn vừa tịnh tiến): Chú ý: Vật rắn lăn không trượt: Định lí động năng: Xem khối tâm trùng với trọng tâm G. Khi mất trọng lượng, trọng tâm không còn nhưng khối tâm luôn tồn tại. Mọi lực tác dụng vào vật : +) có giá đi qua trọng tâm làm vật chuyển động tịnh tiến. +) có giá không đi qua trọng tâm làm vật vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến. Vấn đề 6. Ngẫu lực: -------------------- ---còn tiếp mời các bạn tham khảo tại hoặc --- --- Tài liệu gồm 590 trang được biên soạn theo cấu trúc như trên--- Các bạn có thể nhấn Ctrl+Click chuột vào 1 trong 2 đường link đó./