Công thức cơ bản môn Vật lí Lớp 11 sách Chân trời sáng tạo

Nội dung text: Công thức cơ bản môn Vật lí Lớp 11 sách Chân trời sáng tạo

1. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA π 2 2π π 3 3 3π π 4 4 5π x=0 π 6 vmin =-Aω 6 a=0 •x min = -A 2 •x max = A •a max = Aω •a = -Aω2 • v = 0 min Chuyển động theo chiều • v = 0 âm v 0 x=0 v =Aω max π 5π 6 a=0 6 3π π 4 4 2π π 3 3 π 2 T/4 T/4 T/6 T/6 T/8 T/8 T/12 T/12 -A -A 3 -A 2 -A O A A 2 A 3 A 2 2 2 2 2 2 W =0 Wđmax Wđ=0 đ Wt=Wđ Wt=Wđ W Wtmax Wt=0 tmax Wt=3Wđ Wđ=3Wt Wđ=3Wt Wt=3Wđ Trang -1-
2. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN CHƯƠNG 1. DAO ĐỘNG CƠ c. Liên hệ giữa gia tốc a và li độ x 2 I. DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ a  x 1. Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm cosin ( hay sin) của thời gian 8. Các giá trị cực đại 2. Phương trình li độ của vật dao động điều hoà - Độ lớn li độ cực đại xmax = A (tại biên dương) x = Acos(t+ 0 ) - Độ lớn li độ cực đại vmax = A (qua vị trí cân 3. Phương trình vận tốc bằng) v = x’= Asin(t+ 0) 2 amax =  A (tại biên) = Acos(t + 0 + /2 ) 9. Bảng phân bố thời gian: 4. Phương trình gia tốc 2 a = v’ =  Acos(t + 0 ) = 2Acos(t+ + ) = 2x 5. Lực tác dụng( lực hồi phục ,lực kéo về) F m2A 2 max met F m.a m xmet F 0 min 6. Liên hệ về pha dao động của x, v, a 10. Chiều dài quỹ đạo L = 2A 11. Quãng đường đi được v + Trong nửa chu kỳ luôn bằng 2A + Trong một chu kỳ luôn bằng 4A S 12.Tốc độ trung bình vtb a x t S 4A + v nhanh pha hơn x một góc π/2 Trong 1 chu kì thì vtb (v vuông pha với x) t T + a nhanh pha hơn v một góc π/2 x (a vuông pha với v) 13. Vận tốc trung bình vtb + a nhanh pha hơn x một góc t (a ngược pha với x) x 7. Công thức độc lập thời gian v 0 a. Liên hệ giữa vận tốc V và li độ x Trong 1 chu kì thì tb t 2 2 x v 1 14. Độ lệch pha dao động giữa hai dđdh cùng A vmax chu kì v2 2 A2 x2 . t hoặc  2 T 15. Năng lượng trong dđđh b. Liên hệ giữa vận tốc V và gia tốc a a. Động năng 2 2 v a 1 1 1 2 2 2 2 Wđ mV m A sin (t 0 ) vmax amax 2 2 a2 v2 b. Thế năng A2 hoặc  4  2 Trang -2-
3. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN IV. DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC: là dao động dưới 1 2 1 2 2 2 Wt mx m A cos (t 0 ) tác dụng của ngoại lực điều hoà trong giai đoạn ổn 2 2 định được gọi là dao động cưỡng bức. Ngoại lực c. Cơ năng điều hoà tác dụng vào vật khi này được gọi là lực 1 2 2 cưỡng bức. W Wđ Wt m Amet 2 F F0 cos(t 0 ) 16. Chú ý V. CỘNG HƯỞNG CƠ: biên độ dao động cưỡng + W = Wđmax = Wtmax bức của hệ đạt giá trị cực đại Amax .Hiện tượng cộng + m (kg); k (N/m ); hưởng xảy ra khi + x, A (m); v (m/s);  (rad/s);  của lực cưỡng bức = ω riêng của hệ + W, Wt , Wđ (J) + x, v, a, F biến thiên tuần hoàn với tần số góc  CHƯƠNG 2. SÓNG CƠ ,tần số là f, chu kì T. + W ; W biến thiên tuần hoàn với biến thiên tuần t đ I. SÓNG TRUYỀN TRỤC Ox hoàn với tần số góc 2 ,tần số là 2f, chu kì T/2. 1. Phương trình sóng A x + Tại nguồn O n 1 uO = A.cos(t + φ0) + Khi Wd nWt n + Tại điểm M v A n 1 2 x + Thời gian liên tiếp động năng và thế năng bằng uM = U0.cos(t + φ0 ) nhau là T/4  II. CON LẮC LÒ XO x: khoảng cách từ điểm M tới nguồn 2. Các đại lượng cơ bản k  a. Bước sóng: là quãng đường sóng truyền đi trong Tần số góc : m một chu kì dao động v  vT 2 m f T 2 Chu kỳ:  k Chú ý: - khoảng cách 2 ngọn sóng liên tiếp là  1 1 k - khoảng cách n ngọn sóng liên tiếp là (n-1)  Tần số : f - Thời gian 2 lần nhô liên tiếp là T T 2 m - Thời gian n lần nhô liên tiếp là (n-1)T III. CON LẮC ĐƠN b. Tốc độ truyền sóng: g S  v Tần số góc: l t c. Cường độ sóng I (W/m2): là năng lượng sóng 2 l truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với T 2 Chu kỳ:  g phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian E P I 2 1 1 g S. t S (W/m ) Tần số: f 2 T 2 l S 4 .R : diện tích mặt cầu III. DAO ĐỘNG TẮT DẦN: là dao động 3. Mức cường độ âm: (khi đề cập đến độ to của có biên độ giảm dần theo thời gian âm) Trang -3-
4. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN I L 10log 1. Hiện tượng giao thoa sóng là hiện tượng hai sóng kết hợp với nhau, tăng cường nhau hoặc làm suy yếu I0 -12 2 I0 = 10 (W/m ) : Cường độ âm chuẩn nhau tại một số vị trí trong môi trường. L: mức cường độ âm có đơn vị là dêxiben (dB) 2. Điều kiện để có giao thoa là phải có sự kết hợp từ 4. Độ lệch pha dao động giữa 2 phần tử (điểm) hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng tần số trên phương truyền sóng và có độ lệch pha không đổi theo thời gian 2 d 3. Trong môi trường truyền sóng, khi hai nguồn dao  d: khoảng cách giữa hai điểm trên phương động cùng pha, những điểm có khoảng cách đến hai truyền sóng nguồn lần lượt là d1 và d2 sẽ * Cùng pha dao động với biên độ cực đại khi: = k.2 d2 – d1 = k d = k. dmin =  Và dao động với biên độ cực tiểu khi: * Ngược pha 1 = (2k+1) d2 d1 = (k + )  d = (k + 0,5). 2 d = /2 min Với k là một số nguyên (k=0, ±1, ±2, ) * Vuông pha = (2k+1)π/2 d = (k + 0,5)λ/2 4. Ph. trình sóng tổng hợp tại M dmin = /4 d1 d 2 II. SÓNG ĐIỆN TỪ uM = AM.cos(ωt - ) 1. Sóng điện từ: là sự lan truyền trong không  gian của điện từ trường biến thiên. Ánh sáng có Độ lệch pha của 2 dao động thành phần tại bản chất là sóng điện từ. 2 M: (d 2 d1 ) 2. Tính chất sóng điện từ:  - Tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không là c= 3.108 m/s. Trong không khí có thể lấy gần Biên độ dao động tại M: đúng tốc độ này. d2 d1 - Trong môi trường vật chất, tốc độ truyền sóng AM 2Acos( ) điện từ đều nhỏ hơn c  - Sóng điện từ có thể phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, 5. Tại M dao động biên độ cực đại giao thoa AM = 2A; d2 – d1 = k Lưu ý: khi truyền qua các môi trường khác nhau 6. Tại M dao động biên độ cực tiểu thì tần số và chu kì của sóng điện từ không thay đổi 1 AM = 0 ; d2 d1 = (k + ) 3. Chiết suất của môi trường: 2 c 7. Số (đường, điểm) dao động biên độ cực đại, n cực tiểu trên MN bất kỳ v d d d c: tốc độ sóng điện từ trong chân không c= 3.108 m/s M 2M 1M + Đặt : v: tốc độ sóng điện từ trong môi trường d N d 2N d1N n: chiết suất của môi trường luôn lớn hơn hoặc bằng 1 + Giả sử : d < d III. GIAO THOA SÓNG VỚI 2 NGUỒN M N CÙNG (PHA, BIÊN ĐỘ) * Cực đại : d M k d N * Cực tiểu: d M (k 0,5) d N Trang -4-
5. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN + Số giá trị k Z là giá trị cần tìm L IV. GIAO THOA ÁNH SÁNG N vt 2 0,5 1. Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hiện tượng 2i xuất hiện các vạch sáng xen kẽ với các vạch tối khi hai sóng ánh sáng kết hợp gặp nhau 7. Số vân sáng (vân tối ) giữa 2 vị trí M và N trên màn; giả sử xM < xN * Vân sáng xM ki xN * Vân tối xM (k+0,5)i xN * Số giá trị k Z là số vân sáng (vân tối) cần tìm Chú ý + M và N cùng phía với vân trung tâm thì x1 và x2 cùng dấu. + M và N khác phía với vân trung tâm thì x1 và x2 khác dấu. 8. Sự trùng của 2 bức xạ đơn sắc * Tại M trên màn có sự trùng Giao thoa ánh sáng đơn sắc nhau của 2 vân sáng 2. Khoảng vân: khoảng cách giữa 2 vân sáng xM = k1.i1 = k2.i2 (hoặc 2vân tối) liên tiếp k1.1 = k2.2 D * Tại M trên màn có sự trùng i nhau của 2 vân tối a xM = (k1 + 0,5).i1 = (k2 + 0,5).i2 3. Vân sáng có vị trí (k1 + 0,5).1 = (k2 + 0,5).2 D * Tại M trên màn có sự trùng xS k ki của 1 vân sáng và 1 vân tối a x = k .i = (k + 0,5).i 4. Vân tối có vị trí M 1 1 2 2 k . = (k + 0,5). 1 D 1 1 1 2 2 x (k ) (k )i 9. Giao thoa với ánh sáng trắng t 2 a 2 * Bề rông quang phổ bậc k: (  )D Với k là một số nguyên (k=0, ±1, ±2, ) x k đ t 5. Khoảng cách giữa 2 vân trên màn a * Số bức xạ cho vân sáng (tối) x x2 x1 tại điểm M trên màn: Chú ý + Vân sáng + Hai vân cùng bên: x cùng dấu x ax ax 1 2 M k M + Hai vân khác bên: x1 trái dấu x2 D D 6. Số vân sáng trên giao thoa trường có bề rộng L đ t * Tổng số vân sáng số giá trị k (k Z) L là số bức xạ N vs 2 1 ax 2i  M Với kD * Tổng số vân tối Trang -5-
6. CÔNG THỨC VẬT LÝ 11 - CƠ BẢN + Vân tối ax ax 3. Điều kiện để có sóng dừng M 0,5 k M 0,5 - Hai đầu cố định : Chiều dài của sợi dây phải Dđ Dt bằng một số nguyên lần nửa bước sóng số giá trị k (k Z)  l n là số bức xạ 2 (n=1, 2, 3, ) ax  M n: khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp Với (k 0,5)D n=số bụng =số nút – 1 - Một đầu cố định, đầu tự do: Chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần một phần tư bước sóng VI. SÓNG DỪNG  1. Sự phản xạ của sóng l m - Khi gặp vật cản, sóng sẽ bị phản xạ. 4 (m=1, 3, 5, ) - Sóng được truyền từ nguồn phát đến vật cản được m: khoảng cách giữa 1 nút và 1 bụng liên tiếp gọi là sóng tới, sóng được truyền ngược lại từ vật cản được gọi là sóng phản xạ + Đầu dây cố định, sóng phản xạ ngược pha với sóng tới + Đầu dây tự do, sóng phản xạ cùng pha với sóng tới 2. Hiện tượng sóng dừng - Sóng dừng là sóng có các nút sóng và bụng sóng cố định trong không gian. - Khi có hiện tượng sóng dừng, trên dây xuất hiện những điểm dao động với biên độ cực đại được gọi là bụng sóng và những điểm đứng yên được gọi là nút sóng - Vị trí các bụng sóng được xác định bằng biểu thức 1  d (k ) 2 2 với k=0, 1, 2, - Vị trí các nút sóng được xác định bằng biểu thức  d k 2 với k=0, 1, 2, Trong đó, d là khoảng cách từ một điểm trên dây đến một đầu dây - Bụng sóng và nút sóng xen kẽ và cách đều nhau. Dọc theo dây, hai nút sóng liên tiếp hoặc hai bụng sóng liên tiếp cách nhau một khoảng bằng nửa bước sóng Trang -6-