Chuyên đề Vật Lí 12 năm 2023-2024

Tài liệu chuyên đề Vật Lí 12 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Vật Lí 12.

Chuyên đề Vật Lí 12 gồm 7 chương: Dao động cơ, Sóng cơ và sóng âm, Điện xoay chiều, Dao động và sóng điện từ, Sóng ánh sáng, Lượng tử ánh sáng, Hạt nhân nguyên tử và các Câu hỏi, Bài tập khác được biên soạn với đầy đủ các mức độ.

Chuyên đề Vật Lí 12 năm 2023-2024

Xem thử Chuyên đề Vật Lí 12

Chỉ từ 250k mua trọn bộ Chuyên đề Vật Lí 12 bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

Chủ đề 1. DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

A. Tóm tắt lý thuyết

+ Dao động cơ là chuyển động qua lại của vật quanh 1 vị trí cân bằng.

+ Dao động tuần hoàn là dao động mà sau những khoảng thời gian bằng nhau, trạng thái dao động (vị trí, vận tốc,..) được lặp lại như cũ.

+ Dao động điều hòa là dao động trong đó li độ của vật là một hàm côsin (hay sin) của thời gian.

$\left\{\begin{array}{l}x=A\cos \left(\omega t+\phi \right)\\ v=x\text{'}=-\omega A\sin \left(\omega t+\phi \right)\\ a=v\text{'}=-{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)\\ F=ma=-m{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)\end{array}\right.$

+ Nếu $x=A\sin \left(\omega t+\alpha \right)$ thì có thể biến đổi thành $x=A\cos \left(\omega t+\alpha -\frac{\pi }{2}\right)$

B. Phương pháp giải các dạng toán

1. Các phương pháp biểu diễn dao động điều hòa và các đại lượng đặc trưng

2. Bài toán liên quan đến thời gian.

3. Bài toán liên quan đến quãng đường.

4. Bài toán liên quan đến vừa thời gian và quãng đường.

5. Bài toán liên quan đến chứng minh hệ dao động điều hòa.

Dạng 1: Các phương pháp biểu diễn dao động điều hòa và các đại lượng đặc trưng.

Phương pháp giải

Một dao động điều hòa có thể biểu diễn bằng:

+ Phương trình

+ Hình chiếu của chuyển động tròn đều

+ Véc tơ quay

+ Số phức.

Khi giải toán nếu chúng ta sử dụng hợp lí các biểu diễn trên thì sẽ có được lời giải hay và ngắn gọn.

1. Các bài toán yêu cầu sử dụng linh hoạt các phương trình

1.1. Các phương trình phụ thuộc thời gian:

 $x=A\cos \left(\omega t+\phi \right)$

$v=x\text{'}=-\omega A\sin \left(\omega t+\phi \right)$

 $a=v\text{'}=-{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)$

 $F=ma=-m{\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+\phi \right)$

 $W_t=\frac{k{x}^2}{2}=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}{\cos }^2\left(\omega t+\phi \right)=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{4}\left[1+\cos \left(2\omega t+2\phi \right)\right]$

 $W_d=\frac{m{v}^2}{2}=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}{\sin }^2\left(\omega t+\phi \right)=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{4}\left[1-\cos \left(2\omega t+2\phi \right)\right]$

W = W_t + W_d $=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}=\frac{k{A}^2}{2}$

Phương pháp chung: Đối chiếu phương trình của bài toán với phưong trình tổng quát để tìm các đại lượng.

Ví dụ 1:  (ĐH − 2014) Một chất điểm dao động điều hòa với phương trình (x tính bằng cm, t tính bằng s). Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Tốc độ cực đại của chất điểm là 9,4 cm/s.

B. Chu ki của dao động là 0,5 s.

C. Gia tốc của chất điểm có độ lớn cực đại là 113 cm/s².

D. Tần số của dao động là 2 Hz.

Hướng dẫn

Tốc độ cực đại: v_max = $\omega A$ = 9,4 cm/s => Chọn A.

Ví dụ 2:  (ĐH − 2012) Một vật nhỏ có khối lượng 250 g dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về có biểu thức F =  − 0,4cos4t (N) (t đo bằng s). Dao động của vật có biên độ là

A. 8 cm.                  B. 6 cm.                                   C. 12 cm.                    D. 10 cm.

Hướng dẫn

Đối chiếu F = − 0,4cos4t (N) với biểu thức tổng quát F =  − mω²Acos$\left(\omega t+\phi \right)$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\omega =4\left(rad/s\right)\\ m{\omega }^{2}A=\mathrm{0,4}\left(N\right)\end{array}\right.\Rightarrow A=\mathrm{0,1}\left(m\right)\Rightarrow$ Chọn D

Ví dụ 3:  Một vật nhỏ khối lượng 0,5 (kg) dao động điều hoà có phương trình li độ x = 8cos30t (cm) (t đo bằng giây) thì lúc t = 1 (s) vật

A. có li độ 4√2< (cm).                                 B. có vận tốc  − 120 cm/s.

C. có gia tốc -36√3 (m/s²).                        D. chịu tác dụng hợp lực có độ lớn 5,55N.

Hướng dẫn

Đối chiếu với các phương trinh tổng quát ta tính được:

$\left\{\begin{array}{l}x=\mathrm{0,08}\cos 30t\left(m\right)\\ v=x\text{'}=-\mathrm{2,4}\sin 30t\left(m/s\right)\\ a=v\text{'}=-72\cos 30t\left(m/s^2\right)\\ F=ma=-36\cos 30t\left(N\right)\end{array}\right.\underset{}{\overset{t=1}{\to }}\left\{\begin{array}{l}x=\mathrm{0,08}\cos 30.1\approx \mathrm{0,012}\left(m\right)\\ v=-\mathrm{2,4}\sin 30.1\approx \mathrm{2,37}\left(m/s\right)\\ a=v\text{'}=-72\cos 30.1\approx -\mathrm{11,12}\left(m/s^2\right)\\ F=ma=-36\cos 30.1\approx \mathrm{5,55}\left(N\right)\end{array}\right.$

 Chọn D.

Ví dụ 4:  Một chất điểm dao động điều hòa có phương trình vận tốc là  (cm/s). Gốc tọa độ ở vị trí cân bằng. Mốc thời gian được chọn vào lúc chất điểm có li độ và vận tốc là:

A. x = 2cm, v = 0.  B. x = 0, v = 3π cm/s.  C. x=  − 2 cm, v = 0.  D. x = 0, v = − π cm/s.

Hướng dẫn

Đối chiếu với các phương trình tổng quát ta tính được:

$\left\{\begin{array}{l}x=A\cos \left(3\pi t+\phi \right)\\ v=x\text{'}=-3\pi A\sin \left(3\pi t+\phi \right)=3\pi A\cos \left(3\pi t+\phi +\frac{\pi }{2}\right)\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\phi =-\frac{\pi }{2}\\ A=1\left(cm\right)\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{x}_{\left(0\right)}=1\cos \left(3\pi .0-\frac{\pi }{2}\right)=0\\ v_{\left(0\right)}=3\pi \cos \left(3\pi .0\right)=3\pi \left(cm/s\right)\end{array}\right.\Rightarrow$ Chọn B.

Ví dụ 5: (THPTQG – 2017) Một vật dao động điều hòa trên trục Ox. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của li độ x vào thời gian t. Tần số góc của dao động là.

A. 10 rad/s.             B. 10π rad/s.   

C. 5π rad/s.             D. 5 rad/s.

Hướng dẫn

* Chu kỳ T = 0,4s  Chọn C.

Chú ý: Bốn trường hợp đặc biệt khi chọn gốc thời gian là lúc: vật ở vị trí biên dương và qua vị trí cân bằng theo chiều âm, vật ở biên âm và vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

1.2. Các phương trình độc lập với thời gian

 $\left\{\begin{array}{l}{x}^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2\\ a=-{\omega }^{2}x\\ F=m{\omega }^{2}x=-kx\\ k=m{\omega }^2\end{array}\right.;W=W_t+W_d=\frac{k{x}^2}{2}+\frac{m{v}^2}{2}=\frac{m{\omega }^2{A}^2}{2}=\frac{k{A}^2}{2}$

Phương pháp chung: Biến đổi về phương trình hoặc hệ phương trình có chứa đại lượng cần tìm và đại lượng đã biết.

Ví dụ 1:  Một vật dao động điều hoà, khi vật có li độ x₁ = 4 (cm) thì vận tốc $v_1=-40\pi \sqrt{3}$ (cm/s) và khi vật có li độ $x_2=4\sqrt{2}$ (cm) thỉ vận tốc $v_1=-40\pi \sqrt{2}\left(cm/s\right)$. Động năng biến thiên với chu kỳ

A. 0,1 s.                  B. 0,8 s.                                   C. 0,2 s.                                   D. 0,4 s.

Hướng dẫn

Áp dụng công thức: $x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2$

 $\left\{\begin{array}{l}{A}^2=4^2+\frac{{\left(-40\pi \sqrt{3}\right)}^2}{{\omega }^2}\\ A^2={\left(4\sqrt{2}\right)}^2+\frac{{\left(-40\pi \sqrt{2}\right)}^2}{{\omega }^2}\end{array}\right.\Rightarrow \omega =10\pi \left(rad/s\right)\Rightarrow T=\frac{2\pi }{\omega }=\mathrm{0,2}\left(s\right)$

Động năng và thế năng đều biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ là:

 Chọn A.

Ví dụ 2:  Vận tốc và gia tốc của con lắc lò xo dao động điều hoà tại các thời điểm t₁,t₂ có giá trị tương ứng là v₁ = 0,12 m/s, v₂ = 0,16 m/s, a₁= 0,64 m/s², a₂ = 0,48 m/s². Biên độ và tần số góc dao động của con lắc là:

A. A = 5 cm, ω = 4 rad/s.               B. A = 3 cm, ω = 6 rad/s.

C. A = 4 cm, ω = 5 rad/s.               D. A = 6 cm, ω = 3 rad/s.

Hướng dẫn

Áp dụng công thức: $x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2\underset{}{\overset{a=-{\omega }^{2}x}{\to }}\frac{a^2}{{\omega }^4}+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2$

$\left\{\begin{array}{l}\frac{{\mathrm{0,48}}^2}{{\omega }^4}+\frac{{\mathrm{0,16}}^2}{{\omega }^2}=A^2\\ \frac{{\mathrm{0,64}}^2}{{\omega }^4}+\frac{{\mathrm{0,12}}^2}{{\omega }^2}=A^2\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}A=\mathrm{0,05}\left(m\right)\\ \omega =4\left(rad/s\right)\end{array}\right.\Rightarrow$ Chọn A.

Ví dụ 3:  (ĐH − 2011) Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của nó là 30 cm/s. Khi chất điểm có tốc độ là 15 cm/s thì gia tốc của nó có độ lớn là  cm/s². Biên độ dao động của chất điểm là

A. 5 cm.                  B. 4 cm.                                   C. 10 cm.                    D. 8 cm.

Hướng dẫn

Phối hợp với công thức: $x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}=A^2;a=-{\omega }^{2}x;v_{\max }=\omega A$ ta suy ra:

${\left(\frac{aA}{v_{\max }^2}\right)}^2+{\left(\frac{v}{v_{\max }}\right)}^2=1\Rightarrow {\left(\frac{90\sqrt{3}}{{30}^2}A\right)}^2+{\left(\frac{15}{30}\right)}^2=1\Rightarrow A=5\left(cm\right)\Rightarrow$ Chọn A.

Ví dụ 4:  Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A. Tìm độ lớn li độ x mà tại đó công suất của lực đàn hồi đạt cực đại.

A. A                                   B. 0.                            C.                        D.  

Hướng dẫn

Công suất của lực bằng tích độ lớn của lực $\left(F=k\left|x\right|\right)$ và tốc độ v.

 $P=F.v=\frac{k\omega }{2}.2\left|x\right|.\left|\frac{v}{\omega }\right|\le \frac{k\omega }{2}\left(x^2+\frac{v^2}{{\omega }^2}\right)=\frac{k\omega A^2}{2}$

$\Rightarrow P_{\max }=\frac{k\omega A^2}{2}\iff x^2=\frac{v^2}{{\omega }^2}=\frac{A^2}{2}\Rightarrow \left|x\right|=\frac{A}{\sqrt{2}}\Rightarrow$ Chọn D.

Ở trên ta đã áp dụng bất đẳng thức $2ab\le a^2+b^2$, dấu ‘=’ xẩy ra khi a = b.

................................

................................

................................

Xem thử chuyền đề Đoàn Văn Lượng Xem thử chuyền đề Bùi Xuân Dương

Xem thêm Chuyên đề lớp 12 các môn học hay, chọn lọc khác:

• Chuyên đề Toán 12 năm 2023
• Chuyên đề Tiếng Anh 12 năm 2023
• Chuyên đề Hóa học 12 năm 2023
• Chuyên đề Sinh học 12 năm 2023
• Chuyên đề Lịch Sử 12 năm 2023
• Chuyên đề Địa Lí 12 năm 2023

Săn shopee siêu SALE :

• Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
• Biti's ra mẫu mới xinh lắm
• Tsubaki 199k/3 chai
• L'Oreal mua 1 tặng 3

---