Mời các quý thầy cô và các em học viên cùng tìm hiểu thêm và tải về chi tiết cụ thể tài liệu dưới đây
ỨNG DỤNG SỐ PHỨC VÀ MÁY TÍNH GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN VẬT LÝ 12
I. ĐỊNH NGHĨA SỐ PHỨC – CÁC PHÉP TÍNH TRÊN SỐ PHỨC
1. Định nghĩa số phức
• Số phức là số được viết dưới dạng a + bi, trong đó a, b là những số thực và số i thỏa
i2 = – 1 .
• Kí hiệu là z = a + bi với a là phần thực, b là phần ảo, i là đơn vị chức năng ảo .
• Số phức được màn biểu diễn dưới dạng lượng giác
z = a + bi = r ( cosϕ + isinϕ )
với \ [ r = \ sqrt { { a ^ 2 } + { b ^ 2 } } \ ] và \ [ \ tan \ varphi = \ frac { b } { a } \ ]
2. Biểu diễn hàm điều hòa dưới dạng số phức
Xét hàm điều hòa x = Acos ( ωt + ϕ ). Biểu diễn x bằng vectơ quay, tại t = o ta có :
\ [ \ begin { array } { l } x = A \ cos \ left ( { \ omega t + \ varphi } \ right ) \ \ \ Leftrightarrow \ overrightarrow A : \ left \ { { \ begin { array } { * { 20 } { c } } { \ left | { \ overrightarrow A } \ right | = OM = A } \ \ { \ varphi = \ left ( { Ox, \ overrightarrow { OM } } \ right ) } \ end { array } } \ right. \ end { array } \ ]
Ta thấy : \ [ \ left \ { { \ begin { array } { * { 20 } { c } } { a = A \ cos \ varphi } \ \ { b = A \ sin \ varphi } \ end { array } } \ right. \ ]. Tại t = 0 ta trình diễn x bởi \ [ \ overline x = a + bi = A \ left ( { \ cos \ varphi + i \ sin \ varphi } \ right ) = A { e ^ { i \ varphi } } \ ]
II. Các thao tác cơ bản trong tính toán bằng máy tính
1. Các thao tác nhập xuất trên máy Casio Fx570ES/VN
2. Bảng nhập xuất một số hằng số dùng cho Vật lý 12
Lưu ý : Khi nhập xuất các số liệu này thường máy tính chỉ trả về dạng kí hiệu ( Ví dụ : mn ; me ; e ; … ). Để hiển thị giá trị tất cả chúng ta nhấn = sẽ thấy các giá trị số của các đại lượng trên .
III PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH
Dạng 1: TÌM NHANH MỘT ĐẠI LƯỢNG BẰNG CHỨC NĂNG SOLVE
Chức năng SOLVE giúp người dùng hoàn toàn có thể tìm nhanh một đại lượng chưa biết. Việc sử dụng công dụng này giống như tất cả chúng ta đang giải một phương trình. Thông thường tất cả chúng ta phải triển khai nhiều thao tác giải như nhân chéo, chuyển vế đổi dấu, mới ra nghiệm cần tìm. Việc này thường chiếm khá nhiều thời hạn trong việc làm bài thi trắc nghiệm. Chưa kể đến việc nhân chia sai cho tác dụng không như ý muốn .
Thao tác nhập xuất
• Xác định đa thức cần đo lường và thống kê
• Nhập ẩn số X : ALPHA )
• Nhập dấu = : ALPHA CALC
• Thực hiện giải : SHIFT CALC =
VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1. Gia tốc trọng trường tại nơi có con lắc đơn, khi biết chu kỳ T = 2(s) và chiều dài của con lắc đơn dao động nhỏ là 1 m là:
A. g = 9,78 m / s2 .
B. g = 9,87 m / s2 .
C. g = 9,96 m / s2 .
D. g = 9,69 m / s2 .
Hướng dẫn giải
Chu kì của con lắc đơn được tính theo công thức : \ [ T = 2 \ pi \ sqrt { \ frac { \ ell } { g } } \ ]. Thực hiện nhập tài liệu vào máy tính theo cấu trúc \ [ 2 = 2 \ pi \ sqrt { \ frac { 1 } { X } } \ ]
• Nhập máy tính:
• Bấm
Kết quả hiển thị X = 9,869604401
Vậy tần suất trọng trường g ≈ 9,87 m / s 2. Đáp án B.
Ví dụ 2. Một mạch dao động gồm một tụ điện có điện dung C và một cuộn cảm có độ tự cảm L. Mạch dao động có tần số riêng 100kHz và tụ điện có C = 5nF. Độ tự cảm lúcủa mạch dao động là:
A. 5.10 – 5 H.
B. 5.10 – 4 H.
C. 5.10 – 3 H.
D. 2.10 – 4 H.
Hướng dẫn giải
Tần số riêng của mạch giao động : \ [ f = \ frac { 1 } { { 2 \ pi \ sqrt { LC } } } \ ]
Thực hiện nhập tài liệu vào máy tính cấu trúc
\ [ 100000 = \ frac { 1 } { { 2 \ pi \ sqrt { { { 5.10 } ^ { – 9 } } X } } } \ ]
• Nhập dữ liệu:
• Bấm Kết quả hiển thị X = 5,0660×10-4
Vậy độ tự cảm L ≈ 5.10 – 4 H. Đáp án B.
Ví dụ 3 Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40cm. Khi ở vị trí x = 10 cm vật có vận tốc \[20\pi \sqrt 3 \]cm/s. Chu kì dao động của vật là
A. 1 s .
B. 0,5 s .
C. 0,1 s .
D. 5 s .
Hướng dẫn giải
Xuất phát từ công thức liên hệ :
\[\begin{array}{l}{A^2} = {x^2} + {\left( {\frac{v}{\omega }} \right)^2}\\ \Leftrightarrow {20^2} = {x^2} + {\left( {\frac{{vT}}{{2\pi }}} \right)^2}\\ = {10^2} + {\left( {\frac{{20\pi \sqrt 3 T}}{{2\pi }}} \right)^2}\end{array}\]
• Nhập:
• Bấm Kết quả hiển thị X = 1. Đáp án A.
Ví dụ 4. Khi treo vật nặng có khối lượng m vào lò xo có độ cứng k1 = 60 N/m thì vật dao động với chu kì \[\sqrt 2 s\]Khi treo vật nặng đó vào lò xo có độ cứng k2 = 0,3 N/cm thì vật dao động điều hoà với chu kì là
A. 4 s .
B. 2 s .
C. 0,5 s .
D. 3 s .
Hướng dẫn giải
Các em tự chứng tỏ công thức : \ [ \ frac { { { T_1 } } } { { { T_2 } } } = \ sqrt { \ frac { { { k_2 } } } { { { k_1 } } } } \ ] với T2 là ẩn số X cần tìm
• Nhập:
• Bấm Kết quả hiển thị X = 2. Đáp án B.
Ví dụ 5. Điện áp xoay chiều đặt vào hai đầu một đoạn mạch R, L, C không phân nhánh. Điện áp hiệu dụng hai đầu mạch là 100V, hai đầu cuộn cảm thuần L là 120V, hai bản tụ C là 60V. Điện áp hiệu dụng hai đầu R là:
A. 80 V.
B. 140 V.
C. 260 V.
D. 20 V.
Hướng dẫn giải
Hiệu điện thế hiệu dụng hai đầu đoạn mạch :
\ [ { U ^ 2 } = U_R ^ 2 + { \ left ( { { U_L } – { U_C } } \ right ) ^ 2 } \ ] Với UR là biến số X .
• Nhập:
• Bấm Kết quả hiển thị X = 80 hay UR = 80V. Đáp án A.
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Trong thực hành, để đo gia tốc trọng trường, một học sinh dùng một con lắc đơn có chiều dài dây treo 80 cm. Khi cho con lắc dao động điều hòa, học sinh này thấy con lắc thực hiện được 20 dao động toàn phần trong thời gian 36 s. Theo kết quả thí nghiệm trên, gia tốc trọng trường tại nơi học sinh làm thí nghiệm bằng:
A. g = 9,748 m / s2 .
B. g = 9,874 m / s2 .
C. g = 9,847 m / s2 .
D. g = 9,783 m / s2 .
Câu 2. Trên một sợi dây dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với 2 bụng sóng. Bước sóng của sóng trên dây là:
A. 1 m .
B. 2 m .
C. 0,5 m .
D. 0,25 m .
Câu 3. Một sóng cơ có tần số 50 Hz truyền theo phương Ox có tốc độ 30 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương Ox mà dao động của các phần tử môi trường tại đó lệch pha nhau \[\frac{\pi }{3}\]bằng
A. 20 cm .
B. 10 cm .
C. 5 cm .
D. 60 cm .
Câu 4. Người ta truyền một công suất 500 kW từ một trạm phát điện đến nơi tiêu thụ bằng đường dây một pha. Biết công suất hao phí trên đường dây là 10 kW, điện áp hiệu dụng ở trạm phát là 35 kV. Coi hệ số công suất của mạch truyền tải điện bằng 1. Điện trở tổng cộng của đường dây tải điện là
A. 55 Ω .
B. 38 Ω .
C. 49 Ω .
D. 52 Ω .
Câu 5. Công thoát êlectron của một kim loại là 4,14 eV. Giới hạn quang điện của kim loại này là
A. 0,6 µm .
B. 0,3 µm .
C. 0,4 µm .
D. 0,2 µm .
Câu 6. Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là m1 = 300 gam dao động điều hòa với chu kì 1s. Nếu thay vật nhỏ có khối lượng m1 bằng vật nhỏ có khối lượng m2 thì con lắc dao động với chu kì 0,5s. Giá trị m2 bằng
A. 100 gam .
B. 150 gam .
C. 25 gam .
D. 75 gam .
Dạng 2: GIÁ TRỊ TỨC THỜI TRONG HÀM ĐIỀU HÒA
Li độ tức thời trong giao động điều hòa – Độ lêch pha
Xét một vật giao động điều hòa có phương trình giao động ( li độ ) : x = Acos ( ωt + ϕ )
• Tại thời gian t1 vật có li độ x1
• Hỏi tại thời gian t2 = t1 + ∆ t vật có li độ x = ?
Hướng dẫn : Độ lệch pha giữa x1 và x2 : ∆ ϕ = ω. ∆ t. Suy ra li độ của vật tại thời gian t2 là
\[{x_2} = A\cos \left( { \pm {{\cos }^{ – 1}}\left( {\frac{{{x_1}}}{A}} \right) + {\Delta _\varphi }} \right)\]
Nếu đề không nói đang tăng hay đang giảm, ta lấy dấu ( + ) .
Thao tác trên máy:
Xem thêm
Source: https://vietsofa.vn
Category : Góc học tập
+ There are no comments
Add yours