Đang tải... (xem toàn văn)
Full toàn bộ lý thuyết Vật lý lớp 10 soạn theo sách giáo khoa mới, tổng hợp cả 3 sách kết nối tri thức, chân trời sáng tạo và cánh diều. Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới Full toàn bộ lý thuyết Vật lý lớp 10 soạn theo sách giáo khoa mới, tổng hợp cả 3 sách kết nối tri thức, chân trời sáng tạo và cánh diều. Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới Full toàn bộ lý thuyết Vật lý lớp 10 soạn theo sách giáo khoa mới, tổng hợp cả 3 sách kết nối tri thức, chân trời sáng tạo và cánh diều. Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới Full toàn bộ lý thuyết Vật lý lớp 10 soạn theo sách giáo khoa mới, tổng hợp cả 3 sách kết nối tri thức, chân trời sáng tạo và cánh diều. Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới Full toàn bộ lý thuyết Vật lý lớp 10 soạn theo sách giáo khoa mới, tổng hợp cả 3 sách kết nối tri thức, chân trời sáng tạo và cánh diều. Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới Tài liệu dạy thêm cho vật lí 10 chương trình mới
PHẦN MỞ ĐẦU BÀI 1: ĐƠN VỊ VÀ SAI SỐ TRONG VẬT LÍ I ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN TRONG VẬT LÍ 1.Các đơn vị Hệ đơn vị SI – Hệ thống đo lường quốc tế Những đơn vị khác gọi đơn vị dẫn xuất Tên kí hiệu tiếp đầu ngữ bội số, ước số thập phân đơn vị Để viết đơn giản người ta sử dụng kí hiệu để thay giá trị thập phân VD: 103 m = 1km ; 10-9 m = 1nm;… Vận dụng: Đổi đơn vị sau 5nm = m 6μA = A 10 A = mA 12h = s 0,2 g = kg 90min = s 27,3 ngày = s mm2= m2 5.000.000 pm = 1μm = m m 30 cm = m 56 cm2= m2 10-2 km2 = m2 15 mm3= m3 6000 cm3 = m3 0,5 cm/s2 = m/s2 7,2 km/h = m/s 15 m/s = km/h 18 km/h = m/s 80 cm/s = m/s 7,5 N/cm = 7,5 N/m kN/m = N/m 1g/cm3 = kg/m3 64,3 mN = N Thứ nguyên - Thứ nguyên đại lượng quy luật nêu lên phụ thuộc đơn vị đo đại lượng vào đơn vị - Một đại lượng vật lý biểu diễn nhiều đơn vị khác có thứ nguyên - Cách kí hiệu: Đại lượng X có thứ ngun [X] VD1: Qng đường có đơn vị m, dặm, hải lí, số… thứ nguyên L VD2: Thứ nguyên vận tốc (v=s/t) có thứ nguyên [L.T-1] Lưu ý: Trong biểu thức vật lí: – Các số hạng phép cộng (hoặc trừ) phải có thứ nguyên – Hai vế biểu thức vật lí phải có thứ ngun LUYỆN TẬP Bài 1: Phân tích thứ nguyên khối lượng riêng ρ, công suất P, áp suất p theo thứ nguyên đại lượng Từ cho biết đơn vị ρ, P, p hệ SI Bài 2: Hiện có đơn vị thường dùng đời sống picơmét (pm), miliampe (mA) (ví dụ kích thước hạt bui khoảng 2,5 pm; cường độ dòng điện dùng châm cứu khoảng mA) Hãy xác định đơn vị tiếp đầu ngữ đơn vị Bài 3: Lực cản khơng khí tác dụng lên vật phụ thuộc vào vận tốc chuyển động theo công thức F = -k.v2 Biết thứ nguyên lực M.L.T-2 Xác định thứ nguyên đơn vị k hệ SI II SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO Các phép đo vật lí - Phép đo đại lượng vật lí phép so sánh chúng với đại lượng loại quy ước làm đơn vị - Có loại phép đo: + Phép đo trực tiếp: giá trị đại lượng cần đo đọc trực tiếp dụng cụ đo (ví dụ đo khối lượng cân, đo thể tích bình chia độ) + Phép đo gián tiếp: giá trị đại lượng cần đo xác định thông qua đại lượng đo trực tiếp (ví dụ đo khối lượng riêng) - Sai số: sai lệch phép đo so với giá trị thực đại lượng cần đo - Mỗi phép đo tồn sai số Nguyên nhân giới hạn độ xác dụng cụ đo, kĩ thuật đo, quy trình đo, chủ quan người đo,… Các loại sai số phép đo: loại 2.1 Sai số hệ thống - Sai số hệ thống sai số có tính quy luật lặp lại tất lần đo Sai số hệ thống làm cho giá trị đo tăng giảm lượng định so với giá trị thực VD: dùng thước có độ chia nhỏ đến 1mm đo chiều dài vật kết đo luôn tăng giảm 1mm - Nguyên nhân: dụng cụ đo sản xuất khơng xác, chưa hiệu chỉnh đo, tật người đo,… - Khắc phục: thường xuyên hiệu chỉnh dụng cụ đo, sử dụng thiết bị đo có độ xác cao,… - Sai số hệ thống xuất phát từ độ chia nhỏ dụng cụ gọi sai số dụng cụ tính ½ độ chia nhỏ dụng cụ VD: Độ chia nhỏ thước 1mm => Sai số dụng cụ 0.5 mm 2.2 Sai số ngẫu nhiên - Sai số ngẫu nhiên sai số xuất phát từ sai sót, phản xạ người làm thí nghiệm từ yếu tố ngẫu nhiên bên ngồi Sai số thường có ngun nhân không rõ ràng dẫn đến phân tán kết đo xung quanh giá trị trung bình VD: + Khi đo thời gian rơi vật đồng hồ bấm giây, phản xạ người đo gây sai số ngẫu nhiên + Khi đo khối lượng vật nhỏ cân số có độ nhạy cao, yếu tố khách quan gió, bụi gây sai số ngẫu nhiên - Cách khắc phục: đo nhiều lần lấy giá trị trung bình để hạn chế phân tán số liệu đo Cách biểu diễn sai số phép đo Biểu diễn đại lượng vật lí Giá trị trung bình x = x x x= Sai số tuyệt đối trung bình ( x ) x1 + x + + x n n x i = x − x i x1 + x + + x n n x dc = ½ đơn vị chia nhỏ nhà sản xuất cung cấp x = x + x dc => x = Sai số dụng cụ x dc Sai số tuyệt đối (∆x) Sai số tương đối (δx) (mức độ xác phép đo) x = x 100% x Cách ghi kết đo Kết đo đại lượng x ghi dạng: Cách 1: ( x − x ) x ( x + x ) (ít dùng) Cách 2: x = x x - Chữ số có nghĩa: + Tất chữ số khác phép đo số có nghĩa VD: Các số đo: 24,7 m; 714 m, 34900 Những số có số có nghĩa + Chữ số xuất số ko phải số có nghĩa VD: 7003 m; 40,79 m; 1,503 m Những số có số có nghĩa + Chữ số xuất trước số khác khơng có nghĩa VD: 0,0071 m; 0,42 m; 0,000099 m Những số có số có nghĩa + Chữ số cuối số bên phải dấu phẩy thập phân số có nghĩa VD: 43,00 m; 1,010 m; 9,000m Những số có số có nghĩa + Các số phức tạp thường chuyển sang dạng số luỹ thừa thập phân có số phần nguyên tính vào số có nghĩa VD: 1,064.103có số có nghĩa; 5,20.10-4có số có nghĩa; 5,2.10-4có số có nghĩa - Quy tắc làm trịn số: + ∆x: thường viết đến chữ số có nghĩa tới đơn vị ĐCNN dụng cụ đo + Giá trị trung bình x phải làm trịn cho chữ số cuối hàng với chữ số thập phân sai số tuyệt đối Vd: 2,5±0,2 + Làm trịn số: chữ số 5 thêm VD: 2,43≈2,4 ; 2,45≈2,5 + Khi cộng trừ: kết cuối cần làm tròn để có số chữ số thập phân với số hạng có số chữ số thập phân nhỏ (giống số hạng số thập phân nhất) VD: 98,216 + 2,3 = 100,516 ≈100,5 + Khi nhân chia: kết cuối phải có số lượng chữ số có nghĩa với số có chữ số có nghĩa phép tính (giống số hạng chữ số có nghĩa nhất) VD: 3,69 x 2,3059 = 8,508771 ≈8,51 VD1: Cách xác định sai số phép đo gián tiếp Đo gián tiếp (+; -) Đo gián tiếp (×; ÷) F = a.x m F = x + y-z m F = a.x F= x+y−z n y zk y z F = x + y + z n k F = m.x + n.y + k.z ; Kết quả: F = F F F = F F VD: Giả sử chiều dài hai đoạn thẳng có giá trị đo a = 51 ± cm b = 49 ± cm Trong đại lượng tính theo cách sau đây, đại lượng có sai số tương đối lớn nhất: A a+b B a-b C a.b D a b PHẦN II ĐỘNG HỌC Động học nghiên cứu chuyển động vậ mà chưa để ý đến lực tác dụng lên vật Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác BÀI 2: TỐC ĐỘ, ĐỘ DỊCH CHUYỂN, VẬN TỐC I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG CHUYỂN ĐỘNG Chất điểm - Chất điểm: Một vật chuyển động coi chất điểm kích thước nhỏ so với qng đường Chất điểm coi điểm hình học có khối lượng vật - Quỹ đạo: Đường nối vị trí liên tiếp vật theo thời gian trình chuyển động + Quỹ đạo chuyển động đường thẳng: chuyển động thẳng + Quỹ đạo chuyển động đường cong: chuyển động cong + Quỹ đạo chuyển động đường tròn: chuyển động tròn Hệ quy chiếu 2.1 Cách xác định vị trí chất điểm: + Chọn vật làm gốc O: thường chọn vật đứng yên + Chọn hệ tọa độ gắn với O Vị trí chất điểm tọa độ vật hệ tọa độ • Khi chất điểm M chuyển động đường thẳng: x = OM • Khi chất điểm M chuyển động mặt phẳng: (x = OH ; y = OK ) (Ox Oxy Oxyz): thường chọn gốc tọa độ trùng với vật làm mốc, chiều dương trục tọa độ chiều chuyển động - Trong thực tế, người ta thường chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lí, có gốc vị trí vật mốc, trục hồnh đường Tây – Đông, trục tung đường Bắc – Nam VD: OA = 20 m : điểm A cách điểm gốc 20 m theo hướng 45o Đông – Bắc A (d = 20 m; 45o Đông – Bắc) 2.2 Cách xác định thời gian - Dùng đồng hồ - Chọn gốc thời gian (t = 0) gắn với đồng hồ - Thời điểm t : khoảng thời gian từ gốc thời gian đến lúc - Khoảng thời gian khoảng cách thời gian thời điểm 2.3 Hệ quy chiếu HỆ QUY CHIẾU = Hệ tọa độ gắn với vật mốc + đồng hồ gốc thời gian II ĐỘ DỊCH CHUYỂN (d) - Độ dịch chuyển đại lượng vectơ cho biết khoảng cách mà vật dịch chuyển theo hướng xác định - Độ dịch chuyển xác định mũi tên nối vị trí đầu vị trí cuối chuyển động vật - Độ lớn độ dịch chuyển xác định độ biến thiên toạ độ vật d = x − x1 = x (=tọa độ sau – tọa độ trước) - Lưu ý: + Độ dịch chuyển đại lượng vectơ ( d ) • Gốc: vị trí ban đầu • Phương chiều: hướng từ vị trí đầu đến vị trí cuối • Độ lớn: khoảng cách vị trí đầu vị trí cuối • Giá trị: dương, âm khơng - Phân biệt độ dịch chuyển quãng đường + Khi vật chuyển động thẳng không đổi chiều: s = + Quãng đường đại lượng không âm VD1: d VD2: III TỐC ĐỘ - Tốc độ trung bình (vtb): Là đại lượng xác định thương số quãng đường vật khoảng thời gian ∆t s v tb = t - s: quãng đường (km, m, cm, ) - ∆t: thời gian hết quãng đường s (giờ, phút, giây,…) - vtb: tốc độ trung bình quãng đường s (km/h, cm/s,…) Trong hệ SI: đơn vị vận tốc m/s Đổi đơn vị: 1m/s = 3,6 km/h + Ý nghĩa: Đại lượng đặc trưng cho tính chất nhanh, chậm chuyển động + Hệ quả: v tb = s1 + s + + s n ; s = v.∆t; ∆t = s/vtb t1 + t + + t n - Tốc độ tức thời (v): tốc độ trung bình tính khoảng thời gian nhỏ + Ý nghĩa: diễn tả nhanh, chậm chuyển động thời điểm Lưu ý: + Tốc độ dương + Tốc độ tức thời không thay đổi quãng đường: chuyển động + Khơng tính tốc độ trung bình cách lấy trung bình cộng tốc độ đoạn đường khác v tb v1 + v + + v n n + Tốc độ tức thời v thay đổi quãng đường được: chuyển động không VD: IV VẬN TỐC ( ) - Vận tốc trung bình v tb đại lượng vectơ xác định thương số độ dịch chuyển vật thời gian để vật thực độ dịch chuyển ( ) Vectơ vận tốc trung bình v tb - Gốc - Hướng - Độ lớn v tb = d x = t t Tại vật chuyển động Là hướng độ dịch chuyển d v tb = (vtb >0, Tọa độ chất điểm sau thời gian t: x = x0 + v.t ( ) - Vận tốc tức thời v : vận tốc trung bình khoảng thời gian nhỏ Độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời - Ý nghĩa: vận tốc cho biết hướng độ nhanh chậm chuyển động - Lưu ý: + Khi vật chuyển động thẳng không đổi chiều: d = s => độ lớn vận tốc trung bình = tốc độ trung bình + Độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời BẢNG SO SÁNH Trung bình Tức thời Tốc độ quãng đường Tốc độ trung bình = t s CT: v tb = t Tốc độ tức thời (v): tốc độ trung bình tính khoảng thời gian nhỏ Bổ trợ toán: Chu vi đường tròn: C = 2πR 10 Vận tốc Vận tốc trung bình = CT: v tb = d x = t t Vận tốc tức thời Độ dịch chuyển thời gian ( v) : vận tốc trung bình khoảng thời gian nhỏ VI ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG VẬT Khi khoảng cách hai điểm vật khơng đổi, vật gọi vật rắn - Khi vật rắn trạng thái cân bằng, lực tác dụng vào vật phải có hai điều kiện sau + Hợp lực tác dụng lên vật không: F1 + F2 + + Fn = + Tổng momen lực tác dụng lên vật điểm không ∑ 𝑀𝑡𝑟á𝑖 = ∑ 𝑀𝑝ℎả𝑖 VD1 (CTST) Người ta tác dụng lực F có độ lớn 80 N lên tay quay để xoay cối xay Hình 14P.1 Cho F có phương tiếp tuyến với bề mặt cối xay, khoảng cách từ tay quay đến tâm quay d = 40 cm Xác định moment lực F trục quay qua tâm cối xay VD2 (CTST) : Để nhổ đinh ghim vào bàn tạo thành góc 30o so với phương thẳng đứng, ta tác dụng lực F = 150 N theo phương vng góc với cán búa Hình 14P.2 Búa quay quanh trục quay vng góc với mặt phẳng hình vẽ điểm O, khoảng cách từ điểm đặt tay đến trục quay 30 cm khoảng cách từ đầu đinh đến trục quay cm Xác định lực búa tác dụng lên đinh Đ.a: 1800N 38 PHẦN III CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN BÀI 12: CƠNG – CƠNG SUẤT – HIỆU SUẤT I NĂNG LƯỢNG - Năng lượng đại lượng vật lí đặc trưng cho khả sinh cơng vật - Tính chất: + Năng lượng đại lượng vơ hướng + Năng lượng tồn dạng khác VD: năng, nhiệt năng, hoá năng, quang năng… + Năng lượng truyền từ vật sang vật khác, chuyển hoá qua lại dạng khác hệ, thành phần hệ + Trong hệ SI, lượng có đơn vị joule (J) + Một đơn vị thông dụng khác lượng calo Một calo lượng lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ g nước lên thêm oC cal = 4,184 J - Định luật bảo tồn lượng: Năng lượng khơng tự nhiên sinh không tự nhiên mà truyền từ vật sang vật khác chuyển hoá từ dạng sang dạng khác Như vậy, lượng ln bảo tồn VD: đun nước: nhiệt -> động cắm điện thắp bóng đèn: điện -> nhiệt -> quang thả rơi vật: -> động II CƠNG Khi lực 𝐹⃗ khơng đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc α cơng thực lực tính theo cơng thức: A=Fdcosα Đơn vị: J (Jun); 1J = 1N.m Trong đó: + A: công (J) + d: độ dịch chuyển (m) + F: độ lớn lực tác dụng (N) + α: góc hợp véctơ lực véctơ chuyển dời - Đặc điểm: + Công đại lượng vô hướng + 0o ≤α≤90o A>0 => cơng phát động + 90o ≤α≤180o A cơng cản + α=90o A=0 => lực tác dụng lên vật không thực công - Thực công cách truyền lượng từ vật sang vật khác làm vật khác thay đổi trạng thái chuyển động Độ lớn công mà lực thực phần lượng mà lực tác dụng truyền cho vật III CÔNG SUẤT 39 - Khái niệm: Công suất đại lượng đặc trưng cho khả thực công nhanh hay chậm người thiết bị sinh cơng (cơng suất hay cịn gọi tốc độ sinh công) - Công thức: P = A t Đơn vị: W (oát); 1W = 1J/1s 1kW = 103 W; 1MW = 106 W HP (mã lực): 1HP = 736W - Cơng thức tính cơng: A = P.t (kWh) 1kWh công thiết bị sinh cơng có cơng suất 1kW thực 1h 1kWh = 3,6.106 J - Liện hệ công suất với lực: P= A F.s = P = F.v t t + Nếu v vận tốc trung bình P cơng suất trung bình + Nếu v vận tốc tức thời P cơng suất tức thời IV HIỆU SUẤT - Hiệu suất động tỷ số cơng suất có ích cơng suất tồn phần động cơ, đặc trưng cho hiệu làm việc động P' A' H = 100% = 100% P A P’: cơng suất có ích; P: cơng suất tồn phần ∆P = P – P’: cơng suất hao phí động A’: cơng có ích; A: cơng tồn phần ∆A = A – A’: cơng hao phí động Lưu ý: Hiệu suất động ln nhỏ ln có mát lượng hoạt động 40 BÀI 13: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG CƠ NĂNG – BẢO TOÀN CƠ NĂNG I ĐỘNG NĂNG Động vật lượng có vật chuyển động Wd = mv (J) Với m khối lượng vật, v tốc độ vật thời điểm khảo sát - Tính chất: + Phụ thuộc vào khối lượng tốc độ chuyển động vật + Động đại lượng vô hướng, khơng âm + Động có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu VD: Một tơ có khối lượng 1,5 chuyển động thẳng với tốc độ không đổi 80 km/h, sau giảm tốc độ đến 50 km/h, cuối dừng lại hẳn Tìm động ô tô thời điểm ứng với giá trị tốc độ cho * Định lí động năng: Độ biến thiên động vật công lực tác dụng lên vật khoảng thời gian 2 mv − mv1 = A 2 II THẾ NĂNG Thế trường trọng lực Một vật có khối lượng m độ cao h so với vị trí làm gốc dự trữ dạng lượng gọi trọng trường Wt = mgh (J) - Lưu ý: + Để xác định năng, ta cần phải chọn gốc vị trí mà + Khi chọn gốc toạ độ trùng gốc chiều dương trục Oz hướng lên vị trí phía gốc có giá trị h > 0, vị trí phía gốc có giá trị h < + Độ biến thiên hai vị trí khơng phụ thuộc vào việc chọn gốc * Mối liên hệ công - Khi vật rơi tự do, công trọng lực xác định: A1 = P.h.cos0o = mgh - Khi vật trượt không ma sát mặt phẳng nghiêng, công trọng lực xác định: A = P.h.cos=mgh=A1 => Công trọng lực không phụ thuộc vào đường mà phụ thuộc vào vị trí đầu vị trí cuối, lực có tính chất gọi lực bảo toàn (lực thế) => Trọng lực lực thế, trường trọng lực trường 41 - Công lực độ giảm vật: A = Wt1 − Wt III CƠ NĂNG Cơ vật tổng động vật W = Wd + Wt - Tính chất + Động chuyển hố qua lại lẫn + Định lí bảo tồn năng: Khi vật chuyển động trọng trường chịu tác dụng trọng lực vật bảo tồn (khơng đổi) W = const Hệ quả: trường trọng lực, vị trí vật có động cực đại cực tiểu ngược lại W = Wdmax = Wtmax - Biến thiên năng: Nếu lực vật chuyển động cịn chịu tác dụng lực khơng phải lực (lực ma sát, lực cản…) vật không bảo toàn W2 – W2 = A12 * Cơ lắc đơn Con lắc đơn có chiều dài l, nặng có khối lượng m, dao động Tại vị trí A: WtA = mgh A = mg(l − h) = mgl(1 − cos ) Wtmax = W = mgl(1 − cos ) WdA = Tại vị trí B bất kỳ: WtB = mgl(1 − cos) WdB = mvB2 Bảo toàn năng: WA = WB mgl(1 − cos0 ) = mgl(1 − cos) + mv B2 v B = gl(cos-cos ) Tại vị trí O (gốc năng) v O = gl(1-cos ) 42 BÀI 14 ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Động lượng - Đại lượng đặc trưng cho khả truyền chuyển động vật lên vật khác thông qua tương tác chúng gọi động lượng - Động lượng vật đại lượng đo tích khối lượng vận tốc vật p = mv Độ lớn: p = m.v (kg.m/s) Lưu ý: động lượng hướng với vận tốc VD (CTST) : Trong trận bóng đá, cầu thủ A có khối lượng 78 kg chạy dẫn bóng với tốc độ 8,5 m/s Trong đó, cầu thủ B có khối lượng 82 kg (ở đội đối phương) chạy đến tranh bóng với tốc độ 9,2 m/s theo hướng ngược với hướng cầu thủ A (Hình 18.4) a) Hãy xác định hướng độ lớn vectơ động lượng cầu thủ b) Hãy xác định vectơ tổng động lượng hai cầu thủ Xung lực Một lực F tác dụng lên vật khoảng thời gian ngắn ∆t tích F ∆t gọi xung lượng lực F khoảng thời gian ∆t Ta có: F = m.a = m ( ) v mv p hay F.t = p (N.s) (*) = = t t t Biểu thức (*) dạng tổng quát định luật II Newton Định luật bảo tồn động lượng a Hệ kín (hay hệ cô lập) - Một hệ nhiều vật gọi hệ kín khơng có ngoại lực tác dụng lên hệ có lực cân Trong hệ kín có nội lực (các lực tác dụng vật hệ) tương tác vật Các nội lực theo định luật Newton trực đối đôi VD: Vật chuyển động không ma sát mặt phẳng ngang xem hệ kín trọng lực cân với phản lực - Nếu trình tương tác, nội lực xuất lớn ngoại lực nhiều bỏ qua ngoại lực coi hệ kín VD: đạn nổ, pháo nổ,… b Định luật bảo toàn động lượng - Nội dung: Động lượng tồn phần hệ kín đại lượng bảo toàn p1 + p + + p n = p1' + p'2 + + p 'n - Biểu thức định luật trường hợp hệ gồm hai vật Trước tương tác v1 , v 43 Sau tương tác v1 ', v ' m1 v1 + m v = m1 v'1 + m v'2 Chú ý: hình chiếu lên phương tổng ngoại lực tác dụng lên hệ hình chiếu theo phương tổng động lượng hệ bảo toàn Các loại va chạm 4.1 Va chạm đàn hồi va chạm vật trở hình dạng ban đầu chuyển động tác rời với vận tốc khác Theo định luật bảo toàn động lượng: m1v1 + m v = m1v1 '+ m v ' m1v12 m v 22 mv1'2 mv 2'2 + = + Động hệ bảo toàn: 2 2 ( m1 − m2 ) v1 + 2m2 v2 v'1 = m1 + m => v' = ( m − m1 ) v + 2m1v1 m1 + m Các trường hợp đặc biệt: + Nếu m1 = m2 v1’ = v2 v2’=v1 + Nếu m1 >> m2 v1 = m2 v'1 = 0;v'2 = − v m1 4.2 Va chạm mềm sau va chạm vật dính vào nhau, chuyển động với vận tốc sau va chạm Trong va chạm mềm phần động hệ chuyển thành nội toả nhiệt => động hệ khơng bảo tồn 44 Gọi v vận tốc vật m đến va chạm với vật M đứng yên, sau va chậm vật m M dính vào có vận tốc V Theo định luật bảo toàn động lượng: mv = ( m + M ) V Vì v V phương nên: mv = ( m + M ) V V = 45 mv M+m BÀI 15: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN I CHUYỂN ĐỘNG TRỊN Các dạng chuyển động trịn ví dụ như: cánh quạt, kim đồng hồ đu quay… Để xác định vị trí vật chuyển động trịn, người ta dựa vào: + Quãng đường s (cung tròn s) vật + Độ dịch chuyển góc θ (tính từ vị trí ban đầu) Độ dịch chuyển góc: Xét vật chuyển động đường trịn bán kính r Trong thời gian t vật quãng đường s Độ dịch chuyển góc: = s (rad – radian) r 1800 Đổi đơn vị: 1rad = => π rad = 1800 ; 2π rad = 3600 II CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Tốc độ góc Là đại lượng đặc trưng cho nhanh hay chậm chuyển động tròn = (rad/s) t Tốc độ Là đại lượng đặc trưng cho nhanh hay chậm chuyển động tròn v= s (m/s) t - Liên hệ tốc độ vận tốc góc: v = ω R (m/s) Vận tốc chuyển động tròn đều: + Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo đường tròn + Chiều: theo chiều chuyển động + Độ lớn: không đổi v = ω R Chu kỳ Là khoảng thời gian vật vòng đường tròn T= 2 (s) Tần số Là số vòng vật giây f= = (Hz) T 2 Gia tốc hướng tâm 46 Vì phương vận tốc thay đổi q trình chuyển động nên chuyển động trịn có gia tốc + Phương: trùng với bán kính + Chiều: Hướng tâm vòng tròn quỹ đạo (hay gọi gia tốc hướng tâm) + Độ lớn: a ht = v2 = 2 R : không đổi (m/s2) R R2 Bsung: Gia tốc độ cao h: g h = g (R + h) Diện tích cung trịn: S = r 47 BÀI 16: ĐỘNG LỰC HỌC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN I LỰC HƯỚNG TÂM Lực (hay hợp lực) tác dụng lên vật chuyển động tròn hướng vào tâm quỹ đạo gọi lực hướng tâm v2 Fht = m.a ht = m = m.2 r (N) r Lực hướng tâm có: + Phương: dọc theo bán kính + Chiều: hướng vào tâm quỹ đạo + Độ lớn: không đổi Fht Chú ý: + a ht ⊥ Fht + Điều kiện để vật chuyển động tròn đều: hợp lực tác dụng lên vật phải hướng vào tâm quỹ đạo vật Ví dụ: II PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Bước 1: Xác định tất lực tác dụng lên vật: F1 ,F2 , ,Fn Bước 2: Áp dụng định luật II Newton F1 + F2 + + Fn = m.a (*) Bước 3: Chiếu phương trình (*) lên trục trùng phương bán kính, chiều (+) hướng vào tâm Bước 4: Tính tốn III LỰC QN TÍNH LI TÂM CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM Trong hệ quy chiếu phi quán tính gắn với bàn quay, vật m nằm trạng thái cân chịu thêm tác dụng lực quán tính hướng xa tâm O gọi lực quán tính li tâm Lực li tâm có độ lớn với lực hướng tâm Trường hợp: 48 + Nếu bàn quay không nhanh: Flt = Fmsn : vật đứng yên so với mặt bàn + Nếu bàn quay quay với tốc độ góc đủ lớn: Flt >Fmsn : vật bị trượt xa tâm quay => chuyển động li tâm Ứng dụng: máy vắt li tâm 49 BÀI 17 BIẾN DẠNG VẬT RẮN BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI – BIẾN DẠNG KÉO Khi vật chịu tác dụng ngoại lực, vật rắn biến dạng Mức độ biến dạng phụ thuộc độ lớn ngoại lực + Biến dạng đàn hồi biến dạng mà ngoại lực tác dụng vào vật, vật lấy lại hình dạng kích thước ban đầu + Biến dạng dẻo biến dạng mà ngoại lực tác dụng vào vật, vật khơng lấy lại hình dạng kích thước ban đầu - Biến dạng kéo: kích thước vật theo phương tác dụng lực tăng lên so với kích thước tự nhiên - Biến dạng nén: kích thước vật theo phương tác dụng lực giảm xuống so với kích thước tự nhiên LỰC ĐÀN HỒI - Khi kéo nén lị xo lị xo biến dạng lực đàn hồi lò xo xuất hai đầu lò xo - Lực đàn hồi lò xo chống lại nguyên nhân làm biến dạng có xu hướng đưa hình dạng kích thước ban đầu - Giới hạn đàn hồi: Là độ dãn lớn mà ngừng tác dụng ngoại lực lò xo trở lại hình dạng kích thước ban đầu 3.ĐỊNH LUẬT HOOKE Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng đàn hồi lò xo 𝐹𝑑ℎ = 𝑘|∆𝑙| (N) + Gốc: đầu lò xo + Phương: dọc theo trục lò xo + Chiều: ngược chiều với chiều biến dạng Với k hệ số đàn hồi hay độ cức vật (N/m) ∆𝑙 = 𝑙 − 𝑙0 độ biến dạng vật (m) Chú ý: - Hệ số đàn hồi (hay độ cứng) vật rắn: + Phụ thuộc chất vật rắn 50 + Tỉ lệ thuận với tiết diện ngang tỉ lệ nghịch với chiều dài ban đầu vật đàn hồi CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 4.1 Vật treo vào lò xo treo thẳng đứng - Lò xo dãn đoạn: ∆𝑙 = 𝑙 − 𝑙0 - Chiều dài lò xo giãn: 𝑙 = 𝑙0 + ∆𝑙 - Chiều dài lò xo bị nén: 𝑙 = 𝑙0 − ∆𝑙 Ở vị trí cân bằng: Fdh = P k |∆𝑙| = mg 4.2 Vật m gắn vào lò xo độ cứng k, lò xo quay tròn n vòng/s quanh trục định Khi quay lực hướng tâm tác dụng vào cầu lực đàn hồi lị xo: F = m.aht = 𝑘|∆𝑙| 4.3 Cắt ghép lò xo 1 𝑘 𝑘1 - Ghép lò xo nối tiếp với nhau: = + 𝑘2 - Ghép lò xo song song với nhau: k = k1+k2 - Cắt lò xo chiều dài l thành phần l1, l2,…, ln: k.l = k1.l1 = k2.l2 =…= kn.ln 51 BÀI 18 KHỐI LƯỢNG RIÊNG ÁP SUẤT I KHỐI LƯỢNG RIÊNG Khối lượng riêng chất khối lượng đơn vị thể tích chất = m (kg/m3) V II ÁP LỰC VÀ ÁP SUẤT Áp lực lực ép lên bề mặt, kí hiệu FN Áp suất đặc trưng cho tác dụng áp lực: p= FN S Đơn vị: N/m2 hay Pa N/m2 = 1Pa 1atm = 1,013.105 Pa = 760 mmHg III ÁP SUẤT CHẤT LỎNG + Tại điểm chất lỏng, áp suất theo phương + Áp suất độ sâu khác khác Sự thay đổi áp suất theo độ sâu Áp suất thuỷ tĩnh Xét chất lỏng trạng thái cân tĩnh bình chứa + Áp suất điểm mặt phẳng nằm ngang + Gọi pa áp suất khí mặt thống chất lỏng ρ khối lượng riêng chất lỏng h độ sâu so với mặt thoáng chất lỏng điểm xét áp suất thuỷ tĩnh p (hay áp suất tĩnh) chất lỏng p = p a + gh IV PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CHẤT LƯU ĐỨNG YÊN p = p M − p N = g ( h1 − h ) 52