Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu giáo án dạy thêm môn Vật lý 10 cả năm cực hay, đã phân chia theo các buổi dạy trên lớp, chuẩn không cần chỉnh. Tải về sửa tên và dùng ngay. Giá rẻ bất ngờ, chỉ bảy ngàn đồng, mau mau kẻo hết ạ.
Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chuyên đề 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Chủ đề1 Chuyển động - Chuyển động thẳng Chuyển động + Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian + Những vật có kích thước nhỏ so với độ dài đường (hoặc với khoảng cách mà ta đề cập đến), coi chất điểm Chất điểm có khối lượng khối lượng vật + Hệ qui chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, gốc thời gian đồng hồ Chuyển động thẳng s + Tốc độ trung bình chuyển động cho biết mức độ nhanh, chậm chuyển động: v tb = ; đơn t vị tốc độ trung bình m/s + Chuyển động thẳng có quỹ đạo đường thẳng có tốc độ trung bình quãng đường + Đường chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0) (v > chọn chiều dương chiều chuyển động; v < chọn chiều dương ngược chiều chuyển động) Dạng tốn Lập phương trình Vẽ đồ thị tọa độ chuyển động thẳng * Các công thức + Đường chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0) (v > chiều chuyển động chiều với chiều dương trục tọa độ; v < chiều chuyển động ngược chiều với chiều dương trục tọa độ) * Phương pháp giải + Để lập phương trình tọa độ vật chuyển động thẳng ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương trục tọa độ) Chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0) - Xác định tọa độ ban đầu vận tốc vật vật (chú ý lấy xác dấu vận tốc) - Viết phương trình tọa độ vật vật + Để tìm vị trí theo thời điểm ngược lại ta thay thời điểm vị trí cho vào phương trình tọa độ giải phương trình để tìm đại lượng + Tìm thời điểm vị trí vật gặp nhau: Khi vật gặp tọa độ chúng phương trình (bậc nhất) có ẩn số t, giải phương trình để tìm t (đó thời điểm vật gặp nhau); thay t vào phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà vật gặp Đưa kết luận đầy đủ theo yêu cầu toán + Để vẽ đồ thị tọa độ vật chuyển động thẳng ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ, gốc thời gian (hệ trục tọa độ Oxt) - Lập bảng tọa độ-thời gian (x, t) Lưu ý phương trình tọa độ chuyển động thẳng phương trình bậc nên đồ thị tọa độ chuyển động thẳng đường thẳng ta cần xác định điểm đường thẳng đủ, trừ trường hợp đặc biệt trình chuyển động vật ngừng lại thời gian thay đổi tốc độ, ta phải xác định cặp điểm khác - Vẽ đồ thị tọa độ cách vẽ đường thẳng đoạn thẳng, đường thẳng qua cặp điểm xác định + Tìm vị trí theo thời điểm ngược lại: Từ thời điểm vị trí cho dựng đường vng góc với trục tọa độ tương ứng đến gặp đồ thị, từ điểm gặp đồ thị dựng đường vng góc với trục lại, đường gặp trục lại vị trí thời điểm cần tìm + Tìm thời điểm vị trí vật gặp nhau: Từ điểm giao đồ thị tọa độ hạ đường vng góc với trục đường gặp trục tọa độ thời điểm vị trí mà vật gặp * Bài tập Hai người chiều đường thẳng, người thứ với vận tốc không đổi 0,8 m/s Người thứ hai với vận tốc không đổi 2,0 m/s Biết hai người xuất phát từ vị trí a) Nếu người thứ hai khơng nghỉ sau đến địa điểm cách nơi xuất phát 780 m? b) Người thứ hai đoạn đường dừng lại, sau 5,5 phút người thứ đến Hỏi vị trí cách nơi xuất phát bao xa người thứ hai phải thời gian để đến đó? Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 1- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm * Hướng dẫn giải Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng hai người đi, gốc O vị trí xuất phát; chiều dương chiều chuyển động hai người Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc hai người xuất phát Với người thứ nhất: x01 = 0; v1 = 0,8 m/s; t01 = Với người thứ hai: x02 = 0; v2 = 2,0 m/s; t02 = Phương trình chuyển động họ: x1 = v1t = 0,9t; x2 = v2t = 2t a) Khi x2 = 780 m t = x2 = 390 s = 6,5 phút Vậy sau 6,5 phút người thứ hai đến vị trí cách nơi xuất v2 phát 780 m b) Sau t = 5,5 phút = 330 s x1 = x2 = v1t = 264 m; t2 = x2 = 132 s = phút 12 giây Vậy người thứ hai dừng lại cách nơi xuất phát 264 m người phải v2 phút 12 giây để đến Lúc sáng xe tơ xuất phát từ tỉnh A đến tỉnh B với vận tốc 60 km/h Nữa sau ô tô khác xuất phát từ tỉnh B đến tỉnh A với vận tốc 40 km/h Coi đường hai tỉnh A B đường thẳng, cách 180 km ô tô chuyển động thẳng a) Lập phương trình chuyển động xe ơtơ b) Xác định vị trí thời điểm mà hai xe gặp c) Xác định thời điểm mà xe đến nơi định Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O A; chiều dương từ A đến B Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc sáng Với xe xuất phát từ A: x01 = 0; v1 = 60 km/h; t01 = Với xe xuất phát từ B: x02 = 180 km; v2 = - 40 km/h; t02 = 0,5 h a) Phương trình tọa độ hai xe: x1 = x01 + v1(t – t01) = 60t (1) x2 = x02 + v2(t – t02) = 180 – 40(t – 0,5) (2) b) Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 60t = 180 – 40(t – 0,5) t = (h); thay t vào (1) (2) ta có x1 = x2 = 120 km Vậy hai xe gặp sau kể từ lúc sáng, tức lúc sáng vị trí gặp cách A 120 km c) Khi xe đến nơi định thì: x1 = 180 km; x2 = t1 = x1 x02 = (h); t2 = + 0,5 = (h) Vậy xe xuất phát từ A đến B sau kể từ lúc sáng, tức vào v1 v2 lúc 10 sáng xe xuất phát từ B đến A sau kể từ lúc sáng tức vào lúc 12 trưa Một xe khởi hành từ địa điểm A lúc sáng tới địa điểm B cách A 110 km, chuyển động thẳng với vận tốc 40 km/h Một xe khác khởi hành từ B lúc 30 phút sáng A, chuyển động thẳng với vận tốc 50 km/h Vẽ đồ thị tọa độ-thời gian hai xe dựa vào xác định khoảng cách hai xe lúc sáng thời điểm, vị trí hai xe gặp Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O A, chiều dương từ A đến B Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc sáng Bảng (x1, x2, t): t (h) 0.5 1.5 2.5 x1 (km) 20 40 60 80 100 x2 (km) 110 110 85 60 35 10 Đồ thị tọa độ-thời gian: d1 đồ thị xe khởi hành từ A; d2 đồ thị xe khởi hành từ B Dựa vào đồ thị ta thấy: Lúc sáng (t = 1) x = 40 km; x = 85 km Vậy khoảng cách hai xe lúc x = x2 – x1 = 35 km Đồ thị giao vị trí có x = x2 = 60 km t1 = t2 = 1,5 h, tức hai xe gặp vị trí cách A 60 km vào lúc h 30 sáng Một xe máy xuất phát từ A lúc chạy với vận tốc 40 km/h để đến B Một ô tô xuất phát từ B lúc chạy với vận tốc 80 km/h theo chiều chiều với xe máy Coi chuyển động ô tô xe máy thẳng Khoảng cách A B 20 km a) Viết phương trình chuyển động xe máy ô tô b) Vẽ đồ thị tọa độ-thời gian xe máy ô tô Dựa vào đồ thị xác định vị trí thời điểm ô tô đuổi kịp xe máy Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 2- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O A, chiều dương từ A đến B Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc sáng Với xe máy xuất phát từ A: x01 = 0; v1 = 40 km/h; t01 = Với xe ô tô xuất phát từ B: x02 = 20 km; v2 = 80 km/h; t02 = h a) Phương trình tọa độ hai xe: x1 = x01 + v1(t – t01) = 40t; x2 = x02 + v2(t – t02) = 20 + 80(t – 2) b) Đồ thị chuyển động hai xe: Bảng (x1, x2, t): t (h) x1 (km) 40 80 120 160 200 x2 (km) 20 20 20 100 180 260 Đồ thị tọa độ-thời gian: d1 đồ thị xe máy khởi hành từ A; d đồ thị xe ô tô khởi hành từ B Dựa vào đồ thị ta thấy: Hai xe đuổi kịp lúc t = 3,5 h, tức h 30; vị trí hai xe gặp có x1 = x2 = 140 km, tức cách A 140 km Đồ thị chuyển động hai xe biểu diễn hình vẽ a) Lập phương trình chuyển động xe b) Dựa đồ thị xác định vị trí khoảng cách hai xe sau thời gian 1,5 kể từ lúc xuất phát a) Phương trình chuyển động hai xe: Dựa vào đồ thị ta thấy t 01 = t02 = ta có x 01 = 0; x02 = 60 km; t = h x = x1 x01 x2 = 40 km v1 = = 40 km/h; t t 01 x2 x02 v2 = = - 20 km/h t t 02 Vậy phương trình chuyển động hai xe là: x1 = 40t x2 = 60 – 20t b) Từ vị trí có t = 1,5 h trục Ot dựng đường vng góc với trục Ot; đường cắt d1 x1 = 60 km cắt d x2 = 30 km Vậy sau 1,5 h kể từ lúc xuất phát, xe vị trí cách gốc tọa độ 60 km xe vị trí cách gốc tọa độ 30 km; khoảng cách hai xe lúc x = x1 – x2 = 30 km Dạng tốn Tốc độ trung bình chuyển động * Các công thức + Đường đi: s = vt s s1 s s n v1t1 v2 t t n + Tốc độ trung bình: vtb = t t1 t t n t1 t t n * Phương pháp giải Xác định quãng đường đi, khoảng thời gian để hết qng đường, sau sử dụng cơng thức thích hợp để tính tốc độ trung bình qng đường * Bài tập Một người tập thể dục chạy đường thẳng Lúc đầu người chạy với tốc độ trung bình m/s thời gian phút Sau người giảm tốc độ xuống m/s thời gian phút a) Hỏi người chạy quãng đường bao nhiêu? b) Tính tốc độ trung bình người tồn thời gian chạy * Hướng dẫn giải a) Quãng đường: s = s1 + s2 = v1t1 + v2t2 = 1920 m s = 4,57 m/s t1 t 2 Một mô tô đoạn đường s, phần ba thời gian đầu mô tô với tốc độ 50 km/h, phần ba thời gian với tốc độ 60 km/h phần ba thời gian lại, với tốc độ 10 km/h Tính tốc độ trung bình mô tô quãng đường b) Tốc độ trung bình: vtb = Tốc độ trung bình: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 3- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm t t t v1 v2 v3 s s s vtb = 3 v1 v2 v3 = 40 km/h t1 t t3 t 3 Một xe đạp nửa đoạn đường với tốc độ 12 km/h nửa đoạn đường sau với tốc độ 20 km/h Tính tốc độ trung bình đoạn đường s s 2v v s s Tốc độ trung bình: vtb = t1 t v1 v2 = 15 km/h 2v1 2v2 Một ô tô chạy đường thẳng qua điểm A, B, C, D cách khoảng 12 km Xe đoạn đường AB hết 20 phút, đoạn BC hết 30 phút, đoạn CD hết 15 phút Tính tốc độ trung bình đoạn đường AB, BC, CD đoạn đường AD Tốc độ trung bình đoạn đường: s AB 12 sBC 12 = 36 km/h; vBC = t BC = 24 km/h; vAB = t AB sCD 12 = 48 km/h; vCD = tCD Tốc độ trung bình đoạn đường: AB BC CD = 33,23 km/h t AB t BC tCD Một ô tô từ A đến B theo đường thẳng Nữa đoạn đường đầu ô tô với tốc độ 30 km/h Trong đoạn đường lại, thời gian đầu ô tô với tốc độ 60 km/h thời gian sau ôtô với tốc độ 20 km/h Tính tốc độ trung bình ô tô quãng đường AB vtb = Tốc độ trung bình: s s 2v (v v ) s s t t 2v1 v2 v3 = 32,3 km/h vtb = 23 2v1 v v3 Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Chuyển động thẳng biến đổi Chuyển động thẳng biến đổi + Véc tơ vận tốc tức thời vật chuyển động biến đổi điểm véc tơ có gốc vật chuyển động, có hướng chuyển động có độ lớn thương số đoạn đường nhỏ s từ điểm (hoặc thời điểm) cho thời gian t ngắn để vật hết đoạn đường + Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời tăng đều, giảm theo thời gian + Gia tốc a chuyển động đại lượng xác định thương số độ biến thiên vận tốc v v v0 khoảng thời gian vận tốc biến thiên t: a = = v ; đơn vị gia tốc m/s2 t t0 t Trong chuyển động thẳng biến đổi véc tơ gia tốc a không thay đổi theo thời gian + Vận tốc chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at + Đường chuyển động thẳng biến đổi đều: s = v0t + at2 2 + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0t + a 2 + Liên hệ vận tốc, gia tốc đường đi: v2 – v = 2as Chuyển động thẳng nhanh dần đều: a dấu với v (véc tơ gia tốc phương chiều với véc tơ vận tốc) Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 4- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v (véc tơ gia tốc phương ngược chiều với véc tơ vận tốc) * Các công thức + Vận tốc: v = v0 + a(t – t0) + Đường đi: s = v0(t – t0) + a(t – t0)2 + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0(t – t0) + a(t – t0)2 2 + Liên hệ vận tốc, gia tốc đường đi: v – v02 = 2as * Phương pháp giải + Để tìm đại lượng chuyển động thẳng biến đổi ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Để biểu thức ngắn gọn ta thường chọn gốc thời gian cho t = có chuyển động chọn chiều dương chiều chuyển động, v 0; a > 0: chuyển động nhanh dần đều; a < 0: chuyển động chậm dần đều; a = 0: chuyển động Nếu biểu thức mà có đến đại lượng chưa biết (một phương trình hai ẩn) chưa thể giải mà phải tìm thêm biểu thức để giải hệ phương trình + Để lập phương trình tọa độ vật chuyển động thẳng biến đổi ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương trục tọa độ), chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0) - Xác định tọa độ ban đầu, vận tốc gia tốc vật vật (chú ý lấy xác dấu vận tốc gia tốc) - Viết phương trình tọa độ vật vật + Để tìm vị trí theo thời điểm ngược lại ta thay thời điểm vị trí cho vào phương trình tọa độ giải phương trình để tìm đại lượng + Tìm thời điểm vị trí vật gặp nhau: Khi vật gặp tọa độ chúng phương trình (bậc hai) có ẩn số t, giải phương trình để tìm t (đó thời điểm vật gặp nhau); thay t vào phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà vật gặp Đưa kết luận đầy đủ theo yêu cầu toán * Bài tập Một tàu thuỷ tăng tốc đặn từ 15 m/s đến 27 m/s quãng đường thẳng dài 80 m Hãy xác định gia tốc đoàn tàu thời gian tàu chạy * Hướng dẫn giải v v0 v v02 = 3,15 m/s2; thời gian : t = = 3,8 s a 2s Một electron có vận tốc ban đầu 5.10 m/s, có gia tốc 8.104 m/s2 Tính thời gian để đạt vận tốc 5,4.105 m/s quãng đường mà thời gian v v0 Thời gian: t = = 0,5 m/s2 a v v02 Quãng đường: s = = 4,16.1010 m 2a Lúc sáng ô tô qua điểm A đường thẳng với vận tốc 10 m/s, chuyển động chậm dần với gia tốc 0,2 m/s Cùng lúc điểm B cách A 560 m, xe thứ hai bắt đầu khởi hành ngược chiều với xe thứ nhất, chuyển động nhanh dần với gia tốc 0,4 m/s2 a) Viết phương trình chuyển động xe b) Xác định vị trí thời điểm xe gặp c) Hãy cho biết xe thứ dừng lại cách A mét Gia tốc: a = Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O A; chiều dương từ A đến B Chọn gốc thời gian lúc sáng Với ô tô qua A: x01 = 0; v01 = 10 m/s; a1 = - 0,2 m/s2; t01 = Với ô tô từ B: x02 = 560 m; v02 = 0; a2 = 0,4 m/s2; t02 = a) Phương trình chuyển động hai xe: x1 = x01 + v01t + x2 = x02 + v02t a1t = 10t – 0,1t2 2 a1t = 560 – 0,2t2 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 (1) (2) - 5- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm b) Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 hay 10t – 0,1t2 = 560 – 0,2t2 0,1t2 + 10t – 540 = t = 40 s t = - 140 s (loại); thay t = 40 vào (1) (2) ta có x = x2 = 240 m Vậy hai xe gặp vị trí cách A 240 m sau 40 s kể từ lúc sáng c) Thời gian để xe qua A dừng lại: t = v1 = 50 s; a1 thay t = 50 s vào (1) ta có: x1 = 10.50 – 0,1.502 = 250 m Vậy ô tô qua A dừng lại cách A 250 m Một đoàn tàu chạy với vận tốc 14,4 km/h hãm phanh để vào ga Trong 10 s sau hãm phanh đi quãng đường AB dài quãng đường BC 10 s BC m Hỏi sau thời gian kể từ hãm phanh đồn tàu dừng lại? Tìm đoạn đường tàu sau hãm phanh Gọi a gia tốc chuyển động tàu thì: vB = vA + a.10 = + 10a Vì: AB – BC = vA.10 + 1 a.102 – (vB.10 + a.102) = 2 40 + 50a – 40 – 100a – 50a = a = - 0,05 m/s2; vA v A2 = 80 s; s = = 160 m a 2a Một xe tơ đến điểm A tắt máy Hai giây qua A quãng đường AB dài quãng đường BC giây m Biết qua A 10 giây tơ dừng lại Tính vận tốc tơ A qng đường AD tơ sau tắt máy Gọi a gia tốc chuyển động ô tô; v A vận tốc ô tơ qua A ta có: v A = - a.10; vA.2 + a.22 – ((vA + a.2).2 + a.22) = t= - 20a + 2a + 20a – 4a – 2a = a = - m/s2; v A2 = 50 m 2a Ba giây sau bắt đầu lên dốc A vận tốc xe máy lại 10 m/s B Tìm thời gian từ lúc xe bắt đầu lên dốc lúc dừng lại C Cho biết từ lên dốc xe chuyển động chậm dần đoạn đường dốc dài 62,5 m vA = - 10a = 10 m/s; s = Gọi a gia tốc xe; vA vận tốc A thì: vB = vA + a.tAB vA = 10 – 3a; 2as = v C2 - v 2A = v C2 - 102 + 60a – 9a2 125a = - 100 + 60a – 9a2 9a2 + 65a + 100 = 20 s, a = - s; 20 20 50 Với a = s, vA = 10 + = (m/s) 3 v vA t= C = 7,5 s a a=- Với a = - s, vA = - m/s (loại) Một ôtô chuyển động đoạn đường thẳng nằm ngang tắt máy, sau phút 40 giây ơtơ dừng lại, thời gian ơtơ qng đường km Tính vận tốc tơ trước tắt máy v v0 v0 Gia tốc: a = ; đường đi: s = v0t + at2 t 100 v 1000 = 100v0 + 10000 v0 = 20 m/s 100 Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đoạn đường s = 24 m s2 = 64 m hai khoảng thời gian liên tiếp s Xác định vận tốc ban đầu gia tốc vật Gọi v0 vận tốc ban đầu đoạn đường s1 thì: at = 4v0 + 8a; s2 = (v0 + at)t + at2 = 4v0 + 16a + 8a 2 s 8a s2 – s1 = 16a = 40 a = 2,5 m/s2; v0 = = m/s s1 = v0t + Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 6- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Một ô tô bắt đầu chuyển động nhanh dần với gia tốc 0,5 m/s 2, lúc tàu điện vượt qua với vận tốc 18 km/h chuyển động nhanh dần với gia tốc 0,3 m/s Hỏi sau tơ tàu điện lại ngang qua vận tốc chúng bao nhiêu? Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng ô tô tàu điện chuyển động; gốc tọa độ O vị trí tơ bắt đầu chuyển động; chiều dương chiều chuyển động ô tô tàu điện Chọn gốc thời gian lúc ô tô bắt đầu chuyển động Với ô tô: x01 = 0; v01 = 0; a1 = 0,5 m/s2; t01 = Với tàu điện: x02 = 0; v02 = 5; a2 = 0,3 m/s2; t02 = Phương trình chuyển động ô tô tàu điện: x1 = x01 + v01t + x2 = x02 + v02t a1t = 0,25t2 (1) a1t = 5t + 0,15t2 (2) Khi ô tô tàu điện lại ngang qua thì: x1 = x2 0,25t2 = 5t + 0,15t2 0,1t2 - 5t = t = t = 50 s Khi đó: v1 = v01 + a1t = 25 m/s; v2 = v02 + a2t = 20 m/s 10 Một xe máy chuyển động nhanh dần đoạn đường AD dài 28 m Sau qua A s, xe tới B với vận tốc m/s; s trước tới D xe C có vận tốc m/s Tính gia tốc xe, thời gian xe đoạn đường AD chiều dài đoạn CD 10 Gọi vA vận tốc A, t thời gian đoạn đường AD, a gia tốc xe thì: v B = vA + a.1 vA = vB – a = – a; vC = = vA + a(t – 1) = – a + at – a = + at – 2a t = + 2; a 2 at = (6 – a)( + 2) + a( + 2)2 a a 12 14 28 = - + 12 – 2a + + +2a = + 14 a = m/s2 a a a t= + = (s); CD = vC.1 + a.12 = m a AD = 28 = vAt + Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Sự rơi tự Chuyển động rơi tự + Sự rơi tự rơi tác dụng trọng lực + Chuyển động rơi tự chuyển động thẳng nhanh dần theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống + Tại nơi định Trái Đất gần mặt đất, vật rơi tự với gia tốc g + Gia tốc rơi tự g phụ thuộc vào vĩ độ địa lý Trái Đất Người ta thường lấy g 9,8 m/s2 g 10 m/s2 + Các công thức rơi tự do: v = gt; s = gt2 * Các công thức + Vận tốc: v = gt + Đường đi: s = gt2 + Phương trình tọa độ: h = h0 + v0(t – t0) + g(t – t0)2 ; (Chọn chiều dương hướng xuống g lấy giá trị dương; chọn chiều dương hướng lên g lấy giá trị âm) * Phương pháp giải Để tìm đại lượng chuyển động rơi tự ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Với tốn có hai vật (rơi ném thẳng đứng lên, ném thẳng đứng xuống) ta chọn hệ quy chiếu để viết phương trình tọa độ giải tương tự toán hai vật chuyển động thẳng biến đổi * Bài tập Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 7- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Một vật rơi tự từ độ cao 180 m Tính thời gian rơi, vận tốc vật trước chạm đất s quãng đường rơi giây cuối trước chạm đất Lấy g = 10 m/s2 * Hướng dẫn giải Thời gian rơi: s = gt t = 2s = s g Vận tốc trước chạm đất s: vt-2 = g(t – 2) = 40 m/s Quãng đường rơi giây cuối: g(t - 1)2 = 55 m 2 Một vật thả rơi tự từ độ cao s Trong giây cuối vật đoạn đường dài 63,7 m Lấy g = 9,8 m/s2 Tính thời gian rơi, độ cao s vận tốc vật lúc chạm đất s = s – st-1 = s - Quãng đường rơi giây cuối: s = s – st-1 = Độ cao s: s = s g gt - g(t - 1)2 = gt t= + = s g 2 2 gt = 240,1 m Vận tốc lúc chạm đất: v = gt = 68,6 m/s Một vật rơi tự từ độ cao s Trong hai giây cuối trước chạm đất, vật rơi độ cao s Tính thời gian rơi, độ cao s vận tốc vật chạm đất Lấy g = 10 m/s2 Quãng đường rơi giây cuối: s = 3 2 s = s – st-2 gt = gt - g(t - 2)2 4 2 t = 4t – 3t2 – 16t + 16 = t = s t = 1,3 s < s (loại) gt = 80 m; v = gt = 40 m/s Một vật thả rơi từ khí cầu bay độ cao 300 m Bỏ qua lực cản không khí Lấy gia tốc rơi tự g = 9,8 m/s2 Hỏi sau vật rơi chạm đất? Nếu: a) Khí cầu đứng yên b) Khí cầu hạ xuống thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s c) Khí cầu bay lên thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s Độ cao; vận tốc chạm đất: s = Chọn trục tọa độ Os thẳng đứng, hướng xuống, gốc điểm thả Chọn gốc thời gian lúc thả vật, ta có phương trình chuyển động vật sau rời khỏi cầu: s = v0t + gt Khi chạm đất s = 300 m 300 = 7,8 s 4,9 b) Khí cầu hạ xuống (v0 = 4,9 m/s): 300 = 4,9t + 9,8t2 a) Khí cầu đứng yên (v0 = 0): 300 = 9,8t2 t = 4,9t2 + 4,9t – 300 = t = 7,3 s t = - 8,3 s (loại) c) Khí cầu bay lên (v0 = - 4,9 m/s): 300 = - 4,9t + 9,8t2 4,9t2 – 4,9t – 300 = t = 8,3 s t = - 7,3 s (loại) Khoảng thời gian hai lần liền để hai giọt mưa rơi xuống từ mái hiên 0,1 s Khi giọt đầu rơi đến mặt đất giọt sau cách mặt đất 0,95 m Tính độ cao mái hiên Lấy g = 10 m/s2 1 Gọi t thời gian rơi thì: s = s – st-0,1 = gt2 - g(t – 0,1)2 2 s = 0,1gt - g.0,12 0,95 = t – 0,05 t = s s = gt2 = m Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 8- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Từ độ cao 180 m người ta thả rơi tự vật nặng không vận tốc ban đầu Cùng lúc từ mặt đất người ta bắn thẳng đứng lên cao vật nặng với vận tốc ban đầu 80 m/s Lấy g = 10 m/s2 a) Xác định độ cao thời điểm mà hai vật ngang qua b) Xác định thời điểm mà độ lớn vận tốc hai vật Chọn trục tọa độ Os thẳng đứng, gốc O mặt đất, chiều dương hướng lên Chọn gốc thời gian lúc thả vật Với vật thả xuống: s01 = 180 m ; v01 = 0; a1 = - g = - 10 m/s2 Với vật ném lên: s02 = ; v02 = 80 m/s; a2 = - g = - 10 m/s2 Phương trình tọa độ vận tốc vật: s1 = s01 + v01t + a1t = 180 – 5t2 (1) v1 = v01 + a1t = - 10t s2 = s02 + v02t + a2t2 = 80t – 5t2 (2) (3) v2 = v02 + a2t = 80 - 10t (4) a) Khi hai vật ngang qua nhau: s1 = s2 180 – 5t2 = 80t – 5t2 t = 2,25 s; thay t vào (1) (3) ta có : s1 = s2 = 154,6875 m b) Vận tốc có độ lớn vật xuống vật lên nên : v1 = - v2 - 10t = - 80 + 10t t = s Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Chuyển động tròn Chuyển động tròn + Chuyển động tròn chuyển động có quỹ đạo tròn có tốc độ trung bình cung tròn + Véc tơ vận tốc vật chuyển động tròn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo có độ lớn s (tốc độ dài): v = t + Tốc độ góc chuyển động tròn đại lượng đo góc mà bán kính nối vật với tâm quỹ đạo quét đơn vị thời gian: = ; đơn vị tốc độ góc rad/s t Tốc độ góc chuyển động tròn đại lượng khơng đổi + Liên hệ tốc độ dài tốc độ góc: v = r 2 + Chu kỳ T chuyển động tròn thời gian để vật vòng T = ; đơn vị chu kỳ giây (s) + Tần số f chuyển động tròn số vòng mà vật giây f = ; đơn vị tần số T vòng/s héc (Hz) + Gia tốc chuyển động tròn ln hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi gia tốc hướng tâm; gia tốc v hướng tâm có độ lớn: aht = r * Các cơng thức + Tốc độ góc, tốc độ dài, chu kì, tần số: 2 s 2r 2 2r = = ;v= = ;T= = ;f= T t T t T v + Liên hệ tốc độ góc tốc độ dài: v = r v2 + Gia tốc hướng tâm: aht = = 2r r * Phương pháp giải Để tìm đại lượng chuyển động tròn ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 - 9- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Một lưỡi cưa tròn đường kính 60 cm có chu kỳ quay 0,2 s Xác định tốc độ góc tốc độ dài điểm vành lưởi cưa * Hướng dẫn giải Tốc độ góc: = 2 = 10 rad/s T Tốc độ dài: v = r = 9,42 m/s Một chất điểm chuyển động quỹ đạo tròn, bán kính 40 cm Biết phút 300 vòng Hãy xác định tốc độ góc, tốc độ dài gia tốc hướng tâm chất điểm Tốc độ góc: = 300 vòng/phút = vòng/s = 10 rad/s Tốc độ dài: v = r = 0,4.10 = 12,56 m/s v2 = 394,4 m/s2 r Một đồng hồ treo trường có kim dài cm, kim phút dài cm chạy Tìm tỉ số tốc độ góc, tốc độ dài gia tốc hướng tâm đầu kim phút với đầu kim Gia tốc hướng tâm: aht = Tỉ số giữa: 2 ph Tph Tốc độ góc kim phút kim giờ: = 12 2 h Tt v ph ph rph Tốc độ dài kim phút kim giờ: = 16 vh h rh Gia tốc hướng tâm đầu kim phút đầu kim giờ: ph r ph = 192 ah h rh Một tơ có bánh xe bán kính 30 cm, chuyển động với vận tốc 64,8 km/h Tính tốc độ góc, chu kì quay bánh xe gia tốc hướng tâm điểm vành bánh xe v Tốc độ góc: = = 60 rad/s r 2 Chu kỳ quay: T = = 0,1 s a ph Gia tốc hướng tâm: aht = 2r = 1080 m/s2 Cho bán kính Trái Đất R = 6400 km, khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời d = 150 triệu km, năm có 365,25 ngày Tính: a) Tốc độ góc tốc độ dài điểm A nằm đường xích đạo điểm B nằm vĩ tuyến 30 chuyển động tự quay quanh trục Trái Đất b) Tốc độ góc tốc độ dài tâm Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời a) Trong chuyển động tự quay quanh Trục Trái Đất: Tốc độ góc tốc độ dài điểm A nằm đường xích đạo: A = 2 2 = 7,27.10-5 (s); vA = AR = 465 m/s2 T 24.3600 Tốc độ góc tốc độ dài điểm B nằm vĩ tuyến 30: B = 2 2 = 7,27.10-5 (s); vB = BRcos300 = 329 m/s2 T 24.3600 b) Tốc độ góc tốc độ dài tâm Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời: 2 2 = 2.10-7 (s); v = R = m/s2 T 365,25.24.3600 Để chuẩn bị bay tàu vũ trụ, nhà du hành phải luyện tập máy quay li tâm Giả sử ghế ngồi cách tâm máy quay khoảng m nhà du hành chịu gia tốc hướng tâm lần gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Tính tốc độ góc tốc độ dài nhà du hành aht 7.g Tốc độ góc: = = 3,74 rad/s r r = Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 10- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 mgz1 = mgz2 + mgz2 = z mv 22 = 2mgz2 z2 = = 90 m; 2 mv 22 v2 = 2gz2 = 42,4 m/s b) Vận tốc vật lúc chạm đất: mv v3 = 2gz1 = 60 m/s Từ độ cao 25 m người ta ném thẳng đứng vật nặng lên cao với vận tốc ban đầu 20 m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2 Tính: a) Độ cao cực đại mà vật đạt b) Độ cao mà động vận tốc vật độ cao mgz1 = Chọn gốc mặt đất a) Ở độ cao cực đại (v = 0): v2 mv 12 zmax = z1 + = 45 m 2g 1 b) Ở độ cao động (mgz2 = mv 22 ): 2 z mgzmax = mgz2 + mv 22 = 3mgz2 z2 = max = 15 m; 1 mgz2 = mv 22 v2 = 4gz2 = 24,5 m/s 2 Một vật có khối lượng m = kg đặt vị trí trọng trường vị trí Wt1 = 600 J Thả tự cho vật rơi tới mặt đất, vật Wt2 = - 900 J a) Hỏi vật rơi từ độ cao so với mặt đất? b) Xác định vị trí ứng với mức khơng chọn tìm vận tốc vật qua vị trí Wt1 a) Độ cao so với vị trí chọn mốc năng: z1 = = 20 m mg Wt Vị trí mặt đất so với vị trí chọn mốc năng: z2 = = - 30 m mg mgzmax = mgz1 + Độ cao từ vật rơi so với mặt đất: z = z1 + |z2| = 50 m b) Vị trí ứng với mức khơng chọn cách vị trí thả vật (ở phía vị trí thả vật) 20 m cách mặt đất (ở phía mặt đất) 30 m Vận tốc vật qua vị trí chọn làm gốc năng: mv m vm = 2gz1 = 20 m/s Một lắc đơn có chiều dài l = m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc 0 = 450 thả tự Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2 Tìm vận tốc lắc qua: a) Vị trí ứng với góc = 300 b) Vị trí cân mgz1 = Chọn mốc vị trí cân ( = 0) a) Tại vị trí ứng với = 300: mgl(1 - cos0) = mgl(1 - cos) + v= mv2 2 gl (cos cos ) = 1,78 m/s b) Tại vị trí cân bằng: mv max 2 gl (1 cos ) = 2,42 m/s mgl(1 - cos0) = vmax = Một lắc đơn gồm vật nặng khối lượng m = kg treo vào sợi dây có chiều dài l = 40 cm Kéo vật đến vị trí dây làm với đường thẳng đứng góc 0 = 600 thả nhẹ Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2 Tìm vận tốc lắc lực căng sợi dây qua: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 39- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 a) Vị trí ứng với góc = 300 b) Vị trí cân Chọn mốc vị trí cân ( = 0) a) Tại vị trí ứng với = 300: mgl(1 - cos0) = mgl(1 - cos) + v= mv2 2 gl (cos cos ) = 1,2 m/s Hợp lực trọng lực P lực căng T sợi dây tạo lực hướng tâm nên: T - mgcos = m v2 = 2mg(cos - cos0) l T = mg(3cos - 2cos0) = 16 N b) Tại vị trí cân bằng: mv max 2 gl (1 cos ) = 2,42 m/s mgl(1 - cos0) = vmax = T = mg(3 - 2cos0) = 20 N Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Cơ Thế đàn hồi định luật bảo toàn vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi + Cơ vật chuyển động tác dụng trọng lực tổng động trọng trường vật + Cơ vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi tổng động đàn hồi vật + Khi vật chuyển động tác dụng lực ác dụng lực đàn hồi trình chuyển động, vật đại lượng bảo toàn W1 = W2 hay Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2 = … * Các công thức + Thế đàn hồi lò xo có độ biến dạng x (x = l): Wt = kx2 + Định luật bảo toàn (vật chịu tác dụng lực đàn hồi): 1 W = Wđ + Wt = mv2 + kx2 = số; 2 1 1 hay mv 12 + kx 12 = mv 22 + kx 22 2 2 * Phương pháp giải Để tìm đại lượng chuyển động vật chịu tác dụng lực đàn hồi ta viết biểu thức liên hệ đại lượng cần tìm đại lượng biết suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một súng lò xo có hệ số đàn hồi k = 50 N/m đặt nằm ngang, tác dụng lực để lò xo bị nén đoạn 2,5 cm Khi thả, lò xo bung tác dụng vào mũi tên nhựa có khối lượng m = g làm mũi tên bị bắn Bỏ qua lực cản, khối lượng lò xo Tính vận tốc mũi tên bắn * Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn năng: 1 k kl2 = mv2 v = l = 2,5 m/s 2 m Một súng đồ chơi có lò xo dài 10 cm, lúc bị nén dài cm bắn thẳng đứng viên đạn có khối lượng 30 g lên cao m Tìm độ cứng lò xo Theo định luật bảo toàn năng: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 40- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 1 2mgz kl2 = mv2 = mgz k = = 1000 N/m 2 l Một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, treo thẳng đứng, đầu mang cầu nặng Từ vị trí cân O, kéo vật nặng thẳng đứng xuống phía đến A với OA = x Chọn mốc vị trí cân O Tính hệ (lò xo cầu) A Thế vật A gồm đàn hồi trọng lực 1 k(x0 + x)2 = kx + kx2 + kx0x; chọn mốc vị trí cân O nên 2 2 đàn hồi vị trí cân bằng: kx = Wt1 = kx2 + kx0x 2 Thế đàn hồi: Wt1 = Thế trọng lực: Wt2 = mg(-x) A mốc Thế hệ A: Wt = Wt1 + Wt2 = kx + kx0x – mgx Ở vị trí cân lực đàn hồi cân với trọng lực nên: kx = mg Vậy: Wt = kx ; kx0x = mgx hay kx0x – mgx = Một cầu có khối lượng m = 100 g treo vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m Lấy g = 10 m/s2 a) Tính độ dãn lò xo vật vị trí cân b) Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống phía cách vị trí cân khoảng x = cm thả không vận tốc đầu Tính vận tốc vật qua vị trí cân a) Ở vị trí cân lực đàn hồi cân với trọng lực (l0 = x0): kx0 = mg x0 = mg = 0,01 m = cm k b) Chọn mốc gốc tọa độ vị trí cân vị trí cân bằng 0, vị trí kx nên theo định luật bảo tồn ta có: 2 k kx = mv 02 |v0| = |x| = 0,2 10 m/s = 20 10 cm/s 2 m Một vật nhỏ có khối lượng m = 160 g gắn vào đầu lò xo đàn hồi có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng khơng đáng kể; đầu của lò xo giữ cố định Tất nằm mặt ngang khơng ma sát Vật đưa vị trí mà lò xo dãn cm Sau vật thả nhẹ nhàng Dưới tác dụng lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động Xác định vận tốc vật khi: a) Vật tới vị trí lò xo khơng biến dạng b) Vật tới vị trí lò xo dãn cm có tọa độ x Chọn mốc gốc tọa độ vị trí lò xo khơng biến dạng, chiều dương trục tọa độ trùng chiều lò xo dãn a) Tại vị trí lò xo khơng biến dạng: kx = mv 02 |v0| = 2 k |x0| = 1,25 m/s = 125 cm/s m b) Tại vị trí lò xo dãn cm: 1 k kx = mv2 + kx2 v = x0 x = m/s = 100 cm/s 2 m Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200 N/m, khối lượng không đáng kể, treo thẳng đứng Đầu lò xo gắn vào vật nhỏ khối lượng m = 400 g Vật giữ vị trí lò xo khơng dãn, sau thả nhẹ nhàng cho vật chuyển động Lấy g = 10 m/s2 a) Xác định vị trí mà lực đàn hồi cân với trọng lực vật b) Tính vận tốc vật vị trí a) Vị trí lực đàn hồi cân với trọng lực: kx0 = mg x0 = mg = 0,02 m = cm k b) Vận tốc vật vị trí lực đàn hồi cân với trọng lực: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 41- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 2 kx = mv cb |vcb| = 2 k |x0| = 0,2 m/s = 20 cm/s m Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chuyên đề 5: CHẤT KHÍ Cấu tạo chất Thuyết động học phân tử chất khí + Cấu tạo chất - Các chất cấu tạo từ hạt riêng biệt phân tử; phân tử chuyển động không ngừng; phân tử chuyển động nhanh nhiệt độ vật cao - Ở thể khí, lực tương tác phân tử yếu nên phân tử chuyển động hồn tồn hỗn loạn Chất khí khơng có hình dạng thể tích riêng Chất khí ln chiếm tồn thể tích bình chứa nén dễ dàng - Ở thể rắn, lực tương tác phân tử mạnh nên giữ phân tử vị trí cân xác định, làm cho chúng dao động xung quanh vị trí Các vật rắn tích hình dạng riêng xác định - Ở thể lỏng, lực tương tác phân tử lớn thể khí nhỏ thể rắn, nên phân tử dao động xung quanh vị trí cân di chuyển Chất lỏng tích xác định khơng có hình dạng riêng mà có hình dạng phần bình chứa + Thuyết động học phân tử chất khí - Chất khí cấu tạo từ phân tử có kích thước nhỏ so với khoảng cách chúng - Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn khơng ngừng; chuyển động nhanh nhiệt độ chất khí cao - Khi chuyển động hỗn loạn phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình + Chất khí phân tử coi chất điểm tương tác va chạm gọi khí lí tưởng Q trình đẳng nhiệt Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt + Trạng thái lượng khí xác định thơng số trạng thái: áp suất p, thể tích V nhiệt độ tuyệt đối T Nhiệt độ tuyệt đối nhiệt độ theo nhiệt giai Ken-vin, có đơn vị kenvin (K): T (K) = 273 + t (0C) + Quá trình đăng nhiệt trình biến đổi trạng thái nhiệt độ không đổi + Định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ơt: Trong q trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích p pV = số V + Trong hệ trục tọa độ OpV đường đẳng nhiệt đường hypebol Q trình đẳng tích Định luật Sác-lơ + Quá trình biến đổi trạng thái thể tích khơng đổi q trình đẳng tích + Định luật Sác-lơ: Trong q trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối p pT = số T + Trong hệ trục tọa độ OpT đường đẳng tích đường thẳng mà kéo dài qua góc tọa độ Phương trình trạng thái khí lí tưởng + Phương trình trạng thái khí lí tưởng: p1V1 p 2V2 pV = = số T1 T2 T + Quá trình biến đổi trạng thái áp suất khơng đổi q trình đẳng áp + Trong trình đẳng áp lượng khí định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối V VT = số T B CÁC DẠNG BÀI TẬP Các đẳng trình khối lượng khí * Các cơng thức Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 42- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Xét với lượng khí khơng đổi (m khơng đổi) + Đẳng nhiệt (ĐL Bôi-lơ – Ma-ri-ôt): p1V1 = p2V2 = … = số p1 p2 + Đẳng tích (ĐL Sac-lơ): = = = số T1 T2 V1 V2 + Đẳng áp: = … = số T1 T2 * Phương pháp giải Để tìm thơng số trạng thái lượng khí đẳng q trình ta viết biểu thức đẳng trình liên hệ đại lượng cần tìm đại lượng biết từ suy tính đại lượng cần tìm Khi sử dụng phương trình trình đẳng tích đẳng áp nhớ đổi 0C 0K (nếu có) * Bài tập Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích lít đến thể tích lít thấy áp suất tăng lên lượng p = 40 kPa Tính áp suất ban đầu khí * Hướng dẫn giải Với trình đẳng nhiệt: p.V2 = 80 kPa V1 V2 Một bơm tay có chiều cao h = 50 cm, đường kính d = cm Người ta dùng bơm để đưa khơng khí vào săm xe đạp Hỏi phải bơm lâu để đưa vào săm lít khí có áp suất 5.10 N/m2 Biết thời gian lần bơm 2,5 s áp suất ban đầu săm áp suất khí 10 N/m2; bơm xem nhiệt độ khơng khí khơng đổi d Thể tích lần bơm: V = Sh = h = 981 cm3 = 0,981 lít 2 p2V2 Thể tích khí cần bơm vào bánh xe: V1 = = 35 lít p1 V Thời gian bơm: t = t = 89 s V Người ta bơm khơng khí áp suất atm, vào bình có dung tích 10 lít Tính áp suất khí bình sau 50 lần bơm Biết lần bơm, bơm 250 cm3 không khí Trước bơm có khơng khí atm bình bơm nhiệt độ khơng khí không đổi p1V1 = p2V2 = (p1 + p)V2 p1 = Thể tích khơng khí áp suất atm: V1 = N.V + V2 = 22,5 lít p1V1 = 2,25 atm V2 Biết thể tích lượng khí khơng đổi Lượng khí 0C có áp suất atm Tính áp suất 137 0C Cần đun nóng lượng khí 10 0C lên độ để áp suất tăng lên lần p1T2 5.410 Áp suất 137 0C: p2 = = 7,5 atm T1 273 Áp suất bình sau 50 lần bơm: p2 = Nhiệt độ cần đun nóng để áp suất tăng lần: p2T1 p1.283 = 1132 (K) = 859 (0C) p1 p1 Một bình nạp khí 57 0C áp suất 280 kPa Sau bình di chuyển đến nơi có nhiệt độ 87 0C Tính độ tăng áp suất khí bình T2 = Với q trình đẳng tích: p1 p2 p1 p p1T2 p = - p1 = 25,45 kPa T1 T2 T2 T1 Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 27 0C áp suất 0,64 atm Khi đèn cháy sáng áp suất khí bóng đèn 1,28 atm Tính nhiệt độ bóng đèn đèn cháy sáng Nhiệt độ bóng đèn đèn cháy sáng: T2 = p2T1 = 600 K = 327 0C p1 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 43- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Một bóng bay chứa khí hyđrơ buổi sáng nhiệt độ 20 0C tích 2500 cm3 Tính thể tích bóng vào buổi trưa có nhiệt độ 35 0C Coi áp suất khí ngày khơng đổi V1T2 Thể tích bóng vào buổi trưa: V2 = = 2628 cm3 T1 Phương trình trạng thái chất khí * Các cơng thức p1V1 p 2V2 + Với lượng khí khơng đổi: = … = số T1 T2 + Ở điều kiện tiêu chuẩn (0 0C, atm 760 mmHg) thể tích mol chất tất chất khí 22,4 lít * Phương pháp giải Khi tốn u cầu xác định thơng số trạng thái lượng khí định mà khơng có thơng số (p, V, T) khơng đổi ta sử dụng phương trình trạng thái chất khí nhớ đổi 0C 0K (nếu có) * Bài tập Trong xi lanh động đốt có 2,2 dm hỗn hợp khí áp suất atm nhiệt độ 67 0C Pit-tông nén xuống làm cho thể tích hỗn hợp khí 0,36 dm áp suất suất tăng lên tới 14,2 atm Tính nhiệt độ hỗn hợp khí nén * Hướng dẫn giải p2V2T1 = 790 K = 517 0C p1V1 Một lượng khơng khí bị giam cầu đàn hồi tích 2,5 lít nhiệt độ 20 0C áp suất 99,75 kPa Khi nhúng cầu vào nước có nhiệt độ 0C áp suất khơng khí 2.105 Pa Hỏi thể tích cầu giảm bao nhiêu? Nhiệt độ hỗn hợp khí nén: T2 = Phương trình trạng thái: p1V1 p2V2 p2 V1 V p1V1T2 V = V1 = 1,3 lít T1 T2 T2 p2T1 Một bình đựng chất khí tích lít, áp suất 15 atm nhiệt độ 27 0C a) Tính áp suất khối khí hơ nóng đẳng tích khối khí đến nhiệt độ 127 0C b) Tính nhiệt độ khối khí nén khối khí đến thể tích 200 cm3 áp suất 18 atm p1T2 a) Khi hơ nóng đẳng tích: p2 = = 20 atm T1 p2V2T1 b) Nhiệt độ sau nén: T2 = = 36 K = - 237 0C p1V1 Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế 40 cm khí hiđrơ áp suất 750 mmHg nhiệt độ 20 C Tính thể tích lượng khí điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg nhiệt độ 0C) Thể tích lượng khí điều kiện tiêu chuẩn: p1V1T0 = 36,8 cm3 p0T1 Tính khối lượng riêng khơng khí đỉnh núi Phăng-xi-păng cao 3140 m Biết cao thêm 10 m áp suất khí giảm mmHg nhiệt độ đỉnh núi 0C Khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 0C) 1,29 kg/m3 V0 = Phương trình trạng thái: p0V0 p1V1 p0 p1 m m = = ; với D0 = ; D1 = T0 T1 T0 D0 T1 D1 V0 V1 p1T0 D0 3140 D1 = = 0,75 kg/m3; với p1 = p0 = 446 mmHg p0T1 10 Một phòng có kích thước m x m x m Ban đầu khơng khí phòng điều kiện tiêu chuẩn, sau nhiệt độ khơng khí tăng lên tới 10 0C, áp suất 78 cmHg Tính thể tích lượng khí khỏi phòng khối lượng khơng khí lại phòng Biết khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn (áp suất 760 mmHg, nhiệt độ 0C) 1,29 kg/m3 Phương trình trạng thái: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 44- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 p0V0 p1V1 p0V0T1 = V1 = = 161,6 m3 T0 T1 p1T0 Thể tích khơng khí khỏi phòng: V = V1 – V0 = 1,6 m3 Thể tích khơng khí khỏi phòng điều kiện tiêu chuẩn: V0 = p1VT0 = 1,58 m3 p0T1 Khối lượng khơng khí lại phòng: m' = m - m = (V0 - V0)D0 = 204,84 kg Trên hệ trục tọa độ OpT, khối lượng khí chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) hình vẽ Hãy so sánh thơng số hai trạng thái khối khí Từ trạng thái (1) (2) dựng đường vng góc với trục Op OT để xác định áp suất nhiệt độ trạng thái ta thấy: p2 > p1; T2 > T1 Vẽ đường đẳng tích ứng với trạng thái (1) (2) (đi qua gốc tọa độ O) Vẽ đường đẳng nhiệt ứng với nhiệt độ T’ (vng góc với trục OT), đường đẳng nhiệt cắt đường đẳng tích điểm 2, từ xác định p’ p’2; với trình đẳng nhiệt (ứng với nhiệt độ T’) ta có p’1V1 = p’2V2; p’1 > p’2 V2 > V1 Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chuyên đề 6: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Chủ đề Nhiệt lượng Sự truyền nhiệt Nội biến thiên nội + Trong nhiệt động lực học, nội vật tổng động phần tử cấu tạo nên vật Nội vật phụ thuộc vào nhiệt độ thể tích vật: U = f(T, V) + Có thể làm thay đổi nội q trình thực cơng, truyền nhiệt + Số đo độ biến thiên nội trình tuyền nhiệt nhiệt lượng + Nhiệt lượng mà chất rắn chất lỏng thu vào hay tỏa thay đổi nhiệt độ tính cơng thức: Q = mct * Các công thức + Nhiệt lượng: Q = mc(t2 – t1) + Phương trình cân nhiệt: Qthu vào = Qtỏa * Phương pháp giải Để tính đại lượng q trình truyền nhiệt ta viết biểu thức nhiệt lượng phương trình cân nhiệt từ suy để tính đại lượng theo u cầu tốn * Bài tập Tính nhiệt lượng cần thiết để đun kg nước từ 15 0C đến 100 0C thùng sắt có khối lượng 1,5 kg Biết nhiệt dung riêng nước 4200 J/kg.K; sắt 460 J/kg.K * Hướng dẫn giải Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = (mscs + mncn)(t2 – t1) = 1843650 J Một bình nhơm khối lượng 0,5 kg chứa kg nước nhiệt độ 20 0C Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2 kg nung nóng tới 500 0C Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có cân nhiệt Cho nhiệt dung riêng nhôm 896 J/kg.K; nước 4,18.10 J/kg.K; sắt 0,46.103 J/kg.K Phương trình cân nhiệt: (mbcb + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) ms cs t (mb cb mn cn )t1 = 22,6 0C mb cb mn cn ms cs Một nhiệt lượng kế đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước nhiệt độ 8,4 0C Người ta thả miếng kim loại khối lượng 192 g nung nóng tới 100 0C vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ bắt đầu có cân nhiệt 21,5 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4,18.103 J/kg.K; đồng thau 0,128.103 J/kg.K t= Phương trình cân nhiệt: (mdcd + mncn)(t – t1) = mklckl(t2 – t) Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 45- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 (md cd mn cn )(t t1 ) = 777 J/kg.K mkl (t t ) Người ta bỏ miếng hợp kim chì kẽm có khối lượng 50 g nhiệt độ 136 0C vào nhiệt lượng kế có nhiệt dung 50 J/K chứa 100 g nước 14 0C Xác định khối lượng kẽm chì hợp kim Biết nhiệt độ có cân nhiệt nhiệt lượng kế 18 0C Cho nhiệt dung riêng nước 4180 J/kg.K; kẻm 337 J/kg.K; chì 126 J/kg.K ckl = Phương trình cân nhiệt: (Cnlk + mncn)(t – t1) = (mkck + (mhk – mk)cch)(t2 – t) mk = (Cnlk mn cn )(t t1 ) mhk cch (t t ) = 0,045 kg = 45 g ; (ck cch )(t t ) mch = mhk – mk = g Để xác định nhiệt độ lò nung, người ta đưa vào lò miếng sắt có khối lượng 22,3 g Khi miếng sắt có nhiệt độ nhiệt độ lò, người ta lấy thả vào nhiệt lượng kế có khối lượng 200 g có chứa 450 g nước nhiệt độ 15 0C nhiệt độ nước nhiệt lượng kế tăng lên đến 22,5 0C Xác định nhiệt độ lò Cho nhiệt dung riêng sắt 478 J/kg.K; chất làm nhiệt lượng kế 418 J/kg.K; nước 4,18.103 J/kg.K Phương trình cân nhiệt: (mnlkcnlk + mncn)(t – t1) = mscs(t2 – t) t2 = (mnlk cnlk mn cn )(t t1 ) + t = 1405 0K ms c s Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Các nguyên lí nhiệt động lực học Các nguyên lý nhiệt động lực học Hiệu suất động nhiệt + Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội hệ tổng công nhiệt lượng mà hệ nhận U = A + Q Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực cơng + Ngun lí II nhiệt động lực học: Nhiệt tự truyền từ vật sang vật nóng + Động nhiệt khơng thể chuyển hóa tất nhiệt lượng nhận thành công học | A | Q1 | Q2 | + Hiệu suất động nhiệt: H = < Q1 Q1 * Các công thức + Nguyên lí I nhiệt động lực học: U = A + Q Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực cơng + Cơng hệ chất khí trình đẳng áp: A = pV = p(V2 – V1) | A | Q1 | Q2 | + Hiệu suất động nhiệt: H = < Q1 Q1 * Phương pháp giải + Để tính đại lượng biến đổi nội ta viết biểu thức nguyên lý I từ suy để tính đại lượng theo yêu cầu tốn Trong biểu thức ngun lí I lưu ý lấy dấu A Q + Để tính đại lượng có liên quan đến hiệu suất động nhiệt ta viết biểu thức hiệu suất động từ suy để tính đại lượng theo yêu cầu toán * Bài tập Người ta thực cơng 200 J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên nội khí, biết khí truyền mơi trường xung quanh nhiệt lượng 40 J * Hướng dẫn giải Độ biến thiên nội năng: U = A + Q = 200 – 40 = 160 J Khi truyền nhiệt lượng 6.106 J cho khí xilanh hình trụ khí nở đẩy pit-tơng làm thể tích khí tăng thêm 0,5 m3 Tính độ biến thiên nội khí Biết áp suất khí 8.10 N/m2 coi áp suất khơng đổi q trình khí thực công Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 46- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Độ biến thiên nội năng: U = A + Q = - pV + Q = 2.106 J Một lượng khí lí tưởng chứa xilanh có pit-tông chuyển động Các thông số trạng thái ban đầu khí 10 dm 3; 100 kPa; 300 K Khí làm lạnh theo q trình đẳng áp tới thể tích dm3 Xác định nhiệt độ cuối khí tính cơng mà chất khí thực Cơng chất khí thực được: A = pV = 400 J V2T1 Nhiệt độ cuối: T2 = = 180 K V1 Công chất khí thực được: A = pV = 400 J Người ta cung cấp nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng xilanh nằm ngang Chất khí nở đẩy pittơng đoạn cm Tính độ biến thiên nội chất khí Biết lực ma sát pit-tơng xilanh có độ lớn 20 N Cơng chất khí thực để thắng ma sát: A = Fs Vì khí nhận nhiệt lượng thực công nên: U = Q – Fs = 0,5 J Một động nhiệt có hiệu suất 25%, cơng suất 30 kW Tính nhiệt lượng mà tỏa cho nguồn lạnh làm việc liên tục | A | Q1 | Q2 | | A | P t Hiệu suất động cơ: H = Q1 = = Q1 Q1 H H P t |Q2| = Q1(1 – H) = (1 – H) = 162.107 J H Tính cơng suất động ôtô thời gian chạy liên tục ôtô tiêu thụ hết 60 lít xăng Biết hiệu suất động 32%, suất tỏa nhiệt xăng 46.10 J/kg khối lượng riêng xăng 0,7 kg/dm3 Nhiệt lượng cung cấp xăng cháy hết: Q1 = V.D.q = 1932.106J Công động thực được: A = Q1H = 618,24.106 J Công suất động cơ: P = A = 42,9.103 W = 42,9 kW t Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chuyên đề 7: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ Chủ đề Sự nở nhiệt vật rắn Chất rắn kết tinh Chất rắn vô định hình + Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, có dạng hình học nhiệt độ nóng chảy xác định Tinh thể cấu trúc hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với lực tương tác xếp theo trật tự hình học khơng gian xác định gọi mạng tinh thể, hạt ln ln dao động nhiệt quanh vị trí cân + Chất rắn kết tinh chất đơn tinh thể chất đa tinh thể Chất rắn kết tinh có tính dị hướng, chất rắn đa tinh thể có tính đẳng hướng + Chất rắn vơ định hình khơng có cấu trúc tinh thể, khơng có dạng hình học xác định, khơng có nhiệt độ nóng chảy (hoặc đơng đặc) xác định có tính đẳng hướng Sự nở nhiệt vật rắn + Sự nở nhiệt vật rắn tăng kích thước vật rắn nhiệt độ tăng bị nung nóng + Độ nở dài vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t độ dài ban đầu l0 vật đó: l = l – l0 = l0t + Độ nở khối vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t thể tích ban đầu V0 vật đó: V = V – V0 = V0t ; với 3 * Các công thức + Độ nở dài vật rắn: l = l – l0 = l0t + Độ nở diện tích vật rắn: S = S – S0 = 2S0t + Độ nở khối vật rắn: V = V – V0 = V0t; với 3 * Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến nở nhiệt của vật rắn ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 47- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 * Bài tập Một dây tải điện 20 0C có độ dài 1800 m Xác định độ nở dài dây tải điện nhiệt độ tăng lên đến 40 0C mùa hè Biết hệ số nở dài dây tải điện 11,5.10-6 K-1 * Hướng dẫn giải Độ nở dài dây tải điện: l = l0t = 0,414 m = 41,4 cm Một kim loại có chiều dài 20 m nhiệt độ 20 0C, có chiều dài 20,015 m nhiệt độ 45 0C Tính hệ số nở dài kim loại l l0 Hệ số nở dài kim loại: = = 3.10-5 K-1 l0 t Mỗi ray đường sắt nhiệt độ 15 0C có độ dài 12,5 m Nếu hai đầu ray đặt cách 4,5 mm, ray chịu nhiệt độ lớn để chúng không bị uốn cong tác dụng nở nhiệt? Biết hệ số nở dài ray 12.10-6 K-1 l Ta có: t = = 30 Nhiệt độ lớn mà ray khơng bị uốn cong tác dụng nở nhiệt t + t0 = l0 45 0C Ở nhiệt độ 0C tổng chiều dài đồng sắt m Hiệu chiều dài chúng nhiệt độ khơng đổi Tìm chiều dài 0C Biết hệ số nở dài đồng 18.10-6 K-1, sắt 12.10-6 K-1 Chiều dài t 0C: ld = l0d + l0ddt; ls = l0s + l0sst Hiệu chiều dài chúng: ld – ls = l0d + l0ddt – l0s – l0sst Vì hiệu chiều dài nhiệt độ nên: ld – ls = l0d – l0s (l0dd – l0ss)t = l0dd – l0ss = l0dd – (l0 – l0d)s = l0 s = m; l0s = l0 – l0d = m d s Tìm nhiệt độ nhơm phẳng, biết diện tích tăng thêm 900 mm nung nóng Cho biết diện tích nhôm 0C 1,5 m2, hệ số nở dài nhôm 24.10-6 K-1 S Nhiệt độ nhôm: t = = 1250 0C 2S Ở 00C, nhôm sắt có tiết diện ngang nhau, có chiều dài 80 cm 80,5 cm Hỏi nhiệt độ chúng có chiều dài nhiệt độ chúng tích Biết hệ số nở dài nhôm 24.10-6 K-1, sắt 14.10-6 K-1 l0d = Nhiệt độ để chiều dài chúng nhau: l0nh(1 + nht) = l0s(1 + st) t = l0 s l0 nh = 630 0C l0 nh nh l0 s s Nhiệt độ để thể tích chúng nhau: l0 s l0 nh = 210 0C l0 nh 3 nh l0 s 3 s Một bể bê tơng có dung tích m 0C Khi 30 0C dung tích tăng thêm 2,16 lít Tính hệ số nở dài bê tông S0l0nh(1 + 3nht) = S0l0s(1 + 3st) t = Hệ số nở dài bê tông: V = 3V0t = V = 12.10-6 K-1 3V0 t Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Các tượng bề mặt chất lỏng Lực căng bề mặt chất lỏng + Lực căng bề mặt tác dụng lên đoạn đường nhỏ bề mặt chất lỏng ln có phương vng góc với đoạn đương tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l đoạn đường đó: f = l hệ số căng bề mặt (suất căng bề mặt), đơn vị N/m Giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ chất nhiệt độ chất lỏng: giảm nhiệt độ tăng Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 48- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 + Bề mặt chất lỏng sát thành bình chứa có dạng mặt khum lỏm thành bình bị dính ướt có dạng mặt khum lồi thành bình khơng bị dính ướt + Hiện tượng mức chất lỏng ống có đường kính nhỏ ln dâng cao hơn, hạ thấp so với bề mặt chất lỏng bên ống gọi tượng mao dẫn Các ống nhỏ xảy tượng mao dẫn gọi ống mao dẫn * Công thức Lực căng mặt ngoài: f = l Với (N/m) hệ số căng mặt ngoài; l đường giới hạn mặt Trường hợp khung dây mãnh mãnh có chu vi l nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng lực căng mặt ngồi f = 2l lực căng mặt ngồi tác dụng vào hai phía khung * Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến lực căng bề mặt ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một vành khun mỏng có đường kính 34 mm, đặt nằm ngang treo vào đầu lò xo để thẳng đứng Nhúng vành khuyên vào cốc nước, cầm đầu lò xo kéo vành khuyên khỏi nước, ta thấy lò xo dãn thêm 32 mm Tính hệ số căng mặt ngồi nước Biết lò xo có độ cứng 0,5 N/m Vành khun bắt đầu kéo khỏi mặt nước lực đàn hồi lực căng mặt ngoài: Fdh = Fc hay kl = 2d = kl = 74,9.10-3 N/m 2d Nhúng khung hình vng cạnh dài 8,75 cm, có khối lượng g vào rượu kéo lên Tính lực kéo khung lên Biết hệ số căng mặt rượu 21,4.10-3 N/m Lực kéo khung lên: Fk = P + Fc = m.g + .2.4.a = 0,035 N Một vòng xuyến có đường kính ngồi 44 mm đường kính 40 mm Trọng lượng vòng xuyến 45 mN Lực bứt vòng xuyến khỏi bề mặt glixêrin 20 0C 64,3 mN Tính hệ số căng mặt glixêrin nhiệt độ Lực kéo vòng xuyến lên: Fk P = 73.10-3 N (d1 d ) Một vòng nhơm hình trụ rổng có bán kính cm, bán kính ngồi 3,2 cm, chiều cao 12 cm đặt nằm ngang nước Tính độ lớn lực cần thiết để nâng vòng khỏi mặt nước Biết trọng lượng riêng nhôm 28.103 N/m3; suất căng mặt ngồi nước 73.10-3 N/m; nước dính ướt nhôm Fk = P + .(d1 + d2) = Lực cần thiết để nâng vòng nhơm lên: F = P + .2(r1 + r2) = h(r 22 - r 12 ) + .2(r1 + r2) = 0,0114 N Để xác định suất căng mặt rượu người ta làm sau: Cho rượu vào bình, chảy ngồi theo ống nhỏ giọt thẳng đứng có đường kính mm Thời gian giọt rơi sau giọt giây Sau thời gian 780 giây có 10 g rượu chảy Tính suất căng mặt rượu Lấy g = 10 m/s2 Khi trọng lượng giọt rượu lực căng mặt ngồi tác dụng lên giọt rượu rơi xuống nên: m mgt g t = ..d = = 40,8.10-3 N/m td t Một cầu có mặt ngồi hồn tồn khơng bị dính ướt Bán kính cầu 0,2 mm Suất căng mặt nước 73.10-3 N/m Bỏ qua lực đẩy Acsimet tác dụng lên cầu a) Tính lực căng mặt ngồi lớn tác dụng lên cầu đặt mặt nước b) Quả cầu có trọng lượng khơng bị chìm? a) Lực căng mặt lớn nhất: F = .2.r = 9,2.10-5 N b) Quả cầu khơng bị chìm khi: P F = 9,2.10-5 N Buổi dạy thứ: Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm Ngày soạn: - 49- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Chủ đề Sự chuyển thể chất Sự chuyển thể chất + Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi nóng chảy Q trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn gọi đông đặc + Chất rắn kết tinh (ứng với cấu trúc tinh thể) có nhiệt độ nóng chảy khơng đổi xác định áp suất cho trước Các chất rắn vơ định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định + Nhiệt lượng Q cung cấp cho chất rắn trình nóng chảy gọi nhiệt nóng chảy: Q = m; nhiệt nóng chảy riêng; đơn vị J/kg + Q trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) bề mặt chất lỏng gọi bay Q trình chuyển từ thể khí sang thể lỏng gọi ngưng tụ Sự bay xảy nhiệt độ kèm theo ngưng tụ Khi tốc độ bay lớn tốc độ ngưng tụ, áp suất tăng dần phía bề mặt chất lỏng khơ Hơi khô tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt Khi tốc độ bay tốc độ ngưng tụ, phía bề mặt chất lỏng bảo hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi áp suất bảo hòa Áp suất bảo hòa khơng phụ thuộc thể tích khơng tn theo định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ốt, phụ thuộc vào chất nhiệt độ chất lỏng + Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy bên bề mặt chất lỏng gọi sôi Mỗi chất lỏng sôi nhiệt độ xác định không đổi Nhiệt độ sôi chất lỏng phụ thuộc vào áp suất khí bề mặt chất lỏng Áp suất khí lớn, nhiệt độ sôi chất lỏng cao + Nhiệt lượng Q cung cấp cho khối chất lỏng sơi gọi nhiệt hóa khối chất lỏng nhiệt độ sôi: Q = Lm; L nhiệt nhiệt hóa có đơn vị đo J/kg * Các công thức + Nhiệt lượng thu vào hay tỏa vật thay đổi nhiệt độ: Q = cm(t2 – t1) + Nhiệt lượng thu vào hay tỏa nóng chảy đơng đặc: Q = m; nóng chảy: thu nhiệt; đơng đặc: tỏa nhiệt + Nhiệt lượng tỏa thu vào hóa hay ngưng tụ: Q = Lm; hóa hơi: thu nhiệt; ngưng tụ: tỏa nhiệt * Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến thay đổi nhiệt độ vật chuyển thể chất ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho kg nước đá 0C để chuyển thành nước 20 0C Biết nhiệt nóng chảy nước đá 34.104 J/kg nhiệt dung riêng nước 4180 J/kg.K * Hướng dẫn giải Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = m + cm(t2 – t1) = 1694400 J Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhôm khối lượng 100 g nhiệt độ 20 0C, để hóa lỏng hồn tồn nhiệt độ 658 0C Biết nhơm có nhiệt dung riêng 896 J/kg.K nhiệt nóng chảy 39.104 J/kg Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = cm(t2 – t1) + m = 96165 J Thả cục nước đá có khối lượng 30 g 0C vào cốc nước chứa 200 g nước 20 0C Tính nhiệt độ cuối cốc nước Bỏ qua nhiệt dung cốc Cho biết nhiệt dung riêng nước 4,2 J/g.K, nhiệt nóng chảy nước đá 334 J/g Phương trình cân nhiệt: cm2(t2 – t) = m1 + cm1t t = cm2t m1 = 0C c (m2 m1 ) Để xác định nhiệt nóng chảy thiếc, người ta đổ 350 g thiếc nóng chảy nhiệt độ 232 0C vào 330 g nước 0C đựng nhiệt lượng kế có nhiệt dung 100 J/K Sau cân nhiệt, nhiệt độ nước nhiệt lượng kế 32 0C Tính nhiệt nóng chảy thiếc Biết nhiệt dung riêng nước 4,2 J/g.K, thiếc rắn 0,23 J/g.K Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 50- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Phương trình cân nhiệt: mth + cthmth(t2 – t) = cnmn(t – t1) + Cnlk(t – t1) cn mn (t t1 ) Cnlk (t t1 ) cth mth (t t ) = 60 J/g mth Cần cung cấp nhiệt lượng để làm cho 200 g nước lấy 10 0C sôi 100 0C 10% khối lượng hóa sơi Biết nhiệt dung riêng nước 4190 J/kg.K nhiệt hóa nước 2,26.106 J/kg = Nhiệt lượng cần cung cấp: Q = cm(t2 – t1) + m.10% = 120620 J Đổ 1,5 lít nước 20 0C vào ấm nhơm có khối lượng 600 g sau đun bếp điện Sau 35 phút có 20% khối lượng nước hóa nhiệt độ sơi 100 0C Tính cơng suất cung cấp nhiệt bếp điện, biết 75% nhiệt lượng mà bếp cung cấp dùng vào việc đun nước Cho biết nhiệt dung riêng nước 4190 J/kg.K, nhơm 880 J/kg.K, nhiệt hóa nước 100 0C 2,26.106 J/kg, khối lượng riêng nước kg/lít Nhiệt lượng cung cấp để đun nước: Qci = cnmn(t2 – t1) + cbmb(t2 – t1) + mn.20% = 1223040 J Nhiệt lượng tồn phần ấm cung cấp: Qtp = Cơng suất cung cấp nhiệt ấm: P = Qtp t Qci = 1630720 J H = 776,5 W Buổi dạy thứ: Ngày soạn: Chủ đề Độ ẩm khơng khí Độ ẩm khí + Độ ẩm tuyệt đối a khơng khí đại lượng đo khối lượng nước (tính gam) chứa m3 khơng khí + Độ ẩm cực đại A độ ẩm tuyệt đối khơng khí chứa nước bảo hòa, giá trị tăng theo nhiệt độ Đơn vị độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại g/m3 + Độ ẩm tỉ đối f khơng khí đại lượng đo tỉ số phần trăm độ ẩm tuyệt đối a độ ẩm cực a đại A khơng khí nhiệt độ: f = 100% A Độ ẩm tỉ đối f tính gần tỉ số phần trăm áp suất riêng phần p nước p áp suất pbh nước bảo hòa khơng khí nhiệt độ: f 100% pbh Không khí ẩm độ ẩm tỉ đối cao + Có thể độ ẩm khơng khí loại ẩm kế * Các cơng thức m + Độ ẩm tuyệt đối: a = V m + Độ ẩm cực đại (ở nhiệt độ định): A = max V Độ ẩm tuyệt đối độ ẩm cực đại thường tính g/m a + Độ ẩm tương đối (ở nhiệt độ định): f = % A * Phương pháp giải Để tìm đại lượng có liên quan đến độ ẩm khí ta viết biểu thức liên quan đến đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Buổi sáng nhiệt độ khơng khí 23 0C độ ẩm tỉ đối 80% Buổi trưa, nhiệt độ 30 0C độ ẩm tỉ đối 60% Hỏi buổi không khí chứa nhiều nước hơn? Biết độ ẩm cực đại khơng khí 23 0C 20,60 g/m3 30 0C 30,29 g/m3 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 51- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 * Hướng dẫn giải Độ ẩm tuyệt đối khơng khí buổi sáng: fs = as as = fs.As = 16,48 g/m3 As Độ ẩm tuyệt đối khơng khí buổi trưa: ftr = atr as = ftr.Atr = 18,174 g/m3 Atr Vậy, buổi trưa khơng khí chứa nhiều nước Một phòng có kích thước 100 m3, ban đầu khơng khí phòng có nhiệt độ 30 0C có độ ẩm 60%, sau người ta dùng máy lạnh để hạ nhiệt độ phòng xuống 20 0C Muốn giảm độ ẩm khơng khí phòng xuống 40% phải cho ngưng tụ gam nước Biết độ ẩm cực đại khơng khí 30 0C 20 0C 30,3 g/m3 17,3 g/m3 Lượng nước chứa phòng ban đầu: m = f.A.V = 1818 g Lượng nước chứa phòng lúc sau: m’ = f’.A’.V = 692 g Phải cho ngưng tụ lượng nước: m = m – m’ = 1126 g Trong bình kín thể tích V = 0,5 m3 chứa khơng khí ẩm nhiệt độ khơng đổi, có độ ẩm tương đối f = 50% Khi làm ngưng tụ khối lượng m = gam nước độ ẩm tương đối lại f = 40% Hãy xác định độ ẩm cực đại khơng khí bình nhiệt độ Bỏ qua thể tích nước ngưng tụ bình m1 f = 1,25 Ta có: m1 = f1.A.V; m2 = m1 – m = f2.A.V m1 m f m1 1,25m m1 = = g; A = = 20 g/m3 f1V 0,25 Một vùng không khí tích V = 10 10 m3 có độ ẩm tương đối 80% nhiệt độ 20 0C Hỏi nhiệt độ hạ đến 10 0C lượng nước mưa rơi xuống bao nhiêu? Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 17,3 g/m3, 10 0C 9,4 g/m3 Lượng nước chứa vùng khơng khí lúc đầu: m = f.A.V = 13,84.1010 g Lượng nước cực đại chứa khơng khí lúc sau: m'max = A’.V = 9,4.1010 g Lượng nước mưa rơi xuống: m = m = m’max = 4,44.1010 g = 44400 Độ ẩm tỉ đối phòng nhiệt độ 20 0C 65% Độ ẩm tỉ đối thay đổi nhiệt độ phòng hạ xuống 15 0C áp suất phòng khơng đổi Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 17,3 g/m3, 15 0C 12,8 g/m3 a a A Ta có: f = ; f’ = f’ = f = 88 % A A' A' Nhiệt độ không khí phòng 20 0C Nếu cho máy điều hòa nhiệt độ chạy để làm lạnh khơng khí phòng xuống tới 12 0C nước khơng khí phòng trở nên bảo hòa ngưng tụ thành sương Nhiệt độ 12 0C gọi ‘‘điểm sương’’ khơng khí phòng Tính độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tỉ đối khơng khí phòng Biết độ ẩm cực đại khơng khí 20 0C 12 0C 17,30 g/m3 10,76 g/m3 Độ ẩm tuyệt đối khơng khí phòng 20 0C độ ẩm cực đại khơng khí 12 0C: a = 10,76 g/m3 Độ ẩm tỉ đối: f = a 10,76 = 62 % A 17,3 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 52- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 53- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 ... a1t = 10t – 0,1t2 2 a1t = 560 – 0,2t2 Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 (1) (2) - 5- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm b) Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 hay 10t – 0,1t2 = 560 – 0,2t2 0,1t2 + 10t... 0936.01.21.91 - 7- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 năm Một vật rơi tự từ độ cao 180 m Tính thời gian rơi, vận tốc vật trước chạm đất s quãng đường rơi giây cuối trước chạm đất Lấy g = 10 m/s2 * Hướng... thứ 10 F Gia tốc chuyển động vật: a = = 0,5 m/s2 m a) Vận tốc quãng đường vật sau 10 giây : Gv: Nguyễn Duy - 0936.01.21.91 năm - 14- Giáo án dạy thêm Vật lý lớp 10 v = v0 + at = m/s ; s = v0t