Giáo án Ôn tập Vật lí 10 nâng cao học kì I (2015 – 2016)6199

Bài tập Các dạng bài tập : – Chuyển động thẳng đều ; – Sự rơi tự do ; – Chuyển động tròn đều ; – Chuyển động của vật dưới tác dụng của các lực cơ học ; – Lực đàn hồi ; – Lực hấp dẫn ; –

ÔN TẬP VẬT LÍ 10 NÂNG CAO HỌC KÌ I (2015 – 2016)

A TÓM TẮT

1 Lí thuyết

Phần chung :

– Chuyển động cơ : Định nghĩa chuyển động cơ, chất điểm ; cách xác định hệ quy chiếu – Sự rơi tự do : Định nghĩa ; đặc điểm của chuyển động rơi tự do.

– Chuyển động tròn đều : Định nghĩa ; công thức chu kì, tần số, tốc độ dài, tốc độ góc và gia

tốc hướng tâm

– Ba định luật Niu-tơn : Phát biểu ba định luật Niu-tơn ; khối lượng và mức quán tính.

– Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn : Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn ; biểu thức

gia tốc rơi tự do

– Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc : Phát biểu định luật Húc.

– Lực ma sát : Lực ma sát trượt xuất hiện khi nào ; độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc và yếu

tố nào ; công thức biểu diễn lực ma sát trượt

– Lực hướng tâm : Công thức lực hướng tâm.

Phần riêng :

– Chương trình chuẩn : Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực ; điều kiện

cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song ; công thức mômen ; điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định

– Chương trình nâng cao :

+ Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính : Công thức lực quán tính.

+ Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm : Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng.

2 Bài tập

Các dạng bài tập :

– Chuyển động thẳng đều ;

– Sự rơi tự do ;

– Chuyển động tròn đều ;

– Chuyển động của vật dưới tác dụng của các lực cơ học ;

– Lực đàn hồi ;

– Lực hấp dẫn ;

– Quy tắc hợp lực song song cùng chiều (chương trình chuẩn) ;

Chú ý các bài tập và câu hỏi ứng dụng trong thực tế, thực nghiệm liên quan đến các nội dung trên

B LÍ THUYẾT (Chương trình nâng cao)

§1 CHUYỂN ĐỘNG CƠ

Chuyển động cơ là sự dời chỗ của vật theo thời gian

Một vật chuyển động được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc

so với những khoảng cách mà ta đề cập đến)

Khi chuyển động, chất điểm vạch một đường trong không gian gọi là quỹ đạo.

Để xác định vị trí của một chất điểm, người ta chọn một vật mốc, gắn vào đó một hệ toạ độ, vị trí của

chất điểm được xác định bằng toạ độ của nó trong hệ toạ độ này

Để xác định thời điểm, ta cần có một đồng hồ và chọn một mốc thời gian Thời gian có thể được biểu

diễn bằng một trục số, trên đó gốc 0 được chọn ứng với một sự kiện xẩy ra

Một vật mốc gắn với một hệ toạ độ và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp thành một hệ quy chiếu.

Hệ quy chiếu = Hệ toạ độ gắn với vật mốc + đồng hồ và gốc thời gian

§2 SỰ RƠI TỰ DO

Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do :

– Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng (phương của dây dọi)

– Chiều của chuyển động rơi tự do là chiều từ trên xuống dưới

– Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

§3 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Chuyển động tròn là đều khi chất điểm đi được những cung tròn có độ dài bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau tuỳ ý

Độ lớn của vectơ vận tốc (tốc độ dài) bằng : v v s hằng số

t





Chu kì T là khoảng thời gian chất điểm đi hết một vòng trên đường tròn T 2 r

v





Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng chất điểm đi được trong một giây f 1

T

 Đơn vị của tần số là héc, kí hiệu là Hz : 1 Hz = 1 vòng/s = 1 s–1

Thương số của góc quét  và thời gian gọi là tốc độ góc t

t





đo bằng rađian trên giây (rad/s)



còn được gọi là tần số góc.



§4 GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Trong chuyển động tròn đều, vectơ gia tốc vuông góc với vectơ vận tốc và hướng vào tâm đường tròn v Nó đặc trưng cho sự biến đổi về hướng của vectơ vận tốc và được gọi là vectơ gia tốc hướng tâm, kí hiệu là aht

Giá trị của gia tốc aht : aht v2 Vì v = r, ta còn viết được :

r

2

ht

a  r

§5 BA ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN

Định luật I Niu-tơn : Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều

Định luật II Niu-tơn : Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của vectơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

hoặc là



a = m

 

F = ma Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

Định luật III Niu-tơn : Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực Hai lực này là hai lực trực đối

FA B = FB A F =AB FBA

§6 LỰC HẤP DẪN ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng 1 2

m m

F = G

r Hệ số tỉ lệ G là một hằng số chung cho mọi vật, gọi là hằng số hấp dẫn G = 6,67.10–11 N.m2/kg2

Biểu thức gia tốc rơi tự do : g = GM 2

(R + h) Nếu vật ở gần mặt đất (h R) thì : ฀ g = GM2

R

§7 LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO ĐỊNH LUẬT HÚC

Định luật Húc đối với lò xo : Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo Fđh   k l

Trong công thức trên,   l l l0 là độ biến dạng của lò xo, (l0 là chiều dài tự nhiên, l là chiều dài của lò

xo bị biến dạng), k là hệ số đàn hồi (hoặc độ cứng) của lò xo Đơn vị của hệ số đàn hồi là N/m.

Dấu trừ trong công thức chỉ rằng, lực đàn hồi luôn ngược với chiều biến dạng

§8 LỰC MA SÁT

Lực ma sát trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của nhau Fmst tN tmg

Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc

§9 HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QUÁN TÍNH

Trong một hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học a xẩy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của một lực bằngma Lực này gọi là lực quán tính : Fqt  ma

§10 LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM HIỆN TƯỢNG TĂNG, GIẢM, MẤT TRỌNG LƯỢNG

Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc

hướng tâm gọi là lực hướng tâm 2 2

mv

Trên thực tế, có nhiều trường hợp một vật được đặt trong một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a

so với Trái Đất Khi đó vật còn chịu thêm tác dụng của lực quán tính Fqt  ma do chuyển động của hệ gây ra

Vật sẽ chịu tác dụng của một hợp lực : P' P' P F qt Những hiện tượng đó là sự tăng, giảm hoặc mất trọng lượng

C CÔNG THỨC (Chương trình nâng cao)

; (khi rất nhỏ)

x x x

 v

t t t

tb

= x

v t



 t  v0 at Phương trình chuyển động thẳng đều : x = + s = + x0

0

x vt.

Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều : 2

1 2

x x v t at

; ( rất nhỏ) ;

tb

–

= =

–

v v

a

t t

v t





v a t





 t

v   v a x

Vận tốc đầu v00 : 1 2, ,

2

t a

 v2 2as (h R).

2

2s

g

t

(R + h)

Nếu v = 0 khi t = 0 thì : v = gt, s =1 2

2gt Tốc độ dài :v s hằng số ; ; ;

t



2 r T v



T





 F

a =

m  F = ma  P = mg   FA B = FB A 

 F =AB FBA hd m m1 22

F = G

r Fđh k l  Fđh k l l(  0) (lò xo bị dãn) Fđh k l(0 l) (lò xo bị nén) ;

ms

F  N  mg Fqt ma Fht maht mv2

r

  m r 2

Fq ma 2 2

q

mv

  P FhdFq P' P F qt Ghi chú : v (m/s) còn gọi là vận tốc ; a (m/s2) còn gọi

là gia tốc ; x, s, h, r, R, l (m) ; t, T (s) ; nếu đề bài không nói gì thì g 9,8 (m/s 2) ;  3,14 ; f (Hz), 1 Hz =

= 1 vòng/s = 1 s–1 ; (rad), 1 rad =  = 57 18' ;



 360

(rad/s) ; m (kg) ; F, P, N (N) ; G = 6,67.10–11 N.m2/kg2



; k (N/m) ; là hệ số ma sát (giá trị được cho ở đề 

bài)

;

t





2

T



 2 f  aht v2

r

2r



 Chú ý : Công thức viết bằng vectơ không được thế số

Đề bài yêu cầu tính theo đơn vị gì thì tính ra đơn vị đó