LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP HỌC KÌ 1 VẬT LÝ LỚP 10

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU GIA TỐC A KHÔNG ĐỔI x0 < 0 Nếu tại thời điểm ban đầu chất điểm ở vị thíthuộc phần âm 0x, x0 = 0 Nếu tại thời điểm ban đầu chất điểm ở gốc toạ độ... CHUYỂN

GIÁO TRÌNH 10

CHƯƠNG I ĐÔNG HỌC CHẤT ĐIỂM

I CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU (VẬN TỐC KHÔNG ĐỔI)

1 Vận tốc trung bình

a Trường hợp tổng quát: tb

s v t

- Vật chuyển động trên một đoạn đường

thẳng từ địa điểm A đến địa điểm B phải mất

khoảng thời gian t vận tốc của vật trong nửa

đầu của khoảng thời gian này là v1 trong nửa

cuối là v2 Vận tốc trung bình cả đoạn đường

- Một vật chuyển động thẳng đều, đi một

nửa quãng đường đầu với vận tốc v1, nửa

quãng đường còn lại với vận tốc v2 Vận tốc

trung bình trên cả quãng đường :

1 2

1 2

2v v v

Xác định phương trình chuyển động của chất điểm 1: x1 = x01 + v1.t (1)

Xác định phương trình chuyển động của chất điểm 2: x2 = x02 + v2.t (2)

Lúc hai chất điểm gặp nhau x1 = x2  t thế t vào (1) hoặc (2) xác định được vị trí gặp nhau

Khoảng cách giữa hai chất điểm tại thời điểm t d  x 1  x 2

II CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU (GIA TỐC A KHÔNG ĐỔI)

x0 < 0 Nếu tại thời điểm ban đầu chất điểm ở vị thíthuộc phần âm 0x,

x0 = 0 Nếu tại thời điểm ban đầu chất điểm ở gốc toạ độ

v0; a > 0 Nếu v;a cùng chiều 0x

v ; a < 0 Nếu v;a ngược chiều 0x

x0 > 0 Nếu tại thời điểm ban đầu chất điểm ở vị thí

v < 0 Nếu v ngược chiều0x

5 Bài toán gặp nhau của chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Lập phương trình toạ độ của mỗi chuyển động :

- Khoảng cách giữa hai chất điểm tại thời điểm t : d  x 1  x 2

6 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều đi được những đoạn đường s1

và s2 trong hai khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau là t Xác định vận tốc đầu và gia tốc của vật

Bài toán 2: Một vật bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều Sau khi đi được quãng

đường s1 thì vật đạt vận tốc v1 Tính vận tốc của vật khi đi được quãng đường s2 kể từ khi vật bắt đầu chuyển động 2

Bài toán 3: Một vật bắt đầu chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu:

- Cho gia tốc a thì quãng đường vật đi được trong giây thứ n : s na a

2

  

- Cho quãng đường vật đi được trong giây thứ n thì gia tốc xác định bởi:

s a

1 n 2







Bài toán 4: Một vật đang chuyển động với vận tốc v0 thì chuyển động chầm dần đều:

- Nếu cho gia tốc a thì quãng đường vật đi được cho đến khi dừng hẳn : v20

s 2a





- Cho quãng đường vật đi được cho đến khi dừng hẳn s , thì gia tốc: v20

a 2s

1 n 2







III SỰ RƠI TỰ DO:

1 Vận tốc rơi tại thời điểm t : v = gt.

GIÁO TRÌNH 10

2 Quãng đường đi được của vật sau thời gian t : s =1 2

gt 2

3 Công thức liên hệ: v2 = 2gs

4 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một vật rơi tự do từ độ cao h:

- Thời gian rơi xác định bởi: t 2h

Bài toán 2: Cho quãng đường vật rơi trong giây cuối cùng:  s

-Tthời gian rơi xác định bởi: t s 1

5 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc đầu v0 :

- Độ cao cực đại mà vật lên tới:

2 0

v h 2g



- Thời gian chuyển động của vật : 2v 0

t g



Bài toán 2: Một vật được ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất độ cao Độ cao cực đại mà

vật lên tới là h max

Ta nhận được 2 giá trị của v cùng độ lớn nhưng trái dấu

V CHUYỂN ĐỘNG NÉM ĐỨNG TỪ DƯỚI LÊN TỪ ĐỘ CAO H 0 VỚI VẬN TỐC BAN ĐẦU V 0 :

Chọn gốc tọa độ tại mặt đất chiểu dương thẳng đứng hướng lên, gốc thời gian lúc némvật

1 Vận tốc: v = v0 – g t

5 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một vật ở độ cao h0 được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc đầu v0 :

- Độ cao cực đại mà vật lên tới:

2 0 0

Ta nhận được 2 giá trị của v cùng độ lớn nhưng trái dấu

- Nếu bài toán chưa cho h0 , cho v0 và hmax thì :

VI CHUYỂN ĐỘNG NÉM ĐỨNG TỪ TRÊN XUỐNG :

Chọn gốc tọa độ tại vị trí ném ; chiểu dương thẳng đứng hướng vuống, gốc thời gian lúc ném vật

5 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một vật ở độ cao h được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc đầu v0:

Bài toán 2: Một vật ở độ cao h được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc đầu v0

(chưa biết) Biết vận tốc lúc chạm đất là vmax:

GIÁO TRÌNH 10

VI CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG:

Chọn gốc tọa độ tại vị trí ném, Ox theo phương ngang, Oy thẳng đứng hướng xuống

1 Các phương trình chuyển động:

- Theo phương Ox: x = v0t

- Theo phương Oy: y = 1 2

gt 2

2 Phương trình quỹ đạo: 2 2

IV Chuyển động của vật ném xiên từ mặt đất: Chọn gốc tọa độ tại vị trí ném, Ox theo

phương ngang, Oy thẳng đứng hướng lên

v sin H

v sin 2 L

g





VII CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU:

1 Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều.

- Điểm đặt: Trên vật tại điểm đang xét trên quỹ đạo

- Phương: Trùng với tiếp tuyến và có chiều của chuyển động

7 Gia tốc hướng tâm aht

- Điểm đặt: Trên chất điểm tại điểm đang xét trên quỹ đạo

- Phương: Đường thẳng nối chất điểm với tâm quỹ đạo

- Chiều: Hướng vào tâm

Chú ý: Khi vật có hình tròn lăn không trượt, độ dài cung quay của 1 điểm trên vành

bằng quãng đường đi

VIII TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG:

3 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1 : Một chiếc ca nô chạy thẳng đều xuôi dòng chảy từ A đến B hết thời gian là

t1, và khi chạy ngược lại từ B về A phải mất thời gian t2

Thời gian để ca nô trôi từ A đến B nếu ca nô tắt máy:

Bài toán 2 : Một chiếc ca nô chạy thẳng đều xuôi dòng chảy từ A đến B hết thời gian là

t1, và khi chạy ngược lại từ B về A phải mất t2 giờ Cho rằng vận tốc của ca nô đối với nước v12 tìm v23; AB

Giải hệ (1); (2) suy ra: v23; s

IX TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM

1 Tổng hợp lực F F F                             1  2

a F  1

cùng hướng với F2 :

F cùng hướng với F1; F = F1 + F2

b F1 ngược hướng với F2:

F cùng hướng với vectơ lực có độ lớn lớn hơn

GIÁO TRÌNH 10

F hợp với F1 một góc  xác định bởi 2

1

F tan

3 Điều kiện cân băng của chất điểm:

a Điều kiện cân bằng tổng quát:

F  F  F   0

b Khi có 2 lực: Muốn cho chất điểm chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì

hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều

1 2

F  F  0

c Khi có 3 lực: Muốn cho chất điểm chịu tác dụng của ba lực ở trạng thái cân bằng thì

hợp lực của hai lực bất kỳ cân bằng với lực thứ ba

1 2 3

F  F  F  0

X Các định luật Niu tơn

1 Định luật 1 Newton Nếu không chịu tác dụng cuả một lực nào hoặc chịu tác dụng của

các lực có hợp lực bằng 0 thì vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hay chuyển động thẳng đều

3 Định luật III Newton

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

AB BA

F  F

X CÁC LỰC CƠ HỌC:

1 Lực hấp dẫn

- Điểm đặt: Tại chất điểm đang xét

- Phương: Đường thẳng nối hai chất điểm



4 Lực đàn hồi của lò xo

- Phương: Trùng với phương của trục lò xo

- Chiều: Ngược với chiều biến dạng cuả lò xo

- Độlớn: Tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo

2 Lực căng của dây:

- Điểm đặt: Là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật

- Phương: Trùng với chính sợi dây

- Chiều: Hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây (chỉ là lực kéo)

3 Lực ma sát nghỉ.

- Giá cuả Fmsnluôn nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật

- Fmsnngược chiều với ngoại lực tác dụng vào vật

- Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực tác dụng lên vật Fmns = F

Khi F tăng dần, Fmsn tăng theo đến một giá trị FM nhất định thì vật bắt đầu trượt FM là giá trị lớn nhất của lực ma sát nghỉ

Lực ma sát lăn cũng tỷ lệ với áp lực N giống như lực ma sát trượt, nhưng

hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần

6 Lực quán tính

- Điểm đặt : Tại trọng tâm của vật

- Hướng : Ngược hướng với gia tốc a của hệ quy chiếu

- Độ lớn :

Fqt = m.a

7 Lực hướng tâm

- Chiều: Hương vào tâm của quỹ đạo

- Điểm đặt: Trên chất điểm tại điểm đang xét trên quỹ đạo

- Phương: Dọc theo bán kính nối chất điểm với tâm quỹ đạo

- Chiều: Hướng xa tâm của quỹ đạo

F

F α

- Bước 1 : Chọn hệ quy chiếu thích hợp.

- Bước 2 : Vẽ hình – Biểu diễn các lực tác dụng lên vật

- Bước 3 : Xác định gia tốc từ định luật II Newton

hl 1 2

F   F F ma     (1)

Chiếu (1) lên các trục toạ độ suy ra gia tốc a F hl

a m

- Bước 1 : Chọn hệ quy chiếu thích hợp

- Bước 2 : Xác định gia tốc a dựa vào chuyển động đã cho (áp dụng phần động học )

- Bước 3 : Xác định hợp lực tác dụng vào vật theo định luật II Niutơn

Fhl = ma

- Bước 4 : Biết hợp lực ta suy ra các lực tác dụng vào vật

3 Một số bài toán thường gặp:

Bài toán 1: Một ô tô đang chuyển động với vận tốc v0 thì hãm phanh; biết hệ số ma sát trượt giữa ô tô và sàn là μ:

Gia tốc của ô tô là: a = -μg

Bài toán 2: Cho cơ hệ như hình vẽ Cho lực kéo F, khối lượng của vật m

- Nếu bỏ qua ma sát thì gia tốc của vật là: a F

Bài toán 3: Cho cơ hệ như hình vẽ Cho lực kéo F, khối lượng của vật m, góc α.

- Nếu bỏ qua ma sát thì gia tốc của vật là:

Bài toán 4 (trượt trên mặt phẳng nghiêng từ trên xuống): Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh

một mặt phẳng nghiêng , góc nghiêng α, chiều dài mặt phẳng nghiêng là l:

- Nếu bỏ qua ma sát

Gia tốc của vật: a = gsinα

- Vận tốc tại chân mặt phẳng nghiêng:v  2g sin l 

- Nếu ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là μ

Gia tốc của vật: a = g(sinα - μcosα)

- Vận tốc tại chân mặt phẳng nghiêng: v  2g sin    cos l 

Bài toán 5 (trượt trên mặt phẳng nghiêng từ dưới lên): Một vật đang chuyển động với

vận tốc v0 theo phương ngang thì trượt lên một phẳng nghiêng, góc nghiêng α:

- Nếu bỏ qua ma sát

Gia tốc của vật là: a = - gsinα

Quãng đường đi lên lớn nhất:

2 0 max

v s

2g sin





- Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là μ :

Gia tốc của vật là: a  g sin    cos 

Quãng đường đi lên lớn nhất:

2 0 max

v s



Lực căng dây nối: T = 2

2 1

1 2

2m g T

m: khối lượng vật nặng; R: bán kính của cầu

Bài 9: (Tính áp lực nén lên cầu lõm xuống tại điểmthấp nhất)

M: khối lượng vật nặng; R: bán kính của cầu

CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

A CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 2: Bài tập về định luật bảo toàn động lượng

Bước 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát

Bước 2: Viết biểu thức động lượng của hệ trước và sau hiện tượng.

Bước 3: áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ:              p t                p s

(1)

Bước 4: Chuyển phương trình (1) thành dạng vô hướng (bỏ vecto) bằng 2 cách:

+ Phương pháp chiếu

+ Phương pháp hình học

* Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng:

a Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) cùng phương, thì biểu thức của định luật bảo toàn động lượng được viết lại: m1v1 + m2v2 =

m1 v 1' + m2 v'2

Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động

m 1 m

2

- Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0;

- Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0

b Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t và biểu diễn trên hình vẽ Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán

c Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

- Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không

- Ngoại lực rất nhỏ so với nội lực

- Thời gian tương tác ngắn

- Nếu F ngoai luc  0

nhưng hình chiếu của F ngoai luctrên một phương nào đó bằng không thì độnglượng bảo toàn trên phương đó

CHỦ ĐỀ 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

- Xác định lực F tác dụng lên vật theo phương pháp động lực học (đã học trong chương 2)

- Xác định quãng đường s bằng các công thức động học

Nhớ: vật chuyển động thẳng đều: s = v.t

Vật chuyển động biến đổi đều:

2 0

2 2 0

1 2 2

A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Dạng 1: bài toán tính động năng và áp dụng định lý biến thiên động năng

* Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng

- Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất

và tại chân mặt phẳng nghiêng)

- Tính cơ năng lúc đầu ( 2

1 W

1 W

- Áp dụng: W1 = W2

- Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán

Chú ý: chỉ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng khi hệ không có ma sát ( lực cản) nếu có

thêm các lực đó thì Ac = W = W2 – W1 ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng)

CHƯƠNG V: CHẤT KHÍ CHỦ ĐỀ 1: ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ – MA –RI- ỐT

A Phương pháp giải bài toán định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot

- Liệt kê hai trạng thái 1( p1, V1) và trạng thái 2 ( p2, V2)

- Sử dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot

p1V1 = p2V2

Chú ý: khi tìm p thì V1, V2 cùng đơn vị và ngược lại

* Một số đơn vị đo áp suất:

A.Phương pháp giải bài toán định luật Sac - lơ

- Liệt kê hai trạng thái 1( p1, T1) và trạng thái 2 ( p2, T2)

- Sử dụng định luật Sac – lơ:

- Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và thể tích không đổi.

CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT GAY – LUY XẮC ( QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP)

A.Phương pháp giải bài toán định Gay – luy xắc

- Liệt kê hai trạng thái 1( V1, T1) và trạng thái 2 ( V2, T2)

- Sử dụng định luật Gay – luy- xắc:

2

2 1

1

T

V T

V



Chú ý: khi giải thì đổi toC ra T(K)

T(K) = toC + 273

- Định luật này áp dụng cho lượng khí có khối lượng và áp suất không đổi

CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG

A Phương pháp giải bài tập về phương trình trạng thái khí lý tưởng.

- Liệt kê ra 2 trạng thái 1 ( p1,V1,T1) và 2 (p2,V2,T2)

CHƯƠNG VI: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

CHỦ ĐỀ 1: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG

A Phương pháp giải bài toán về sự truyền nhiệt giữa các vật

+ Xác định nhiệt lượng toả ra và thu vào của các vật trong quá trình truyền nhiệt thông qua biểu thức:

Q = mc tW

+Viết phương trình cân bằng nhiệt: Qtoả = Qthu

+ Xác định các đại lượng theo yêu cầu của bài toán

Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức t = t t = t s – t t thì Qtoả = - Qthu

+ Nếu ta chỉ xét về độ lớn của nhiệt lượng toả ra hay thu vào thì Qtoả = Qthu, trong trường hợp này, đối với vật thu nhiệt thì t = tW s - tt còn đối với vật toả nhiệt thì t = tW t – ts

CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

A Các dạng bài tập và phương pháp giải

Dạng 1: Tính toán các đại lượng liên quan đến công, nhiệt và độ biến thiên nội năng

Áp dụng nguyên lý I: U = A + Q

Trong đó: U: biến thiên nội năng (J)

GIÁO TRÌNH 10

A: công (J)

 Qui ước:

+ U 0 nội năng tăng, U0 nội năng giảm

+ A 0 vật nhận công , A 0 vật thực hiện công

+ Q 0 vật nhận nhiệt lượng, Q 0 vật truyền nhiệt lượng

pV

T

  ( nếu bài toán không cho V2)

Đơn vị thể tích V (m3), đơn vị của áp suất p (N/m2) hoặc (Pa) 1Pa 1 N2

- Nếu cho H thì suy ra A nếu biết Q1 ,ngược lại cho A suy ra Q1 và Q2

CHƯƠNG VII: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ

CHỦ ĐỀ 1: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN

A Phương pháp giải bài toán về biến dạng do lực gây ra ( biến dạng cơ)

Với l0 là chiều dài ban đầu tại t0

- Công thức tính chiều dài tại t C0

CHỦ ĐỀ 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG

A Các dạng bài tập và phương pháp giải

Dạng 1: Tính toán các đại lượng trong công thức lực căng bề mặt chất lỏng

- Lực căng bề mặt chất lỏng:

F =  l

 (N/m) : Hệ số căng bề mặt

l (m) chiều dài của đường giới hạn có sự tiếp xúc giữa chất lỏng và chất rắn

Chú ý: cần xác định bài toán cho mấy mặt thoáng.

Dạng 2: Tính lực cần thiết để nâng vật ra khỏi chất lỏng

- Để nâng được: F k P f

- Lực tối thiểu: F k  P f

Trong đó: P =mg là trọng lượng của vật

f là lực căng bề mặt của chất lỏng

Dạng 3: Bài toán về hiện tượng nhỏ giọt của chất lỏng

- Đầu tiên giọt nước to dần nhưng chưa rơi xuống

- Đúng lúc giọt nước rơi: