Xung lượng của lực:- Đ/N: khi một lực F tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ∆t thì tích F.∆t được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian ∆t ấy.. - Đơn vị: N.
Trang 1 Xung lượng của lực:
- Đ/N: khi một lực F tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian ∆t thì tích F.∆t được định nghĩa là xung lượng của lực F trong khoảng thời gian ∆t ấy
- Đơn vị: N.s
Động lượng
- Đ/N: Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại lượng được xác định bởi công thức: p = mv
- Đơn vị: kg.m/s
- Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó ∆p = F.∆t
Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập
- Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn
- Ứng dụng: giải các bài toán va chạm, làm cơ sở cho nguyên tắc chuyển độngnphản lực…
Đ/N công trong trường hợp tổng quát
Khi lực F không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực
đó chuyển rời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực
góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức: A = Fscosα Đơn vị: J
Công suất
- K/N: công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian
- Công thức: P = A/t Đơn vị: oát ( W )
- Ý nghĩa của công âm: Cản trở sự chuyển động của vật
Động năng:
- Đ/N: Động năng là dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động
- Công thức: Wđ = mv2/2 Đơn vị: J
- Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng:
A = mv2/2 – mv1/2
Hệ quả: Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công dương
Thế năng trọng trường:
- Đ/N : Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường
- Biểu thức: Wt = mgz
Lưu ý: Giá trị thế năng phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng
- Độ biến thiên thế năng và công của trọng lực:
+ Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N
AMN = mgzM - mgzN
+Lưu ý: hiệu thế năng trọng trường không phụ thuộc vào cách chọn gốc thế năng
Thế năng đàn hồi
+ Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
+ Công thức: Wt = k.∆l2/2
Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.
- Đ/N: khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường
- Công thức: W = Wđ + Wt = mv2/2 + mgz
- Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.
Fn
Trang 2+ Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn
+ W = Wđ + Wt = mv2/2 + mgz = hằng số
Cơ năng của vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi:
Quá trình đẳng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi
Quá trình đẳng tích là quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi
Quá trình đẳng áp là quá trình biến đổi trạng thái khí áp suất không đổi
Đường đẳng nhiệt là đường biểu diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi.
Đường đẳng tích là đường biểu diễn sự biến thiên áp suất theo nhiệt độ khi thể tích không đổi.
Đường đẳng áp là đường biểu diễn sự biến thiên thể tích theo nhiệt độ khi áp suất không đổi.
Nội dung định luật
Bôi-lơ-Ma-ra-ốt: Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích p hay p.V = hằng số
Sác-lơ : Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối
P.V Cosnt = >P1.V1 P2.V2 Cosnt
T
P
=>
1
1 2
2
T
P T
P
Cosnt
T
V
=>
2
2 1
1
T
V T
V
Nội năng
Đ/N: Trong NĐLH người ta gọi tổng động năng và thế năng của các phân tử cấu tạo nên vật là nội năng của vật.
Kí hiệu: U Đơn vị: Jun ( J )
Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T,V)
+ Có 2 cách làm thay đổi nội năng: Thực hiện công và truyền nhiệt
+ Công thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra: Q = m.c.∆t Đơn vị: Jun ( J )
Trong đó: m là khối lượng có đơn vị kg; c là nhiệt dung riêng của chất có đơn vị ( J/kg.K)
∆t là độ biến thiên nhiệt độ ( 0Choặc K )
Nguyên lí I NĐLH: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được
∆U = A + Q
Quy ước dấu: A > 0 : Hệ nhận công
Q > 0 : Hệ nhận nhiệt lượng
A < 0 : Hệ thực hiện công
Q < 0 : Hệ truyền nhiệt lượng
Nguyên lí II NĐLH: + Nhiệt không thể tự truyền từ môt vật sang vật nóng hơn.
+ Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học
Biến dạng cơ của vật rắn
W = Wđ + Wt = mv2/2 + k.∆l2/2 = hằng số
Phương trình trạng thái của khí lý tưởng
= hằng số
pV
T1
p2V2
T2
p = hằng số
p
T
0
T
V
p
0
V
p
Trang 3+ Ứng suất:
S
F
Đơn vị: paxcan ( Pa ) { 1Pa = 1N/m 2 } + Định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn:
Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn ( hình trụ đồng chất ) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó | | .
0
l l
+ Lực đàn hồi: F đh k.|l| với
0
l
S E
Trong đó: E là suất y-âng ( suất đàn hồi ) có đơn vị paxcan (Pa) { 1Pa = 1N/m2 }
S là tiết diện có đơn vị m 2 ; l 0 là chiều dài ban đầu có đơn vị là mét ( m )
|∆l| là độ biến dạng nén hoặc kéo có đơn vị là mét ( m )
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
+ Độ nở dài của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi từ t 0 đến t: |l|l l0 .l0(t t0)
+ Độ dài của vật rắn ở nhiệt độ t 0 C : l l0(1.(t t0))
+ Độ nở khối của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi từ t 0 đến t : |V |V V0 .V0(t t0)
+ Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t 0 C : V V0(1.(t t0)) Trong đó β = 3α
Bài tập chương ĐLBT
Câu 1 Một vật có khối lượng 500g chuyển động với vận tốc 36 km/h Hãy tính động năng của vật
Câu 2 Một vật có khối lượng 750 g chuyển động với vận tốc V thì có động năng 1,5 J Tính vận tốc V
Câu 3 Một vật có trọng lượng P = 10 N trượt từ đỉnh đến chân dốc của một mp nghiêng dài 2m với góc nghiêng 30 0
so với đường nằm ngang Bỏ qua hệ số ma sát trượt Hãy tính công của trọng lực Đs: 100 J Câu 4 Một vật có khối lượng 500g chuyển động từ trạng thái nghỉ dưới tác dụng của lực không đổi thì vật chuyển theo chiều lực tác dụng Tìm công của lực hiện trên vật để sau một thời gian vật có vận tốc 36km/h Đs: 25 J Câu 5 Một ô tô có khối lượng 1tấn, chuyển động lên một con dốc nghiêng 30 0 so với đường nằm ngang với tốc độ đều18km/h Bỏ qua ma sát, tìm công suất của động cơ của xe khi chạy trên dốc này Lấy g = 10 m/s 2 Đs: 25 kW Câu 6 Một động cơ hoạt động với công suất 10 kW để nâng đều một kiện hàng có trọng lượng 2000N lên độ cao 40m Tìm thời gian thực hiện công việc này Đs: 8s Câu 7 Đẩy một vật có khối lượng 2kg trượt đều từ chân lên đỉnh dốc nghiêng có độ cao 10 m tốn một công là 300J lấy g = 10 m/s 2 Vậy công của lực ma sát =? Đs: 100 J Câu 8 Một người có trọng lượng 600N đứng trên một chiếc cân lò xo Khi cân bằng, lò xo bị nén một đoạn 1 cm
Câu 9 Một vật có khối lượng 750g được thả rơi tự do ở độ cao h = 20 m so với mặt đất, lấy g = 10 m/s 2
a) Tính thế năng của vật tại độ cao h, chọn gốc thế năng tại mặt đất Đs: 150 J
c) Tính vận tốc của vật tại thời điểm chạm mặt đất ( Áp dụng ĐLBT cơ năng ) Đs: 20 m/s d) Nếu vật được bắn lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc ở câu c, bỏ qua lực cản của môi trường Thì trong quá trình chuyển động thì động năng, thế năng và cơ năng của vật thay đổi như thế nào? Vì sao? Câu 10 Một vật có khối lượng 750 g ở độ cao h= 20 m so với mặt đật được bắn thẳng đứng lên trên với vận tốc
36 km/h Hãy tính cơ năng của vật tại độ cao h, chọn gốc thế năng tại mặt đất, lấy g = 10 m/s 2 Đs: 187,5J
Bài tập phần chất khí
Câu 1 Một bình có dung tích 5l chứa 0,5 mol khí ở nhiệt độ 0 0 C.Tính áp suất trong bình, biết áp suất khí ở 0 0 C là 1
Câu 2 Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10l đến 4l thì áp suất của khí tăng lên bao nhiêu lần? Đs: 2,5 lần
Câu 3 Nén đẳng nhiệt từ thể tích 9l đến thể tích 6 l thì áp suất khí tăng thêm 50 kPa Hãy tính áp suất ban đầu của
Câu 4 Một khối khí có thể tích là V 1 dưới áp suất p 1. Nếu áp suất tăng gấp ba lần thì thể tích của khối khí thay đổi như thế nào? Coi nhiệt độ khí không đổi Đs: giảm V 1 /3 Câu 5 Một bình được nạp khí ở nhiệt độ 33 0 C dưới áp suất 300 kPa Sau đó bình được chuyển đến nơi só nhiệt độ
37 0 C thì áp suất trong bình tăng thêm bao nhiêu? Đs: 3,92 kPa Câu 6 Một bình kín chứa 1 mol khí Ni tơ ở áp suất 1,5 atm, nhiệt độ 17 0 C Sau khi nung nóng thì áp suất trong bình
là 2,5 atm Hãy tính độ tăng nhiệt độ khí trong bình theo 0 C Đs: 200 0 C
Câu 7 Nén 10 l khí ở nhiệt độ 27 0 C để cho thể tích của nó chỉ còn 4 l, vì nén nhanh khí bị nóng lên đến 60 0 C khí đó,áp suất khí tăng lên bao nhiêu lần? Đs: 2,775 lần Câu 8 Áp suất của hỗn hợp khí trong xi lanh một động cơ vào cuối thời kì nén bằng bao nhiêu? Biết trong quá trình nén thì nhiệt độ tăng từ 50 0 C đến 250 0 C, thể tích giảm từ 0,75 lít xuống 0,12 lít Áp suất ban đầu là 8.10 4 N/m 2
Đs: 80,96 N/m 2
Trang 4Câu 9 Trong xi lanh của một động cơ đốt trong có 2 dm 3 hỗn hợp khí dưới áp suất 1at và nhiệt độ 47 0 C Pit-tông nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm 3 và áp suất tăng lên tới 15 at Khi đó, nhiệt độ của hỗn hợp
Bài tập chương sơ sở của NĐLH Câu 1 Hãy tính nhiệt lượng mà 0,5 kg nước lạnh ở 150C nhận được để nhiệt độ của nước tăng thêm 450C nhiệt dung
Câu 2 Một ấm nước chứa 0,75 kg nước nóng 800C Sau một thời gian thì nước trong ấm là 200C Tính nhiệt lượng
mà nước đã tỏa ra trong khoảng thời gian trên, biết nhiệt dung riêng của nước là 4,18 (kJ/kg.K) Đs: 188,1 kJ
Câu 3 Hãy tính nhiệt lượng mà 250 g chì nhận được để nhiệt độ của chì tăng từ 25 0 C đến 55 0 C, biết nhiệt dung
Câu 4 Người ta thực hiện một công 250J để nén khí đựng trong xilanh thì nội năng của khí tăng thêm 120J Hãy
Câu 5 Để đun nóng đẳng áp một lượng khí cần một nhiệt lượng là 10kJ thì công thực hiện của khí là 8310J Hãy
Câu 6 Người ta truyền cho khí trong xilanh một nhiệt lượng 1kJ thì nội năng của khí tăng thêm 300J Hãy tính công
Câu 7 Để có được 1,25 kg nước ở nhiệt độ 66 0 C thì người ta phải đổ bao nhiêu kg nước lạnh ở nhiệt độ 15 0 C vào
750 g nước nóng 80 0 C Tính nhiệt lượng mà nước lạnh thu vào, biết nhiệt dung riêng của nước là 4,18 kJ/kg.K
Bài tập về biến dạng cơ của vật rắn
Câu 1 Một sợi dây thép đường kính 1,5 mm có độ dài ban đầu 5,2 m Tính hệ số đàn hồi của sợi dây thép, biết suất đàn hồi của thép là 2.10 11 Pa, biết 1Pa = 1N/m 2 Đs: 0,68.10 5 N/m Câu 2 Một sợi dây đồng thau có đường kính 5 mm, suất đàn hồi của đồng thau là 9.10 10 Pa Tính lực đàn hồi của dây đông khi dây dãn 1% chiều dài của dây Đs: 17700 N Câu 3 Khi treo vật khối lượng m=500g vào một lò xo thì lò xo dãn ra 4cm Lấy g 10m/s2 Độ cứng của lò xo =?
Câu 4 Một dây thép có tiết diện 0,1cm2, có suất đàn hồi là 2.1011Pa Kéo dây bằng một lực 2000N thì dây dãn 2mm Chiều dài của dây =?
Câu 5 Treo một vật nặng 2kg vào đầu một dây kẽm có chiều dài 1m, tiết diện ngang của dây là 1mm 2 , biết suất đàn hồi của kẽm là 2.10 9 Pa Độ biến dạng của dây =?
Bài tập về sự nở vì nhiệt của vật rắn
Câu 1 Một thanh ray đường sắt dài 10 m ở nhiệt độ 20 0 C Tính độ nở dài và độ dài của thanh ray nếu nhiệt độ thanh tăng lên 50 0 C, biết hệ số nở dài của thanh ray là 11,4.10 -6 K -1 Đs: 3,42 mm; 10,00342 m
Câu 2 Một quả cầu bằng nhôm ở nhiệt độ 27 0 C có thể tích 1000 cm 3 Hãy tính độ nở khối và thể tích của vật rắn trên nếu nhiệt độ của quả cầu tăng lên 57 0 C Biết hệ số nở dài của nhôm là 24.10 -6 K -1
Đs: 2,16 cm 3 ; 1002,16 cm 3
Câu 3 Một ấm nhôm có dung tích 2 lít ở 20 0 C Chiếc ấm đó có dung tích bằng bao nhiêu khi nó ở 80 0 C?
Đs 2,00864 lit Câu 4 Một thanh sắt dài 10m ở nhiệt độ t 1 =20 0 C Cho hệ số nở dài của sắt là 12.10 -6 K -1 Tính chiều dài thanh sắt khi giảm nhiệt độ xuống 0 0 C và – 10 0 C
Câu 5 Một tấm đồng mỏng hình lập phương cạnh a=30cm ở nhiệt độ 0 0 C, khi nung nóng đến nhiệt độ t 0 C thì thể tích tăng thêm 17,1cm 3 Cho 1,8.10 5 1
Nhiệt độ đó có giá trị =?
0
Hãy chỉ rõ đâu là quá trình đẳng áp, đẳng tích, đẳng nhiệt ở các hình bên