Ph Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm sáng và màn ngời ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩasong song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuô
Trang 1phần quang học
Tiết 1,2
I- Tóm tắt lý thuyết
1/ Khái niệm cơ bản:
- Ta nhận biết đợc ánh sáng khi có ánh sáng đi vào mắt ta
- Ta nhìn thấy đợc một vật khi có ánh sáng từ vật đó mang đến mắt
ta ánh sáng ấy có thể do vật tự nó phát ra (Nguồn sáng) hoặc hắt lại
ánh sáng chiếu vào nó Các vật ấy đợc gọi là vật sáng.
- Trong môi trờng trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo 1
đờng thẳng
- Đờng truyền của ánh sáng đợc biểu diễn bằng một đờng thẳng có
h-ớng gọi là tia sáng.
- Nếu nguồn sáng có kích thớc nhỏ, sau vật chắn sáng sẽ có vùng tối
- Nếu nguồn sáng có kích thớc lớn, sau vật chắn sáng sẽ có vùng tối vàvùng nửa tối
II- Phân loại bài tập
Loại 1: Bài tập về sự truyền thẳng của ánh sáng
Ph
Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách màn 1 khoảng 2m, giữa điểm
sáng và màn ngời ta đặt 1 đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩasong song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuônggóc với đĩa
a) Tìm đờng kính của bóng đen in trên màn biết đờng kính của
đĩa d = 20cm và đĩa cách điểm sáng 50 cm
Trang 2b) Cần di chuyển đĩa theo phơng vuông góc với màn một đoạn baonhiêu, theo chiều nào để đờng kính bóng đen giảm đi một nửa?
c) Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay
đổi đờng kính của bóng đen
d) Giữ nguyên vị trí của đĩa và màn nh câu b thay điểm sáng bằngvật sáng hình cầu đờng kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để
đờng kính bóng đen vẫn nh câu a Tìm diện tích của vùng nửa tốixung quanh bóng đen?
Giải
a) Gọi AB, A’B’ lần lợt là đờng kính của đĩa và của bóng đen Theo
định lý Talet ta có:
cm SI
SI AB B A SI
200 20 ' ' ' '
'
b) Gọi A2, B2 lần lợt là trung điểm của I’A’ và I’B’ Để đờng kính bóng
đen giảm đi một nửa(tức là A2B2) thì đĩa AB phải nằm ở vị trí A1B1.Vì vậy đĩa AB phải dịch chuyển về phía màn
Theo định lý Talet ta có :
cm SI
B A
B A SI SI
SI B A
B A
100 200 40
20 '
1 1 1 1 2 2
= 0,25 sTốc độ thay đổi đờng kính của bóng đen là:
v’ =
t
B A
-B
= 0,80,−250,4 = 1,6m/sd) Gọi CD là đờng kính vật sáng, O là tâm Ta có:
4
1 4
1 80
20
3 3
3 3
3
′ +
3 ′ =
B A
CD MI
MO
3
40 3
100 5
2 5
2 5
2 20
8
3 3
3 3
M
C
A3
B3D
B2B’
I’
A’
A2
I3O
Trang 3=> OI3 = MI3 – MO = 20cm
3
60 3
40 3
Vậy đặt vật sáng cách đĩa một khoảng là 20 cm
π
Thí dụ 2: Ngời ta dự định mắc 4 bóng đèn tròn ở 4 góc của một trần
nhà hình vuông, mỗi cạnh 4 m và một quạt trần ở đúng giữa trần nhà,quạt trần có sải cánh là 0,8 m (khoảng cách từ trục đến đầu cánh),biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn Hãy tính toán thiết kế cáchtreo quạt trần để khi quạt quay, không có điểm nào trên mặt sànloang loáng
Giải Để khi quạt quay, không một điểm nào trên sàn sáng loang loáng
thì bóng của đầu mút cánh quạt chỉ in trên tờng và tối đa là đếnchân tờng C,D vì nhà hình hộp vuông, ta chỉ xét trờng hợp cho mộtbóng, còn lại là tơng tự
Gọi L là đờng chéo của trần nhà thì L = 4 2= 5,7 m
Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tờng đối diện:
S1D = H2 −L2 = ( 3 , 2 ) 2 + ( 4 2 ) 2 =6,5 m
T là điểm treo quạt, O là tâm quay của quạt
A,B là các đầu mút khi cánh quạt quay
Xét ∆S1IS3 ta có
m L
H R IT S S
AB OI
, 5 2
2 , 3 8 , 0 2 2 2
3 1 3
Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa là 1,15 m
Bài tập tham khảo:
1/ Một điểm sáng S cách màn một khoảng cách SH = 1m Tại trung
điểm M của SH ngời ta đặt tấm bìa hình tròn, vuông góc với SH.a- Tính bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính bìa là R = 10 cm.b- Thay điểm sáng S bằng một hình sáng hình cầu có bán kính R =2cm
Tìm bán kính vùng tối và vùng nửa tối
L T
I
B A
3
D C
O H
R
Trang 4Đs: a) 20 cm
b) Vùng tối: 18 cm
Vùng nửa tối: 4 cm
2/ Một ngời có chiều cao h, đứng ngay dới ngọn đèn treo ở độ cao H (H
> h) Ngời này bớc đi đều với vận tốc v Hãy xác định chuyển độngcủa bóng của đỉnh đầu in trên mặt đất
h H
- Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến tại điểm tới.
+ Góc phản xạ bằng góc tới.
- Dựa vào tính chất ảnh của vật qua gơng phẳng:
+ Tia phản xạ có đờng kéo dài đi qua ảnh của điểm sáng phát
ra tia tới.
Thí dụ 1:
Cho 2 gơng phẳng M và N có hợp với nhau một góc α và có mặt phảnxạ hớng vào nhau A, B là hai điểm nằm trong khoảng 2 gơng Hãytrình bày cách vẽ đờng đi của tia sáng từ A phản xạ lần lợt trên 2 gơng
M, N rồi truyền đến B trong các trờng hợp sau:
(N)
S
S’
Trang 5Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đờng kéo dài đi qua A’ Để tia phản xạqua (N) ở J đi qua điểm B thì tia tới tại J phải có đờng kéo dài đi quaB’ Từ đó trong cả hai trờng hợp của α ta có cách vẽ sau:
- Dựng ảnh A’ của A qua (M) (A’ đối xứng A qua (M)
- Dựng ảnh B’ của B qua (N) (B’ đối xứng B qua (N)
- Nối A’B’ cắt (M) và (N) lần lợt tại I và J
- Tia A IJB là tia cần vẽ
c) Đối với hai điểm A, B cho trớc Bài toán chỉ vẽ đợc khi A’B’ cắt cả haigơng (M) và(N)
(Chú ý: Đối với bài toán dạng này ta còn có cách vẽ khác là:
- Dựng ảnh A’ của A qua (M)
- Dựng ảnh A’’ của A’ qua (N)
- Nối A’’B cắt (N) tại J
- Nối JA’ cắt (M) tại I
- Tia AIJB là tia cần vẽ
Thí dụ 2: Hai gơng phẳng (M) và (N) đặt song song quay mặt phản
xạ vào nhau và cách nhau một khoảng AB = d Trên đoạn thẳng AB có
Trang 6a) Vẽ đờng đi của tia SIO
- Vì tia phản xạ từ IO phải có đờng kéo dài đi qua S’ (là ảnh của S qua(N)
- Cách vẽ: Lấy S’ đối xứng với S qua (N) Nối S’O’ cắt (N) tại I Tia SIO là
tia sáng cần vẽ
b) Vẽ đờng đi của tia sáng SHKO
- Đối với gơng (N) tia phản xạ HK phải có đờng kéo dài đi qua ảnh S’của S qua (N)
- Đối với gơng (M) để tia phản xạ từ KO đi qua O thì tia tới HK phải có
đờng kéo dài đi qua ảnh O’ của O qua (M)
h
OS =
Vì HB //O’C =>
C S
BS C O
BS
2 '
'
d
a d h d
a d a d
a d HB B S
A S AK A
S
B S AK
HB
2
2 2
) ( ) 2 (
a) Vẽ đờng đi của một tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ)đi từngoài vào lỗ A sau
khi phản xạ lần lợt trên các gơng G2 ; G3; G4 rồi lại qua lỗ A đi ra ngoài
b) Tính đờng đi của tia sáng trong trờng
Trang 7a) Vẽ đờng đi tia sáng.
- Tia tới G2 là AI1 cho tia phản xạ I1I2 có đờng kéo dài đi qua A2 (là ảnh
Mặt khác để tia phản xạ I3A đi qua đúng điểm A thì tia tới I2I3 phải
có đờng kéo dài đi qua A3 (là ảnh của A qua G4)
Muốn tia I2I3 có đờng kéo dài đi qua A3 thì tia tới gơng G3 là I1I2 phải
có đờng kéo dài đi qua A5 (là ảnh của A3 qua G3)
Cách vẽ:
Lấy A2 đối xứng với A qua G2; A3 đối xứng với A qua G4
Lấy A4 đối xứng với A2 qua G3; A6 Đối xứng với A4 qua G4
Lấy A5 đối xứng với A3 qua G3
Nối A2A5 cắt G2 và G3 tại I1, I2
Nối A3A4 cắt G3 và G4 tại I2, I3, tia AI1I2I3A là tia cần vẽ
b) Do tính chất đối xứng nên tổng đờng đi của tia sáng bằng hai lần
đờng chéo của hình chữ nhật Đờng đi này không phụ thuộc vào vịtrí của điểm A trên G1
Bài tập tham khảo:
Bài 1: Cho hai gơng M, N và 2 điểm A, B Hãy vẽ các tia sáng xuất phát
từ A phản xạ lần lợt trên hai gơng rồi đến B trong hai trờng hợp
Trang 8a) Đến gơng M trớc
b) Đến gơng N trớc
Bài 2: Cho hai gơng phẳng vuông góc với nhau Đặt 1 điểm sáng S và
điểm M trớc gơng sao cho SM // G2
a) Hãy vẽ một tia sáng tới G1 sao cho
khi qua G2 sẽ lại qua M Giải thích cách vẽ
b) Nếu S và hai gơng cố định thì điểm M
phải có vị trí thế nào để có thể vẽ đợc tia sáng nh câu a
cách đều hai gơng, khoảng cách từ S
đến giao tuyến của hai gơng là SO = 12 cm
a) Vẽ và nêu cách vẽ đờng đi của tia
sáng tù S phản xạ lần lợt trên hai gơng rồi quay lại S
b) Tìm độ dài đờng đi của tia sáng nói trên?
Bài 4: Vẽ đờng đi của tia sáng từ S sau khi phản xạ trên tất cả các vách
, mặt phản xạ quay vào nhau Một điểm sáng A nằm giữa hai gơng và
(G2)
S
B
Trang 9qua hệ hai gơng cho n ảnh Chứng minh rằng nếu 360 = 2k(k∈N)
= 1200 Một điểm sáng A trớc hai gơng, cách giao tuyến của chúng 1khoảng R = 12 cm
a) Tính khoảng cách giữa hai ảnh ảo đầu tiên của A qua các gơng M1
và M2
b) Tìm cách dịch chuyển điểm A sao cho khoảng cách giữa hai ảnh
ảo câu trên là không đổi
Giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A
Trang 10Vậy A chỉ có thể dịch chuyển trên một mặt trụ, có trục là giao tuyếncủa hai gơng bán kính R = 12 cm, giới hạn bởi hai gơng.
cách nhau a=10 cm Điểm sáng S đặt cách đều hai gơng Mắt M củangời quan sát cách đều hai gơng (hình vẽ) Biết AB = CD = 89 cm, SM
= 100 cm
a) Xác định số ảnh S mà ngời quan sát thấy đợc
b) Vẽ đờng đi của tia sáng từ S đến mắt M sau khi:
11
50 100
89 2
na
a na SM
AK S S
A S AK S
SM
S
n
n n
Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tới gơng CD trớc ta cũng có kếtquả tơng tự
Vậy số ảnh quan sát đợc qua hệ là: 2n = 8
b) Vẽ đờng đi của tia sáng:
D C
D C
Sn
S1
K
Trang 11Bài tập tham khảo:
1- Một bóng đèn S đặt cách tủ gơng 1,5 m và nằm trên trục của mặtgơng Quay cánh tủ quanh bản lề một góc 300 Trục gơng cánh bản lề
80 cm:
a) ảnh S của S di chuyển trên quỹ đạo nào?
b) Tính đờng đi của ảnh
Tiết 7,8
Loại 4: Xác định thị trờng của gơng.
“Ta nhìn thấy ảnh của vật khi tia sáng truyền vào mắt ta có đờng kéodài đi qua ảnh của vật”
Phơng pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép của gơng Từ đó vẽ các tia phản xạ
sau đó ta sẽ xác định đợc vùng mà đặt mắt có thể nhìn thấy đợc
ảnh của vật
Thí dụ 1: bằng cách vẽ hãy tìm vùng không gian
mà mắt đặt trong đó sẽ nhìn thấy ảnh của toàn bộ vật
sáng AB qua gơng G
Giải
Dựng ảnh A’B’ của AB qua gơng Từ A’ và B’ vẽ các tia qua hai mép
g-ơng Mắt chỉ có thể nhìn thấy cả A’B’ nếu đợc đặt trong vùng gạchchéo
Thí dụ 2: Hai ngời A và B đứng trớc một gơng phẳng (hình vẽ)
A B
(G)
A B
Trang 12a) Hai ngời có nhìn thấy nhau trong gơng không?
b) Một trong hai ngời đi dẫn đến gơng theo phơng vuông góc với
g-ơng thì khi nào họ thấy nhau trong gg-ơng?
c) Nếu cả hai ngời cùng đi dần tới gơng theo phơng vuông góc với gơngthì họ có thấy nhau qua gơng không?
Biết MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm
Giải
a) Vẽ thị trờng của hai ngời.
- Thị trờng của A giới hạn bởi góc MA’N,
của B giới hạn bởi góc MB’N
- Hai ngời không thấy nhau vì ngời này
ở ngoài thị trờng của ngời kia
b) A cách gơng bao nhiêu m.
Cho A tiến lại gần Để B thấy đợc ảnh A’
của A thì thị trờng của A phải nh hình vẽ sau:
5 , 0
Thí dụ 3: Một ngời cao 1,7m mắt ngời ấy cách đỉnh đầu 10 cm Để
ngời ấy nhìn thấy toàn bộ ảnh của mình trong gơng phẳng thìchiều cao tối thiểu của gơng là bao nhiêu mét? Mép dới của gơng phảicách mặt đất bao nhiêu mét?
Giải
- Vật thật AB (ngời) qua gơng phẳng cho ảnh ảo A’B’ đối xứng
- Để ngời đó thấy toàn bộ ảnh của mình thì kích thớc nhỏ nhất và vịtrí đặt gơng phải thoã mãn đờng đi của tia sáng nh hình vẽ
B
h A
A'
B M
B' I
K
Trang 13∆ B’KH ~ ∆B’MB => KH = MB 0 , 8m
Vậy chiều cao tối thiểu của gơng là 0,85 m
Gơng đặt cách mặt đất tối đa là 0,8 m
Bài tập tham khảo:
Bài1: Một hồ nớc yên tĩnh có bề rộng 8 m Trên bờ hồ có một cột trên
cao 3,2 m có treo một bóng đèn ở đỉnh Một ngời đứng ở bờ đối diệnquan sát ảnh của bóng đèn, mắt ngời này cách mặt đất 1,6 m
a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ trên mặt nớc tới mắt ngời quansát
b) Ngời ấy lùi xa hồ tới khoảng cách nào thì không còn thấy ảnh ảnhcủa bóng đèn?
Bài 2: Một gơng phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm Đặt mắt tại
O trên trục Ix vuông góc với mặt phẳng gơng và cách mặt gơng một
đoạn OI = 40 cm Một điểm sáng S đặt cách mặt gơng 120 cm, cáchtrục Ix một khoảng 50 cm
a) Mắt có nhìn thấy ảnh S’ của S qua gơng không? Tại sao?
b) Mắt phải chuyển dịch thế nào trên trục Ix để nhìn thấy ảnh S’của S Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu của mắt đến vị trí
mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S’ của S qua gơng
Tiết 9,10
Loại 5: Tính các góc.
Thí dụ 1: Chiếu một tia sáng hẹp vào một gơng phẳng Nếu cho
g-ơng quay đi một góc α quanh một trục bất kỳ nằm trên mặt gơng vàvuông góc với tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đi một góc bao nhiêu? theochiều nào?
Giải Xét gơng quay quanh trục O
từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = α)
lúc đó pháp tuyến cũng quay 1 góc N1KN2 = α
(góc có cạnh tơng ứng vuông góc)
Xét ∆IPJ có ∠IJR2 = ∠JIP + ∠IPJ
Hay 2i’ = 2i + β => β = 2( i’ – i ) (1)
Xét ∆ IJK có ∠IJN2 = ∠JIK + ∠IKJ Hay i’ = i + α => α = ( i’ – i ) (2)
Từ (1) và (2) => β= 2α
Vậy khi gơng quay một góc α
quanh một trục bất kỳ vuông góc với tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đimột góc 2α theo chiều quay của gơng
Thí dụ 2: Hai gơng phẳng hình chữ nhật giống nhau đợc ghép
chung theo một cạnh tạo thành góc α nh hình vẽ (OM1 = OM2) Trongkhoảng giữa hai gơng gần O có một điểm sáng S Biết rằng tia sáng
từ S đặt vuông góc vào G1 sau khi phản xạ ở G1 thì đập vào G2, sau
Trang 14khi ph¶n x¹ ë G2 th× ®Ëp vµo G1 vµ ph¶n x¹ trªn G1 mét lÇn n÷a Tiaph¶n x¹ cuèi cïng vu«ng gãc víi M1M2 TÝnh α
Gi¶i
- VÏ tia ph¶n x¹ SI1 vu«ng gãc víi (G1)
- Tia ph¶n x¹ lµ I1SI2 ®Ëp vµo (G2)
- Dùng ph¸p tuyÕn I2N1 cña (G2)
- Dùng ph¸p tuyÕn I3N2 cña (G1)
- VÏ tia ph¶n x¹ cuèi cïng I3K
DÔ thÊy gãc I1I2N1 = α ( gãc cã c¹nh t¬ng øng vu«ng gãc) => gãc I1I2I3
Bµi tËp tham kh¶o:
Bµi 1: ChiÕu 1 tia s¸ng SI tíi mét g¬ng ph¼ng G NÕu quay tia nµy
xung quanh ®iÓm S mét gãc α th× tia ph¶n x¹ quay mét gãc b»ng baonhiªu?
Bµi 2: Hai g¬ng ph¼ng G1 vµ G2 cã c¸c mÆt ph¶n x¹ hîp víi nhaumét gãc α = 600 chiÕu 1 tia s¸ng SI tíi G1 tia nµy ph¶n x¹ theo IJ vµph¶n x¹ trªn G2 theo JR tÝnh gãc hîp bëi c¸c tia SI vµ JR
CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC Tiết 11,12.
1 Tìm hiểu lý thuyết cơ bản phần chuyển động cơ học:
* Tóm tắt lý thuyết
a, Khi vị trí của một vật so với vật mốc thay đổi theo thời gian thì vật chuyển động
so với vật mốc Chuyển động này gọi là chuyển động cơ học
Khi vị trí của một vật so với vật mốc không thay đổi theo thời gian thì vật đứng yên
so với vật mốc
+ Một vật có thể đứng yên so với vật này nhưng lại là chuyển động so với vật khác
Vì vậy chuyển động hay đứng yên có tính tương đối
b, Chuyển động thẳng đều là chuyển động trong đó vật đi được những quãng đường
bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau
+ Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc của vật có độ lớn thay đổitheo thời gian
N2
N
1
(G2)
Trang 15c, Độ lớn của vận tốc (tốc độ) cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và
được đo bằng quãng đường đi được trong 1 đơn vị thời gian:
v = s /t Trong đó : s là Quãng đường đi được.(m,km)
t là Thời gian (s, h)
v là Vận tốc: m/s ; km/h1m/s=100cm/s=3,6km/h
Véc tơ vân tốc v có:
- Gốc đặt tại 1 điểm trên vật
- Phương trùng với phương chuyển động
- Chiều trùng với chiều chuyển động
- Độ dài tỷ lệ với độ lớn của vận tốc theo 1 tỉ xích cho trước
d, Phương trình xác đinh vị trí của 1 vật:
x0 : Vị trí của vật so với gốc toạ độ tại t=0
“+”: Chuyển động cùng chiều dương
“ – “ : Chuyển động ngược chiều dương
Trang 16- Vẽ hình biểu diễn theo giữ kiện và yêu cầu đề.
- Viết biểu thức đường đi
- Suy ra công thức định vị trí của vật
a, Tính khoảng cách giữa hai xe sau một giờ kể từ lúc xuất phát
b, Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút xe thứ nhất đột ngột tăng tốc với vận tốc v 1 ’
= 50 km/h Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau
Giải:
a, Công thức xác định vị trí của hai xe :
Giả sử hai xe chuyển động trên đoạn đường thẳng AN
Trang 17
*Quãng đường mỗi xe đi được sau thời gian t = 1h là :
- Xe đi từ A: S1 = v1.t = 30x1 = 30 km
- Xe đi từ B: S2 = v2t = 40x1 = 40 kmSau 1 giờ thì khoảng cách giữa hai xe là đoạn MN ( Vì sau 1 giờ xe 1 đi được
từ A đến M, xe 2 đi được từ B đến N và lúc đầu hai xe cách nhau đoạn AB = 60 km )Nên :
MN = BN + AB – AM
MN = S + S2 – S1 = 40 + 60 – 30 = 70 kmb
Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút thì quãng đường mà hai xe đi được là :
- Xe 1 : S1 = V1 t = 30 1,5 = 45 km
- Xe 2 : S2 = V2 t = 40 1,5 = 60 kmKhoảng cách giữa hai xe lúc đó là đoạn M’N’ Ta có :M’N’ = S + S2 – S1 = 60 + 60 – 45 = 75 km
Khi xe 1 tăng tốc với V1’ = 50 km/h để đuổi kịp xe 2 thì quãng đường mà hai xe điđược là :
- Xe 1 : S1’ = V1’ t = 50 t
- Xe 2 : S2’ = V2 t = 40 tKhi hai xe gặp nhau tại C thì : S1’ = M’N’ + S2’
Trang 18Vậy sau 7,5 giờ kể từ lúc xe 1 tăng tốc thì hai xe gặp nhau và vị trí gặp nhau cách Amột đoạn đường là 420 km.
Gọi vận tốc và quãng đường mà người đi xe đạp là V1 , S1
Gọi vận tốc và quãng đường mà người đi bộ là V2 , S2
Ta có :
Người đi xe đạp đi được quãng đường là : S1 = V1.t
Người đi bộ đi được quãng đường là : S2 = V2 t
Khi người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ thì hai người sẽ gặp nhau tại C hay : AC = AB + BC
⇔ S1 = S + S2 ⇔ V1.t = S + V2 t
⇔ ( V1 - V2 )t = S ⇒ t = S/(V1 - V2 ) ⇒ t = 1,25 giờ )
Vì xe đạp khởi hành lúc 7 giờ nên thời điểm mà hai người gặp nhau là :
t' = 7 + t = 7 + 1,25 = 8,25 giờ hay t' = 8 giờ 15 phút
V2
Trang 19thời gian 1h Cuối chặng đường xe đi được quảng đường 75km trong 2h và đến Đà Lạt lúc 12h trưa.
a Tính vận tốc trung bình của xe ở đầu chặng, giữa chặng và cuối chặng đường.
b Tính vận tốc trung bình của xe trên cả quảng đường.
s
Bài tập 2 :
Tính vận tốc trung bình của một vật trong hai trường hợp sau:
a Nửa thời gian đầu vật chuyển động với vận tốc v 1 , nửa thời gian sau vật chuyển động với vận tốc v 2
b Nửa quãng đường đầu vật chuyển động với vận tốc v 1 , nửa quãng đường sau vật chuyển động với vận tốcv 2.
c, So sánh vận tốc trung bình trong hai trường hợp câu a) và b).
Trang 20- Trong nửa thời gian đầu: s1 = v1 t/2 (1)
- Trong nửa thời gian sau: s2 = v2t/2 (2)
- Trong cả khoảng thời gian: s = va t (3)
v
b Tính vận tốc trung bình vb
Thời gian vật chuyển động:
- Trong nửa quãng đường đầu : t1 =
2
v v
v v
v
1 2
2
v v
v v
+ ) =
) (
2
) (
2 1
2 2 1
v v
v v
+
−
0
≥Vậy va > vb
Dấu bằng xảy ra khi : v1 = v2
áp dụng số ta có: va = 50km/h
Trang 21vb = 48km/h
Bài tập 3:
Một người dự định đi bộ trên một quãng đường với vận tốc không đổi 5 km/h Nhưng đi đến đúng nửa đường thì nhờ được một bạn đèo xe đạp và đi tiếp với vận tốc không đổi 12 km/h do đó đến sớm hơn dự định 28 phút.
Hỏi : Nếu người ấy đi bộ hết toàn bộ quãng đường thì hết bao nhiêu lâu ?
Giải :
Gọi chiều dài mỗi nửa quãng đường là S ( km )
Theo đầu bài ta có : t1 = t2 + 28/60
Hay : S/5 = S/12 + 28/60
⇔ S/5 - S/12 = 28/60 hay 12S - 5S = 28 => S = 28/7 = 4 km
Thời gian đi bộ : t1 = S/ V1 = 4/5 ( giờ )
Thời gian đi xe đạp : t2 = S/ V2 = 4/12 = 1/3 ( giờ )
Thời gian đi bộ hết toàn bộ quãng đường là :
- Lúc chuyển động ngược chiều: v’ = v1 – v2
- Lúc không cùng phương, chiều ta dùng công thức cộng véc tơ v B = v12 + v23
Trang 22b Hỏi nếu ca nô đi xuôi theo dòng nước từ B đến A mất bao nhiêu thời gian.
Coi vận tốc ca nô so với dòng nước và dòng nước so với bờ sông là không đổi.
Giải:
Gọi v là vận tốc của ca nô so với bờ sông
v1 là vận tốc vủa ca nô so với dòng nước
v2 là vận tốc của dòng nước so với bờ sông
a Vận tốc của ca nô so với bờ sông là:
) / ( 20 5 , 1
30
h km t
b) Biết ca nô đi xuôi dòng từ A đến B mất một thời gian t 1 , đi ngược dòng từ B đến
A mất thời gian t 2 Hỏi tắt máy để cho ca nô trôi theo dòng nước từ A đên B thì mất thời gian t là bao nhiêu? áp dụng t 1 = 2h , t 2 = 3h.
Giải:
a, Tính vận tốc v1 của ca nô và v2 của dòng nước:
Vận tốc ca nô đối với bờ sông:
2
t
s t s
v = +
Trang 23( )
2
1
2 1 1
t
s t
s
Từ (1) suy ra:
) (
2
1
2 1 1
1 1 2
t
s t
s t
s v t
t
s t
60 ( 2
60 ( 2
1
b, Thời gian ca nô trôi theo dòng nước từ A đến B
Vận tốc ca nô đối với bờ sông:
1 2 1 2
t t
t t v v
1 2 1
t t
t t v v
s
+
− +
=
⇔
2 1
2 1 1 1 2 1
1 2 1 2 1
2 1
) ) ( ) ( (
t t
t t v t t t
t t v t t
t t v s
+
= +
− +
2 1 1
2
t t
t t v s
+
= (9)
Trang 24Thế (8) và(9) vào (7) ta được:
1 2
2 1
2 1
1 2 1
2 1
2 1
2
2 2
t t t
t t
t t v
t t
t v
v
s t
−
= +
3 2
Tính vận tốc của dòng nước đối với bờ sông.
Giải:
Gọi véc tơ v1 vận tốc của thuyền đối với nước, véc tơ v2 là vận tốc của dòng nướcđối với bờ sông, véc tơ v là vận tốc của thuyền đối với bờ
Các véc tơ v, v1 , v2 được biểu diễn như hình vẽ
Ta có : véc tơ v vuông góc với véc tơ v2 nên về độ lớn v1 ,v và v2 thoả :
Sau khi tìm hiểu phương pháp vận dụng giải 1 số bài tập cơ bản nhất Học sinh cóthể làm rõ 1 số bài tập củng cố cho mỗi dạng bài tập để khắc sâu , hiểu và ghi nhớ cácdạng bài tập chuyển động cơ học trong thực tế
d Xác định vị trí của vật.
B C
A
V1
V2V
Trang 25Lúc 6 giờ 30 phút hai xe đò xuất phát đồng thời từ hai điểm A và B cách nhau 90km
và chuyển động ngược chiều nhau Hai xe gặp nhau lúc 8 giờ Biết vận tốc xe đi từ A là
Trang 26- Quãng đường tàu A đi được : SA = vA t1
- Quãng đường tàu B đi được : SB = vB t1
B
SB AB
lA + lB
- Quãng đường tàu A đi được là : SA = vA t2
- Quãng đường tàu B đi được là : SB = vB t2
Trang 27Khi vB = 3 => vA = 1,5 + 3 = 4,5 ( m/s )Vậy vận tốc của mỗi tàu là : Tàu A với vA = 4,5 m/s
Tàu B với vB = 3 m/s
ÁP SUẤT
Tiết 17,18
I - CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
Trang 28S P
1
1 1
P d
( Với d là trọng lượng riêng của chất
lỏng; h là chiều cao (độ sâu) của cột chất lỏng tính từ mặt thoáng chất lỏng)
- Bài toán máy dùng chất lỏng: Áp suất tác dụng lên chất lỏng được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.
+ Xác định độ lớn của lực: Xác định diện tích của pittông lớn, pittông nhỏ.
+ Đổi đơn vị thích hợp.
f
Fs S F
fS s S
Fs f s
S f F s
S f
Trang 29- Đơn vị của áp suất khí quyển là mmHg (760mmHg = 1,03.10 5 Pa)
- Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm ( cứ lên cao 12m thì giảm 1mmHg).
Bài tập:
Bài 1: Bình thông nhau gồm hai nhánh hình trụ tiết
diện lần lượt là S 1 , S 2 có chứa nước như hình vẽ Trên mặt nước
có đặt các pittông mỏng, khối lượng m 1, m 2 Mực nước hai nhánh
chênh nhau một đoạn h = 10cm.
a Tính khối lượng m của quả cân đặt lên pittông lớn để
mực nước ở hai nhánh ngang nhau
b Nếu đặt quả cân sang pittông nhỏ thì mực nước hai nhánh
lúc bấy giờ sẽ chênh nhau một đoạn H bằng bao nhiêu?
Cho khối lượng riêng của nước D = 1000kg/m 3 , S 1 = 200cm 2 , S 2 = 100cm 2 và bỏ qua áp suất khí quyển
Trang 30Bài 2:Trong một bình nước hình trụ có một khối nước đá nổi được giữ bằng một sợi dây nhẹ,
không giãn (xem hình vẽ bên) Biết lúc đầu sức căng của sợi dây là 10N Hỏi mực
nước trong bình sẽ thay đổi như thế nào, nếu khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt
thoáng của nước trong bình là 100cm 2 và khối lượng riêng của nước là 1000kg/m 3
Hướng dẫn giải:
Nếu thả khối nước đá nổi (không buộc dây) thì khi nước đá tan hết, mực nước
trong bình sẽ thay đổi không đáng kể.
Khi buộc bằng dây và dây bị căng chứng tỏ khối nước đá đã chìm sâu hơn so với khi thả nổi một thể tích ∆ V, khi đó lực đẩy Ac-si-met lên phần nước đá ngập thêm này tạo nên sức căng của sợi dây