Đang tải... (xem toàn văn)
Vật lí học hay vật lý (gọi tắt là lý) (tiếng Anh: physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất1 và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.2 Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.345Vật lí là một trong những ngành hàn lâm sớm nhất, và có lẽ là sớm nhất khi tính chung với thiên văn học.6 Trong hai thiên niên kỷ vừa qua, vật lí là một phần của triết học tự nhiên cùng với hóa học, vài nhánh cụ thể của toán học và sinh học, nhưng trong cuộc Cách mạng khoa học bắt đầu từ thế kỷ XVII, các môn khoa học tự nhiên nổi lên như các ngành nghiên cứu riêng độc lập với nhau.7 Vật lí học giao nhau với nhiều lĩnh vực nghiên cứu liên môn ngành khác nhau, như vật lí sinh học và hóa học lượng tử, giới hạn của vật lí cũng không rõ ràng. Các phát hiện mới trong vật lí thường giải thích những cơ chế cơ bản của các môn khoa học khác đồng thời mở ra những hướng nghiên cứu mới trong các lĩnh vực như toán học hoặc triết học.Vật lí học cũng có những đóng góp quan trọng qua sự tiến bộ các công nghệ mới đạt được do những phát kiến lí thuyết trong vật lí. Ví dụ, sự tiến bộ trong hiểu biết về điện từ học hoặc vật lí hạt nhân đã trực tiếp dẫn đến sự phát minh và phát triển những sản phẩm mới, thay đổi đáng kể bộ mặt xã hội ngày nay, như ti vi, máy vi tính, laser, internet, các thiết bị gia dụng, hay là vũ khí hạt nhân; những tiến bộ trong nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển cách mạng công nghiệp; và sự phát triển của ngành cơ học thúc đẩy sự phát triển phép tính vi tích phân.Theo nhiều cách, vật lí học bắt nguồn từ Triết học Hi Lạp cổ đại. Từ những cố gắng đầu tiên của Thales nhằm phân loại vật chất, cho đến lập luận của Democritus về vật chất cấu tạo bởi những hạt nhỏ không thể phân chia được, mô hình địa tâm của Ptolemy trong đó bầu trời là mái vòm đặc, và đến cuốn sách Vật lí của Aristotle (một trong những cuốn sách đầu tiên về vật lí, với nội dung mô tả và phân tích các chuyển động theo quan điểm triết học), và nhiều nhà triết học Hi Lạp khác đã tự phát triển những lí thuyết khác nhau về tự nhiên. Vật lí được coi là một ngành của triết học tự nhiên cho đến tận cuối thế kỷ XVIII.1314Cho đến thế kỷ XIX, vật lí đã tách ra khỏi triết học và trở thành một ngành khoa học riêng. Vật lí, cũng như các ngành khoa học khác, dựa trên triết học của khoa học để đưa ra những miêu tả phù hợp cho phương pháp khoa học.15 Phương pháp khoa học áp dụng lí luận tiên nghiệm và hậu nghiệm và sử dụng suy luận Bayes trong đó các quan sát hay bằng chứng được dùng để cập nhật hoặc suy luận ra xác suất cho việc xem xét một giả thuyết có thể là đúng hay không.16Sự phát triển của vật lí học đã mang lại câu trả lời cho nhiều câu hỏi của các nhà triết học trước đây, nhưng cũng đặt ra nhiều câu hỏi mới. Các vấn đề của triết học trong vật lí, triết học của vật lí, bao gồm bản chất của không gian và thời gian, quyết định luận, và những lí thuyết trừu tượng như chủ nghĩa kinh nghiệm, chủ nghĩa tự nhiên và thực tại luận.17Nhiều nhà vật lí cũng đã viết về ý nghĩa triết học trong các công trình của họ, như Laplace, người đưa ra học thuyết quyết định luận nhân quả,18 và Erwin Schrödinger, khi ông viết về ý nghĩa thực tại của cơ học lượng tử.19 Stephen Hawking đã gọi nhà toán lí Roger Penrose là người theo chủ nghĩa Plato.20 Trong thảo luận ở cuốn sách của Penrose, The Road to Reality.21 Hawking coi Penrose là người theo chủ nghĩa giản lược không biết đến xấu hổ và không đồng tình với những quan điểm của Penrose.22
VIETNAMXANH 247 FT CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA YOUTUBE: VIETNAMXANH247.COM Chuyên đề Con Lắc Lị Xo Ví dụ 1: Một lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 300 N/m, đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ M = kg Vật M vị trí cân vật nhỏ m = kg chuyển động với vận tốc v0 = m/s đến va chạm mềm vào theo xu hướng làm cho lị xo nén Biết rằng, trở lại vị trí va chạm hai vật tự tách Tổng độ nén cực đại lò xo độ dãn cực đại lò xo bao nhiêu? Ví dụ 4: Con lắc lị xo nằm ngang gồm lị xo có độ Ví dụ 2: Một lắc lò xo đặt cứng k = 100 N/m gắn với vật m = 100 g Ban đầu mặt phẳng nằm ngang gồm vật m1 giữ vị trí lị xo bị nén cm, đặt vật m lị xo nhẹ có đầu cố định, = 300 g vị trí cân O m1 Buông nhẹ m1 để đầu gắn với vật nhỏ m1 Ban đến va chạm mềm với m 2, hai vật dính vào nhau, đầu giữ vật m1 vị trí mà lị coi vật chất điểm, bỏ qua ma sát, lấy π = xo bị nén cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng khối lượng vật m1) mặt phẳng nằm ngang sát với vật m1 Buông nhẹ để hai vật bắt đầu chuyển động theo phương trục lò xo Bỏ qua ma sát Ở thời 10 Quãng đường vật m1 sau 121/60 s kể từ buông m1 bao nhiêu? Ví dụ 5: Con lắc lị xo bố trí nằm ngang gồm vật M = 400 g trượt không ma sát mặt phẳng nằm ngang Hệ trạng thái cân bằng, dùng vật m = 100 g bắn vào M theo phương ngang với tốc độ m/s, va chạm hoàn toàn đàn hồi Sau va chạm vật điểm lị xo có chiều dài cực đại M dao động điều hoà, chiều dài cực đại cực tiểu lần khoảng cách lò xo 28 cm 20 cm Khoảng cách hai vật m1 m2 bao vật sau 1,57 s từ lúc bắt đầu va chạm bao nhiêu? nhiêu? Ví dụ 3: Một lắc lò xo đặt mặt phẳng nằm ngang gồm lị xo nhẹ có độ cứng 300 N/m, đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ M = kg Vật M vị trí cân vật nhỏ m = kg chuyển động với vận tốc v0 = m/s đến va chạm mềm vào theo xu hướng làm cho Ví dụ 6: Một lắc lị xo gồm lị xo có độ cứng k vật có khối lượng m1, dao động điều hòa mặt ngang Khi li độ m1 2,5 cm vận tốc 25 cm/s Khi li độ 2,5 cm vận tốc 25 cm/s Đúng lúc m1 qua vị trí cân vật m2 khối lượng chuyển động ngược chiều với vận tốc 1m/s đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m1 Chọn gốc thời gian lúc va chạm, vào thời điểm mà độ lớn vận tốc lò xo nén Biết rằng, trở lại m1 m2 lần thứ hai vật cách vị trí va chạm hai vật tự tách bao nhiêu? Lúc lị xo có chiều dài cực đại lần khoảng cách M m bao nhiêu? Ví dụ 7: Một lắc lò xo gồm lò xo cầu nhỏ m dao động điều hòa mặt ngang với biên độ cm tần số góc 10 rad/s Đúng lúc cầu qua vị trí cân cầu nhỏ khối lượng chuyển động ngược chiều với vận tốc m/s đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với cầu lắc Vào thời điểm mà vận tốc m lần thứ hai cầu cách bao nhiêu? Ví dụ 8: Một lắc lò xo, vật dao động gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 (g) gắn với lò xo vật ∆m = 300 g đặt m, hệ dao động điều hòa theo phương ngang Lúc t = hai vật qua vị trí cân với tốc độ (m/s) Sau dao động 1,25 chu kì, vật ∆m lấy khỏi hệ Tốc độ dao động cực đại lúc bao nhiêu? Ví dụ 9: Một lắc lị xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 (g) dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Lúc m qua vị trí cân bằng, vật có khối lượng 800 (g) chuyển động vận tốc tức thời m đến dính chặt vào dao động điều hịa Biên độ dao động lúc bao nhiêu? Ví dụ 10: Một lắc lò xo, vật dao động gồm hai vật nhỏ có khối lượng đặt chồng lên dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 5cm Lúc hai vật cách vị trí cân cm, vật cất vật dao động điều hòa Biên độ dao động lúc bao nhiêu? Ví dụ 11: Một lắc lị xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 (g) dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Lúc m cách vị trí cân cm, vật có khối lượng 300 (g) chuyển động vận tốc tức thời m đến dính chặt vào dao động điều hòa Biên độ dao động lúc bao nhiêu? Ví dụ 12: Một lắc gồm lị xo có độ cứng k = 100 N/m vật nặng khối lượng m = 5/9 kg dao động điều hòa với biên độ A = 2,0 cm mặt phẳng nằm ngang nhẵn Tại thời điểm vật m qua vị trí mà động năng, vật nhỏ khối lượng m0 = m/2 rơi thẳng đứng dính vào m Khi qua vị trí cân bằng, hệ (m + m0) có tốc độ bao nhiêu? Ví dụ 13: Con lắc lị xo nằm ngang gồm lị xo có độ cứng k = 100 N/m gắn với vật m = 100 g Ban đầu vật m1 giữ vị trí lị xo bị nén cm, đặt vật m = 300 g vị trí cân O m1 Bng nhẹ m1 để đến va chạm mềm với m2, hai vật dính vào nhau, coi vật chất điểm, bỏ qua ma sát, lấy π2 = 10 Quãng đường hai vật sau 1,9 s kể từ va chaṃ bao nhiêu? Ví dụ 14: Một lắc lị xo gồm lị xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m) cầu nhỏ sắt có khối lượng m = 100 (g) dao động khơng ma sát theo phương ngang Ox trùng với trục lò xo Gắn vật m với nam châm nhỏ có khối lượng ∆m = 300 (g) để hai vật dính vào dao động điều hòa với biên độ 10 cm Để ∆m ln gắn với m lực hút (theo phương Ox) chúng nào? Ví dụ 15: Một lò xo nhẹ, hệ số đàn hồi 100 (N/m) đặt nằm ngang, đầu gắn cố định, đầu cịn lại gắn với cầu nhỏ có khối lượng m = 0,5 (kg) m gắn với cầu giống hệt nó.Hai vật dao động điều hòa theo trục nằm ngang Ox với biên độ (cm) (ban đầu lò xo nén cực đại) Chỗ gắn hai vật bị bong lực kéo (hướng theo Ox) đạt đến giá trị (N) Vật ∆m có bị tách khỏi m khơng? Nếu có vị trí nào? A Vật ∆m khơng bị tách khỏi m B Vật ∆m bị tách khỏi m vị trí lị xo dãn cm C Vật ∆m bị tách khỏi m vị trí lị xo nén cm D Vật ∆m bị tách khỏi m vị trí lị xo dãn cm Vietnamxanh247 ft Ví dụ 16: Một lị xo có độ cứng 200 N/m đặt nằm ngang, đầu giữ cố định, đầu lại gắn với chất điểm m = kg Chất điểm gắn với chất điểm thứ hai ∆m = kg Các chất điểm dao động khơng ma sát trục Ox nằm ngang Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật vị trí lị xo nén 2cm truyền cho hai chất điểm vận tốc có độ lớn 20 cm/s có phương trùng với Ox có chiều làm cho lị xo bị nén thêm Chỗ gắn hai chất điểm bị bong lực kéo đạt đến N Chất điểm m bị tách khỏi m1 thời điểm A π/30 s B π/8 s C π/10 s D π/15 s Vietnamxanh247 ft Ví dụ 17: Một lắc lị xo gồm lị xo nhẹ có độ cứng 50 (N/m) vật nhỏ khối lượng m = (kg) dao động điều hòa theo phương ngang trùng với trục lò xo Đặt nhẹ lên vật m vật nhỏ có khối lượng ∆m = 0,25 (kg) cho mặt tiếp xúc chúng măt phẳng nằm ngang với hệ số ma sát trượt µ = 0,2 chúng khơng trượt dao động điều hịa với biên độ A Lấy gia tốc trọng trường 10 (m/s2) Giá trị A nhỏ A 3cm Vietnamxanh247 ft B 4cm C 5cm D 6cm Ví dụ 18: Một ván nằm ngang có vật tiếp xúc phẳng Tấm ván dao động điều hòa theo phương nằm ngang với biên độ 10 cm Vật trượt ván chu kì dao động T < s Lấy π2 = 10 g = 10 m/s2 Hệ số ma sát trượt vật ván không vượt A 0,3 B 0,4 C 0,2 D 0,1 Vietnamxanh 247 ft Ví dụ 19: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo với biên độ (cm) Biết lị xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m), vật nhỏ dao động có khối lượng m = 0,3 (kg) gắn với lò xo vật nhỏ có khối lượng ∆m = 0,1 (kg) đặt m Lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Lúc hệ hai vật (m + m) vị trí cân (cm) vật ∆m cất (sao cho không làm thay đổi vận tốc tức thời) sau m dao động điều hịa với biên độ A’ Tính A’ A cm B 4,1 cm C 32 cm D 3,2 cm Vietnamxanh247 ft Ví dụ 20: Một lắc lị xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo với biên độ (cm) Biết lò xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m), vật nhỏ dao động có khối lượng m = 0,3 (kg) gắn với lị xo vật nhỏ có khối lượng ∆m = 0,1 (kg) đặt m Lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Lúc hệ hai vật (m + ∆m ) vị trí cân (cm) vật ∆m cất (sao cho khơng làm thay đổi vận tốc tức thời) sau m dao động điều hịa với biên độ A’ Tính A’ A cm B 4,1 cm C 32 cm D 3,2 cm Vietnamxanh247 ft Ví dụ 21: Hai vật A, B dán liền mB = 2mA = 200 gam, treo vào lị xo có độ cứng k = 50 N/m, có chiều dài tự nhiên 30 cm Nâng vật theo phương thẳng đứng lên đến đến vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên bng nhẹ Vật dao động điều hồ đến vị trí lực đàn hồi lị xo có độ lớn lớn nhất, vật B bị tách Tính chiều dài ngắn lò xo A 26 cm Vietnamxanh247 ft B 24 cm C 30 cm D 22 cm Ví dụ 22: Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo với biên độ (cm) Biết lị xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m), vật nhỏ dao động có khối lượng m = 0,3 (kg) lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Lúc m vị trí cân (cm), vật có khối lượng ∆m = 0,1 (kg) chuyển động vận tốc tức thời m đến dính chặt vào dao động điều hịa với biên độ A’ Tính A’ A cm B 4,1 cm C 32 cm D 3,2 cm Ví dụ 23: Một lắc lị xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo với biên độ (cm) Biết lị xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m), vật nhỏ dao động có khối lượng m = 0,1 (kg) lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Lúc m vị trí cân (cm), vật có khối lượng ∆m = 0,1 (kg) chuyển động vận tốc tức thời m đến dính chặt vào dao động điều hịa Biên độ dao động lúc A cm B cm C cm D 3 cm Ví dụ 24: Một lắc lị xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lị xo Biết lị xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m) có chiều dài tự nhiên 30 cm, vật dao động có khối lượng 100 g lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Khi lò xo có chiều dài 29 cm vật có tốc độ 20π 3cm/s Khi vật đến vị trí cao nhất, ta đặt nhẹ nhàng lên gia trọng ∆m = 300( g ) hai dao động điều hồ Viết phương trình dao động, chọn trục tọa độ Ox hướng thẳng đứng xuống dưới, gốc O trùng với vị trí cân sau đặt thêm gia trọng gốc thời gian lúc đặt thêm gia trọng A x = cos(10πt + π )( cm) C x = 4cos(5πt + π )( cm) B x = cos(10πt + π )( cm) D x = cos(5πt + π )( cm) Ví dụ 25: Một lị xo có độ cứng 10 N/m đặt thẳng đứng có đầu gắn cố định, đầu gắn vật có khối lượng m1 = 800 g Đặt vật có khối lượng m2 = 100 g nằm vật m1 Từ vị trí cân cung cấp cho vật vận tốc v hai vật dao động Cho g = 10 m/s2 Giá trị lớn v0 để vật m2 nằm yên vật m1 trình dao động là: A 200 cm/s B 3002 cm/s D 500 C 300 cm/s cm/s Ví dụ 226: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Biết lị xo nhẹ có độ cứng 50 (N/m), vật nhỏ dao động có khối lượng m = 0,4 (kg) lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s2) Người ta đặt nhẹ nhàng lên m gia trọng ∆m = 0,05 (kg) hai dao động điều hoà với biên độ cm Khi vật vị trí cân 4,5 cm, áp lực ∆m lên m A 0,4 N B 0,5 N C 0,25 N D 0,8 N Ví dụ 27: Một lị xo nhẹ có độ cứng 50 N/m, đầu gắn cố định đầu treo cầu nhỏ có khối lượng m = kg cho vật dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Lúc đầu dùng bàn tay đỡ m để lò xo dãn cm Sau cho bàn tay chuyển động thẳng đứng xuống nhanh dần với gia tốc m/s Bỏ qua ma sát Lấy gia tốc trọng trường g = 10 (m/s 2) Khi m rời khỏi tay, dao động điều hòa Biên độ dao động điều hòa A 8,485 cm B 8,544 cm C 8,557 cm D 1,000 cm ... đầu gắn vật có khối lượng m1 = 800 g Đặt vật có khối lượng m2 = 100 g nằm vật m1 Từ vị trí cân cung cấp cho vật vận tốc v hai vật dao động Cho g = 10 m/s2 Giá trị lớn v0 để vật m2 nằm yên vật m1... 2, hai vật dính vào nhau, đầu giữ vật m1 vị trí mà lị coi vật chất điểm, bỏ qua ma sát, lấy π = xo bị nén cm, đặt vật nhỏ m2 (có khối lượng khối lượng vật m1) mặt phẳng nằm ngang sát với vật m1... = 100 N/m gắn với vật m = 100 g Ban đầu vật m1 giữ vị trí lị xo bị nén cm, đặt vật m = 300 g vị trí cân O m1 Bng nhẹ m1 để đến va chạm mềm với m2, hai vật dính vào nhau, coi vật chất điểm, bỏ