TỔNG HỢP LÝ THUYẾT VẬT LÝ 10 SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC HK I

Tổng hợp lý thuyết học kỳ I chương trình vật lý 10 sách kết nối tri thức Tổng hợp đầy đủ ngắn gọn xúc tích các nội dung chính của chương trình học kỳ I vật lý 10 sách Kết nối tri thức CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU CHƯƠNG II. ĐỘNG HỌC Chương III. ĐỘNG LỰC HỌC

TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I CHƯƠNG I MỞ ĐẦU Đối tượng nghiên cứu Vật lí - Vật lí mơn khoa học tự nhiên có đối tượng nghiên cứu tập trung vào dạng vận động vật chất, lượng Mục tiêu môn Vật lí - Q trình học tập mơn Vật Lí giúp em hình thành, phát triển lực Vật lí với biểu như:    Có kiến thức, kĩ Vật lí Vận dụng kiến thức Vật lí để khám phá, giải vấn đề sống Nhận biết lực, sở trường thân Vai trị Vật lí khoa học, kĩ thuật công nghệ - Vật lí coi sở khoa học tự nhiên Các khái niệm, định luật, nguyên lí vật lí thường dùng để giải thích chế tượng tự nhiên từ giới sinh học đến phản ứng hóa học đến tượng vũ trụ - Có nhiều lĩnh vực liên mơn Vật lí sinh học, Vật lí địa lý, Vật lí thiên văn, Hóa lí, Sinh học lượng tử, Hóa học lượng tử Phương pháp nghiên cứu Vật lí - Phương pháp nghiên cứu thường sử dụng Vật lí phương pháp thực nghiệm phương pháp mơ hình Các quy tắc an tồn phong thực hành vật lí - Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng thiết bị quan sát dẫn, kí hiệu thiết bị thí nghiệm - Kiểm tra cẩn thận thiết bị, phương tiện, dụng cụ thí nghiệm trước sử dụng - Chỉ tiến hành thí nghiệm cho phép giáo viên hướng dẫn thí nghiệm - Tắt cơng tắc nguồn thiết bị điện trước cắm tháo thiết bị điện - Chỉ cắm phích giắc cắm thiết bị điện vào ổ cắm hiệu điện nguồn điện tương ứng với hiệu điện định mức dụng cụ - Phải bố trí dây điện gọn gàng, không bị vướng qua lại - Không tiếp xúc trực tiếp với vật thiết bị thí nghiệm có nhiệt độ cao khơng có dụng cụ bảo hộ - Không để nước dụng cụ dẫn điện, dung dịch dễ cháy gần thiết bị điện - Giữ khoảng cách an toàn tiến hành thí nghiệm nung nóng vật, thí nghiệm có vật bắn ra, tia laser - Phải vệ sinh, xếp gọn gàng thiết bị dụng cụ thí nghiệm, bỏ chất thải thí nghiệm vào nơi quy định sau tiến hành thí nghiệm Các loại sai số phép đo - Phép đo trực tiếp: Đo trực tiếp đại lượng dụng cu đo, kết đọc trực tiếp dụng cu đo TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I - Phép đo gián tiếp: Đo đại lượng không trực tiếp mà thông qua công thức liên hệ với đại lượng đo trực tiếp I - Phân loại sai số a) Sai số hệ thống - Các dụng cụ đo đại lượng Vật Lý có sai lệch đặc điểm cấu tạo dụng cụ gây Sự sai lệch gọi sai số hệ thống - Sai số hệ thống thường xác định nửa độ chia nhỏ độ chia nhỏ b) Sai số ngẫu nhiên - Sai số ngẫu nhiên sai số xuất phát từ sai sót, phản xạ người làm thí nghiệm từ yếu tố bên ngồi - Để khắc phục sai số ngẫu nhiên, người ta thường tiến hành thí nghiệm nhiều lần tính sai số để lấy giá trị trung bình Khi đo n lần đại lượng A, giá trị trung bình tính A A1  A2   An n II - Các xác định sai số phép đo a) Sai số tuyệt đối - Được xác định hiệu số giá trị trung bình lần đo giá trị môi lần đo Ai  A  Ai Với Ai giá trị đo lần thứ i - Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo tính theo cơng thức A  A1  A2   An n - Sai số tuyệt đối phép đo tổng sai số dụng cụ sai số ngẫu nhiên A A  Adc b) Sai số tỉ đối (tương đối) - Sai số tỉ đối phép đo tỉ lệ phần trăm sai số tuyệt đối giá trị trung bình đại lượng TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I A A 100% A - Sai số tỉ đối cho biết mức độ xác phép đo III - Cách xác định sai số phép đo gián tiếp - Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng Nếu X  Y  Z X Y  Z - Sai số tỉ đối tích hay thương tổng sai số tỉ đối thừa số Nếu Nếu A X A X n Y Z  A  X   Y   Z Ym Z k  A m. X  n. Y  k  Z IV - Cách ghi kết đo - Kết đo đại lượng A ghi dạng khoảng giá trị A = A ± A + A : sai số tuyệt đối thường viết đến chữ số có nghĩa tới đơn vị ĐCNN dụng cụ đo + Giá trị trung bình A viết đến bậc thập phân tương ứng với A TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I CHƯƠNG II ĐỘNG HỌC Hệ quy chiếu Để xác định vị trí vật thời điểm xác định người ta dùng hệ quy chiếu bao gồm: - Hệ tọa độ gắn với vật mốc - Gốc thời gian đồng hồ Độ dịch chuyển - Độ dịch chuyển đại lượng vectơ, cho biết độ dài hướng thay đổi vị trí vật - Độ dịch chuyển biểu diễn mũi tên nối vị trí đầu vị trí cuối chuyển động, có độ dài tỉ lệ với độ lớn độ dịch chuyển Kí hiệu độ dịch chuyển d⃗ - Độ dịch chuyển vật vật đường thẳng xác định độ biến thiên tọa độ vật d x x2  x1 Độ dịch chuyển (d) - Là đại lượng vectơ Quãng đường (s) - Là đại lượng vô hướng - Cho biết độ dài hướng thay đổi vị - Cho biết độ dài mà vật trí vật suốt q trình chuyển động - Khi vật chuyển động thẳng, khơng đổi chiều độ lớn độ dịch chuyển quãng đường (d = s) - Khi vật chuyển động thẳng, có đổi chiều qng đường độ dịch chuyển có độ lớn khơng (d ≠ s) - Có thể nhận giá trị dương, âm - Là đại lượng không âm Tốc độ - Tốc độ trung bình chuyển động (tốc độ trung bình)(kí hiệu v) qng đường đơn vị thời gian để xác định độ nhanh hay chậm chuyển động Trong đó: vtb  s t - S : quãng đường (km, m, cm…) - t : thời gian hết quãng đường s (giờ, phút, giây…) vtb: tốc độ trung bình quãng đường s (km/h, m/s, ) - Tốc độ tức thời tốc độ trung bình khoảng thời gian ngắn TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I Vận tốc ⃗ v - Vận tốc ( ) đại lượng vectơ, cho biết hướng độ lớn - Trong tốc độ đại lượng vô hướng, cho biết độ lớn - Vận tốc trung bình đại lượng vectơ xác định thương số độ dịch chuyển vật thời gian để thực độ dịch chuyển ⃗ - Vectơ vận tốc v có: + Gốc đặt vật chuyển động + Hướng hướng độ dịch chuyển ⃗ ⃗ d v t + Độ dài tỉ lệ với độ lớn vận tốc: - Vận tốc tức thời vận tốc thời điểm xác định (hay vận tốc trung bình tính khoảng thời gian nhỏ) Độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời Tổng hợp vận tốc ⃗ v13 : vận tốc tuyệt (1): vật chuyển động đối (2): vật chuyển động chọn làm v⃗ 12 : vận tốc tương gốc hệ quy chiếu chuyển động đối (3): vật đứng yên chọn làm gốc ⃗ v 23 : vận tốc kéo hệ quy chiếu đứng yên theo ⃗ ⃗ ⃗ v13 =v12 +v 23 ⃗ ⃗ Nếu v12   v23 ⃗ ⃗ Nếu v12   v23 ⃗ ⃗ v  v 12 23 Nếu v13 v12  v23 v13 v12  v23 v13  v122  v23 Chuyển động thẳng - Chuyển động thẳng có chuyển động có vận tốc khơng đổi theo thời gian - Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian chuyển động thẳng có dạng đường thẳng, với hệ số góc v TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I - Cơng thức tính độ dốc (tên gọi khác hệ số góc): v= Δdd Δdt Độ dốc không đổi, tốc độ không đổi Độ dốc lớn hơn, tốc độ lớn Độ dốc không, vật đứng yên Từ thời điểm độ dốc âm, vật chuyển động theo chiều ngược lại - Đồ thị vận tốc - thời gian chuyển động thẳng đường thẳng song song với trục Ot Diện tích s biểu thị độ dịch chuyển d (đồng thời quãng đường được) từ thời điểm t1 đến t2 Gia tốc chuyển động - Gia tốc (kí hiệu: a) đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc theo thời gian (cho biết mức độ nhanh chậm thay đổi vận tốc) - Gia tốc đại lượng vectơ, có đơn vị m / s ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ Δdv v - v1 a= = Δdt Δdt Chuyển động biến đổi - Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động thẳng có gia tốc khơng đổi theo thời gian - Phân loại: TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I Chuyển động thẳng nhanh dần - Vận tốc tăng theo thời gian ⃗ ⃗ - a v chiều, a.v  Chuyển động thẳng chậm dần - Vận tốc giảm theo thời gian ⃗ ⃗ - a v ngược chiều, a.v  - Hệ số góc đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng biến đổi cho biết giá trị gia tốc - Các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều:    v = v + at d = v0 t + a.t v - v = 2aS - Đồ thị vận tốc - thời gian (v - t) chuyển động thẳng biến đổi + Là đường thẳng xiên góc, tạo với trục thời gian góc α a tan   + Độ dốc (hệ số góc) đồ thị gia tốc: v2  v1 t2  t1 + Nếu đồ thị chếch lên a > ngược lại + Nhìn vào đồ thị, ta biết tính chất chuyển động nhanh dần hay chậm dần Diện tích s biểu thị độ dịch chuyển d (đồng thời quãng đường được) từ thời điểm t1 đến t2 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I Độ dốc lớn gia tốc lớn Độ dốc 0, gia tốc a = Sự rơi tự a Sự rơi tự - Sự rơi tự rơi tác dụng trọng lực - Nếu vật rơi khơng khí mà độ lớn lực cản khơng khí khơng đáng kể so với trọng lượng vật coi rơi tự b Đặc điểm chuyển động rơi tự - Có phương thẳng đứng - Chiều từ xuống - Là chuyển động thẳng nhanh dần c Gia tốc rơi tự - Tại nơi Trái Đất, vật rơi tự với gia tốc g - g gọi gia tốc rơi tự Đơn vị: m/s2 - Giá trị g phụ thuộc vào vĩ độ địa lí độ cao - Ở gần bề mặt Trái Đất người ta thường lấy giá trị g 9,8 m/s2 d Công thức rơi tự + v0 = + Vận tốc tức thời thời điểm t: v g.t + Độ dịch chuyển, quãng đường thời điểm t: d=S= g.t 2h h  g.t  tcd  g + Khi vật chạm đất (s = h): + Hệ thức độc lập với thời gian: v = 2.g.S 10 Chuyển động ném - Chuyển động ném phân tích thành hai chuyển động thành phần vng góc với nhau: chuyển động với gia tốc theo phương thẳng đứng, chuyển động thẳng theo phương nằm ngang - Các công thức chuyển động ném:  Ném ngang: TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I  vx v0  1  x v0 t  o Chuyển động theo phương Ox chuyển động thẳng  ay = g   v y = g.t  2    y = gt o Chuyển động theo phương Oy chuyển động rơi tự o Thời gian chuyển động ném ngang (bằng thời gian rơi tự từ 2h t g độ cao h) o Tầm xa: L = d x max = v0 t = v o Vận tốc thời điểm t: o Vận tốc chạm đất: 2h g v  vx  v y  v0  ( g t )2 vcd  v0  gh tan   o Vận tốc hợp với phương ngang góc α:  vy vx Ném xiên: o Chuyển động theo phương Ox chuyển động thẳng  v x = v0x = v cosα  1  d = v t x 0x  o Chuyển động theo phương Oy chuyển động mà nửa đầu chậm dần đều,  a y = -g  2  v  v sin  y nửa sau nhanh dần  o Thời gian từ lúc bắt đầu ném đến đạt tầm cao v y v0 y  g t  t v0 y g  v0 sin  g (v y 0) TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I o Khi lên đến độ cao cực đại H: v y 0 H => v0 sin  2.g t ' 2.t  o Thời gian từ lúc bắt đầu ném đến chạm đất: o Tầm xa: L d x max v0 x t '  L  2.v0 sin  g v02 sin 2 g Chú ý: Các công thức lực cản khơng khí khơng đáng kể 10 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I Chương III ĐỘNG LỰC HỌC Tổng hợp phân tích lực a) Tổng hợp lực phép thay lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt lực - Lực thay gọi hợp lực, lực thay gọi lực thành phần ⃗ ⃗ ⃗ F F1  F2  - Tổng hợp lực phương: + Cùng chiều: F F1  F2 + Ngược chiều: + Vng góc: F  F1  F2 F  F12  F2 2 2 + Hợp với góc α: F F1  F2  F1 F2 cos  b Phân tích lực: phép thay lực hai lực thành phần vuông góc với nhau, có tác dụng giống hệt lực Fx F cos  Fy F sin  Px P sin  Py P cos  c Điều kiện cân vật: Muốn vật chịu tác dụng nhiều lực đứng cân hợp lực lực tác dụng lên phải khơng ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ F F1  F2  F3  0 Định luật I Newton - Định luật I Newton: Nếu vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực 0, vật đứng yên tiếp tục đứng yên, chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng - Quán tính vật tính chất bảo tồn trạng thái đứng n hay chuyển động - Do có qn tính mà vật có xu hướng bảo tồn vận tốc hướng độ lớn - Định luật I Newton định luật quán tính 11 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I Định luật II Newton - Định luật II Newton: + Gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật + Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn lực tỉ lệ nghịch với khối lượng vật ⃗ ⃗ F a m Trong hệ SI, đơn vị lực N (Newton): 1N = 1kg m/s - Khối lượng đại lượng vô hướng, dương, khơng đổi có tính chất cộng - Khối lượng vật đại lượng đặc trưng cho mức qn tính vật Vật có khối lượng lớn mức qn tính vật lớn ngược lại Định luật III Newton - Định luật III Newton: + Khi vật A tác dụng lên vật B lực, vật B tác dụng lại vật A lực + Hai lực tác dụng theo phương, độ lớn, ngược chiều, điểm đặt lên hai vật khác nhau, gọi lực trực đối ⃗ ⃗ + Biểu thức: FAB  FBA Đặc điểm lực phản lực - xuất thành cặp (xuất đồng thời) - tác dụng theo đường thẳng, độ lớn ngược chiều (hai lực hai lực trực đối) - không cân (vì chúng đặt vào hai vật khác nhau) - hai lực loại Trọng lực - Trọng lực lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vật gây cho vật gia tốc rơi tự ⃗ P - Kí hiệu vectơ , có:  Phương thẳng đứng  Chiều hướng phía tâm Trái Đất  Điểm đặt trọng lực gọi trọng tâm vật  Độ lớn: P = m.g - Khi vật đứng yên Trái Đất, trọng lượng vật độ lớn trọng lực tác dụng lên vật: P = mg Lực căng dây 12 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I - Khi sợi dây bị kéo điểm dây, kể hai đầu dây xuất lực để chống lại kéo, lực gọi lực căng + Chiều hướng từ hai đầu dây phần sợi dây + Lực căng kí hiệu vecto ⃗ T + Điểm đặt điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật + Phương trùng với sợi dây Lực ma sát a) Lực ma sát nghỉ - Là lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc vật, vật có xu hướng chuyển động chưa chuyển động - Lực ma sát nghỉ có điểm đặt vật vị trí tiếp xúc hai bề mặt, phương tiếp tuyến ngược chiều với xu hướng chuyển động tương đối hai bề mặt tiếp xúc - Độ lớn lực ma sát nghỉ độ lớn lực tác dụng gây xu hướng chuyển động - Lực ma sát nghỉ vật bắt đầu chuyển động gọi lực ma sát nghỉ cực đại Fmsn max Fmst - Khi vật trượt, lực ma sát trượt nhỏ lực ma sát nghỉ cực đại b) Lực ma sát trượt - Lực ma sát trượt xuất mặt tiếp xúc vật trượt bề mặt - Lực ma sát trượt có điểm đặt vật vị trí tiếp xúc hai bề mặt, phương tiếp tuyến ngược chiều với chiều chuyển động vật - Độ lớn lực ma sát trượt: + Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc tốc độ chuyển động vật + Phụ thuộc vào vật liệu tính chất hai bề mặt tiếp xúc + Tỉ lệ với độ lớn áp lực hai bề mặt tiếp xúc: F  N -  hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu tính trạng bề mặt tiếp xúc, đại lượng khơng có đơn vị - N độ lớn áp lực hai bề mặt tiếp xúc Lực cản vật chuyển động nước (hoặc khơng khí) - Lực cản chất lưu có tác dụng tương tự lực ma sát, chúng làm chuyển động vật bị chậm lại - Lực cản chất lưu có + Điểm đặt: tâm vật + Cùng phương ngược chiệu với chiều chuyển động vật chất lưu - Lực cản phụ thuộc vào hình dạng tốc độ vật 13 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I 10 Lực nâng (đẩy lên trên) - Lực nâng chất lưu giúp khinh khí cầu lơ lửng khơng trung, máy bay di chuyển khơng khí, cho phép tàu thuyền di chuyển mặt nước, 14 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I 11 Lực đẩy Archimedes - Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có: + Điểm đặt: vị trí trùng với trọng tâm phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ + Phương: thẳng đứng + Chiều: từ lên + Độ lớn: trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ FA  g.V đó: Vật lơ lửng lòng chất lỏng  : Khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) FA : Lực đẩy Archimedes (N) V : Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3) d  g : Trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) FA d v Suy ra: Vật lên mặt thoáng 12 Cân vật rắn Điều kiện cân vật rắn là: - Tổng lực tác dụng lên vật - Tổng moment lực tác dụng lên vật điểm chọn làm trục quay (nếu chọn chiều quay làm chiều dương) 13 Moment lực - Moment lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực với cánh tay địn M F d đó: + d (m): cánh tay đòn, khoảng cách từ trục quay đến giá lực + M (N.m): Moment lực 15 TỔNG HỢP KIẾN THỨC – VẬT LÝ 10 – SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC – HK I 14 Moment ngẫu lực - Ngẫu lực hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn đặt vào vật - Dưới tác dụng ngẫu lực, có chuyển động quay vật bị biến đổi - Trường hợp vật không trục quay cố định: ngẫu lực làm vật quay quanh trục qua trọng tâm vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực ⃗ ⃗ F F - Hai lực làm cho vật quay theo chiều nên moment ngẫu lực M M F1d1  F2 d hay M F d đó: - F1 F2 F (N): độ lớn lực d d1  d (m): Khoảng cách hai giá lực, gọi cánh tay đòn ngẫu lực - Moment ngẫu lực khơng phụ thuộc vào vị trí trục quay vuống góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực 15 Quy tắc moment lực Muốn cho vật có trục quay cố định trạng thái cân tổng độ lớn moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng độ lớn moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại M  M  M 1'  M 2'  16 Điều kiện cân tổng quát vật rắn - Tổng lực tác dụng lên vật - Tổng moment lực tác dụng lên vật điểm (nếu chọn chiều quay làm chiều dương ) 16