THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN QUANG DIÊU Tổ VẬT LÝ- KTCN HƯỚNG DẪN ÔN TẬP HỌC KỲ MÔN VẬT LÝ KHỐI 10 NÂNG CAO A PHẦN LÝ THUYẾT : Định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi Công thức vận tốc chuyển động thẳng biến đổi đều, giải thích • Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động thẳng gia tốc tức thời không đổi • Công thức vận tốc chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at • đó, v vận tốc chất điểm thời điểm t, v0 vận tốc chất điểm thời điểm ban đầu, a gia tốc vật Các trường hợp chuyển động thẳng biến đổi đều: • Nếu thời điểm t: vận tốc v dấu với gia tốc a: giá trị tuyệt đối độ lớn vận tốc tức thời tăng theo thời gian gọi chuyển động thẳng nhanh dần • Nếu thời điểm t: vận tốc v trái dấu với gia tốc a: giá trị tuyệt đối độ lớn vận tốc tức thời giảm theo thời gian gọi chuyển động thẳng chậm dần Các công thức, phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: • Công thức tính quãng đường: s = v0t + at2 • Phương trình chuyển động: x = x0 + v0t + at2 • Công thức liên hệ: v2 – v02 = 2as ; v = v0 + at Định nghĩa Sự rơi tự Đặc điểm: • Định nghĩa: Sự rơi tự rơi tác dụng trọng lực • Chuyển động rơi tự theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống • Chuyển động rơi tự chuyển động thẳng nhanh dần • Các vật rơi tự với với gia tốc: g ≈ 9,8 m/s2 • Gia tốc rơi tự phụ thuộc vĩ độ địa lý, độ cao cấu trúc địa chất nơi rơi Công thức tính vận tốc quãng đường vật rơi tự do: • Nếu vật rơi tự do, vận tốc ban đầu thì: v = gt • Công thức tính quãng đường vật rơi tự là: s = gt2 ; v2 = 2g.h Định nghĩa chuyển động tròn Chu kì, tần số chuyển động tròn đều, đơn vị: • Chuyển động tròn chuyển động tròn có tốc độ trung bình cung tròn 2π T= ω • Chu kì T chuyển động tròn thời gian để vật vòng : Đơn vị đo chu kì giây (s) f = T Tần số f chuyển động tròn số vòng mà vật giây : • Đơn vị đo tần số Hertz (Hz) Phát biểu định luật I Newton Quán tính gì? THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 • Nếu vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực không, vật đứng yên tiếp tục đứng yên, vật chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng • Quán tính tính chất vật có xu hướng bảo toàn vận tốc Phát biểu định luật II Newton.Công thức Đơn vị • Gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn gia tốc tỉ lệ với độ lớn lực tỉ lệ nghịch với khối lượng vật • a (m/s2); F (N); m (Kg) Phát biểu định luật III Newton.Công thức • Trong trường hợp, vật A tác dụng lên vật B lực vật B tác dụng lại vật A lực Hai lực có giá, độ lớn, ngược chiều • 10 Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn Công thức Ý nghĩa đại lượng đơn vị • Lực hấp dẫn hai chất điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng mm Fhd = G 2 r • Công thức: • Ý nghĩa: m1, m2 khối lượng hai chất điểm (Kg) , r khoảng cách chúng (m) , hệ số tỉ lệ G gọi số hấp dẫn (m2/kg2) 11 Phát biểu định luật Hooke Công thức Ý nghĩa đại lượng đơn vị • Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Fđh = k ∆l • Ý nghĩa: ∆l = l − l0 độ biến dạng lò xo (m) Hệ số tỉ lệ k gọi độ cứng (hệ số đàn hồi) lò xo (N.m) 12 Sự xuất lực ma sát nghỉ? Đặc điểm lực ma sát nghỉ Công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại, ý nghĩa đại lượng • Lực ma sát nghỉ xuất có ngoại lực tác dụng lên vật, ngoại lực có xu hướng làm vật chuyển động chưa đủ để thắng lực ma sát • Lực ma sát nghỉ có giá nằm mặt phẳng tiếp xúc hai vật Lực ma sát nghỉ ngược chiều với với ngoại lực • Công thức: Fm = μn.N • Ý nghĩa: N: độ lớn áp lực lên bề mặt tiếp xúc μn : hệ số ma sát nghỉ 13 Định nghĩa hệ quy chiếu phi quán tính Đặc điểm • Hệ quy chiếu phi quán tính hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính • Trong hệ quy chiếu phi quán tính, định luật Newton không nghiệm 14 Định nghĩa Lực hướng tâm, công thức, Ý nghĩa đại lượng đơn vị • Lực (hay hợp lực lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm • Công thức tính lực hướng tâm vật chuyển động tròn : mv Fht = ma ht = = mω2 r r • đó, m khối lượng vật (kg), r bán kính quỹ đạo tròn (m), ω tốc độ góc (rad./s), v vận tốc dài vật chuyển động tròn (m/s) 15 Khi có lực quán tính? So sánh lực quán tính lực thông thường : THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 • Trong hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính, tượng học xảy giống vật có khối lượng m chịu thêm lực tác dụng gọi lực quán tính Lực quán tính ngược chiều với gia tốc hệ phản lực • Lực quán tính giống lực thông thường chỗ gây biến dạng hay gây gia tốc cho vật Lực quán tính xuất tính chất phi quán tính hệ quy chiếu nên phản lực 16 Điều kiện cân vật có mặt chân đế Các dạng cân bằng, nhận xét độ cao trọng tâm dạng cân • Điều kiện cân vật có mặt chân đế: Đường thẳng đứng qua trọng tâm vật gặp mặt chân đế • Các dạng cân bằng: Đưa vật rời khỏi vị trí cân khoảng thả a Nếu vật trở lại vị trí cân vật vị trí cân bền, trọng tâm vật độ cao thấp b Nếu vật rời xa vị trí cân vật vị trí cân không bền, trọng tâm vật ở độ cao cao c Nếu vật cân vị trí nào: vật vị trí cân phiếm định, trọng tâm vật độ cao không đổi 17 Tổng hợp, phân tích lực : • Tổng hợp lực thay lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt lực • Phân tích lực thay lực hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt lực Các lực thay gọi lực thành phần 18 Quy tắc hợp lực đồng quy Điều kiện Cân vật rắn chịu tác dụng lực không song song: • Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy : Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên vật rắn, trước hết ta trượt hai vectơ lực giá chúng đến điểm đồng quy, áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực • Điều kiện cân vật chịu tác dụng ba lực không song song : − Ba lực phải có giá đồng phẳng đồng quy − Hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba : + = - 19 Quy tắc hợp lực hai lực song song chiều − Hợp lực hai lực song song, chiều, tác dụng vào vật rắn lực song song, chiều với hai lực có độ lớn tổng độ lớn hai lực : F = F1 + F2 − Giá nằm mặt phẳng chứa, chia khoảng cách hai lực thành F1 d = d1 đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực : F2 đó, d1 d2 khoảng cách từ giá hợp lực tới giá lực giá lực 20 Định nghĩa moment lực (momen), Công thức Ý nghĩa đại lượng đơn vị • Moment lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực đo tích lực với cánh tay đòn • Công thức tính moment lực: M = F.d • d cánh tay đòn, khoảng cách từ trục quay đến giá lực ( nằm mặt phẳng vuông góc với trục quay) • Trong hệ SI, đơn vị moment lực Newton mét (N.m) B DẠNG BÀI TẬP: - Dùng công thức động học (trong toán động lực học) - CĐ tròn - Các định luật Newton THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 - Lực hấp dẫn - Lực đàn hồi - Lực hướng tâm kết hợp với chuyển động tròn - Hệ vật gia tốc có ma sát: tìm gia tốc lực căng dây - Tìm hợp lực lực song song chiều.Vẽ hình - Cân vật rắn có trục quay cố định, quy tắc moment lực C MỘT SỐ BÀI TẬP THAM KHẢO CÁCH TRÌNH BÀY: Bài : Một vệ tinh nhân tạo khối lượng m = 40 kg, chuyển động tròn xung quanh Trái đất với vận tốc v = 8km/s cách mặt đất khoảng h = 600 km Tính : a Chu kỳ tần số vệ tinh b Gia tốc hướng tâm lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh Cho bán kính trái đất R = 6400km Bài giải a Chu kỳ tần số vệ tinh v 8000 = * Ta có : v = (R+h) ω ⇒ ω = ( R + h) 6400000 + 60000 = 10-3 rad/s 2.7.π 2.π −3 * Mặt khác : T = ω = 8.10 = 5495 (s) 1 = = 1,82 10 − * Tần số : f = T 5495 Hz b Gia tốc hướng tâm : (8000 ) v2 = * a = ( R + h) (6400000 + 600000 = 9,14 m/s2 ht * Fht = m aht = (40)(9,14) = 365,6 N Bài : Lò xo có chiều dài tự nhiên l0 = 25 cm, đầu cố định, treo vật có khối lượng m = 1kg vào đầu lò xo lò xo dài 35 cm Tính độ cứng k lò xo? (Lấy g = 10m/s2 ) Bài giải Độ cứng lò xo: * Độ dãn lò xo : Δl = l – l0 = 35 – 25 = 10 cm * Khi vật cân bằng: Fdh + P = P = Fđh ⇔ m.g = k ∆l m.g 1.10 = = 100 ∆l , * Suy k = N/m * Bài : Hai tàu thủy có khối lượng m = m2 = 400 cách khoảng R hút lực Fhd = 6,67.10-5N Tính khoảng cách chúng ? Bài giải Khoảng cách hai tàu thủy: m1 m * Ta có : * Suy R = Fhd = G R m m (4000000) G 6,67.10 −11 Fhd 6,67.10 −5 = 400 m = THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 Bài 4: Cho hệ vật hình vẽ, m1 = m2 = kg, lực kéo F = 4N hệ số ma sát vật mặt tiếp xúc 0,1 Lấy g = 10m/s2 m2 m1 a Tính gia tốc hệ F b Tính lực căng dây Bài giải a Gia tốc hệ: • Xét hệ vật m1 + m2: áp dụng định luật II Newton : + + = (m1+m2) • Chọn chiều dương chiều chuyển động : F – Fms2 – Fms2 = (m1 + m2) a • Suy : F − Fms1 − Fms m1 + m2 a= F − µ (m1 + m ) g m1 + m2 a = = a = 1m/s2 b Lực căng dây : • Xét vật thứ : + = m2 • T – Fms2 = m2 a Suy : T = m2.a + Fms2 = m2.a – μm2g T = 2N Bài : Người ta treo trần thang máy lực kế mắc vào đầu lại lực kế vật khối lượng m = 5kg Lực kế : g a Thang máy lên nhanh dần với gia tốc a = g b Thang máy xuống nhanh dần với gia tốc a = (lấy g = 10m/s2 ) Bài giải a Thang máy lên nhanh dần đều: * Ta có : Fk + P = m.a * Chọn chiều dương hướng lên Fk – P = m.a * Suy Fk = m.a + m.g = 5.5 + 5.10 = 75 N b Thang máy xuống nhanh dần đều: * Fk + P = m.a * Chọn chiều dương hướng xuống: P – Fk = m.a * Suy Fk = m.g – m.a = 5.10 – 5.5 = 25 N Bài 7: Cho lực song song thẳng đứng hướng xuống: lực đặt A có độ lớn F1 = N, lực đặt B có độ lớn F2 = N, AB = dm a Tính độ lớn hợp lực F xác định điểm đặt O hợp lực = + b Vẽ hình Bài giải a Hợp lực : * F = F1 + F2 = + = N * d1 + d2 = d = dm (1) * = (2) * Từ (1) (2) : d1 = OA = 2,5 dm d2 = OB = 1,5 dm b Vẽ hình: THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 A O B Bài : Một AB = 3m đồng chất có khối lượng m = 10 kg quay quanh trục vuông góc với cách đầu bên phải 1m Tính khối lượng vật m cần treo vào đầu bên trái để cân ? (Lấy g = 10m/s2 ) Bài giải Khối lượng vật m cần treo: * Chọn chiều dương ngược chiều quay kim đồng hồ * Ta có M m + M P = * Chọn quy ước trị tuyệt đối : Mm = Mp (Có thể chọn quy ước đại số : Mm + Mp = với Mm < 0, Mp > ) OG 0,5 100 * ⇔ Pm.OA = P.OG ⇔ Pm = OA P = Pm = 50 N * Suy : Pm P Pm m = g = kg D LƯU Ý CÁCH TRÌNH BÀY BÀI THI: Trình bày câu lý thuyết: a Mỗi câu phải ghi thứ tự câu, chủ đề, gạch dưới, xuống hàng làm b Phải đánh dấu ý (*) xuống hàng sau ý c Nên làm theo thứ tự đề thi d Thí dụ: Câu 3: Định nghĩa chuyển động tròn đều, công thức chu kỳ: * Chuyển động tròn * Công thức : Trình bày toán: a Cũng đánh dấu ý (*) ghi đầy đủ: công thức, thay số (đúng đơn vị), đáp số có đơn vị Thí dụ: Câu 4: Vận tốc: * v = v0 + a.t = 1.30 = 30 m/s b Nếu phải tìm đại lượng suy dẫn, học sinh phải ghi công thức chính, suy công thức đại lượng cần tìm, thay số, đáp số có đơn vị 2.S 2.100 2 Thí dụ : * s = a.t2 ⇒ a = t = 10 = m/s2 c Nếu đáp số xuống hàng, phải ghi lại tên đại lượng bên trái 2.S 2.100 2 Thí dụ: * a = t = 10 a = m/s2 d.Trường hợp áp dụng định luật II Newton: phải ghi biểu thức vectơ, chọn chiều dương, chiếu biểu thức đại số THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 e Trường hợp toán từ vật: phải ghi rõ đối tượng khảo sát: hệ vật hay vật nào, áp dụng định luật II Newton, ý ghi ngoại lực mà f Hình vẽ phải vẽ viết mực, không vẽ viết chì, trừ vẽ vòng tròn compa ... m1 m * Ta có : * Suy R = Fhd = G R m m (4000000) G 6,67 .10 11 Fhd 6,67 .10 −5 = 400 m = THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 Bài 4: Cho hệ vật. .. Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 • Nếu vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực không, vật đứng yên tiếp tục đứng yên, vật chuyển động tiếp... DẠNG BÀI TẬP: - Dùng công thức động học (trong toán động lực học) - CĐ tròn - Các định luật Newton THPT Chuyên Nguyễn Quang Diêu Tổ Vật Lý-KTCN Hướng dẫn Ôn tập Học kỳ Môn Vật Lý Khối 10 - Lực