Mở đầu Vật lí học là một môn khoa học tự nhiên. Vật lí học nghiên cứu các hiện tợng vật lí. Mọi hiện tợng vật lí đều diễn biến theo những định luật xác định. Mục đích của các nhà vật lí là khám phá các định luật ấy. Để nghiên cứu một hiện tợng, nhà vật lí cần phải làm thí nghiệm. Khi làm một thí nghiệm nhà vật lí phải quan sát và đo đạc. Quan sát để biết đại lợng nào thay đổi, hay không thay đổi. Đo đạc đểđể biết đại lợng đó thay đổi ít hay nhiều, nhanh chậm thế nào. Chính vì vậy việc đo các đại lợng là một công việc rất quan trọng và đòi hỏi độ chính xác cao. Đo lờng và sai số 1. Định nghĩa Đo một đại lợng là so sánh đại lợng đó với một đại lợng cùng loại đợc chọn làm đơn vị. 2. Ước và bội của đơn vị Thông thờng mỗi đại lợng có một đơn vị chính, ngoài ra còn có các ớc và bội của đơn vị đó Bảng các ớc và bội của các đơn vị Giá trị so với đơn vị Cách viết Cách đọc Kí hiệu Ước Phần mời Phần trăm Phần nghìn Phần triệu Phần tỉ Phần nghìn tỉ 0,1 hoặc 10 -1 0,01 10 -2 0,001 10 -3 0,000 001 10 -6 0,000 000 001 10 -9 0,000 000 000 001 10 -12 đềxi centi mili micrô nanô picô d c m à n p Bội Mời Trăm Nghìn Triệu Tỉ Nghìn tỉ 10 10 1 100 10 2 1000 10 3 1000 000 10 6 1000 000 000 10 9 1000 000 000 000 10 12 đềca hectô kilô mêga giga teta da h k M G T Ví dụ: Đơn vị chính của chiều dài là mét, kí hiệu là m. mm đọc là mili mét. 1mm = 0,001m = 10 -3 m. hm đọc là hectô mét. 1hm = 100m = 10 2 m. Đơn vị chính của hiệu điện thế là Vôn, kí hiệu là V. kV đọc là kilô Vôn. 1kV = 1000V = 10 3 V. * Lu ý: - Không phải đơn vị nào cũng có đủ các ớc và bội nh trong bảng trên. - Đối với các đơn vị có số mũ cần chú ý khi đổi đơn vị: Ví dụ: Thể tích có đơn vị là mét khối, kí hiệu là m 3 . 1dam 3 = 10 1x3 = 10 3 m 3 1km 3 = 10 3x3 = 10 9 m 3 3. Sai số Có nhiều nguyên nhân gây sai số. Hai nguyên nhân quan trọng nhất là do dụng cụ và ngời đo. 4. Cách ghi kết quả Thang đo của dụng cụ đo thờng đợc chia thành nhiều phần ( vạch) nhỏ, mỗi phần ứng với một bội hoặc một ớc của đơn vị. Khi đọc cần: + Đặt mắt vuông góc với mặt thang đo. + Đọc giá trị ở vạch gần nhất của ĐCNN. + Ghi đúng con số đọc đợc. Ví dụ: 5. Cách làm tròn số Nhiều đại lợng không đo trực tiếp đợc mà đợc tính theo các đại lợng khác. Ví dụ: Khi đo vận tốc của một vận động viên chạy ngắn, ngời ta đo quãng đờng và thời gian rồi tính vận tốc theo công thức. Khi tính toán ra số không tròn thì phải làm tròn số nh đại lợng có chữ số hàng thập phân nhiều nhất. Cụ thể, trong trờng hợp này, ngời ta đo đợc S = 100m, t = 10,16s. Ta có: v = = = 9,842519 thì v 9,84 ( m/s) 6. Quy tắc viết luỹ thừa của 10. S t 100 10,16 * Trớc dấu phẩy chỉ viết một trong 9 chữ số từ 1 đến 9. Ví dụ: Quãng đờng từ A đến B là 2345km. Khi dùng luỹ thừa của 10, ta viết đợc: S = 2,345.10 3 km hoặc 2,345.10 6 m. Nhng không viết đợc: S = 0,2345.10 4 km hoặc 23,45.10 5 m Phần I. Cơ học A. Lý thuyết 1. Đo độ dài Đơn vị chính là mét, kí hiệu là m Khi dùng thớc đo cần biết GHĐ và ĐCNN của thớc. Khi đo độ dài cần: + Ước lợng độ dài cần đo để chọn thớc đo phù hợp. + Đặt thớc và mắt đúng cách. + Đọc và ghi kết quả đo đúng quy định. 2. Đo thể tích Đơn vị chính là mét khối, kí hiệu là m 3 + Đối với chất lỏng có thể dùng bình chia độ, ca, can đong + Vật rắn không thấm nớc dùng bình chia độ, bình tràn 3. Khối lợng. Đo khối lợng Mọi vật đều có khối lợng. Khối lợng của một vật chỉ lợng chất tạo thành vật đó. Khối lợng của vật càng lớn thì quán tính càng lớn. Đơn vị chính của khối lợng là kilôgam, kí hiệu là: kg Dùng cân để đo khối lợng. 4. Lực Lực là tác dụng của vật này lên vật khác làm thay đổi vận tốc của hoặc làm cho vật biến dạng. ( Cả hai tác dụng có thể xảy ra đồng thời) Tác dụng lực giữa hai vật bao giờ cũng là tác dụng qua lại. Đơn vị của lực là Niutơn, kí hiệu là N. Dụng cụ đo lực là lực kế. * Lựclà một đại lợng vectơ. Để biểu diễn lực cần biết 4 yếu tố của lực là: + Phơng + Chiều + Điểm đặt + Độ lớn ( cờng độ của lực) * Để biểu diễn lực, ta vẽ một mũi tên sao cho: + Mũi tên nằm trên đờng thẳng trùng với phơng của lực. + Mũi tên chỉ theo chiều của lực. + Gốc mũi tên trùng với điểm đặt của lực. + Chiều dài mũi tên tỉ lệ với cờng độ của lực. (Thông qua một tỉ lệ xích) Ví dụ: 5. Trọng lực Trọng lực là lực hút của Trái Đất. ( các vật luôn có xu hớng bị kéo từ chỗ cao xuống chỗ thấp là do trọng lực) Trọng lực có phơng thẳng đứng và có chiều từ trên xuống dới ( hớng về tâm Trái Đất). Trọng lực tác dụng lên một vật còn gọi là trọng lợng của vật đó. Điểm đặt của trọng lực tác dụng vào một vật là một điểm cố định gọi là trọng tâm của vật. ( Đối với các vật đồng chất thì trọng tâm của vật trùng với tâm của vật). 6. Lực đàn hồi Lực đàn hồi là lực sinh ra do sự biến dạng của vật. ( Chỉ có các vật có tính chất đàn hồi mới sinh ra lực đàn hồi) Lực đàn hồi xuất hiện tại chỗ vật bị biến dạng và có xu hớng chống lặi biến dạng đó. 7. Lực ma sát Có 3 loại lực ma sát: + Lực ma sát trợt + Lực ma sát lăn + Lực ma sát nghỉ Lực ma sát xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa các vật, có tác dụng cản trở chuyển động trợt của vật hoặc chống lại xu hớng chuyển động trợt của vật. 8. Trọng lợng và khối lợng Hệ thức liên hệ giữa trọng lợng và khối lợng của một vật ( trên mặt đất): P = 10m 9. Khối lợng riêng. Trọng lợng riêng Khối lợng riêng của một chất đợc xác định bằng khối lợng của một đơn vị thể tích chất đó. D = => m = D.V Đơn vị: kg/m 3 hoặc g/cm 3 Trọng lợng riêng của một chất đợc xác định đợc xác định bằng trọng lợng của một đơn vị thể tích. d = => P = d.V Đơn vị: N/m 3 Hệ thức liên hệ giữa khối lợng riêng và trọng lợng riêng: d = 10D Chuyênđề 1: Cân bằng vật rắn I. Cân bằng của một chất điểm 1. Một chất điểm ở trạng thái cân bằng khi chất điểm đó đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. 2. Điều kiện để một chất điểm cân bằng là: F = F 1 + F 2 + .+ F n = 0 hay F hl = 0 3. Cách tìm hợp lực của các lực tác dụng lên một chất điểm: Định nghĩa: Hợp lực của nhiều lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật, là một lực duy nhất, có thể thay thế các lực kia mà cũng gây ra cùng một tác dụng. a) Hợp lực của hai lực có phơng cùng nằm trên một đờng thẳng. * Hai lực cùng chiều: Hợp lực F của hai lực F 1 và F 2 có phơng nằm trên cùng một đờng thẳng ( cùng giá) và cùng chiều là một lực: + cùng phơng m V P V + cùng chiều ( chung của hai lực) + có cờng độ bằng tổng cờng độ của chúng. F = F 1 + F 2 * Hai lực ngợc chiều: Hợp lực F và hai lực F 1 và F 2 có phơng nằm trên cùng một đờng thẳng nhng ngợc chiều là một lực: + cùng phơng + Có chiều là chiều của lực có cờng dộ lớn hơn. + Có cờng độ bằng hiệu các cờng độ của hai lực. F = F 1 - F 2 hoặc F = F 2 - F 1 b) Hợp lực của hai lực khác phơng, cùng điểm đặt. F 1 F O F 2 Để tìm hợp lực ta áp dụng quy tắc hình bình hành nh sau: + Vẽ hai tia OF 1 và OF 2 biểu diễn hai lực (theo cùng một tỉ lệ xích) hợp với nhau một góc . + Vẽ hình bình hành OF 1 FF 2 thì đờng chéo OF chính là hợp lực F cần tìm. 4. Lu ý khi giải toán: - Nếu chỉ có 2 lực tác dụng lên chất điểm thì hai lực đó phải cùng giá ngợc chiều nhau thì và có độ lớn bằng nhau thì hợp lực mới bằng 0. - Nếu có 3 lực tác dụng lên chất điểm: ta tìm hợp lực của hai lực theo quy tắc hình bình hành và kết quả hợp lực của hai lực ấy phải cân bằng với lực thứ 3 thì khi đó hợp lực của 3 lực mới bằng 0. Ví dụ1: Tìm hợp lực của hai lực có cờng độ 30N và 40N hợp với nhau một góc 90 0 ? F 1 F O F 2 Ví dụ 2: Tìm hợp lực của hai lực có cờng độ bằng nhau và bằng 20N, biết chúng hợp với nhau một góc: a) 60 0 b) 120 0 II. cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định. Mô men lực 1. Nếu tác dụng vào vật một lực thì vật chỉ có thể quay quanh một trục cố định ( hoặc đứng yên) chứ không chuyển động tịnh tiến đợc. 2. Vật chỉ có thể quay khi lực tác dụng vào vật có giá không đi qua trục quay. 3. Mô men lực: Là đại lợng làm đặc trng cho tác dụng làm quay vật của lực. M = F.l Trong đó: F là lực tác dụng vào vật, l là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực. 4. Quy tắc mô men lực: M1 + M2 + .+ Mn = 0 Tổng mô men làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng mô men làm vật quay theo chiều ngợc lại. 5. . trờng hợp này, ngời ta đo đợc S = 100m, t = 10,16s. Ta có: v = = = 9 ,84 2519 thì v 9 ,84 ( m/s) 6. Quy tắc viết luỹ thừa của 10. S t 100 10,16 * Trớc dấu. mũi tên tỉ lệ với cờng độ của lực. (Thông qua một tỉ lệ xích) Ví dụ: 5. Trọng lực Trọng lực là lực hút của Trái Đất. ( các vật luôn có xu hớng bị kéo từ