VẬN ĐỘNG cơ học MÔN VẬT LÝ LÝ SINH

Trình bày đƣợc các khái niệm và định luật vật lý cơ bản về chuyển động cơ học 2.. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ ĐẠI LƯỢNG VÔ HƯỚNG VÀ VECTƠ • Đối tượng của Vật lý: vật thể, trường, quá trình… •

BÀI 1

VẬN ĐỘNG CƠ HỌC

BỘ MÔN: VẬT LÝ - LÝ SINH

GV PHỤ TRÁCH: BÙI ĐỨC ÁNH

MỤC TIÊU HỌC TẬP BÀI 1

1 Trình bày đƣợc các khái niệm và định

luật vật lý cơ bản về chuyển động cơ học

2 Áp dụng các định luật cơ học để giải bài

tập và giải thích một số hiện tƣợng liên quan trong kỹ thuật và đời sống

3 Vận dụng các kiến thức cơ học vào nhận

biết, phân tích, đánh giá quá trình vận

MỤC LỤC BÀI 1

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

II CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT ĐIỂM III CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

IV VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ SỐNG

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝ

2 ĐẠI LƢỢNG VẬT LÝ

1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝ

CƠ HỌC LƢỢNG TỬ

2 ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

ĐẠI LƯỢNG VÔ HƯỚNG VÀ VECTƠ

• Đối tượng của Vật lý: vật thể, trường, quá trình…

• Mỗi thuộc tính của đối tượng vật lý (tính chất, cấu tạo, sự vận động…) được đặc trưng bởi một hay

nhiều Đại lượng vật lý

• Một Đại lượng vật lý (khối lượng, nhiệt độ, điện

tích, lực, vận tốc…) là bất cứ thứ gì có thể so sánh được về độ lớn trong vật lý

• Đại lượng vô hướng chỉ có giá trị độ lớn: khối

lượng, nhiệt độ, điện tích…

2 ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

ĐẠI LƯỢNG BIẾN THIÊN & ĐẠO HÀM

• Các đại lượng vật lý có thể là một đại lượng không đổi hoặc đại lượng biến thiên

• Một đại lượng vô hướng f biến thiên nghĩa là độ lớn của f là hàm của thời gian: f = f(t)

• Sự biến thiên của f được đặc trưng bởi đạo hàm

của nó theo thời gian: f’(t) = df/dt

• Một đại lượng vectơ F biến thiên nghĩa là phương, chiều và độ lớn của F là hàm của thời gian: F = F(t)

• Sự biến thiên của F cũng được đặc trưng bởi đạo

hàm của nó theo thời gian: F’(t) = dF/dt

3 VECTƠ

GIẢI TÍCH VECTƠ

3 VECTƠ

VECTƠ & ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ

• Một định luật vật lý là một sự khái quát hóa

một cách khoa học dựa trên các quan sát thực nghiệm

• Có thể coi một hệ thức liên hệ giữa các đại lƣợng vật lý là một định luật vật lý

• Các hệ thức giữa các vectơ (cộng, trừ, nhân…) không phụ thuộc vào hệ tọa độ

•  Các định luật vật lý độc lập với hệ tọa độ

•  Ứng dụng: lựa chọn hệ tọa độ phù hợp để giải các bài tóan vật lý (tìm các định luật)

4 ĐO LƯỜNG

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

• Vật lý dựa trên đo lường các đại lượng và

các biến đổi trong các đại lượng vật lý

• Đại lượng vật lý luôn có thể biểu diễn như

là tích của một số với một đơn vị đo

• Đơn vị (đ/v) là một số đo đại lượng được

lấy chính xác bằng 1

• Các đơn vị phải vừa tiện dụng vừa bất biến

và được thiết lập bằng thỏa thuận quốc tế

4 ĐO LƯỜNG

ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN

• Có rất nhiều đại lượng vật lý nhưng không phải tất cả đều độc lập với nhau

• Một số đại lượng độc lập với nhau gọi là đại

lượng cơ bản  Đơn vị cơ bản

• Các đơn vị suy ra từ các đơn vị cơ bản gọi là

Đơn vị dẫn xuất

• Công thức xác định sự phụ thuộc của đơn vị một đại lượng nào đó vào các đơn vị cơ bản

được gọi là Thứ nguyên của đơn vị đó

• Tìm thứ nguyên: theo định nghĩa, định luật

4 ĐO LƯỜNG

MỘT SỐ ĐƠN VỊ CƠ BẢN CỦA SI

• Mét (m) là độ dài của đoạn đường mà ánh

sáng đi được trong chân không trong thời gian 1/299792458 giây

• Giây (s) là thời gian để xảy ra 9192631770

dao động của ánh sáng do nguyên tử xêsi

133 phát ra

• Kilôgam (kg) là khối lượng của 1 chuẩn gốc

platin-iriđi được lưu trữ ở gần Pari

CÂU HỎI THẢO LUẬN

Kilôgam chuẩn của khối lượng hiện nay: 1.Có tiện dụng và bất biến không?

2.Nó có đơn giản đối với mục đích so sánh không?

3.Về phương diện nào thì chuẩn nguyên

tử Cabon-12 sẽ tốt hơn?

II CHUYỂN ĐỘNG

CỦA CHẤT ĐIỂM

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

• Các khái niệm đã biết THPT: Chuyển động,

Hệ quy chiếu, Chất điểm, Quỹ đạo

• Vectơ vị trí của chất điểm M đối với hệ tọa

độ Đêcac đƣợc xác định bởi vectơ:

• Vectơ vận tốc của chất điểm bằng đạo

hàm của vectơ vị trí đối với thời gian:

• Vectơ gia tốc của chất điểm bằng đạo hàm

của vectơ vận tốc đối với thời gian:

a = dv/dt = dr2/dt2 = a +a

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

VECTƠ VỊ TRÍ VÀ QUỸ ĐẠO

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

VECTƠ VẬN TỐC VÀ GIA TỐC

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

GIA TỐC TIẾP TUYẾN & PHÁP TUYẾN

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

VẬN TỐC GÓC

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

GIA TỐC GÓC

1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG

• Chuyển động có tính tương đối phụ thuộc vào

hệ quy chiếu (v và a phụ thuộc hệ quy chiếu)

• Các hệ chuyển động với vận tốc không đổi đối

với nhau gọi là các hệ quy chiếu quán tính

• Ở vận tốc nhỏ đối với chuyển động cùng một

chiều, áp dụng công thức cộng vận tốc:

• v = v’ + u

• Ở vận tốc lớn công thức trên được thay bằng:

2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON

• Lực và chuyển động:

hay trường tác dụng lên chất điểm

- Độ lớn của lực xác định qua gia tốc mà nó

truyền cho 1 khối lượng chuẩn

• Định luật I Newton:

- Nếu hợp lực tác động lên 1 vật bằng không

vật này không có gia tốc

- Các hệ quy chiếu trên gọi là các hệ quy chiếu

quán tính (và đ/l trên là định luật quán tính)

- Hợp lực ΣF trên vật khối lƣợng m liên hệ với

gia tốc a của vật: ΣF=ma = mdv/dt

- Đối với vật có khối lƣợng thay đổi: F=d(mv)/dt

• Định luật III Newton: F = -F’

  

1 2 2

m m

r



• Nguyên lý tương đương

- Sự hấp dẫn và sự gia tốc là tương đương

• Các lực của tự nhiên

- Lực hấp dẫn

• Lực ma sát f là lực tác dụng vào 1 vật khi

nó trƣợt hay định trƣợt trên 1 mặt nào đó

• Lực căng T là lực tác dụng lên vật bởi 1

dây căng tại điểm buộc

- Phương trình: (Σmi) x a = Σfi (như chất điểm)

• Chuyển động quay của vật rắn:

- Mọi điểm vật có cùng vận tốc góc ω và gia tốc góc β

2 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT

RẮN QUANH 1 TRỤC CỐ ĐỊNH

MOMENT LỰC

• Chuyển động của chất điểm phụ thuộc vào lực

• Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục

phụ thuộc vào lực và điểm đặt của lực

• Moment lực đối với trục quay :

2 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT

RẮN QUANH 1 TRỤC CỐ ĐỊNH

- Lực gây ra chuyển động quay: Ft

- Moment lực đối với trục quay: M = r Λ F t

• Moment quán tính đối với trục quay ∆:

LỰC GÂY RA CHUYỂN ĐỘNG QUAY

SO SÁNH

Chuyển động tịnh tiến

• Độ dời chuyển dài s

• Vận tốc dài v

• Gia tốc dài a

• Lực F

• Khối lượng m

• Phương trình F=ma

Chuyển động quay

• Độ dời chuyển góc φ

MỤC TIÊU

1 Trình bày đƣợc khái niệm đòn bẩy và xác

định đƣợc điều kiện cân bằng của đòn bẩy

2 Biết phân loại đòn bẩy và ứng dụng của từng

loại đòn bẩy trong cuộc sống

3 Nhận biết, so sánh và đánh giá đƣợc các loại

đòn bẩy trong cơ thể sống

I ĐÒN BẨY- KHÁI NIỆM

• Đòn bẩy là 1 vật rắn có một điểm tựa T và chịu tác động hai lực: lực cản P và lực phát động F

• Điểm tựa T của đòn bẩy chính là trục quay

41

I ĐÒN BẨY- MOMENT LỰC

• Moment lực đối với điểm tựa T của đòn bẩy:

M = Lp x P + Lf x F

• Theo pt cơ bản chuyển động quay: M = Iβ

• Nếu β = 0: vật đứng yên hoặc quay đều

•  Điều kiện cân bằng của đòn bẩy: M = 0

3/3/2016 Vận động của Cơ thể sống – BĐA

I ĐÒN BẨY - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG

Điều kiện cân bằng của đòn bẩy là tổng moment của lực cản và lực phát động bằng 0

II ĐÒN BẨY- PHÂN LOẠI

lực cản và điểm đặt lực phát động

điểm tựa và điểm đặt của lực phát động

(I) (II) (III)

I ĐÒN BẨY I - ỨNG DỤNG

I ĐÒN BẨY II - ỨNG DỤNG

I ĐÒN BẨY III - ỨNG DỤNG

II ÁP DỤNG NGUYÊN TẮC ĐÒN BẨY TRONG VẬN ĐỘNG CƠ THỂ SỐNG

• Chuyển động quay của cơ thể hoạt động theo

- Lực phát động F là lực của các cơ bắp

- Điểm tựa T là các khớp xương

- Xương là cánh tay đòn

• Trong cơ thể có thể thấy cả 3 loại đòn bẩy

ĐÒN BẨY LOẠI I TRONG CƠ THỂ SỐNG

ĐÒN BẨY LOẠI II TRONG CƠ THỂ SỐNG

ĐÒN BẨY LOẠI III TRONG CƠ THỂ SỐNG

VẬN ĐỘNG TOÀN CƠ THỂ

KẾT LUẬN

• Đòn bẩy là trường hợp riêng của vật rắn

• Chuyển động của đòn bẩy tuân theo các định luật của cơ học

• Trong cơ thể có thể tìm thấy tất cả các loại đòn bẩy, mỗi loại phù hợp với từng chức năng riêng biệt

Bài tập 1

Từ đỉnh tháp cao 25m ta ném hòn đá theo phương nằm ngang với vận tốc 15m/s Bỏ qua sức cản của không khí Hãy xác định:

1 Quỹ đạo của hòn đá

2 Thời gian chuyển động của hòn đá (từ lúc ném đến lúc chạm đất)

3 Khỏang cách từ chân tháp đến điểm hòn đá chạm đất (còn gọi là tầm xa)

4 Vận tốc, gia tốc tòan phần, gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của hòn đá tại điểm chạm đất

5 Bán kính cong của qũy đạo tại điểm bắt đầu ném và điểm chạm đất

Bài tập 2

M1

R

Vật M1 có khối lượng m1 Vật M2 có khối lượng m2 Ròng rọc R có khối lượng mr

Tính gia tốc a và lực căng T của sợi dây trong các trường hợp:

1 Vật trượt không ma sát Dây không dãn

Ròng rọc khối lượng mr =0

2 Vật trượt có hệ số ma sát k Dây không dãn

Ròng rọc khối lượng r =0

GIÁO TRÌNH &

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Bài giảng Vật lý-Lý sinh; Bộ môn Vật lý-Lý