- Trong hệ quy chíêu chuyển động thẳng với gia tốc a so với với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của một l[r]
(1)CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
- -1 LỰC TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC 1 Khái niệm lực:
Lực đại lượng đặc trưng cho tác dụng vật lên vật khác, kết truyền gia tốc cho vật làm vật bị biến dạng
2 Tổng hợp lực
Tổng hợp lực: Là thay nhiều lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt tác dụng toàn lực
Quy tắc tổng hợp lực (Quy tắc hình bình hành): Hợp hai lực đồng quy biểu diễn đường chéo (kẻ từ điểm đồng quy) hình bình hành mà hai cạnh vec tơ biểu diễn hai lực thành phần
1 F F F
3 Phân tích lực:
- Phân tích lực thay lực hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời gây hiệu qủa giống hệt lực
- Phân tích lực việc làm ngược lại với tổng hợp lực
2 ĐỊNH LUẬT I NIU-TƠN 1 Định luật Newton
Nếu không chịu tác dụng cuả lực chịu tac dụng cac lực có hợp lực vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hay chuyển động thẳng
2 Ý nghĩa định luật I Newton
- Quan tính tính chất vật có xu hướng bảo tồn vận tốc hướng độ lớn - Qn tính có hai biểu hiện:
+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng n Ta nói vât có “tính ì”
+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng Ta nói vật chuyển động “có đà”.
3.ĐỊNH LUẬT II NIU-TƠN 1 Định luật II Newton
Vectơ gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn vectơ gia tốc tỷ lệ thuận với độ lớn lực tỷ lệ ngịch với khối lượng cuả vật
m F a
; Hoặc là: F m.a
Trong trường hợp vật chịu tác dụng nhiều lực gia tốc vật xác định bời
m F
a hl
2 Cách biểu diễn lực
Vectơ lực có:
- Gốc điểm đặt lực
(2)- Độ dài độ lớn lực theo tỷ lệ xích chọn trước
3 Đơn vị lực
Trong hệ SI, đơn vị lực newton, kí hiệu N
Một newton lực truyền cho vật có khối lượng 1kg gia tốc 1m/s2. 1N = 1kg.1m/s2 = 1kgm/s2.
4 Khối lượng
- Khối lượng đại lượng đặc trưng cho mức quán tinh vật
- Khối lượng đại lượng vô hướng dương không đổi vật - Khối lượng có tính chất cộng
5 Điều kiện cân vật xem chất điểm.
Điều kiện cân chất điểm hợp lực tất lực tác dụng lên khơng
0
hl
F
6 Trong lực trọng lượng
- Trong lực lực hút cuả Trái Đất tác dụng lên vật, gây cho chúng gia tốc rơi tự g, kí hiệu P Ở gần mặt đất, trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ hướng xuống đặt vào điểm gọi trọng tâm cuả vật
P m.g
- Trọng lượng vật độ lớn trọng lực tác dụng lên vật, kí hiệu P Trong lượng vật đo lực kế có biểu thức
P = mg
4 ĐỊNH LUẬT III NIU-TƠN 1 Sự tương tác vật:
Nếu vật A tác dụng lên vật B vật B tác dụng lên vật A Đó tác dụng tương hỗ (hay tương tác)
2 Định luật III Newton
Khi vật A tác dụng lên vật B lực, vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực hai lực trực đối
AB BA
F F 3 Lực phản lực
Một hai lực tương tác hai vật gọi lực tác dụng, lực gọi phản lực
Lực phản lực có đặc điểm sau:
- Lực phản lực xuất đồng thời - Lực phản lực loại
- Lực phản lực khơng thể cân chúng đặt vào hai vật khác
5 LỰC HẤP DẪN 1 Định luật vạn vật hấp dẫn:
Lực hấp dẫn hai vật (coi chất điểm) tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng
2 r
(3)G = 6,67.10-11N.m2/kg2 : số hấp dẫn
2 Biểu thức gia tốc rơi tự do
Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên vật lực hấp dẫn Trái Đất vật Xét vật có khối lượng m độ cao h so với mặt đất Goi M, R khối lượng bán kính Trái Đất
Lực hấp dẫn Trái Đất vật m là:
2
hd h R Mm G F .
Trọng lực tác dụng lên vật: Pmg
Với
2
hd h R M G g F P .
Khi vật gần mặt đất 2
R GM g
0
h
3 Trường hấp dẫn, trường trọng lực
Mỗi vật tác dụng lực hấp dẫn lên vật xung quanh ta nói xung quanh vật có trường hấp dẫn
Trường hấp dẫn trái đất gây xung quanh gọi trường trọng lực (hay trọng trường)
Nếu nhiều vật khác đặt điểm trọng trường gây cho gia tốc rơi tự g
Vậy g đại lượng đặc trưng cho trọng trường điểm Nó cịn gọi gia tốc trọng trường
6 CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT BỊ NÉM 1 Quỹ đạo chuyển động
Xét vật M bị ném xiên từ điểm O mặt đất theo phương hợp với phương ngang góc
, với vận tốc ban đầu v0 bỏ qua sức cản cảu khơng khí.
Chọn hệ toạ độ Oxy có gốc O, trục hồnh Ox hướng theo phương ngang, trục tung Oy hướng theo phương thẳng đứng từ lên
Thực bước theo phương pháp toạ độ thu kết sau: - Phương trình chuyển động:
gt m
2 t sin v y : Oy m t cos v x : Ox o
- Phương trình quỹ đạo: x tan x
cos v g y 2 .
2 Vận tốc:
- Vận tốc vật thời điểm t:
gt sin v v : Oy cos v v : Ox y o x
2
0 2 y
x v v cos v sin gt v
v
(4)Góc lệch vectơ vận tốc so với phương ngang:
cos v
gt sin
v v v tan
0 x y
- Thời gian chuyển động: t2v0gsin .
- Độ cao cực đại mà vật đạt được:
g sin v y
H : v
2 max y
- Tầm xa (L) tính theo phương ngang:
g sin v g
cos sin v x
L
2
0 max
7 LỰC ĐÀN HỒI 1 Lực đàn hồi
Lực đàn hồi lực xuất vật bị biến dạng đàn hồi, có xu hướng chống lại nguyên nhân gây biến dạng
Lực đàn hồi tồn giới hạn vật đàn hồi gọi giới han đàn hồi
2 Một vài trường hợp thường gặp a Lực đàn hồi lị xo.
Khi lò xo bị kéo hay bị nén xuất lực đàn hồi, lực xuất hai đầu lò xo tác dụng vào vật tiếp xúc với lị xo làm cho biến dạng
- Phương: Trùng với phương trục lò xo - Chiều: Ngược với chiều biến dạng cuả lò xo - Độlớn: Tỉ lệ thuận với độ biến dạng lị xo
.
dh
F k l
k(N/m) : Hệ số đàn hồi (độ cứng) lò xo Hệ số k phụ thuộc vào chất, kích thước lị xo
l
: độ biến dạng lò xo (m)
Dấu (-) lực đàn hồi ngược chiều biến dạng
Định luật Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng
của lò xo
b Lực căng dây:
Khi sợi dây bị kéo căng tác dụng lên hai vật gắn với hai đầu dây lực căng: Những lực có đặc điểm:
- Điểm đặt: Là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật - Phương: Trùng với sợi dây
- Chiêu: Hướng từ hai đầu dây vào phần sợi dây ( lực kéo)
Trường hợp dây vắt qua ròng rọc, rịng rọc có tác dụng làm đổi phương lực tác dụng
3 Lực kế
Dựa vào định luật Hooke, người ta tạo dụng cụ đo lực gọi lực kế
8 LỰC MA SÁT 1 Lực ma sát nghỉ.
a Sự xuất lực ma sát nghỉ: Lực ma sát nghỉ xuất có ngoại lực tác dụng
lên vật Ngoại lực có xu hướng làm cho vật chuyển động chưa đủ thắng lực ma sát
(5)- Giá cuả Fmsn nằm mặt phẳng tiếp xúc hai vật - Fmsn ngược chiều với ngoại lực tác dụng vào vật
- Lực ma sát nghỉ cân với ngoại lực tác dụng lên vật Fmns = F (F ngoại lực)
Khi F tăng dần, Fmsn tăng theo đến giá trị FM định vật bắt đầu trượt FM giá trị lớn lực ma sát
msn M
F F
FM tỉ lệ thuận với N
M n
F N
Với n: hệ số ma sát nghỉ, khơng có đơn vị n phụ thuộc vào nhiều yếu tố chất hai mặt tiếp xúc, điều kiện bề mặt
msn M
msn x
F F
F F
Fx thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc
2 Lực ma sát trượt
a Sự xuất lực ma sát trượt:
Lực ma sát trượt xuất mặt tiếp xúc hai vật trượt bề mặt
b Đặc điểm lực ma sát trượt:
- Lực ma sát trượt tác dụng lên vật phương ngược chiều với vận tốc tương đối vật vật
- Độ lớn cuả lực ma sát trượt khơng phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc, không phụ thuộc vào tốc độ vật mà phụ thuộc vào tính chất mặt tiếp xúc
- Lực ma sát trượt tỉ lệ với áp lực N:
N Fmst t
t
hệ số ma sát trượt (phụ thuộc tính chất mặt tiếp xúc)
3 Lực ma sát lăn
a Sự xuất lực ma sát trượt:
Lực ma sát lăn xuất vật lăn bề mặt vật khác cản trở chuyển động vật
b.Đặc điểm lực ma sát lăn:
Lực ma sát lăn tỷ lệ với áp lực N giống lực ma sát trượt, hệ số ma sát lăn nhỏ hệ số ma sát trượt hàng chục lần
9 HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QN TÍNH 1 Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc
- Hệ quy chíêu gắn với mặt đất (xem đứng yên) hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động thẳng gọi hệ quy chiếu quán tính
- Hệ quy chiếu gắn vật chuyển động có gia tốc gọi hệ quy chiếu phi quán tính
2 Lực quán tính :
- Trong hệ quy chíêu chuyển động thẳng với gia tốc a so với với hệ quy chiếu quán tính, tượng học xảy giống vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng lực m a. lực gọi lực quán tính
(6)Chú ý: Lực qn tính khơng phải lực tương tác vật nên lực qn tính khơng có phản lực Chúng gây biến dạng gây gia tốc cho vật
10 LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM HIỆN TƯỢNG TĂNG, GIẢM, MẤT TRỌNG LƯỢNG 1 Lực hướng tâm lực quán tính ly tâm
a Lực hướng tâm:
Điểm đặt: Trên chất điểm điểm xét quỹ đạo Phương: Dọc theo bán kính nối chất điểm với tâm quỹ đạo Chiều: Hương vào tâm quỹ đạo
Độ lớn:
2
2
ht ht
v
F ma m m r r
b Lực quán tính ly tâm:
- Hệ quy chíêu gắn với vật quay quanh trục gọi hệ quy chíêu quay
- Trong hệ quy chíêu quay đều, ngồi lực vật khác gây ra, vật chịu thêm lực quán tính li tâm, lực ngược chiều với lực hướng tâm có độ lớn lực hướng tâm:
q ht
F m.a
lực qn tính ly tâm có độ lớn với lực hướng tâm
2
2 q
v
F m m r r
2.Hiện tượng tăng giảm trọng lượng: a Khái niệm trọng lực trọng lượng:
Trọng lực vật hợp lực lực hấp dẫn mà trái đất tác dụng lên vật lực quán tính ly tâm xuất quay Trái Đất quanh trục
Trọng lượng vật độ lớn trọng lực vật Vì Fq thay đổi theo vĩ độ P thay đổi theo vĩ độ
b Trọng lực biểu kíên trọng lượng biểu kiến
Xét vật có khối lượng m đặt sàn thang máy chuyển động theo phương thẳng đứng với gia tốc a Chọn hệ quy chiếu gắn với thang máy (hệ quy chiếu phi qn tính), ngồi trọng lực P vật chịu tác dụng lực quán tính Fqt Hợp lực trọng lực lực quán tính tác dụng lên vật gọi trọng lực biểu kiến vật:
g a
m F P
Pbk qt
Trọng lượng biểu kiến cảu vật đo lực kế: Pmga - Hiện tượng tăng trọng lượng ứng với trường hợp: Pbk P