LỰC QUÁN TÍNH Trong một hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xẩy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng củ[r]
(1)OÂN TAÄP VAÄT LÍ 10 NAÂNG CAO HOÏC KÌ I (2015 – 2016) A TOÙM TAÉT Lí thuyeát Phaàn chung : – Chuyển động : Định nghĩa chuyển động cơ, chất điểm ; cách xác định hệ quy chiếu – Sự rơi tự : Định nghĩa ; đặc điểm chuyển động rơi tự – Chuyển động tròn : Định nghĩa ; công thức chu kì, tần số, tốc độ dài, tốc độ góc và gia tốc hướng tâm – Ba định luật Niu-tơn : Phát biểu ba định luật Niu-tơn ; khối lượng và mức quán tính – Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn : Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn ; biểu thức gia tốc rơi tự – Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc : Phát biểu định luật Húc – Lực ma sát : Lực ma sát trượt xuất nào ; độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc và yếu tố nào ; công thức biểu diễn lực ma sát trượt – Lực hướng tâm : Công thức lực hướng tâm Phaàn rieâng : – Chương trình chuẩn : Điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực ; điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song ; công thức mômen ; điều kiện caân baèng cuûa vaät coù truïc quay coá ñònh – Chöông trình naâng cao : + Hệ quy chiếu có gia tốc Lực quán tính : Công thức lực quán tính + Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm : Hiện tượng tăng, giảm và trọng lượng Baøi taäp Caùc daïng baøi taäp : – Chuyển động thẳng ; – Sự rơi tự ; – Chuyển động tròn ; – Chuyển động vật tác dụng các lực học ; – Lực đàn hồi ; – Lực hấp dẫn ; – Quy tắc hợp lực song song cùng chiều (chương trình chuẩn) ; Chú ý các bài tập và câu hỏi ứng dụng thực tế, thực nghiệm liên quan đến các nội dung treân (2) B LÍ THUYEÁT (Chöông trình naâng cao) §1 CHUYỂN ĐỘNG CƠ Chuyển động là dời chỗ vật theo thời gian Một vật chuyển động coi là chất điểm kích thước nó nhỏ so với độ dài đường (hoặc so với khoảng cách mà ta đề cập đến) Khi chuyển động, chất điểm vạch đường không gian gọi là quỹ đạo Để xác định vị trí chất điểm, người ta chọn vật mốc, gắn vào đó hệ toạ độ, vị trí chất điểm xác định toạ độ nó hệ toạ độ này Để xác định thời điểm, ta cần có đồng hồ và chọn mốc thời gian Thời gian có thể biểu diễn trục số, trên đó gốc chọn ứng với kiện xẩy Một vật mốc gắn với hệ toạ độ và gốc thời gian cùng với đồng hồ hợp thành hệ quy chieáu Hệ quy chiếu = Hệ toạ độ gắn với vật mốc + đồng hồ và gốc thời gian §2 SỰ RƠI TỰ DO Sự rơi tự là rơi vật chịu tác dụng trọng lực Những đặc điểm chuyển động rơi tự : – Phương chuyển động rơi tự là phương thẳng đứng (phương dây dọi) – Chiều chuyển động rơi tự là chiều từ trên xuống – Chuyển động rơi tự là chuyển động thẳng nhanh dần §3 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Chuyển động tròn là chất điểm cung tròn có độ dài khoảng thời gian tuỳ ý s v t haèng soá Độ lớn vectơ vận tốc v (tốc độ dài) : Chu kì T là khoảng thời gian chất điểm hết vòng trên đường tròn T 2 r v Tần số f chuyển động tròn là số vòng chất điểm giây Ñôn vò cuûa taàn soá laø heùc, kí hieäu laø Hz : Hz = voøng/s = s –1 Thương số góc quét và thời gian t gọi là tốc độ góc ño baèng rañian treân giaây (rad/s) t f T (3) còn gọi là tần số góc §4 GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Trong chuyển động tròn đều, vectơ gia tốc vuông góc với vectơ vận tốc v và hướng vào tâm đường tròn Nó đặc trưng cho biến đổi hướng vectơ vận tốc và gọi là vectơ gia tốc hướng tâm, kí hiệu là aht Giaù trò cuûa gia toác aht : aht v2 r Vì v = r, ta còn viết : aht r §5 BA ÑÒNH LUAÄT NIU-TÔN Định luật I Niu-tơn : Nếu vật không chịu tác dụng lực nào chịu tác dụng các lực có hợp lực 0, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động thẳng Định luật II Niu-tơn : Gia tốc vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn vectơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng vật F a= m F = ma là Khối lượng vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật Định luật III Niu-tơn : Khi vật A tác dụng lên vật B lực, thì vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực này là hai lực trực đối FA B = FB A FAB = FBA – hay – §6 LỰC HẤP DẪN ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN Lực hấp dẫn hai vật (coi chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng mm Fhd = G 2 r chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Heä soá tæ leä G laø moät haèng soá chung cho moïi vaät, goïi laø haèng soá haáp daãn G = 6,67.10–11 N.m2/kg2 Biểu thức gia tốc rơi tự : g= GM (R + h)2 Nếu vật gần mặt đất (h R) thì : g= GM R2 §7 LỰC ĐAØN HỒI CỦA LÒ XO ĐỊNH LUẬT HÚC Định luật Húc lò xo : Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng cuûa loø xo Fñh k l (4) Trong công thức trên, l l l0 là độ biến dạng lò xo, (l0 là chiều dài tự nhiên, l là chiều dài lò xo bị biến dạng), k là hệ số đàn hồi (hoặc độ cứng) lò xo Đơn vị hệ số đàn hồi là N/m Dấu trừ công thức rằng, lực đàn hồi luôn ngược với chiều biến dạng §8 LỰC MA SÁT Lực ma sát trượt xuất mặt tiếp xúc hai vật trượt trên bề mặt Fmst t N t mg Hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng hai mặt tiếp xúc §9 HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QUÁN TÍNH Trong hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính, các tượng học xẩy giống là vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng lực ma Lực này gọi là Fqt ma lực quán tính : §10 LỰC HƯỚNG TÂM VAØ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM HIỆN TƯỢNG TĂNG, GIẢM, MẤT TRỌNG LƯỢNG Lực (hay hợp lực các lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn và gây cho vật gia tốc mv2 Fht maht m 2r r hướng tâm gọi là lực hướng tâm a Trên thực tế, có nhiều trường hợp vật đặt hệ quy chieá u chuyeå n độ n g coù gia toá c Fqt ma so với Trái Đất Khi đó vật còn chịu thêm tác dụng lực quán tính chuyển động hệ gaây P ' P F qt Vật chịu tác dụng hợp lực P ' : Những tượng đó là tăng, giảm trọng lượng C CÔNG THỨC (Chương trình nâng cao) x x x vtb t2 t1 t v0 at x v= t ; (khi t raát nhoû) F a= m F = ma ; P = mg P = mg ; FA B = – FB A mm Fhd = G 2 F k l F = F AB r ; ñh – BA ; Fñh k (l l0 ) (loø xo bò daõn) Fñh k (l0 l ) (loø xo Phương trình chuyển động thẳng : x = x0 + s = x0 + vt neùn) ; Phương trình chuyển động thẳng biến đổi : bị F ma mv x x0 v0t at ht ht Fms N mg Fqt ma r m r ; ; v – v v mv2 v atb = = F m 2r a q P F F F ma t2 – t1 t ; hd q q r t ; ; ; ( t raát nhoû) ; ; (5) v v02 2ax P ' P Fqt 2s s at t v0 0 a , v2 2as Vận tốc đầu : , GM 2s GM g = (R + h) t R (h R) Ghi chuù : v (m/s) coøn goïi laø vaän toác ; a (m/s2) coøn gọi là gia tốc ; x, s, h, r, R, l (m) ; t, T (s) ; đề baøi khoâng noùi gì thì g 9,8 (m/s2) ; 3,14 ; f (Hz), Hz = gt Neáu v = t = thì : v = gt, s = s 2 r v T f t haèng soá r ; v ; T Tốc độ dài : 2 v aht f t T r 2r ; ; = voøng/s = s ; (rad), rad = 2 = 57 18' ; (rad/s) ; m (kg) ; F, P, N (N) ; G = 6,67.10–11 N.m2/kg2 ; k (N/m) ; là hệ số ma sát (giá trị cho đề bài) Chú ý : Công thức viết vectơ không soá Đề bài yêu cầu tính theo đơn vị gì thì tính đơn vị đó 360 –1 (6)