HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10

Chia sẻ: Dang Duc Long | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

0
156
lượt xem
88
download

HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyển động cơ + Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian. + Những vật có kích thước rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc với những khoảng cách mà ta đề cập đến), được coi là chất điểm. Chất điểm có khối lượng là khối lượng của vật. + Hệ qui chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, gốc thời gian và đồng hồ....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10

  1. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10 * Tóm tắt lý thuyết * Công thức tính nhanh * Các dạng bài tập và phương pháp giải I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Chuyển động cơ + Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian. + Những vật có kích thước rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc với những khoảng cách mà ta đề cập đến), được coi là chất điểm. Chất điểm có khối lượng là khối lượng của vật. + Hệ qui chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, gốc thời gian và đồng hồ. 2. Chuyển động thẳng đều s + Tốc độ trung bình của một chuyển động cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển động: vtb = ; đơn vị của tốc t độ trung bình là m/s. + Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường. + Đường đi của chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0). (v > 0 khi chọn chiều dương cùng chiều chuyển động; v < 0 khi chọn chiều dương ngược chiều chuyển động) 3. Chuyển động thẳng biến đổi đều + Véc tơ vận tốc tức thời của một vật chuyển động biến đổi tại một điểm là một véc tơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ lớn bằng thương số giữa đoạn đường rất nhỏ s từ điểm (hoặc thời điểm) đã cho và thời gian t rất ngắn để vật đi hết đoạn đường đó. + Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian.   + Gia tốc a của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc v và khoảng thời     v  v0 v gian vận tốc biến thiên t: a = = ; đơn vị của gia tốc là m/s2. t  t0 t  Trong chuyển động thẳng biến đổi đều véc tơ gia tốc a không thay đổi theo thời gian. + Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at. 1 + Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều: s = v0t + at2. 2 1 + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0t + at2. 2 + Liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi: v2 – v 0 = 2as. 2 Chuyển động thẳng nhanh dần đều : a cùng dấu với v0 hay av0  0 (véc tơ gia tốc cùng phương cùng chiều với véc tơ vận tốc). 1
  2. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com Chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v0 hay av0  0 (véc tơ gia tốc cùng phương ngược chiều với véc tơ vận tốc). + Đồ thị tọa độ - thời gian: có dạng là 1 phần đường parabol 4. Sự rơi tự do + Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực. + Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. + Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. + Gia tốc rơi tự do g phụ thuộc vào vĩ độ địa lý trên Trái Đất. Người ta thường lấy g  9,8 m/s2 hoặc g  10 m/s2. 1 + Các công thức của sự rơi tự do: v = gt; s = gt2. 2 + Liên hệ giữa v, g, s: v  2 gS + Quãng đường đi được trong giây thứ n: ∆ = − = − ( − 1) 5. Chuyển động tròn đều + Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau. + Véc tơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo và có độ lớn (tốc độ s dài): v = . t + Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính nối vật với tâm quỹ đạo quét được trong  một đơn vị thời gian:  = ; đơn vị tốc độ góc là rad/s. t Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi. + Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r. 2 + Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng. T = ; đơn vị của chu kỳ là giây  (s). 1 + Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. f = ; đơn vị của tần số là vòng/s T hoặc héc (Hz). + Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm; gia tốc hướng tâm có độ lớn: = = 6. Tính tương đối của chuyển động - Công thức cộng vận tốc + Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo và vận tốc có tính tương đối.    + Véc tơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng véc tơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo: v1,3  v1, 2  v2,3 .   + Khi v1, 2 và v 2,3 cùng phương, cùng chiều thì v1,3 = v1,2 + v2,3   + Khi v1, 2 và v 2,3 cùng phương, ngược chiều thì v1,3 = |v1,2 - v2,3|   + Khi v1, 2 và v 2,3 vuông góc với nhau thì v1,3 = v12, 2  v2,3 . 2 B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Lập phương trình – Vẽ đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều 2
  3. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com * Các công thức + Đường đi trong chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0). (v > 0 khi chiều chuyển động cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ; v < 0 khi chiều chuyển động ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ). * Phương pháp giải + Để lập phương trình tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương của trục tọa độ). Chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0). - Xác định tọa độ ban đầu và vận tốc của vật hoặc của các vật (chú ý lấy chính xác dấu của vận tốc). - Viết phương trình tọa độ của vật hoặc của các vật. + Để tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại ta thay thời điểm hoặc vị trí đã cho vào phương trình tọa độ rồi giải phương trình để tìm đại lượng kia. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Khi các vật gặp nhau thì tọa độ của chúng như nhau  phương trình (bậc nhất) có ẩn số là t, giải phương trình để tìm t (đó là thời điểm các vật gặp nhau); thay t vào một trong các phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà các vật gặp nhau. Đưa ra kết luận đầy đủ theo yêu cầu của bài toán. + Để vẽ đồ thị tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ, gốc thời gian (hệ trục tọa độ Oxt). - Lập bảng tọa độ-thời gian (x, t). Lưu ý phương trình tọa độ của chuyển động thẳng đều là phương trình bậc nhất nên đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều là đường thẳng do đó ta chỉ cần xác định 2 điểm trên đường thẳng đó là đủ, trừ trường hợp đặc biệt trong quá trình chuyển động vật ngừng lại một thời gian hoặc thay đổi tốc độ, khi đó ta phải xác định các cặp điểm khác. - Vẽ đồ thị tọa độ bằng cách vẽ đường thẳng hoặc các đoạn thẳng, nữa đường thẳng qua từng cặp điểm đã xác định. + Tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại: Từ thời điểm hoặc vị trí đã cho dựng đường vuông góc với trục tọa độ tương ứng đến gặp đồ thị, từ điểm gặp đồ thị dựng đường vuông góc với trục còn lại, đường này gặp trục còn lại ở vị trí hoặc thời điểm cần tìm. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Từ điểm giao nhau của các đồ thị tọa độ hạ các đường vuông góc với các trục các đường này sẽ gặp các trục tọa độ tại các thời điểm và vị trí mà các vật gặp nhau. 2. Tốc độ trung bình của chuyển động * Các công thức + Đường đi: s = vt. s s  s  ...  s n v1t1  v2 t 2  ...  vn t n + Tốc độ trung bình: vtb =  1 2  . t t1  t 2  ...  t n t1  t 2  ...  t n * Phương pháp giải Xác định từng quãng đường đi, từng khoảng thời gian để đi hết từng quãng đường, sau đó sử dụng công thức thích hợp để tính tốc độ trung bình trên cả quãng đường. 3. Chuyển động thẳng biến đổi đều * Các công thức + Vận tốc: v = v0 + a(t – t0). 1 + Đường đi: s = v0(t – t0) + a(t – t0)2. 2 1 + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0(t – t0) + a(t – t0)2. 2 + Liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi: v2 – v02 = 2as. * Phương pháp giải + Để tìm các đại lượng trong chuyển động thẳng biến đổi đều ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. Để các biểu thức ngắn gọn ta thường chọn gốc thời gian sao cho t0 = 0 và nếu chỉ có một chuyển động thì mặc nhiên chọn chiều dương là chiều chuyển động, khi 3
  4. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com đó v  0; a > 0: chuyển động nhanh dần đều; a < 0: chuyển động chậm dần đều; a = 0: chuyển động đều. Nếu trong một biểu thức mà có đến 2 đại lượng chưa biết (một phương trình hai ẩn) thì chưa thể giải được mà phải tìm thêm một biểu thức nữa để giải hệ phương trình. + Để lập phương trình tọa độ của các vật chuyển động thẳng biến đổi đều ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương của trục tọa độ), chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0). - Xác định tọa độ ban đầu, vận tốc và gia tốc của vật hoặc của các vật (chú ý lấy chính xác dấu của vận tốc và gia tốc). - Viết phương trình tọa độ của vật hoặc của các vật. + Để tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại ta thay thời điểm hoặc vị trí đã cho vào phương trình tọa độ rồi giải phương trình để tìm đại lượng kia. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Khi các vật gặp nhau thì tọa độ của chúng như nhau  phương trình (bậc hai) có ẩn số là t, giải phương trình để tìm t (đó là thời điểm các vật gặp nhau); thay t vào một trong các phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà các vật gặp nhau. Đưa ra kết luận đầy đủ theo yêu cầu của bài toán. 4. Chuyển động rơi tự do * Các công thức + Vận tốc: v = gt. 1 + Đường đi: s = gt2. 2 1 g(t – t0)2 ; + Phương trình tọa độ: h = h0 + v0(t – t0) + 2 (Chọn chiều dương hướng xuống g lấy giá trị dương; chọn chiều dương hướng lên g lấy giá trị âm). * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động rơi tự do ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. Với bài toán có hai vật (rơi hoặc ném thẳng đứng lên, ném thẳng đứng xuống) ta chọn hệ quy chiếu để viết các phương trình tọa độ rồi giải tương tự bài toán hai vật chuyển động thẳng biến đổi đều. 5. Chuyển động tròn đều * Các công thức + Tốc độ góc, tốc độ dài, chu kì, tần số:  2 s 2r 2 2r 1 = = ;v= = ;T= = ;f= . t T t T  v T + Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài: v = r. v2 + Gia tốc hướng tâm: aht = = 2r. r * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động tròn ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. 6. Tính tương đối của vận tốc * Công thức    Công thức cộng vận tốc: v1,3  v1, 2  v2,3   Khi v1, 2 và v 2,3 cùng phương, cùng chiều thì v1,3 = v1,2 + v2,3   Khi v1, 2 và v 2,3 cùng phương, ngược chiều thì v1,3 = |v1,2 - v2,3| 4
  5. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com   Khi v1, 2 và v 2,3 vuông góc với nhau thì v1,3 = v12, 2  v2,3 . 2 * Phương pháp giải + Xác định từng vật và vận tốc của nó so với vật khác (chú ý đến phương, chiều của các véc tơ vận tốc). + Viết công thức (véc tơ) cộng vận tốc. + Dùng qui tắc cộng véc tơ (hoặc dùng phép chiếu) để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình đại số để tìm đại lượng cần tìm. + Rút ra các kết luận theo yêu cầu bài toán. II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm + Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng. + Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực. + Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.      F1  F  F1  F2 F  O Độ lớn: F = F12  F22  2 F1 F2 cos   F2  F1  F  F1  F2   F2    + Điều kiện cân bằng của một chất điểm là hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không: F = F1 + F2 +   ... + Fn = 0 . + Phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó. Các lực thay thế này gọi là các lực thành phần. + Chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì mới phân tích lực theo hai phương ấy. 2. Ba định luật Niu-tơn + Định luật I Niu-tơn: Nếu không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. + Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn. + Chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính. + Định luật II Niu-tơn: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.   F   F a = hay F = m a Độ lớn: a =  F  ma m m  (Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì F là hợp lực của các lực đó).   + Trọng lực là lực của Trái Đất tác dụng vào các vật và gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do: P  m g . Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật: P = mg. + Định luật III Niu-tơn: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại   vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều: FAB   FBA . + Trong tương tác giữa hai vật, một lực gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực. 5
  6. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com Cặp lực và phản lực có những đặc điểm sau đây: - Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời. - Lực và phản lực là hai lực trực đối. - Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau. 3. Lực hấp đẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn + Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. mm Fhd = G 1 2 2 ; với G = 6,67.10-11Nm2/kg2. r + Trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. + Trọng lượng, gia tốc rơi tự do: GMm GM Ở sát mặt đất: P = mg = 2 ;g= 2 . R R GMm GM Ở độ cao h : Ph = mgh = 2 ; gh = . ( R  h) ( R  h) 2 Khối lượng và bán kính Trái Đất: M = 6.1024 kg và R = 6400 km. 4. Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc + Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào vật tiếp xúc (hay gắn) với nó làm nó biến dạng. Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong, còn khi bị nén lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài. + Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo: Fđh = - k|l|. k : Độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo ( N/m.); |l| Độ : biến dạng của lò xo (m) l : chiều dài lò xo khi biến dạng(m); l0 : chiều dài tự nhiên của lò xo (m) + Đối với dây cao su, dây thép, …, khi bị kéo lực đàn hồi được gọi là lực căng. + Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc. 5. Lực ma sát trượt + Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt; + Có hướng ngược với hướng của vận tốc; + Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực: Fms = N. Hệ số ma sát trượt  phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc. Các trường hợp thường gặp: Vật đặt trên mặt phẳng nằm ngang: Fms =  .P =  . m.g Vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang chịu tác dụng của 4 lực.  N Fms Fkéo  P      Ta có: F  P  N  F kéo  Fms Về độ lớn: F = Fkéo - Fms 6
  7. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com  Fkéo  m.a   Fms  .m.g => Khi vật chuyển động theo quán tính: Fkéo = 0  a    .g Vật chuyền động trên mp nằm ngang với lực kéo hớp với mp 1 góc   N Fkéo Fms Fhợp lực  P    Ta có: F Kéo  N  P  0  Fkéo .Sin  N  P  0  N  P  Fkéo .Sin Vật chuyển động trên mặt phẳn nghiêng. Fms N  P Fhợp lực     Vật chịu tác dụng của 3 lực: => F HL  N  P  F ms  FHL  F  Fms Từ hình vẽ ta có: N  P.Cos F  P.Sin Ta có theo đinh nghĩa: Fma sát =  .N   .P.Cos  FHL  F  Fms  P.Sin   .P.Cos (1) Theo định luật II Niu-ton: Fhợp lực = m.a P  m.g Từ (1)  m.a  m.g .Sin   .m.g .Cos  a  g ( Sin   .Cos ) 6. Lực hướng tâm Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm. mv 2 Fht = maht = = m2r. r 7. Chuyển động của vật ném xiên, ném ngang + Chuyển động của vật ném xiên: * Chịu tác dụng của trọng lực * Vật được ném xiên góc  * Bỏ qua lực cản không khí. 7
  8. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com  (  là góc hợp giữa v0 với phương ngang)   Chuyển động của vật có 2 giai đoạn : + giai đoạn 1: đi lên chậm dần đều. ( v , a ngược chiều)   + giai đoạn 2 : đi xuống nhanh dần đều ( v , a cùng chiều) x  0 - Chọn : + gốc tọa độ tại vị trí ném vật.  t  0  0 + gốc thời gian lúc ném vật.  y0  h *Gia tốc của vật Phương trình chuyển động của vật:  Ox:a x  0  x  (v0 .cos  )t a  Oy : a y   g  gt 2  y  h  (v0 sin  )t  *Gia tốc chuyển động của vật : a = a y = -g  2 *Vận tốc của vật tại thời điểm t * Phương trình quỹ đạo của vật :  Ox:v x  v0 .cos   gx 2 v yh  (tan  ) x Oy : v y  v0 sin   gt 2v0cos 2 Độ lớn vận tốc của vật tại thời điểm t: ( quỹ đạo parabol) v  v2 x  v2 y Tầm bay cao Tầm bay xa * vy  0 * y = 0 (vật đang ở tại mặt đất) v0 sin  * Thời điểm vật lên tới đỉnh : t1  2v0 sin  g * Thời điểm vật trở về mặt đất : t2  g v0 2 sin 2  * Tầm bay cao : H  ymax h 2g vo 2 sin 2 * Tầm bay xa : L  xmax  g Vê bình (v^2) sin lưỡng anpha (sin2) Chia g cho khéo, bay xa ra liền! + Chuyển động của vật ném ngang có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo hai trục tọa độ (gốc O   tại vị trí ném, trục Ox hướng theo vận tốc đầu v0 , trục Oy hướng theo véc tơ trọng lực P ): Chuyển động theo trục Ox có: ax = 0; vx = v0; x = v0t. vx 1 Chuyển động theo trục Oy có: ay = g; vy = gt; y = gt2. O 2 Độ cao: h g .t 2 2 t  2h g vy v 8
  9. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com g.t 2 g .x 2 Phương trình quỹ đạo: y  2 2 2v0  Quỹ đạo là nửa đường Parabol 2 2 2 2 2 + Vận tốc khi chạm đất: v 2  vx  v y  v  v x  v y  v0  ( g .t ) 2 2h + Thời gian chuyển động bằng thời gian rơi của vật được thả cùng độ cao: t = . g 2h + Tầm ném xa: L = v0t = v0 . g B. CÁC DẠNG BÀI TẬP PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát. Bước 2: Chọn hệ quy chiếu ( Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vuông góc với phương chuyển động) Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ (phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc). Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn. ( Nếu có lực phân tích thì sau đó viết lại phương trình lực và thay thế 2 lực phân tích đó cho lực ấy luôn).       F  Fhl  F1  F2  ...  Fn = ma (*) (tổng tất cả các lực tác dụng lên vật)    F2  F Bước 5: Chiếu phương trình lực(*) lên các trục toạ độ Ox, Oy: N Ox: F1x  F2 x  ...  Fnx  ma (1)    Fmst F1  Ft Oy: F1 y  F2 y  ...  Fny  0 (2)  P  PHƯƠNG PHÁP CHIẾU 1 VECTO LÊN 1 TRỤC TỌA ĐỘ F y  y F  F Fx   F x Fy   F Fy   F  F Fx  0 x Fx   F x 1. Tổng hợp, phân tích lực – Vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của một lực * Các công thức     + Lực tổng hợp: F  F1  F2 + ... + Fn 9
  10. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng:    F  F1  F2 ; với F2 = F12 + F22 + 2F1F2cos.; F1 + F2 ≥ F ≥ |F1 – F2|.   Khi F1 và F2 cùng phương, cùng chiều ( = 00) thì F = F1 + F2.   Khi F1 và F2 cùng phương, ngược chiều ( = 1800) thì F = |F1 - F2|   Khi F1 và F2 vuông góc với nhau ( = 900) thì F = F12  F22 .      + Điều kiện cân bằng của chất điểm: F  F1  F2  ...  Fn = 0 . F + Định luật II Niu-tơn cho vật chỉ chịu tác dụng của một lực: a = . m * Phương pháp giải Để tìm lực trong bài toán tổng hợp, phân tích lực hoặc trong bài toán cân bằng của chất điểm trước hết ta viết biểu thức (véc tơ) của lực tổng hợp hoặc điều kiện cân bằng của chất điểm sau đó dùng phép chiếu hoặc hệ thức lượng trong tam giác để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số từ đó suy ra và tính lực cần tìm. Để tìm lực hoặc gia tốc trong trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của một lực ta sử dụng biểu thức định luật II Niu-tơn dạng đại số để giải. 2. Vật chuyển động dưới tác dụng của nhiều lực * Các công thức     + Định luật II Niu-tơn: m a  F 1  F 2  ...  F n .   + Trọng lực: P  m g .   + Định luật III Niu-tơn: FAB   FBA . + Lực ma sát: Fms = N. * Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật. + Viết biểu thức (véc tơ) của định luật II Niu-tơn cho vật. + Dùng phép chiếu để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các ẩn số. 3. Lực hấp dẫn – Trọng lực, gia tốc rơi tự do ở độ cao h * Các công thức + Định luật vạn vật hấp dẫn: mm Fhd = G 1 2 2 ; với G = 6,67.10-11 Nm2/kg2. r + Trọng lượng, gia tốc rơi tự do: G.m.M G.M Ở sát mặt đất: P = mg = 2 ;g= R R2 G.m.M G.M Ở độ cao h: Ph = mgh = 2 ; gh = ( R  h) ( R  h) 2 M = 6.1024 kg và R = 6400 km là khối lượng và bán kính Trái Đất. * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến lực hấp dẫn và sự phụ thuộc của trọng lực, gia tốc rơi tự do vào độ cao so với mặt đất ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra để tính đại lượng cần tìm. 10
  11. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com 4. Lực đàn hồi * Các công thức + Lực đàn hồi của lò xo: Fđh = k(l – l0). + Khi treo vật nặng vào lò xo, ở vị trí cân bằng ta có: mg = k(l – l0) + Lực ma sát: Fms = N. * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến lực đàn hồi, lực ma sát ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra để tính đại lượng cần tìm. 5. Lực hướng tâm * Các công thức mv 2 + Lực hướng tâm: Fht = . r v2 + Áp lực ôtô đè lên mặt cầu khi ôtô chạy với tốc độ v qua điểm cao nhất của cầu vồng (cong lên): N = m(g - ). r + Áp lực ôtô đè lên mặt cầu khi ôtô chạy với tốc độ v qua điểm thấp nhất của cầu võng (cong xuống): N = m(g + v2 ). r * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến lực hướng tâm ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra để tính đại lượng cần tìm. 6. Chuyển động của vật ném ngang * Kiến thức liên quan  + Chọn hệ trục tọa độ xOy (gốc O tại vị trí ném, trục Ox hướng theo vận tốc đầu v0 , trục Oy hướng theo véc tơ  trọng lực P ): Chuyển động theo trục Ox có: ax = 0; vx = v0; x = v0t. 1 Chuyển động theo trục Oy có: ay = g; vy = gt; y = gt2. 2 + Quỹ đạo chuyển động ném ngang có dạng parabol. 2h + Thời gian từ lúc ném đến lúc chạm đất: t = . g 2 + Tốc độ của vật lúc chạm đất: v = v0  2 gh . 2h + Tầm ném xa: L = v0t = v0 . g * Phương pháp giải + Chọn hệ trục tọa độ, gốc thời gian. + Viết các phương trình vận tốc, phương trình chuyển động, phương trình tọa độ theo các số liệu đã cho có liên quan đến các đại lượng cần tìm. + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các đại lượng cần tìm. III. TĨNH HỌC VẬT RẮN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song 11
  12. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược   chiều: F1 = - F2 . + Dựa vào điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực ta có thể xác định được trọng tâm của các vật mỏng, phẵng. Trong tâm của các vật phẵng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật. + Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song: Ba lực đó phải đồng phẵng, đồng quy.    Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba: F1 + F2 = - F3 . + Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai véc tơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. 2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực + Mô men lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó: M = F.d; đơn vị của momen lực là niutơn mét (M.m). + Quy tắc momen lực: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. 3. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều - Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy; - Giá của hợp lực chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy. F d F = F1 + F2; 1 = 2 (chia trong). F2 d1 4. Các dạng cân bằng của một vật có mặt chân đế + có ba dạng cân bằng là cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định. + Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có xu hướng: - kéo nó về vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng bền; - kéo nó ra xa vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng không bền; - giữ nó đứng yên ở vị trí mới, thì đó là vị trí cân bằng phiếm định. Ở dạng cân bằng không bền, trọng tâm ở vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận. Ở dạng cân bằng bền, trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận. Ở dạng cân bằng phiếm định, vị trí trọng tâm không thay đổi hoặc ở một độ cao không đổi. + Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế). + Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế thì hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế của vật. 5. Chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của vật rắn + Chuyển động tịnh tiến của vật rắn là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn luôn song song với chính nó.     + Gia tốc chuyển động tịnh tiến của vật rắn được xác định bằng định luật II Niu-tơn: m a = F1 + F2 + … + Fn . + Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. + Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và ngược lại. 6. Ngẫu lực + Hệ hai lực song song ngược chiều có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. 12
  13. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Momen của ngẫu lực: M = Fd (d là khoảng cách giữa hai giá của hai lực trong ngẫu lực). + Momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẵng chứa ngẫu lực. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Cân bằng của vật chịu tác dụng của các lực không song song * Công thức     Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của các lực không song song: F1 + F2 + … + Fn = 0 * Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật; + Viết phương trình (véc tơ) cân bằng; + Dùng phép chiếu để chuyển phương trình véc tơ về phương trình đại số; + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các lực cần tìm. 2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định * Các công thức + Mô men lực: M = F.d. + Điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định: Tổng các mô men lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các mô men lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. * Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật. + Chọn trục quay và viết phương trình cân bằng. + Giải các phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các lực hoặc cánh tay đòn cần tìm. 3. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều. Ngẫu lực * Các công thức + Hợp lực của hai lực song song cùng chiều: F1 d2 F = F1 + F2; = (chia trong). F2 d1 + Ngẫu lực là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật. Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến. Mô men của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẵng chứa ngẫu lực và bằng tích của một lực với khoảng cách giữa hai giá của hai lực: M = F.d. * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng liên quan đến hợp lực của các lực song song ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. 4. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn * Công thức Biểu thức xác định gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến:     m a = F1 + F2 + … + Fn . * Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật. + Viết biểu thức định luật II Niu-tơn (dạng véc tơ). + Chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số bằng phép chiếu. + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các ẫn số IV. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN 13
  14. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng   + Động lượng là đại lượng véc tơ bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật: p = m v . + Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. + Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. Khi hình chiếu lên một phương nào đó của tổng các ngoại lực tác dụng lên hệ bằng 0 thì hình chiếu theo phương ấy của tổng động lượng của hệ bảo toàn (bảo toàn động lượng theo phương đó).  + Tích F t được gọi là xung lượng của lực tác dụng trong khoảng thời gian t và bằng độ biến thiên động lượng   của vật trong thời gian đó: F t =  p . + Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của một vật mà một phần của nó được phóng đi theo một hướng khiến cho phần còn lại chuyển động theo hướng ngược lại. 2. Công và công suất  + Nếu lực không đổi F có điểm đặt chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc  thì công  của lực F được tính theo công thức: A = Fscos. Đơn vị công là jun (J). + Công suất đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. A P= t 1J Đơn vị công suất là oát (W): 1 W = . 1s 3. Động năng + Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức: 1 Wđ = mv2. 2 + Động năng của một vật biến thiên khi các lực tác dụng lên vật sinh công. 1 1 + Tổng công của các lực tác dụng lên một vật bằng độ biến thiên động năng của vật đó: A12 = Wđ = mv 2 - 2 2 2 2 mv 1 . 4. Thế năng + Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. + Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì công thức thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt = mgz. + Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. 1 Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng l là: Wt = k(l)2. 2 5. Cơ năng + Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng trọng trường của vật. + Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật. + Khi vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trong lực hoặc chỉ dưới ác dụng của lực đàn hồi thì trong quá trình chuyển động, cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. 14
  15. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com W1 = W2 hay Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2 = … B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng * Các công thức   + Động lượng: p = m v . + Định luật bảo toàn động lượng:       m1 v1 + m2 v2 + … + mn vn = m1 v1' + m2 v2 + … + mn vn . ' ' + Khi hình chiếu lên một phương nào đó của tổng các ngoại lực tác dụng lên hệ bằng 0 thì hình chiếu theo phương ấy của tổng động lượng của hệ bảo toàn (bảo toàn động lượng theo phương đó).    + Dạng khác của định luật II Niu-tơn: F t = p = m v . * Phương pháp giải + Để tính vận tốc hoặc động lượng của vật trong hệ (kín) ta viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng cho hệ (biểu thức véc tơ) sau đó dùng các qui tắc cộng véc tơ hoặc dùng phép chiếu để đưa biểu thức véc tơ về biểu thức đại số rồi giải phương trình (hoặc hệ phương trình) để tìm các đại lượng cần tìm. Cũng có thể chọn chiều dương và viết thẳng biểu thức đại số của định luật bảo toàn động lượng trên một phương nào đó. + Để tìm các đại lượng trong chuyển động của một vật chịu lực (các lực) tác dụng ta viết biểu thức của định luật II Niu-tơn (dạng liên hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiên động lượng) rồi dùng phép chiếu để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. 2. Công và công suất * Các công thức + Công: A = Fscos. A + Công suất: P = . t  + Nếu vật chịu tác dụng của lực phát động F mà chuyển động thẳng đều với tốc độ v thì công suất của lực phát động là: P = Fv. Nếu v là tốc độ trung bình thì P là công suất trung bình; v là tốc độ tức thời thì P là công suất tức thời. A P + Hiệu suất: H = ci = ci . Atp P tp * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động của vật liên quan đến công và công suất ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. 3. Động năng và định lí động năng * Các công thức 1 Động năng: Wđ = mv2. 2 1 1 Định lí động năng: A12 = Wđ = mv 2 - mv 1 . 2 2 2 2 Với A12 là tổng công của tất cả các ngoại lực tác dụng lên vật. * Phương pháp giải Xác định công của tất cả các ngoại lực tác dụng lên vật (lưu ý về dấu của công). Xác định động năng của vật ở đầu quãng đường và cuối quãng đường. Viết biểu thức định lí động năng từ đó suy ra đại lượng cần tìm. 4. Thế năng trọng trường và định luật bảo toàn cơ năng khi vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trong lực * Các công thức 15
  16. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Thế năng trọng trường: Wt = mgz. + Định luật bảo toàn cơ năng (vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực): 1 W = Wđ + Wt = mv2 + mgz = hằng số; 2 1 1 hay mv 1 + mgz1 = mv 2 + mgz2 = ... 2 2 2 2 * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động của vật trong trọng trường khi bỏ qua ma sát trước hết ta chọn mốc thế năng rồi xác định thế năng, động năng của vật ở từng vị trí sau đó viết biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng, từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. 5. Thế năng đàn hồi và định luật bảo toàn cơ năng khi vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực đàn hồi * Các công thức 1 + Thế năng đàn hồi của lò xo có độ biến dạng x (x = l): Wt = kx2. 2 + Định luật bảo toàn cơ năng (vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi): 1 1 W = Wđ + Wt = mv2 + kx2 = hằng số; 2 2 1 1 2 1 1 hay mv 1 + kx 1 = mv 2 + kx 2 . 2 2 2 2 2 2 2 * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động của vật khi chịu tác dụng của lực đàn hồi ta viết biểu thức liên hệ giữa các đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. V. CHẤT KHÍ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí + Cấu tạo chất - Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử; các phân tử chuyển động không ngừng; các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. - Ở thể khí, lực tương tác giữa các phân tử rất yếu nên các phân tử chuyển động hoàn toàn hỗn loạn. Chất khí không có hình dạng và thể tích riêng. Chất khí luôn chiếm toàn bộ thể tích bình chứa và có thể nén được dễ dàng. - Ở thể rắn, lực tương tác giữa các phân tử rất mạnh nên giữ được các phân tử ở các vị trí cân bằng xác định, làm cho chúng chỉ có thể dao động xung quanh các vị trí này. Các vật rắn có thể tích và hình dạng riêng xác định. - Ở thể lỏng, lực tương tác giữa các phân tử lớn hơn ở thể khí nhưng nhỏ hơn ở thể rắn, nên các phân tử dao động xung quanh vị trí cân bằng có thể di chuyển được. Chất lỏng có thể tích xác định nhưng không có hình dạng riêng mà có hình dạng của phần bình chứa nó. + Thuyết động học phân tử chất khí - Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng. - Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của chất khí càng cao. - Khi chuyển động hỗn loạn các phân tử khí va chạm vào thành bình gây áp suất lên thành bình. + Chất khí trong đó các phân tử được coi là các chất điểm và chỉ tương tác khi va chạm gọi là khí lí tưởng. 2. Quá trình đẵng nhiệt. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt 16
  17. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Trạng thái của một lượng khí được xác định bằng các thông số trạng thái: áp suất p, thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối T. Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ theo nhiệt giai Ken-vin, có đơn vị là kenvin (K): T (K) = 273 + t (0C). + Quá trình đăng nhiệt là quá trình biến đổi trạng thái khi nhiệt độ không đổi. + Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ôt: Trong quá trình đẵng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. 1 p  pV = hằng số V + Trong hệ trục tọa độ OpV đường đẵng nhiệt là đường hypebol. 3. Quá trình đẵng tích. Định luật Sác-lơ + Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẵng tích. + Định luật Sác-lơ: Trong quá trình đẵng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. p pT = hằng số T + Trong hệ trục tọa độ OpT đường đẵng tích là đường thẳng mà nếu kéo dài sẽ đi qua góc tọa độ. 4. Phương trình trạng thái của khí lí tưởng + Phương trình trạng thái của khí lí tưởng: p1V1 p 2V2 pV  = ...  = hằng số T1 T2 T + Quá trình biến đổi trạng thái khi áp suất không đổi là quá trình đẵng áp. + Trong quá trình đẵng áp của một lượng khí nhất định, thể tích tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối. V VT = hằng số. T B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Các đẵng quá trình của một khối lượng khí * Các công thức Xét với một lượng khí không đổi (m không đổi). + Đẵng nhiệt (ĐL Bôi-lơ – Ma-ri-ôt): p1V1 = p2V2 = … = hằng số. p p + Đẵng tích (ĐL Sac-lơ): 1 = 2 = ... = hằng số. T1 T2 V V + Đẵng áp: 1  2 = … = hằng số. T1 T2 * Phương pháp giải Để tìm các thông số trạng thái của một lượng khí trong các đẵng quá trình ta viết biểu thức của đẵng quá trình liên hệ giữa đại lượng cần tìm và các đại lượng đã biết từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. Khi sử dụng các phương trình của các quá trình đẵng tích hoặc đẵng áp thì nhớ đổi 0C ra 0K (nếu có). 2. Phương trình trạng thái của chất khí * Các công thức pV pV + Với một lượng khí không đổi: 1 1  2 2 = … = hằng số. T1 T2 0 + Ở điều kiện tiêu chuẩn (0 C, 1 atm hoặc 760 mmHg) thể tích của 1 mol chất của tất cả các chất khí đều bằng 22,4 lít. * Phương pháp giải 17
  18. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com Khi bài toán yêu cầu xác định các thông số trạng thái của một lượng khí nhất định mà không có thông số nào (p, V, T) không đổi thì ta sử dụng phương trình trạng thái của chất khí và nhớ đổi 0C ra 0K (nếu có). VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Nội năng và sự biến thiên nội năng + Trong nhiệt động lực học, nội năng của một vật là tổng động năng và thế năng của các phần tử cấu tạo nên vật. Nội năng của một vật phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của vật: U = f(T, V). + Có thể làm thay đổi nội năng bằng các quá trình thực hiện công, truyền nhiệt. + Số đo độ biến thiên nội năng trong quá trình tuyền nhiệt là nhiệt lượng. + Nhiệt lượng mà một chất rắn hoặc chất lỏng thu vào hay tỏa ra khi thay đổi nhiệt độ được tính bằng công thức: Q = mct. 2. Các nguyên lí của nhiệt động lực học + Nguyên lí I nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được. U = A + Q Quy ước về dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công. + Nguyên lí II nhiệt động lực học: Nhiệt không thể tự truyền từ một vật sang vật nóng hơn. + Động cơ nhiệt không thể chuyển hóa tất cả nhiệt lượng nhận được thành công cơ học. | A | Q1  | Q2 | + Hiệu suất của động cơ nhiệt: H =  < 1. Q1 Q1 B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Nhiệt lượng. Sự truyền nhiệt * Các công thức + Nhiệt lượng: Q = mc(t2 – t1). + Phương trình cân bằng nhiệt: Qthu vào = Qtỏa ra. * Phương pháp giải Để tính các đại lượng trong quá trình truyền nhiệt ta viết biểu thức nhiệt lượng hoặc phương trình cân bằng nhiệt từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. 2. Các nguyên của nhiệt động lực học. Hiệu suất động cơ nhiệt * Các công thức + Nguyên lí I nhiệt động lực học: U = A + Q. Quy ước dấu: Q > 0: hệ nhận nhiệt lượng; Q < 0: hệ truyền nhiệt lượng; A > 0: hệ nhận công; A < 0: hệ thực hiện công. + Công của hệ chất khí trong quá trình đẵng áp: A = pV = p(V2 – V1). | A | Q1  | Q2 | + Hiệu suất của động cơ nhiệt: H =  < 1. Q1 Q1 * Phương pháp giải + Để tính các đại lượng trong quá biến đổi nội năng ta viết biểu thức của nguyên lý I từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. Trong biểu thức của nguyên lí I lưu ý lấy đúng dấu của A và Q. + Để tính các đại lượng có liên quan đến hiệu suất động cơ nhiệt ta viết biểu thức hiệu suất động cơ từ đó suy ra để tính các đại lượng theo yêu cầu bài toán. 18
  19. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com VII. CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình + Chất rắn kết tinh có cấu trúc tinh thể, do đó có dạng hình học và nhiệt độ nóng chảy xác định. Tinh thể là cấu trúc bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học không gian xác định gọi là mạng tinh thể, trong đó mỗi hạt luôn luôn dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của nó. + Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể. Chất rắn kết tinh có tính dị hướng, còn chất rắn đa tinh thể có tính đẵng hướng. + Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định, không có nhiệt độ nóng chảy (hoặc đông đặc) xác định và có tính đẵng hướng. 2. Sự nở vì nhiệt của vật rắn. + Sự nở vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng. + Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật đó: l = l – l0 = l0t. + Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t và thể tích ban đầu V0 của vật đó: V = V – V0 = V0t ; với   3. 3. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng + Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đương này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó: f = l.  là hệ số căng bề mặt (suất căng bề mặt), đơn vị N/m. Giá trị của  phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất và nhiệt độ của chất lỏng:  giảm khi nhiệt độ tăng. + Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lỏm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt. + Hiện tượng mức chất lỏng trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn. Các ống nhỏ trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn. 4. Sự chuyển thể của các chất + Quá trình chuyển từ thể rắn sang thể lỏng gọi là sự nóng chảy. Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể rắn gọi là sự đông đặc. + Chất rắn kết tinh (ứng với một cấu trúc tinh thể) có nhiệt độ nóng chảy không đổi xác định ở mỗi áp suất cho trước. Các chất rắn vô định hình không có nhiệt độ nóng chảy xác định. + Nhiệt lượng Q cung cấp cho chất rắn trong quá trình nóng chảy gọi là nhiệt nóng chảy: Q = m;  là nhiệt nóng chảy riêng; đơn vị J/kg. + Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) ở trên bề mặt chất lỏng gọi là sự bay hơi. Quá trình chuyển từ thể khí sang thể lỏng gọi là sự ngưng tụ. Sự bay hơi xảy ra ở nhiệt độ bất kỳ và luôn kèm theo sự ngưng tụ. Khi tốc độ bay hơi lớn hơn tốc độ ngưng tụ, áp suất hơi tăng dần và hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi khô. Hơi khô tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt. Khi tốc độ bay hơi bằng tốc độ ngưng tụ, hơi ở phía trên bề mặt chất lỏng là hơi bảo hòa có áp suất đạt giá trị cực đại gọi là áp suất hơn bảo hòa. Áp suất hơi bảo hòa không phụ thuộc thể tích và không tuân theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, nó chỉ phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng. + Quá trình chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hơi) xảy ra ở cả bên trong và trên bề mặt chất lỏng gọi là sự sôi. Mỗi chất lỏng sôi ở nhiệt độ xác định và không đổi. Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất khí ở trên bề mặt của chất lỏng. Áp suất khí càng lớn, nhiệt độ sôi của chất lỏng càng cao. 19
  20. LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN VẬT LÝ Email: Duclongtn95@gmail.com + Nhiệt lượng Q cung cấp cho khối chất lỏng trong khi sôi gọi là nhiệt hóa hơi của khối chất lỏng ở nhiệt độ sôi: Q = Lm; L là nhiệt nhiệt hóa hơi có đơn vị đo là J/kg. 5. Độ ẩm của không khí + Độ ẩm tuyệt đối a của không khí là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước (tính ra gam) chứa trong 1 m3 không khí. + Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bảo hòa, giá trị của nó tăng theo nhiệt độ. Đơn vị của độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm cực đại là g/m3. + Độ ẩm tỉ đối f của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A của a không khí ở cùng một nhiệt độ: f = .100%. A Độ ẩm tỉ đối f cũng có thể tính gần đúng bằng tỉ số phần trăm giữa áp suất riêng phần p của hơi nước và áp suất p pbh của hơi nước bảo hòa trong không khí ở cùng một nhiệt độ: f  .100%. pbh Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối của nó càng cao. + Có thể đô độ ẩm của không khí bằng các loại ẩm kế. B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Sự nở vì nhiệt của vật rắn * Các công thức + Độ nở dài của vật rắn: l = l – l0 = l0t. + Độ nở diện tích của vật rắn: S = S – S0 = 2S0t + Độ nở khối của vật rắn: V = V – V0 = V0t; với   3. * Phương pháp giải Để tìm những đại lượng có liên quan đến sự nở vì nhiệt của của vật rắn ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. 2. Lực căng bề mặt của chất lỏng * Công thức Lực căng mặt ngoài: f = l. Với  (N/m) là hệ số căng mặt ngoài; l là đường giới hạn mặt ngoài. Trường hợp một khung dây mãnh hoặc một thanh mãnh có chu vi l nhúng vào trong chất lỏng thì nó sẽ chịu tác dụng một lực căng mặt ngoài là f = 2l vì lực căng mặt ngoài tác dụng vào cả hai phía của khung hoặc thanh. * Phương pháp giải Để tìm những đại lượng có liên quan đến lực căng bề mặt ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính đại lượng cần tìm. 3. Sự chuyển thể của các chất * Các công thức + Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra khi vật thay đổi nhiệt độ: Q = cm(t2 – t1). + Nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra khi nóng chảy hoặc đông đặc: Q = m; khi nóng chảy: thu nhiệt; đông đặc: tỏa nhiệt. + Nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào khi hóa hơi hay ngưng tụ: Q = Lm; khi hóa hơi: thu nhiệt; ngưng tụ: tỏa nhiệt. * Phương pháp giải Để tìm những đại lượng có liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ của vật và sự chuyển thể của các chất ta viết biểu thức liên hệ giữa các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm rồi suy ra và tính đại lượng cần tìm. 4. Độ ẩm của không khí * Các công thức 20
Đồng bộ tài khoản