Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA SƯ PHẠM
Người thực hiện : LÊ THỊ LINH GIANG
MSSV : DLY021310
ĐỊNH DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
BÀI TẬP CƠ HỌC TRONG CHƯƠNG
TRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Giáo viên hướng dẫn : Th.S LÊ ĐỖ HUY
AN GIANG ,THÁNG 07 NĂM 2004
- LỜI CẢM TẠ
- ----* 0 *-----
Đ ượ c tham gia nghiên c ứ u khoa h ọ c đ ó là ni ề m vinh
d ự v à h ạ nh phúc đ ố i v ớ i em. Đ ồ ng th ờ i qua đ ây có thêm
c ơ h ộ i tìm tòi, sáng t ạ o và h ọ c h ỏ i ở t h ầ y cô, bè b ạ n.
Nh ữ ng ki ế n th ứ c, nh ữ ng kinh nghi ệ m trong nhi ề u l ĩ nh
v ự c nh ư : khoa h ọ c t ự n hiên, tin h ọ c… Để c ó m ộ t môi
tr ườ ng thu ậ n l ợ i nh ư v ậ y c ũ ng nh ờ v ào quan tâm, giúp
đ ỡ c ủ a BGH Tr ườ ng Đ ạ i H ọ c An Giang, phòng H ợ p Tác
Qu ố c T ế , H ộ i đ ồ ng Khoa H ọ c và Đ ào T ạ o Khoa tr ườ ng
Đ ạ i H ọ c An Giang, Khoa S ư P h ạ m tr ườ ng Đ ạ i H ọ c An
Giang và nh ấ t là giáo viên h ướ ng d ẫ n Lê Đ ỗ H uy cùng
t ấ t c ả c ác b ạ n đ ã cùng tham gia nghiên c ứ u,giúp đ ỡ e m
hoàn thành t ố t đ ề t ài này .
- Lời nói đầu
Trong quá trình học tập môn Vật Lý cũng như các môn học khác nhiều
phẩm chất nhân cách của học sinh được hình thành: thế giới quan, kiến
thức, kỹ năng, kỹ xảo, thói then, năng lực cũng như các nét tính cách, ý chí,
tính ham hiểu biết. Để đánh giá được ý nghĩa lớn lao của việc kích thích
những hoạt động tư duy tích cực của học sinh cần thấy được tính quy luật
của quá trình nhận thức các kiến thức mới là việc nêu vấn đề. Một trong
những vũ khí lợi hại nhất mà học sinh có được là sách giáo khoa. Vấn đề
quan trọng là vận dụng và khai thác nội dung sách giáo khoa như thế nào,
phải nắm kiến thức sâu rộng, thấy hết các khía cạnh của vấn đề, vận dụng
thực tế để minh hoạ. Vì vậy, kiến thức sách giáo khoa không phải là một cái
gì cứng nhắc.
Vật Lý Học và triết học duy vật biện chứng là cơ sở lý luận của
phương pháp giảng dạy vật lý. Các tư tưởng vật lý liên quan chặt chẽ với tư
tưởng triết học duy vật biện chứng Angghen viết: “ Khoa học tự nhiên hiện
đại phải mượn của triết học cái nguyên lý: vận động là bất diệt, không có
nguyên lý này thì khoa học đó không tồn tại được.” ( F -Angghen - Phép biện
chứng của tự nhiên - NXB Sự thật, Hà Nội -1971/ tr 39 ). Đồng thời nó cũng
giúp cho học sinh hiều rõ “ Tính chất biện chứng của các hiện tượng vật lý
khái niệm vật chất và tính chất bật diệt của thế giới vật chất và vận động của
nó.” Học sinh cần coi trọng ba mặt: vai trò của trực quan, của tư duy trừu
tượng và việc vận dụng vào thực tiễn”.
Việc nắm vững chương trình Vật Lý Học không chỉ có ý nghĩa là hiểu
được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức qui định trong trường mà
còn phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết các nhiệm vụ học
tập và những vấn đề của thực tiễn đời sống. Muốn thế cần phải nắm vững
những kĩ năng, kĩ xảo thực hành như làm thí nghiệm, vẽ đồ thị, tính toán...
Chính kĩ năng vận dụng kiến thức trong học tập và trong thực tiễn đời sống
chính là thước đo mức sâu sắc và vững vàng của kiến thức mà học sinh thu
nhận được.
Bài tập vật lý giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành
nhiệm vụ dạy học Vật Lý ở phổ thông. Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu
sắc hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý, biết phân tích chúng
và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn. Chỉ thông qua những bài
tập ở hình thức này hay hình thức khác mới tạo điều kiện cho học sinh vận
dụng linh hoạt những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến
thành vốn riêng của học sinh.
Thực chất hoạt động giải bài tập vật lý là tìm được câu trả lời đúng đắn,
giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ. Quá
trình giải một bài toán vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem
xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý - toán để nghĩ
tới những mối liên hệ có thể có của các cái đã cho và cái phải tìm, sao cho
có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã
- cho. Từ đó đi tới chỉ rõ được mối liên hệ tường minh trực tiếp cái phải tìm chỉ
với những cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp. trong quá trình giải quyết
các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng những thao
tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá... để tự lực tìm
hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, cái chìa khoá để giải quyết vấn đề. Vì thế bài
tập vật lý còn là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng,
tính độc lập trong việc suy luận, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn.
Bài tập vật lý là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiến
thức. Khi làm bài tập học sinh phải nhớ lại những kiến thức vừa học, phải
đào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp nhiều kiến thức
trong một đề tài, một chương, một phần của chương trình. Do vậy đứng về
mặt điều khiển hoạt động nhận thức mà nói, nó còn là phương tiện kiểm tra
kiến thức, kĩ năng của học sinh. Vì vậy phương pháp giải bài tập là phương
tiện quan trọng để giải toán vật lý đạt hiệu quả cao và có chất lượng. Đó là lý
do nội dung của đề tài này.
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
PHẦN I: MỞ ĐẦU
1) Mục đích của việc nghiên cứu đề tài
Vật Lý Học không chỉ là các phương trình và con số mà nó là những
điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh bạn. Giải toán Vật Lý không chỉ
là việc tìm cách vận dụng những công thức vật lý để lập các phương trình và
giải chúng nhằm tím ra đáp số của bài toán. Nếu cứ như thế, việc giải toán
vật lý rốt cuộc trở thành một thứ toán ứng dụng, quy về những thủ thuật và
kỹ năng lập phương trình, giải phương trình với vô số kiểu, loại bài toán vật
lý khác nhau. Học Vật lý là xây dựng những bước tư duy đi từ hiện thực
khách quan đến mô hình lý thuyết và ngược lại.
Với nội dung của đề tài là Định dạng và phương pháp giải bài tập cơ
học trong chương trình trung học phổ thông sẽ giúp cho học sinh trung
học phổ thông giảm bớt khó khăn trong việc giải toán Vật Lý như: không hiểu
rõ các hiện tượng Vật lý, không tìm được hướng giải quyết vần đề, không áp
dụng được lý thuyết vào việc giải bài tập, không kết hợp được kiến thức ở
từng phần riêng rẽ vào giải một bài toán tổng hợp ... Vì vậy, việc rèn luyện
cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đến kết
quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết, nó không những giúp cho
học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng suy luận logic, học
và làm việc một cách có kế hoạch và có hiệu quả cao.
2) Đối tượng nghiên cứu
Phân loại và phương pháp giải bài tập cơ học trong chương
trình trung học phổ thông.
3) Phạm vi nghiên cứu
♦ Bài tập Vật Lý rất đa dạng cho nên phương pháp giải cũng
rất phong phú. Vì thế, nội dung chính của đề tài chỉ đề cập đến “
Định dạng và phương pháp giải các bài tập Cơ Học trong chương
trình Trung Học Phổ Thông.”
♦ Nội dung của đề tài:
Phân loại các bài tập nhằm giúp học sinh định dạng được bài
toán đặt ra:
+ Về phương pháp giảng dạy Vật Lý:
° Bài tập bằng lời
° Bài tập thí nghiệm
° Bài tập đồ thị
Trong đó các bài tập bằng lời và bài tập đồ thị chia thành bài tập định
tính ( bài tập câu hỏi ) và bài tập định lượng.
+ Về nội dung: chia bài tập Vật Lý thành bài tập có nội dung
lịch sử, nội dung thực tế, nội dung kỹ thuật...
Trang1
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
Các phân loại trên chỉ có tính qui ước. Ngoài ra dựa vào mức độ đòi
hỏi các bài tập có thể phân thành:
° Bài tập cơ bản, áp dụng lý thuyết.
° Bài tập tổng hợp, nâng cao.
Đề ra phương pháp giải tổng quát, cụ thể cho các dạng, loại bài tập.
♦ Phương pháp:
Để nghiên cứu phần này, cần sử dụng nhiều phương pháp
như: phân tích, tổng hợp, đối chiếu, so sánh, thống kê ...
4) Nhiệm vụ nghiên cứu
- Phân loại vànêu phương pháp giải chung và phương pháp giải cụ
thể cho mỗi dạng loại của bài tập.
- Rút ra một số kit luận liên quan đến quá trình nghiên cứu và giải bài
tập.
5) Những đóng góp của việc nghiên cứu đề tài
Thực tế các đề tài nghiên cứu khoa học đều nghiên cứu ở
phạm vi rộng và trên mọi lĩnh vực của đời sống Xã Hội, văn hoá, tư
tưởng, khoa học, giáo dục được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực của cuộc
sống. Riêng đề tài Định dạng và phương pháp giải các bài tập cơ
học trong chương trình trung học phổ thông. Chỉ nghiên cứu ở
mảng nhỏ phục vụ cho công tác dạy và học của sinh viên ngành sư
phạm Vật Lý, các giáo viên và học sinh ở trường Trung Học Phổ
Thông có tư liệu cần thiết nhằm đạt chất lượng và hiệu quả giáo dục
cao.
6) Giả thuyết khoa học
Với đề tài Định dạng và phương pháp giải bài tập cơ học
trong chương trình trung học phổ thông đưa ra nhằm tóm tắt một
cách sơ lược nội dung lý thuyết, tổng hợp và phân loại một cách khá
đầy đủ, chi tiết các dạng và phương pháp giải các bài tập với mục
đích:
-Đây là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Khoa Học Tự
Nhiên, đặc biệt là sinh viên ngành sư phạm Vật Lý .
-Giúp cho người đọc có cái nhìn khái quát về chương trình Vật
Lý lớp 10 đặc biệt về phần Cơ Học nhằm giúp cho giáo viên, sinh
viên, học sinh có điều kiện tiếp cận một cách nhanh chóng các kiến
thức cơ bản, bài tập định tính, bài tập định lượng ….
Với mong muốn đề tài này sẽ sẽ hướng cho người giải toán
Vật Lý đến mục đích hiểu bản chất Vật Lý Học hơn là chỉ nhằm đến
đáp số của bài toán, coi trọng việc hướng dẫn suy nghĩ khi giải toán
Vật Lý .
7) Thời gian nghiên cứu
Từ ngày 01/04/2004 đến ngày 30/06/2004 .
Trang2
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
PHẦN II :NỘI DUNG
NGHIÊN CỨU
ĐỘNG HỌC ( Kinematics)
Nghiên cứu những đặc trưng của
chuyển động cơ học mà không chú ý
đến nguyên nhân của chuyển động.
Cơ Học
(Mechanics)
Cơ Học là một phần
ĐỘNG LỰC HỌC (Dynamics)
của Vật Lý Học
Nghiên cứu chuyển động của vật trong
khảo sát các dạng
mối liên quan với lực tác dụng vào vật.
đơn giản nhất của
chuyển động của
vật chất: chuyển
động cơ .
TĨNH HỌC ( Statics)
Nghiên cứu điều kiện cân bằng của các
vật.
Trang3
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ
SỞ LÝ LUẬN LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI
A) ĐỘNG HỌC :
Chuyển động thẳng đều.
Chuyển động thẳng biến
Động học
đổi đều.
Chuyển động tròn đều
I. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
1) Định nghĩa:
- Là chuyển động thẳng trên một đường thẳng trong đó vật đi được
những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau
bất kì. r
r
- Là chuyển động thẳng trong đó v = const .
2) Vận tốc:
- Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng Vật Lý đặc trưng
cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thương số giữa quãng
đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.
r
r
v = const ′
- Biểu thức: trong đó s: quãng đường. t: thời gian
s
v=
t
Trong đời sống gọi độ lớn của vận tốc là tốc độ.
Đơn vị : m/s, km/h, cm/s.
3) Gia tốc:
v = const nên a = 0
4) Phương trình chuyển động:
x = x0 +v ( t – t0 )
Hay : x = x0 + v.t ( t0 = 0)
s = v.t ( đường thẳng)
Trang4
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
x = v.t ( t0 = 0, x0 = 0 )
x − x0
= tgα
x = x0 + vt ⇒ v =
t
II. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
1) Chuyển động thẳng biến đổi đều:
a) Định nghĩa:
- Là chuyển động thẳng trong đó vận tốc biến thiên (tăng hoặc giảm)
được những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bất kì.
b) Vận tốc:
Vận tốc trung bình:
- Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng biến đổi đều trên một
quãng đường nhất định là một đại lượng đo bằng thương số giữa quãng
đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.
r
s s
r
Biểu thức : vtb = hay vtb =
t t
- Đơn vị : m/s , km/h.
Vận tốc tức thời:
- Vận tốc tức thời hay vận tốc tại một điểm đã cho trên quỹ đạo đo
bằng thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ tính từ điểm đã cho và khoảng
thời gian rất nhỏ để đi hết quãng đường đó.
r
r ∆s ∆s
- Biểu thức : vt = hay vt =
∆t ∆t
c) Gia tốc:
- Gia tốc là một đại lượng Vật Lý đặc trưng cho sự biến thiên nhanh
hay chậm của vận tốc và đo bằng thương số giữa độ biến thiên của vận tốc
và khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên đó.
- Biểu thức:
+) Gia tốc là một đại lượng vectơ:
rr r
r vt − v0 ∆v r r
r
a= = = const , trong đó: v0 là vận tốc ở thời điểm t0, v là vận
t − t0 ∆t
tốc ở thời điểm t .
r r
Hướng: a ↑↑ ∆v
v − v0
Độ lớn: a = t
∆t
- Phương trình chuyển động:
+) Công thức vận tốc: vt = v0 + a(t − t 0 )
1
+) Công thức đường đi: s = v 0 t + at 2
2
1
+) Phương trình chuyển động: x = x 0 + v(t − t 0 ) + a (t − t 0 ) 2
2
+) Liên hệ giữa a,v,s: v − v 0 = 2as
2 2
2) Sự rơi tự do:
a) Định nghĩa:
- Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác
dụng của trọng lực.
Khi không có sức cản của không khí:
Trang5
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
+) Các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.
+) Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều có gia tốc rơi tự do.
Vật rơi tự do chuyển động theo phương thẳng đứng.
Chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều.
- Phương trình chuyển động:
1 2
h = gt 2 ; vt = gt ; vt = 2 gt
2
Chọn vị trí ban đầu của vật làm gốc tọa độ, chiều dương hướng từ trên
xuống dưới.
Ở cùng một nơi trên Trái Đất các vật rơi tự do có cùng gia tốc, gọi là
gia tốc rơi tự do. Thường lấy g = 9,8m/s2 .
III. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU:
1) Định nghĩa:
Chuyển động tròn đều là chuyển động theo quỹ đạo tròn với vận tốc
có độ lớn không đổi chỉ thay đổi phương.
2) Vận tốc:
Vận tốc dài:
∆s
( m/s ), trong đó ∆s là độ dài cung tròn mà chất điểm đi được
v=
∆t
trong khoảng thời gian ∆t
Vận tốc góc: là đại lượng đo bằng thương số giữa góc quay ϕ của
bán kính vật chuyển động ở tâm vòng tròn quỹ đạo và thời gian để quay góc
ϕ 2πR
1
đó ϖ = = 2πf , f = ⇒ v = = Rϖ , trong đó f là số vòng quay trong 1s
t T T
và T là khoảng thời gian đi hết một vòng trên vòng tròn.
3) Gia tốc:
- Đinh nghĩa: Gia tốc của chất điểm chuyển động tròn đều gọi là gia
tốc hướng tâm, có phương vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo tại vị trí của
v2
chất điểm, có chiều hướng vào tâm đường tròn và có giá trị bằng
R
r
∆v 2
v
r
= Rϖ 2 với R là bán kính quỹ đạo.
- Biểu thức: a n = , an =
∆t R
IV. GHI CHÚ:
- Chất điểm: Trong trường hợp kích thước của vật nhỏ so với phạm vi
chuyển động của nó ta có thể coi vật như một chất điểm, tức là vật có kích
thước như một điểm hình học.
- Chuyển động tịnh tiến: Chuyển động của một vật là tịnh tiến khi
đoạn thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với một phương nhất
định.
- Hệ quy chiếu: Khi ta chọn một vật làm mốc và gắn vào đó một trục
tọa độ tức là ta đã chọn một hệ quy chiếu để xác định vị trí của một chất
điểm.
- Quỹ đạo: Khi chất điểm chuyển động vạch nên một đường trong
không gian gọi là quỹ đạo.
- Tính tương đối của chuyển động: Mọi chuyển động và mọi trạng
thái đứng yên đều có tính chất tương đối.
Trang6
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
+) Tính tương đối của tọa độ : Đối với hệ quy chiếu ( hệ tọa độ ) khác
nhau thì tọa độ của vật sẽ khác nhau.
+) Tính tương đối của vận tốc: Vận tốc của cùng một vật đối với hệ
quy chiếu khác nhau thì khác nhau.
+) Công thức cộng vận tốc:
r r r
v13 = v12 + v 23
B) ĐỘNG LỰC HỌC:
I. CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHUYỂN ĐỘNG:
1) Sự tương tác giữa các vật
- Tác dụng tương hỗ giữa các vật gọi là tương tác.
- Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác,
kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng.
Lực biểu diễn bằng một vectơ có:
+) Điểm đặt : là vị trí mà lực đặt lên vật.
+) Hướng: biểu diễn theo hướng tác dụng lực
+) Độ lớn: độ dài vecto lực tỉ lệ với độ lớn.
- Hai lực coi là bằng nhau : nếu cho chúng lần lượt tác dụng vào cùng
một vật tại cùng một điểm, theo cùng một hướng thì chúng gây ra cho vật đó
cùng một gia tốc hoặc cùng một mức độ biến dạng.
- Hai lực cân bằng nhau: hai lực cùng đặt vào một vật và có cùng giá,
cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau.
- Một vật ở trong trạng thái cân bằng (đứng yên hoặc chuyển động
thẳng đều) là vì các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau.
- Đơn vị của lực trong hệ SI là Newtơn (N).
2) Phép tổng hợp lực:
- Là phép thay thế nhiều lực tác dụng vào vật bằng một lực có tác
dụng giống hệt như toàn bộ những lực ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực.
- Quy tắc hình bình hành: tổng hợp hai lực có giá đồng qui.
F1
F1 + F2 = F
F
F2
- Phép phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai lực có tác dụng
giống hệt như lực ấy.
Quy tắc hình bình hành: phân tích một lực thành hai lực đồng qui.
y
F
F2
F = F1 + F2
o
x
F1
Trang7
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
3) Khối lượng và quán tính:
- Quán tính: là tính chất của một vật muốn bảo toàn vận tốc của mình
cả về hướng lẫn độ lớn.
- Khối lượng: là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
Đơn vị ( hệ SI ): kilogam (kg)
Tính chất:
+) Là một đại lượng vô hướng, dương.
+) Có tính chất cộng: khi nhiều vật được ghép lại thành một hệ vật thì
khối lượng của hệ vật bằng tổng khối lượng các vật đó.
- Khối lượng riêng: là khối lượng của vật có trong một đơn vị thể tích.
m
D=
V
(Đơn vị - hệ SI: kg/m3 )
4) Các định luật Newtơn:
a) Định luật I Newtơn (Định luật quán tính )
“Nếu một vật không chịu tác dụng của các vật khác thì nó giữ nguyên
vị trí đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”.
- Vật cô lập có gia tốc bằng không.
- Thực tế không có vật nào hoàn toàn bị cô lập. Định luật này là một
sự khái quát hoá và trừu tượng hoá của Newtơn.
- Tính đúng đắn của định luật này thể hiện ở chỗ hệ quả của nó phù
hợp với thực tế.
Ý nghĩa:
- Định luật nêu lên tính chất quan trọng, là xu hướng bảo toàn vận tốc
của mọi vật. Tính chất đó gọi là quán tính.
- Quán tính có 2 biểu hiện:
+) Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên → vật có tính “ì”.
+)Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳnh đều → vật có
tính “đà”.
b) Định luật II Newtơn:
“Gia tốc của một vật luôn cùng chiều với lực tác dụng lên vật. Độ lớn
của gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng
của nó”.
F
a=
m
- Đơn vị lực là Newtơn: [F] : N
- Newtơn là lực truyền một khối lượng 1kg, một gia tốc bằng 1m/s2
c) Định luật III Newtơn:
“Hai vật tương tác nhau với những lực bằng nhau về độ lớn, cùng giá
nhưng ngược chiều nhau”.
F12 = − F 21
Trang8
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
♣ Đặc điểm của lực và phản lực:
- Tương tác có tính chất hai chiều, các lực xuất hiền thành từng cặp.
- Cặp lực trong tương tác có cùng bản chất.
- Cặp lực trong tương tác đặt lên hai vật khác nhau nên không bù trừ
lẫn nhau.
Ba định luật Newtơn là những nguyên lý lớn, đặt nền móng cho sự
phát triển của cơ học. Ba định luật là kết quả của hàng loạt quan sát, và của
tư duy khái quát .
II. CÁC LỰC CƠ HỌC :
Định nghĩa Biểu thức
Lực hấp dẫn Định luật:
m1 m2
“Hai vật bất kì hút Fhd = G
r2
nhau với một lực tỉ lệ
G=6,68 × 10-11 Nm2 / kg2
thuận với tích của hai
khối lượng của chúng : hằng số hấp dẫn
và tỉ lệ nghịch với bình - Lực hấp dẫn là lực hút
phương khoảng cách - Công thức trên chỉ
giữa chúng.” đúng đối với chất điểm
hoặc đối với các vật
hình cầu có khối lượng
phân bố đều.
g P = mg
- Là lực hút của trái đất
Trọng lực
tác dụng vào vật ở gần
P
mặt đất. M: khối lượng của vật
r
g : gia tốc trọng trường
r
- Là trường hợp riêng P : trọng lực của vật
của lực hấp dẫn. + Điểm đặt của trọng
lực: trọng tâm của vật
+Phương:thẳng đứng
+Chiều:hướng từ trên
xuống dưới.
Gia tốc của trọng
lực:
M
g =G
( R + h) 2
M: khối lượng trái đất
(M= 6.1024 kg )
R: bán kính trái đất (R=)
h: độ cao của vật so với
mặt đất.
Trang9
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
- Là lực xuất hiện khi Định luật Hooke:
vật bị biến dạng có xu Trong giới hạn đàn hồi,
hướng làm cho nó lấy lực đàn hồi tỉ lệ với độ
lại hình dạng và kích biến dạng của vật đàn
thước cũ. hồi.
- Lực đàn hồi xuất hiện K: độ cứng (hay hệ số
khi vật bị biến dạng có đàn hồi) [k]: N/m
r r
Lực đàn hồi chiều ngược chiều với F = −kx
sự biến dạng của vật. Độ lớn: F=-kx
- Lực đàn hồi xuất hiện
trong biến dạng của
hai vật tiếp xúc, vuông
góc với mặt tiếp xúc.
- Lực đàn hồi tỉ lệ với
độ giãn của lò xo.
- Lực kế lò xo dùng để
đo lực.
- Lực ma sát trượt xuất
hiện khi vật này trượt
lên vật kia và cản lại * Hướng: tiếp tuyến với
chuyển động tương đối mặt tiếp xúc và ngược
Lực của hai vật. chiều chuyển động
ma tương đối.
sát
* Độ lớn: F= µt N
trượt
µt: hệ số ma sát trượt
(thường µt
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
C) TĨNH HỌC
I.CÂN BẰNG CỦA MỘT CHẤT ĐIỂM:
1) Điều kiện cân bằng:
- Điều kiện cân bằng của một chất điểm là hợp lực của tất cả các lực
tác dụng lên nó phải bằng không.
- Biểu thức: ∑ Fi = 0
2) Đặc điểm:
a) Hai lực:
F1 + F2 = 0 ⇒ F1 = − F2
Biểu thức:
Điều kiện cân bằng của hai lực tác dụng vào chất điểmphải cùng
phương, cùng độ lớn và ngược chiều.
b) Ba lực:
F1 + F2 + F3 = 0 F12 = F1 + F2
Biểu thức:
⇒ F12 = − F3
F12 + F3 = 0
Điều kiện cân bằng của 3 lực tác dụng vào chất điểm là hợp lực của
r
hai lực F12 phải cùng phương, cùng độ lớn và ngược chiều với lực thứ ba
r
F3 (đồng phẳng và đồng quy)
II. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN:
1) Trọng tâm của vật rắn:
- Vật rắn: một vật được coi là vật rắn khi nó hoàn toàn không bị biến
dạng, nghĩa là khoảng cách giữa hai điểm bất kì của nó luôn luôn không đổi.
- Trọng tâm của một vật rắn là điểm đặt của trọng lực đặt lên vật đó.
- Các vật đồng chất và có dạng đối xứng hình học thì trọng tâm là tâm
hình học của vật.
+) Hình tròn có trọng tâm tại tâm
+) Hình chữ nhật, hình vuông có trọng tâm là giao điểm của hai
đường chéo.
+) Hình tam giác có trọng tâm tại giao điểm của các đường trung
tuyến.
- Trọng tâm của một vật có đặc điểm là nếu tác dụng lên vật một lực
có đường tác dụng đi qua trọng tâm thì vật sẽ chuyển động tịnh tiến giống
như một chất điểm chứ không quay.
2) Cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay:
a) Điều kiện cân bằng của một vật rắn không quay:
Khi không có chuyển động quay, điều kiện cân bằng của vật là hợp
lực của các lực đặt vào vật phải bằng không.
b) Quy tắc hợp lực đồng quy:
- Tìm hợp lực của hai lực đồng quy: tìm điểm đặt của hai lực trên giá
của chúng đến điểm đồng quy.
- Áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
c) Hệ lực cân bằng:
- Hệ hai lực cân bằng: cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều.
- Hệ ba lực cân bằng: có giá đồng phẳng và đồng quy, có hợp lực
bằng không.
Trang11
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
3) Quy tắc hợp lực song song:
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực có phương
song song với hai lực và cùng chiều với hai lực.
- Độ lớn bằng tổng độ lớn hai lực: F=F1 +F2
- Điểm đặt: Phía chia trong đoạn thẳng nối hai điểm đặt theo tỉ số tỉ lệ
nghịch với hai lực: F1d1 = F2d2
4) Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Quy tắc momen
lực.
a) Tác dụng của lực đới với một vật có trục quay cố định:
- Lực chỉ gây ra tác dụng quay khi giá của lực không đi qua trục quay
- Lực tác dụng có giá đi qua trục quay: vật sẽ đứng cân bằng.
b) Cân bằng của một vật có trục quay cố định:
- Momen lực:
+) Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với
một trục.
+) Độ lớn: M= F.d
[M] : (N/m) : momen lực
[F] : (N) : độ lớn lực tác dụng.
[d] : (m) : khoảng cách từ giá của lực đến trục quay gọi là cánh tay đòn
r
của lực F
- Qui tắc momen: Diều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố
định là tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng
các momen lực làm vật quay theo chiều ngược lại.
5) Ngẫu lực:
a) Định nghĩa :Ngẫu lực là hai lực song song, ngược chiều, bằng
nhau về độ lớn có giá khác nhau và đặt lên cùng một vật.
b) Tác dụng của ngẫu lực:
- Trường hợp không có trục quay cố định: vật quay quanh một trục
vuông góc với mặt phẳng chứa hai lực.
- Trường hợp vật có trục quay cố định: trọng tâm chuyển động tròn
xung quanh trục quay.
c) Momen ngẫu lực:
- Momen của ngẫu lực đối vời trục quay bất kỳ vuông góc với mặt
phẳng chứa ngẫu lực
M = F.d
- Đặc điểm: ngẫu lực không có hợp lực, không phụ thuộc vào vị trí
trục quay.
6) Các dạng cân bằng - Mức vững vàng của cân bằng:
a) Các dạng cân bằng:
- Cân bằng không bền: khi đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng, hợp lực hay
momen lực khác không và có tác dụng đưa vật rời xa vị trí cao nhất so với
các vị trí khác của trọng tâm.
- Cân bằng bền: khi đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng, hợp lực hay
momen lực khác không và có tác dụng đưa vật trở lại về vị trí cũ.
Trọng tâm ở vị trí thấp nhất.
- Cân bằng phiếm định: khi đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng, hợp lực
hay momen lực vẫn bằng 0 và vật đứng yên cân bằng ở vị trí mới.
Trang12
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
b) Mức vững vàng của cân bằng:
- Mặt chân đế: là một đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm tiếp
xúc giữa vật và mặt phẳng đỡ.
- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: vật sẽ còn cân
bằng khi giá của trọng lực còn đi qua mặt chân đế.
D) CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN :
I. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG :
1) Hệ kín: Hệ vật được gọi là hệ kín ( cô lập ) nếu các vật trong hệ chỉ
tương tác với nhau, mà không tương tác với các vật ở ngoài hệ.
2) Định luật bảo toàn động lượng:
r
a) Động lượng p : của vật là đại lượng vectơ đo bằng tích khối lượng
r
m và vận tốc của vật đó v
r r
p = mv
[p] : kgm/s
b) Định luật bảo toàn động lượng:
- Tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn.
- Nếu hệ có hai vật:
m1 v1 + m2 v 2 = m1 v1' + m2 v 2'
r r r r
p1 + p 2 = p1 + p ′
′
Hoặc: 2
Với m1, m2 : khối lượng của vật 1 và 2
rr
v1 ; v 2 : vận tốc của vật 1 và 2 trước tương tác
rr
v1′; v 2 : vận tốc của vật 1 và 2 sau tương tác
′
3) Dạng khác của định luật II Newtơn:
∆v ∆ P (vì ∆ P = m∆v )
F =m =
∆t ∆t
⇒ F .∆t = ∆ P
4) Chuyển động bằng phản lực:
a) Định nghĩa:
Chuyển động phản lực là loại chuyển động do tương tác bên trong mà
một số bộ phận của vật tách khỏi vật chuyển động về một hướng, phần còn
lại chuyển động theo hướng ngược lại.
b) Các động cơ phản lực:
- Động cơ tên lửa
- Động cơ phản lực bằng không khí.
II. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG:
1) Công- Công suất:
a) Công:
- Định ngh ĩa:
Công của lực F trên đoạn đưởng S là đại lượng đo bằng tích của lực
với quãng đường đi và với cosin của góc tạo bởi hướng của lực và hướng
của đường đi.
Biểu thức: A = Fs cosα
Trang13
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
Với A: công (J)
F: lực (N)
s : quãng đường (m)
b) Công suất:
- Định ngh ĩa:
Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công nhanh hay
chậm của một máy, đo bằng tỷ số giữa công thực hiện và khoảng thời gian
để thực hiện công đó.
A
- Biểu thức: N =
t
Với N: công suất ( W )
A: công (J)
t: thời gian (s)
- Dạng khác: N=F.V
2) Công của trọng lực- Định luật bảo toàn công:
a) Công của trọng lực:
- Biểu thức: A = P.h = P(h1-h2)
- Đặc điểm:
+) Công của trọng lực không phụ thuộc vào dạng đường đi mà bằng
tích của trọng lực và với độ cao h giữa điểm đầu và cuối của vật.
+) Nếu quỹ đạo kín, công của trọng lực bằng 0
+) Lực có tính chất như đặc điểm trên gọi là lực thế.
b) Định luật bảo toàn công:
- Phát biểu:
Công của lực phát động bằng về độ lớn với công của lực cản.
Ad = Ac
Ađ + Ac =0
- Hiệu suất: thương số giữa công có ích và công toàn phần.
3) Năng lượng - Động năng và thế năng:
a) Động năng:
- Định ngh ĩa:
Động năng của một vật là năng lượng mà vật đó có được do nó
chuyển động.
- Biểu thức:
1
Wd = mv 2
2
- Tính chất:
+) Động năng là một đại lượng vô hướng và là đại lượng dương.
+) Đơn vị của động năng, công, năng lượng: JunW ≥ 0
(J)
d
b) Định lý động năng:
Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác
dụng lên vật.
∆Wđ = Wđ2 - Wđ1 = A
+) Nếu A>0 : Wđ2 > Wđ1: động năng tăng
Trang14
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
+) Nếu A
- Định Dạng Và Phương Pháp Giải Bài Tập Cơ Học
v1 S 2
=
v 2 S1
b) Định luật Bernouli:
Tổng áp suất động và áp suất tĩnh không đổi dọc theo ống nằm
ngang.
v2
p+ρ = const
2
Với p : áp suất tĩnh
v2 : áp suất động
pd = ρ
2
c) Ứng dụng:
- Đo áp suất tĩnh và áp suất toàn phần
- Đo vận tốc chảy lỏng - ống văngtuyri
- Đo vận tốc máy bay nhờ ống Ditô
- Lực nâng cánh máy bay
- Bộ chế hoà khí ...
Trang16
nguon tai.lieu . vn
