Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Chương 2 - Động lực học chất điểm

TĨM TẮT CHƯƠNG II - ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM I . BA ĐỊNH LUẬT NEWTON: ĐỊNH LUẬT NỘI DUNG BIỂU THỨC Ý NGHĨA CHÚ Ý I Vật khơng chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng các lực cĩ hợp lực bằng 0 thí vật sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều Độ lớn : a = 0 - Tính bảo tồn vận tốc của vật gọi là quán tính . - Định luật I là ĐL quán tính - CĐ TĐ là cđ do quán tính II Vectơ gia tốc của vật luơn cùng hướng với lực tác dụng . Độ lớn gia tốc tỉ lệ độ lớn vec tơ lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật . Độ lớn : a = là hợp lực tác dụng lên vật và xác định bằng quy tắc hình bình hành . III Khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực . Hai lực này là trực đối Độ lớn : FAB = FBA Tương tác giữa các vật luơn cĩ tính 2 chiều Đặc điểm của lực -phản lực : - Cùng bản chất . - Xuất hiện, mất đi đồng thời. - Trực đối, không cân bằng vì đặt trên 2 vật khác nhau. II . ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM : Hợp lực tác dụng lên vật (chất điểm) bằng không. III . CÁC LỰC CƠ HỌC : 1. Lực hấp dẫn : Trong đó : Lưu ý : Đối với hai vật hình khối cầu đặt thì : r min = r1 + r 2 ( r1 , r2 : Bán kính hai quả cầu ) + Trọng lực tác dung lên vật chính là lực hấp dẫn giữa trái đất với vật : + Trọng lượng của một vật ở gần mặt đất : P’ = P = mg + Gia tốc rơi tự do g : Nếu h << R thì : - G = 6,67 .10-11Nm2/kg2 : Hằng số hấp dẫn Trong đó : - M, R : Khối lượng và bán kính của Trái đất (kg, m ) - h : Khoảng cách từ vật đến mặt đất (m) 2 . Lực đàn hồi : Trong giới hạn đàn hồi , lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng. F = - k.Dl Độ lớn : F = kDl Dl = : Độ biến dạng (m) ; K : Độ cứng ( N/m) 3. Lực ma sát : a.. Lực ma sát trượt : F = mt N - N : Áp lực của vật lên mặt đỡ ( N = Q ) - m : Hệ số ma sát b. Lực ma sát nghỉ: Fn = F ( Ngoại lực ) Fnmax = m0 N m0 : Hệ số ma sát nghỉ Một số trường hợp hệ số ma sát trượt và ma sát nghỉ sấp xỉ bằng nhau c. Ma sát lăn : nhỏ hơn ma sát trượt hàng chục lần 4. Lực hướng tâm : a. Định nghĩa : Là lực ( hợp lực) tác dụng vào vật chuyển động trịn đều và gây ra gia tốc hướng tâm. b. Biểu thức : Fht= maht = 5. Lực quán tính : Lực xuất hiện khi vật chuyển động trong hệ quy chiếu cĩ giá tốc gọi là lực quán tính IV. PHÉP TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC : Hợp lực cuả hai lực đồng quy được biêu diễn bằng vectơ đường chéo hình bình hành nối từ điểm đồng quy mà hai cạnh là hai vectơ lực thành phần. Nếu: Nếu : Nếu : Nếu : Nếu : V. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM : 1 . Ném xuống : Chọn + Gia tốc : a = g + Vận tốc : v = v0 + gt + PTCĐ : y = v0t + 2 . Ném lên : Chọn + Gia tốc : a = -g + Vận tốc : v = v0 – gt + PTCĐ : y = v0t - 3. Ném ngang : Chọn :Theo : + Gia tốc , vận tốc, PTCĐ : v0x = v0 ax = 0 vx = v0 x = v0t (1) v0y = 0 ay = g vy = g.t y = (2) Trục Ox : Trục Oy : (1) & (2) Þ PTQĐ y = - Tầm ném xa : xmax = L = vot = vo - Vận tốc lúc chạm đất : 4. Ném xiên : Chọn : Theo : a. Phương trình chuyển động : y = v0. sina . t - ( 2 ) x = v0. cosa . t ( 1) Theo trục Ox : Theo trục Oy : b. Phương trình quỹ đạo : Từ (1) và (2) suy ra : y = c. Tầm bay cao ( độ cao cực đại ) : ymax= H = Thời gian bay : t1= d. Tầm bay xa ( khoảng cách từ điểm ném đến điểm rơi ) : x = L = Thời gian bay : t2 = 2t1 = Vận tốc khi chạm đất : v = PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC Là phương pháp vận dụng các định luật Newton và các lực cơ học để giải các bài toán cơ học . 1 . Bài toán thuận : Biết các lực tác dụng : Xác định chuyển động : a, v, s, t Phương pháp giải : - Bước 1 : Chọn hệ quy chiếu thích hợp, gắn với hệ trục tọa độ . - Bước 2 : Vẽ hình – Biểu diễn các lực tác dụng lên vật Lưu ý : - Bước 3 : Xác định gia tốc từ định luật II Newton (1) Chiếu (1) lên các trục toạ độ suy ra gia tốc a : ( 2 ) - Bước 4 : Từ (2 ), áp dụng những kiến thức Động học, kết hợp điều kiện đầu để xác định v, t, S 2 . Bài toán ngược : Biết chuyển động : v, t, S ====> Xác định lực tác dụng Phương pháp giải : - Bước 1 : Chọn hệ quy chiếu thích hợp, gắn với hệ trục tọa độ . - Bước 2 : Xác định gia tốc a dựa vào chuyển động đã cho ( áp dụng phần động học ) - Bước 3 : Xác định hợp lực tác dụng vào vật theo ĐL II Newton : Fhl = ma - Bước 4 : Biết hợp lực ta suy ra các lực tác dụng vào vật . 3 . Các trường hợp thường gặp : ( Xét cho trường hợp có lực ma sát ) a. Gia tốc của vật trên mặt phẳng ngang Fk song song Ox : b. Gia tốc vật trên mặt phẳng ngang Fk không song song với Ox ( hợp với trục Ox một góc ) : c. Gia tốc vật trên mặt phẳng nghiêng góc so với mặt phẳng ngang : Lưu ý : Nếu khơng cĩ lực mát thì các biểu thức tính gia tốc ở trên trở nên đơn giản hơn .