Nội dung kiến thức cơ học cấp trung học cơ sở

Nội dung kiến thức cơ học cấp trung học cơ sở Các nội dung cơ bản cần nghiên cứu -Đo các đại lượng(khối lượng,thể tích,độ dài,lực-chương trình vật lí lớp 6) -Các khái niệm cơ bản:Lực,trọng lực,lực đàn hồi,trọng lượng riêng,khối lượng riêng(chương trình vật lí lớp 6) - Các máy cơ đơn giản (chương trình vật lí lớp 6) - Chuyển động cơ học (chương trình vật lí lớp 8) - áp suất (chất rắn,chất lỏng,chất khí) - Công cơ học,công suất (chương trình vật lí lớp 8) Phần I.Đo các đại lượng (khối lượng,thể tích,độ dài,lực) Nội dung Đo độ dài Đo thể tích Khối lượng Lực Chất lỏng Chất rắn 1.Đơn vị đo m,dm,cm,mm… m3,dm3,cm3, mm3,lit,ml… m3,dm3,cm3, mm3….. Kg,hg,dg,g,mg,t.tạ Yến….. Niutơn 2.Dụng cụ đo Thước(thước mét,thước dây,thước cuộn…) Ca,can,chai, xô(chia gt)..bình chia độ.. Bình tràn,bình chia độ Cân (đĩa,bàn,tạ,ytế..) Lực kế Chú ý: Cách đổi đơn vị đo trong cùng giá trị đo Cách sử dụng các dụng cụ đo và cách đo các đại lượng,cách đọc các giá trị đo Phần II.Các khái niệm cơ bản 1.Lực:Tác dụng đẩy hoặc kéo của vật này lên vật khác gọi là lực Ví dụ:Lực của người tác dụng vào xe cảI tiến,xe đẩy…lực kéo của em bé vào dây thừng buộc ở mũi trâu…. - Phương và chiều của lực:Mỗi lực có phương và chiều xác định -Biểu diễn lực:Lực là một đại lượng véctơ được biểu diễn bằng một mũi tên có + Gốc là điểm đặt của lực +Phương,chiều trùng với phương và chiều của lực +Độ dài biểu thị cường độ của lực theo tỉ lệ xích cho trước F 10N O - Hai lực cân bằng:Là hai lực tác dụng vào cùng một vật, mạnh như nhau có cùng phương nhưng ngược chiều - Lực tác dụng lên một vật có thể làm thay đổi chuyển động của vật,hoặc làm vật bị biến dạng,hoặc vừa biến dạng vừa biến đổi chuyển động - Một vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng nếu đứng yên thì sẽ đứng yên mãI mãI,nếu đang chuyển động thì sẽ tiếp tục chuyển động đều. -Quán tính:là tính chất giữ nguyên vận tốc của vật.Vật có khối lượng càng lớn thì có quán tính lớn 2.Trọng lực:Là lực hút của trái đất -Lực hút của trái đất tác dụng lên vật gọi là trọng lượng của vật - Phương và chiều cảu trọng lực:Phương thẳng đứng,chiều từ trên xuống (chiều hướng về trái đất) -Liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng của vật: P = 10.m 3.Khối lượng riêng:Khối lượng của một mét khối một chất gọi là khối lượng riêng của chất đó.Công thức tính khối lượng riêng D = (1) trong đó:m là khối lượng của vật (kg) V:Thể tích của vật(m3) D;Khối lượng riêng của vật (kg/m3) suy ra V = ; m = D.V 4.Trọng lượng riêng:Trọng lượng của một mét khối một chất gọi là trọng lượng riêng của chất đó.Công thức tính trọng lượng riêng d = Với P:Trọng lượng của vật (N) V:Thể tích của vật(m3) d:Trọng lượng riêng của vật (N/m3) Từ công thức tính trọng lượng riêng suy ra P = d.V; V = -Công thức liên hệ giữa khối lượng riêng và trọng lượng riêng Từ công thức d = thay P = 10.m suy ra d = với D = .Vậy d = 10.D D = Phần III.Các máy cơ đơn giản 1.Ròng rọc cố định - Ròng rọc cố định chỉ có tác dụng đổi hướng của lực không có tác dụng thay đổi độ lớn của lực -Dùng ròng rọc cố định không được lợi về công 2.Ròng rọc động Dùng ròng rọc động lợi hai lần về lực nhưng lại thiệt hai lần về đường đi,không được lợi về công 3.Đòn bẩy: - Dùng đòn bẩy chỉ có thể lợi về lực hoặc đường đi,không được lợi gì về công - Đòn bẩy cân bằng khi các lực tác dụng tỉ lệ nghịch với cánh tay đòn = Với l1,l2:cánh tay đòn của P và F (cánh tay đòn là khoảng cách từ điểm tựa tới phương của lực) l2 F O P l1 4.Mặt phẳng nghiêng - Nếu ma sát không đáng kể,dùng mặt phẳng nghiêng được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệ bấy nhiêu lần về đường đi,không được lợi gì về công. l F h = với F lực kéo vật;P – trọng lượng vật;l - độ dài mặt phẳng nghiêng;h - độ cao cần nâng vật 5.Hiệu suất H = .100 % với A1:Công có ích;A – công toàn phần(A = A1 + A2;A2- là công hao phí) Đối với mặt phẳng nghiêng:A1 = P.h = F.l.Do đó H = .100 % Phần IV:Chuyển động cơ học 1.Khái niệm :Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác được chọn làm mốc (Chú ý: khi nói đến chuyển động cơ học phải gắn với một vật được chọn làm mốc) - Các dạng chuyển động:Chuyển động thẳng,chuyển động cong,chuyển động tròn 2.KháI niệm về vận tốc:Là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động(được xác định bằng độ dài quãng đường đI được trong một đơn vị thời gian) -Công thức tính vận tốc v = trong đó s là quãng đường đi được,t là thời gian đi hết quãng đường s - Đơn vị vận tốc:tuỳ thuộc vào đơn vị quãng đường và thời gian,thường dùng m/s hoặc km/h.Trong hàng hải người ta dùng đơn vị nút: 1 hải lí = 1,852km suy ra 1nút = 1,852km/h 3.Chuyển động đều:Là chuyển động mà vận tốc không thay đổi theo thời gian Vận tốc của chuyển động đều được xác định bằng quãng đường đI được trong một đơn vị thời gian và không đổi trên mọi quãng đường đi v = trong đó s là quãng đường đi được, t là thời gian đi hết quãng đường s suy ra s = v.t ; t = 4.Chuyển động không đều:Là chuyển động có vận tốc thay đổi trên quãng đường đi Vận tốc trung bình của chuyển động trên một quãng đường nào đó được tính bằng công thức Vtb = trong đó s là quãng đường đi được, t là thời gian đi hết quãng đường s suy ra s = vtb.t ; t = Chú ý:với các bài toán tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường áp dụng theo công thức v = trong đó s1,s2,s3…..là quãng đường vật đI trong đoạn đường 1,2,3… t1,t2,t3…..là thời gian đi hết quãng đường 1,2,3…tương ứng vtb = Phần IV:áp suất I.Khái niệm về áp lực -áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép -Tác dụng của áp lực càng lớn khi độ lớn của áp lực càng lớn và diện tích bị ép càng nhỏ II.áp suất của chất rắn:Là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép p = F/S Công thức tính áp suất chất rắn (1) Trong đó:p là áp suất đơn vị N/m2 hoặc Pa,1Pa = 1N/m2 F:là lực tác dụng(N) S:Diện tích bị ép(m2) Từ công thức 1 suy ra F = p.S ; S = F/p III.áp suất chất lỏng -Chú ý:Do có trọng lượng mà chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên đáy bình,thành bình và các vật ở trong lòng nó P = d.h Công thức tính áp suất chất lỏng: trong đó p là áp suất chất lỏng(Pa) d:trọng lượng riêng của chất lỏng(N/m3) h:Độ cao tính từ điểm tính áp suất tới mặt thoáng (m) với d = 10.D suy ra p = 10.D.h (D là khối lượng riêng của chất lỏng) -------------------- h *A H2O = *Máy dùng chất lỏng: Trong đó S,s là diện tích của pít tông lớn,nhỏ(m2) f:lực tác dụng lên píttông nhỏ(N) F:Lực tác dụng lên píttông lớn (N) Lưu ý:Thể tích chất lỏng từ píttông này sang píttông kia là như nhau do đó V = S.H = s.h (trong đó H,h là đoạn đường di chuyển của píttông lớn và nhỏ) từ đó ta có công thức = -Chú ý với bình thông nhau:Bình thông nhau là một bình có hai nhánh nối thông đáy với nhau (Ví dụ như ấm đun nước,ấm chuyên,thùng tưới nước…) - Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên,các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh của bình đều ở cùng một độ cao. -Bình thông nhau chứa nhiều chất lỏng khác nhau đứng yên,mực mặt thoáng không bằng nhau nhưng các điểm trên cùng mặt nằm ngang (trong cùng một chất lỏng)có áp suất bằng nhau. PA = po + d2.h2 Và pB = po + d1.h1 PA = pB IV.áp suất khí quyển: -Nhận xét:Vì không khí cũng có trọng lượng nên trái đất và mọi vật trên trái đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao quanh trái đất.áp suất này được gọi là áp suất khí quyển. -áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thuỷ ngân trong ống Tô-ri-xe-li,do đó người ta thường dùng mmHglàm đơn vị đo áp suất khí quyển Vậy nếu tính áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng mà không bỏ qua áp suất khí quyển thì ta có công thức tính như sau p= p0 + d.h P0 là độ lớn của áp suất khí quyển(N/m2) P:áp suất tại điểm cần tính d.h:áp suất do cột chất lỏng gây ra Phần V.Lực đẩy acsimet 1.Nhận xét:Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ.Lực này gọi là lực đẩy Acsimet FA = d.V 2.Công thức tính độ lớn của lực đẩy Acsimet: Trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc chất khí(N/m3) V:Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ hoặc thể tích phần vật chìm trong chất lỏng(m3) FA:Lực đẩy Acsimet hướng lên trên 3.Sự nổi của vật:Gọi P là trọng lượngcủa vật,FA là lực đẩy Acsimet,ta có Vật chìm FA < P Vật lơ lửng FA = P Vật nổi FA > P Hoặc nếu gọi dV là trọng lượng riêng của chất làm vật,dl là trọng lượng riêng của chất lỏng.Nếu vật nhúng ngập trong chất lỏng ,ta có Vật chìm dV >dl Vật lơ lửng dV =dl Vật nổi dV <dl Phần VI:Công và công suất I.Công cơ học 1.Điều kiện để có công cơ học: - Có lực tác dụng lên vật - Vật chuyển dời dưới tác dụng của lực đó 2.Công thức tính công cơ học A = F.s F:Lực tác dụng lên vật(N) s:quãng đường di chuyển của vật theo phương của lực(m) A:Công của lực F(J) F F s chú ý:lực kéo vật không theo phương chuyển động của vật thì tính công cơ học theo công thức A = F.s.cosa (nghiên cứu trong phần cơ học lớp 10) 3.Định luật về công:Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công,được lợi bao nhiêu lần về lực thì lại thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại II.Công suất:Là công thực hiện được trong một đơn vị thời gian P = -Công thức tính công suất: A:Là công thực hiện được(J) t:Thời gian thực hiện được công A(s) P:công suất(W) Chú ý: 1KJ = 1000J 1Wh = 1W.3600s = 3600J 1KW = 1000W 1KWh = 1000W.3600s = 36.105J Các dạng bài tập cơ bản I.Bài tập về khối lượng riêng và trọng lượng riêng 1. Một sợi dây chỉ chịu được tối đa một lực 15N.Móc vào sợi dây một vật có khối lượng 1kg.Hỏi sợi dây có đứt hay không?Vật có khối lượng tối thiểu bằng bao nhiêu để dây không bị đứt? 2.Một chiếc ôtô có khối lượng 1,5 tấn sẽ có trọng lượng là bao nhiêu? 3.100 hộp sữa có trọng lượng 500N.Hỏi mỗi hộp sữa có khối lượng là bao nhiêu gam? 4.Một bao xi măng có khối lượng là 50kg.Hỏi 100 bao xi măng như vậy có trọng lượng bao nhiêu niutơn? 5.Hai vật có khối lượng bằng nhau,vật thứ nhất có thể tích lớn gấp 2 lần vật thứ hai.Hỏi khối lượng riêng của vật thứ 2 gấp bao nhiêu lần vật thứ nhất? 6.Vật A có thể tích gấp 2 lần vật B và có khối lượng riêng bằng 2/3 lần khối lượng riêng của vật B.Hỏi khối lượng vật A bằng mấy lần khối lượng vật B? 7.Một khung nhôm hình lập phương rỗng có bề dày 10cm và cạnh 1m.Tính khối lượng của khung nhôm biết rằng khối lượng riêng của nhôm là 2700kg/m3 8.Một chiếc xe tảI dùng để chuyển gỗ trong rừng có khối lượng là 15 tấn.Xe chở 4 khúc gỗ hình trụ đều,mỗi khúc dài 10m,đường kính 0,8m.Tính khối lượng của xe khi chở gỗ.Biết rằng khối lượng riêng của gỗ bằng 700kg/m3 9.Biết 10lít cát có khối lượng 15kg.Tính a.Thể tích của 1tấn cát b.Trọng lượng của một đống cát 3m3 10.Có một can 5lit chứa đầy rượu.Tính khối lượng rượu có trong can biết khối lượng riêng của rượu là 790kg/m3. 11Một khối nhôm hình lập phương có chiều dài các cạnh là 1dm.Hãy tính khối lượng của khối nhôm,biết khối lượng riêng của nhôm là 2700kg/m3. 12.Cho 2 khối kim loại chì và sắt.Sắt có khối lượng gấp đôi chì.Hỏi tỉ lệ thể tích giữa sắt và chì là bao nhiêu,biết khối lượng riêng của sắt và chì lần lượt là 7800kg/m3 và 11300kg/m3 13.Một thùng có thể tích là 10lít,trong thùng chứa đầy vừa dầu ăn vứa nước.Biết thể tích nước chiếm 1/3 thể tích dầu.Hãy tính khối lượng tổng cộng của nước và dầu có trong thùng,biết khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3 và của dầu là 800kg/m3 14.Mỗi hòn gạch 2 lỗ có khối lượng 1,6kg Hòn gạch có thể tích 1200cm3,mỗi lỗ có thể tích 192cm3 tính khối lượng riêng và trọng lượng riêng của gạch. II.Bài tập cơ bản về máy cơ đơn giản (đòn bẩy) 1.Một người ghánh một vật nặng 10kg ở phía sau lưng.Biết rằng đòn ghánh dài 1,2m.để tay của người này chỉ phảI dùng một lực 50N để giưc cho đòn ghánh thăng bằng thì vật nặng phải được đặt cách vai một khoảng bao nhiêu? 2.Một thanh chắn đường dài 8m,có khối lượng 150kg có trọng tâm ở cách đầu bên phải 2m,thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang ở cách đầu bên phải 3m.Hỏi phải tác dụng vào đầu bên trái một lực bằng bao nhiêu để giữ cho thanh nằm ngang? 3.Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một vật nặng 100kg.Điểm treo cỗ máy cách vai người thứ nhất 60cm và cách người thứ hai 40cm.Bỏ qua trọng lượng của cây gậy hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu? 4.Một người gánh một thùng gạo nặng 200N và một thùng mỳ nặng 400N.Đòn gánh dài 1,2m.Hỏi người đó phải đặt tại điểm nào,chịu một lực bằng bao nhiêu?Bỏ qua khối lượng của đòn gánh.