Title HSGVL10.CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC.pdf ✅

BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC File word: [email protected] -- 1 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM...................................................................................................... 2 CHỦ ĐỀ 1. CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON.............................................................................................................. 2 CHỦ ĐỀ 2. CÁC LỰC CƠ HỌC.............................................................................................................................15 CHỦ ĐỀ 3. ỨNG DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN VÀ CÁC LỰC CƠ HỌC ............................................31 CHỦ ĐỀ 4. CHUYỂN ĐỘNG TRONG HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH .........................................127 BÀI TẬP LUYỆN TẬP TỔNG HỢP ......................................................................................................................143
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC File word: [email protected] -- 2 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC CHỦ ĐỀ 1. CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON A. TÓM TẮT KIẾN THỨC I. Các khái niệm 1.1. Lực + Định nghĩa  Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật bị biến dạng.  Lực là đại lượng vectơ. Đơn vị của lực trong hệ SI là Niu-tơn (N). Để đo lực, người ta dùng lực kế. + Sự cân bằng lực  Khi một vật chịu tác dụng của nhiều lực nhưng vẫn đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều ta nói vật chịu tác dụng của các lực cân bằng.  Các lực cân bằng là các lực cùng tác dụng vào vật và có hợp lực bằng 0. 1 2 ... 0 F F F hl     (6.1)  Trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động thẳng đều gọi chung là trạng thái cân bằng. + Tổng hợp lực  Tổng hợp lực là thay thế hai hay nhiều lực cùng tác dụng vào vật bằng một lực duy nhất có tác dụng giống như tất cả các lực ấy. Lực thay thế gọi là hợp lực.  Hợp lực của nhiều lực được xác định theo quy tắc hình bình hành. + Phân tích lực  Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực cùng tác dụng vào vật có tác dụng giống như lực ấy. Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.  Phép phân tích lực cũng tuân theo quy tắc hình bình hành. Việc xác định phương của các lực thành phần trong phép phân tích lực dựa vào các biểu hiện cụ thể của lực tác dụng. 1.2. Khối lƣợng  Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính (tình ì, tính bảo toàn vận tốc) của vật.  Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, không đổi đối với mỗi vật và có tính cộng được. Đơn vị của khối lượng trong hệ SI là kilogam (kg). Để đo khối lượng người ta thường dùng cân. II. Các định luật Newton (Niu-tơn) 2.1 Định luật I: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực cân bằng thì nó sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên nếu đang đứng yên hoặc tiếp tục chuyển động thẳng đều.
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC File word: [email protected] -- 3 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 2.2. Định luật II: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, có độ lớn tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. F a m  (6.2)  Chú ý: Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì: 1 2 F F F   ... 2.3. Định luật III: Lực tương tác giữa hai vật luôn là hai lực trực đối: cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. F F 21 12   (6.3) Với F m a 21 1 1  là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1; F m a 12 2 2  là lực do vật 1 tác dụng lên vật 2. Chú ý: Một trong hai lực tương tác gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực và phản lực có đặc điểm: + cùng xuất hiện và cùng mất đi đồng thời. + cùng bản chất. + tác dụng lên hai vật khác nhau. III. Hệ quy chiếu quán tính - Hệ quy chiếu trong đó định luật I Niu-tơn được nghiệm đúng gọi là hệ quy chiếu quán tính (hay hệ quy chiếu Ga-li-lê). - Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy, những hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt đất có thể coi là những hệ quy chiếu quán tính. B. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG - Cần phần biệt cặp lực cân bằng (đặt vào một vật, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn) và cặp lực trực đối (đặt vào hai vật khác nhau, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn) khi biểu diễn lực và giải thích các hiện tượng liên quan đến tương tác giữa các vật. - Tác dụng giữa hai vật bao giờ cũng có tính tương tác (qua lại): A tác dụng lên B một lực thì B cũng tác dụng lại A một lực, hai lực này là hai lực trực đối trong định luật III Niu-tơn. - Có thể biểu diễn ngắn gọn nội dung các định luật Niu-tơn như sau: + Định luật I: F a    0 0 : vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. + Định luật II:  F a m : a cùng hướng với F và  F a m . + Định luật III: F F 21 12   : lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối. - Phép tổng hợp lực và phân tích lực đều tuân theo quy tắc hình bình hành: + 1 2 F F F   ... + Nếu xét trong hệ Oxy thì hệ thức trên tương đương với: 1 2 ... F F F x x x    1 2 ... F F F y y y   
BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 10 CHUYÊN ĐỀ II. ĐỘNG LỰC HỌC File word: [email protected] -- 4 -- Phone, Zalo: 0946 513 000 Và 2 2 F F F   x y -Cần phối hợp với các công thức ở phần Động học chất điểm khi giải bài tập. VỀ PHƢƠNG PHÁP GIẢI 1.Với dạng bài tập về tổng hợp và phân tích lực: Phương pháp giải là: - Tổng hợp lực: + Sử dụng quy tắc hình bình hành: F F F 1 2   ( F1 , F2 là các lực thành phần; F là hợp lực). + Chú ý các trường hợp đặc biệt của hai lực thành phần: cùng chiều, ngược chiều, vuông góc, bằng nhau và ta luôn có: F F F F F 1 2 1 2     . - Phân tích lực: + Xác định hai phương có biểu hiện của lực và phân tích lực thành hai lực thành phần theo hai phương đó. + Sử dụng quy tắc hình bình hành: F F F  1 2 ( F1 , F2 là các lực thành phần; F là hợp lực). 2. Với dạng bài tập về khảo sát chuyển động của vật khi biết lực tác dụng. Phương pháp giải là: - Chọn hệ quy chiếu thích hợp. - Xác định các lực tác dụng lên vật (hình vẽ). - Sử dụng định luật II Niu-tơn: 1 2  ...   Fhl F F a m m .. - Chiếu hệ thức vectơ lên chiều (+) đã chọn, xác định được a. - Kết hợp với các điều kiện ban đầu để xác định các đại lượng động học của chuyển động. 3. Với dạng bài tập về xác định lực tác dụng khi biết các đại lượng động học. Phương pháp giải là: - Chọn hệ quy chiếu thích hợp. - Xác định gia tốc của vật. - Xác định các lực tác dụng lên vật (vẽ hình). - Sử dụng định luật II Niu-tơn: F ma F ma hl hl    . - Kết hợp với các điều kiện ban đầu để xác định các lực tác dụng vào vật. 4. Với dạng bài tập về tương tác giữa các vật. Phương pháp giải là: - Chọn hệ quy chiếu thích hợp. - Sử dụng định luật III Niu-tơn: F F m a m a 21 12 1 1 2 2      1 1 1 2 2 2                    m v v m v v - Chiếu hệ thức vectơ trên lên chiều (+) đã chọn, xác định được các đại lượng cần tìm.