Bài giảng vật lý lớp 10 (Cơ bản)

Vật lí 10 – Cơ bản
PHẦN I: CƠ HỌC
 Cơ học nguyên cứu những quy luật chi phối sự chuyển động và đứng yên của vật.
 Cơ học cho ta biết vị trí của vật ở bất kì thời điểm nào, biết trước được đường đi (quỹ đạo) và
vận tốc của vật
CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
Động học chất điểm nghiên cứu nghiên cứu cách xác định vị trí, vận tốc của vật chuyển động
trong không gian, biểu diễn sự chuyển động của vật bằng các phương trình toán học mà chưa quan
tâm đến nguyên nhân gây ra sự chuyển động.
BÀI 1. CHUYỂN ĐỘNG CƠ
I - Chuyển động cơ. Chất điểm.
1. Chuyển động cơ.
Chuyển động cơ của một vật (gọi tắt là chuyển động) là sự thay đổi vị trí của vật đó so với
các vật khác theo thời gian.
2. Chất điểm.
Nếu kích thước của vật rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc so với những khoảng cách mà ta
đề cập đến) thì vật đó được coi là một chất điểm.
3. Quỹ đạo
Quỹ đạo của chuyển động là đường mà chất điểm vạch ra khi chuyển động (là tập hợp tất cả
các vị trí mà chất điểm đi qua).
II - Cách xác định vị trí của vật. Vật mốc. Hệ tọa độ
1. Xác định vị trí của vật chuyển động thẳng
Để đơn giản ta xem như chuyển động của vật là đường thẳng (nghĩa là đã biết trước quỹ đạo).
Để xác định vị trí của vật tại điểm M ta cần chọn một điểm O làm mốc, gắn vào đó một trục
tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo với chiều dương đã chọn trước. Vị trí của vật tại điểm M
được xác định bởi tọa độ x  OM .
VD: Người đi ôtô thấy cột kilômét ghi “TpHCM – 50km” nghĩa là người ấy đã chọn Tp HCM
làm mốc, khoảng cách từ vị trí của người đó đến Tp HCM đã được đo sẵn là 50km.
2. Xác định vị trí của vật trong mặt phẳng
Để xác định tọa độ của vật trong không gian ta dùng một hệ trục tọa độ Oxy gồm hai trục Ox
và Oy vuông góc nhau tại O. O là gốc tọa độ gắn với vật làm mốc.

VD: Muốn xác định điểm M ta làm như sau:
- Chọn chiều dương của trục Ox và Oy.
- Chiếu vuông góc điểm M xuống Ox và Oy ta được hai điểm I và H.
- Dùng thước đo đo chiều dài MI và MH.
- Tọa độ x  MH và y  MI
Tóm lại: Để xác định vị trí của vật ta cần một vật làm mốc, một hệ trục tọa độ gắn với vật
làm mốc.
III - Cách xác định thời gian trong chuyển động.
1. Mốc thời gian và đồng hồ
Để mô tả chuyển động của vật ta cần biết chính xác vị trí của vật ở những thời điểm khác
nhau. Vì vậy ta cần có mốc thời gian và đồng hồ để đếm thời gian.
2. Thời điểm và thời gian
VD: Bảng giờ tàu chạy.
- Giờ tàu chạy cho ta biết thời điểm tàu có mặt ở các ga.
- Nếu bỏ qua thời gian tàu đỗ thì ta có thể tính được thời gian tàu chạy từ ga này đến ga kia.
- Nếu chọn mốc thời gian t = 0 lúc tàu bát đầu xuất phát thì thời điểm trùng với số đo thời
gian.
VD: Một người chạy thi cự li ngắn. Người ấy mất thời gian 12 giây để thực hiện hét cự li
chạy. Chọn t = 0 là lúc xuất phát thì:
- t = 12 s là thời điểm người ấy đến đích.
- 12 s cũng chính là thời gian chạy của người ấy.
Tóm lại: Để xác định thời gian trong chuyển động ta cần một mốc thời gian và một đồng hồ.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

1


Vật lí 10 – Cơ bản

IV- Hệ quy chiếu.
Một hệ quy chiếu bao gồm:
 Một vật làm mốc, một hệ trục tọa độ gắn với vật làm mốc.
 Một mốc thời gian và một đồng hồ.
.......................................................................................................
BÀI 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
I – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
1. Độ dời và quãng đường đi được
a. Véctơ độ dời
Xét một chết điểm chuyển động theo quỹ đạo bất kỳ. Trong khoảng thời gian t vật đi từ vị
trí M1 đến M2. Véctơ M1M 2 gọi là véctơ độ dời của chuyển động.
b. Quãng đường đi được
Quãng đường đi được thường không bằng độ dời. Chỉ bằng trong trường hợp sau:
- Vật chuyển động cong trên một đoạn đường rất ngắn.
- Vật chuyển động thẳng theo một chiều nhất định.
2. Vận tốc trung bình (Véctơ vận tốc trung bình)
Véctơ vận tốc trung bình vtb trong khoảng thời gian t được xác định bằng thương số của
véctơ độ dời M1M 2 và khoảng thời gian t đó.

vtb 

M 1M 2
t

Véctơ vận tốc trung bình cùng phương cùng chiều với véctơ độ dời M1M 2 . Trong trường hợp
độ dời không bằng quãng đường thì véctơ vận tốc trung bình ít có ý nghĩa trong khảo sát.
3. Tốc độ trung bình
Tốc độ trung bình được xác định bằng thương số giữa quãng đường đi được với khoảng thời
gian đi hết quãng đường đó.
s

vtb 
t
Tốc độ trung bình đặc trưng cho sự chuyển động nhanh hay chậm của vật trên quãng đường
S.
Chú ý: Nếu không quan tâm đến phương và chiều thì có thể gọi Tốc độ là Vận tốc.
VD 1: Một vật chuyển động trên quãng đường S. Trong nửa quãng đường đầu vật chuyển
động với tốc độ trung bình là v1 = 36 km/h, nửa quãng đường cuối vật chuyển động với tốc độ trung
bình là v2 = 18 km/h. Hãy tính tốc độ trung bình trên cả quãng đường S.
4. Chuyển động thẳng đều
Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình
như nhau trên mọi quãng đường.
5. Quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều
s
Từ công thức vtb  ta suy ra s  vtbt  vt
t
Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được tỉ lệ thuận với thời gian t.
VD 2: Hãy tính quãng đường S trong VD1, cho biết thời gian đi hết quãng đường là 2 phút.
II – Phương trình chuyển động (phương trình tọa độ - thời gian) của chuyển động thẳng đều
1. Phương trình chuyển động thẳng đều (phương trình tọa độ - thời gian)
Xét một vật chuyển động thẳng đều dọc theo trục Ox.
Chọn hệ quy chiếu:
- Chọn gốc tọa độ O sao cho vật có tọa độ ban đầu x0, chiều dương của trục tọa độ trùng
với chiều chuyển động.
- Chọn mốc thời gian t = 0 là lúc vật bắt đầu chuyển động.
Ta có:
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

2

Vật lí 10 – Cơ bản
-

Ở thời điểm ban đầu t = 0 thì vật có tọa độ x = x0
Ở thời điểm bất kì t nào đó vật có tọa độ x = x0 + s = x0 + vt
x  x0  vt gọi là phương trình chuyển động của vật.

VD3: Một ôtô sau khi xuất bến được 50m, đến vị trí trước cửa nhà số 5B thì bắt đầu chuyển
động thẳng đều với tốc độ là 10m/s. Hãy viết phương trình chuyển động của ôtô.
2. Đồ thị tọa độ - thời gian
Để dễ hiểu ta vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của phương trình x = 1 + 2t.
Nhận xét: Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều là đường thẳng đi qua điểm
có tọa độ (0 ; x0).
.......................................................................................................
BÀI 3: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
I – Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều
1. Vận tốc tức thời (Véctơ vận tốc tức thời)
Xét một vật chuyển động không đều, lấy chiều đang chuyển động làm chiều dương. Nếu xét
trong khoảng thời gian t rất nhỏ thì vật có độ dời s cũng rất nhỏ.
Véctơ vận tốc tức thời của chuyển động được xác định bằng thương số giữa véctơ độ dời s
và khoảng thời gian t thực hiện độ dời đó.

vtt 

s
t

Véctơ vận tốc tức thời vtt cùng phương, cùng chiều với véctơ độ dời s .

2. Tốc độ tức thời
Tốc độ tức thời là độ lớn của vận tốc tức thời.
s
vtt 
t
Tốc độ tức thời đặc trưng cho sự nhanh hay chậm củạ vật tại thời điểm đang xét.
3. Chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là thường thẳng có tốc độ tức
thời luôn biến đổi. Có hai dạng biến đổi:
- Tốc độ tức thời tăng đều theo thời gian ta có chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Tốc độ tức thời giảm đều theo thời gian ta có chuyển động thẳng chậm dần đều.
Chú ý: Nếu không quan tâm đến phương và chiều thì có thể gọi Tốc độ tức thời là Vận tốc.
II – Chuyển động thẳng nhanh dần đều
1. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
a. Độ lớn của gia tốc
Gọi v0 là vận tốc của vật tại thời điểm t0, v là vận tốc của vật tại thời điểm t.
Gia tốc đặc trưng cho tốc độ biến đổi vận tốc của vật. Gia tốc được xác định bằng thương số
giữa độ biến thiên vận tốc v và độ biến thiên thời gian t .
v v  v0
a

t t  t0
Đơn vị của gia tốc là m/s2.
Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều gia tốc không đổi.
VD1: Một ôtô đang chạy với vận tốc 5m/s thì tăng tốc và ch/đ thẳng nhanh dần đều. Sau 5
giây tăng tốc, ôtô đạt vật tốc 10m/s. Tính gia tốc của ôtô.
b. Véctơ gia tốc
Do vận tốc là đại lượng véctơ nên gia tốc cũng là đại lượng véctơ.

a

v v  v0

t t  t0

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

3


Vật lí 10 – Cơ bản
Do v > v0 nên v cùng phương, cùng chiều với v và v0 . a cùng chiều với v nên cũng cùng
chiều với v và v0 .
Suy ra: Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều a luôn cùng dấu với ,v và v0.
2. Vận tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
a. Công thức tính vận tốc
Vận tốc tức thời của vật tại thời điểm t được xác định:
v  v0  at (tự chứng minh)
Vận tốc trong ch/đ thẳng nhanh dần đều là một hàm bật nhất theo thời gian.
VD2: Tính vận tốc của ôtô trong VD1 sau 15 giây kể từ lúc bắt đầu tăng tốc.
b. Đồ thị vận tốc – thời gian
VD3: Vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động trong VD1: v = 5 + t (m/s)
Nhận xét: Đồ thị vận tốc – thời gian có dạng một đường thẳng đi qua điểm (0 ; v0).
3. Công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
Công thức tính quãng đường đi được:
1
s  v0t  at 2 (tự chứng minh)
2

Vận tốc trong ch/đ thẳng nhanh dần đều là một hàm bật hai theo thời gian.
VD4: Tính quãng đường mà ôtô đi được trong 15 giây đầu tiên kể từ lúc tăng tốc trong VD1.
4. Công thức liên hệ giữa v, v0, a và s
Ta dễ dảng thiết lập được công thức liên hệ giữa v, v0, a và s là:

v 2  v02  2as (tự chứng minh)
VD5: Trong VD1, để tăng tốc từ 10m/s lên đến 15m/s, ôtô đã đi được quãng đường bao xa ?
5. Phương trình chuyển động nhanh dần đều
Xét một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều dọc theo trục Ox.
Chọn hệ quy chiếu:
- Chọn gốc tọa độ O sao cho vật có tọa độ ban đầu x0, chiều dương của trục tọa độ trùng
với chiều chuyển động.
- Chọn mốc thời gian t = 0 là lúc vật bắt đầu chuyển động nhanh dần đều.
Ta có:
- Ở thời điểm ban đầu t = 0 thì vật có tọa độ x = x0
1
- Ở thời điểm bất kì t nào đó vật có tọa độ x  x0  s  x0  v0t  at 2
2
1
x  x0  v0t  at 2 gọi là phương trình chuyển động của vật.
2
VD6: Hãy viết phương trình chuyển động của ôtô trong VD1.
III – Chuyển động thẳng chậm dần đều
Tất cả các công thức của chuyển động thẳng nhanh dần đều đều áp dụng được cho chuyển
động thẳng chậm dần đều. (HS tự thống kê)
Chú ý: Trong chuyển động thẳng chậm dần đều a luôn cùng dấu với v nhưng ngược dấu
với v và v0.
VD7: Một tàu hỏa đang chạy với vận tốc là 54km/h thì vào ga và nên hãm phanh và chuyển
động chậm dần đều. Sau 2 phút thì tàu dừng hẳn.
a. Tính gia tốc của tàu khi vào ga.

b. Tính quãng đường tàu đi được trong lúc hãm phanh.
.......................................................................................................
BÀI 4: SỰ RƠI TỰ DO
I – Sự rơi trong không khí và trong chân không
1. Sự rơi của các vật trong không khí
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

4


Vật lí 10 – Cơ bản
(trình bày thí nghiệm Galilê và tự làm thí nghiệm với hai tờ giấy)
Trong không khí các vật rơi nhanh hay chậm phụ thuộc vào lực cản của không khí tác dụng
lên vật.
2. Sự rơi của các vật trong chân không
(Trình bày thí nghiệm của Niutơn và giải thích)
Trong chân không các vật đều rơi nhanh như nhau. Sự rơi như vậy gọi là sự rơi tự do.
Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ dưới tác dụng của trọng lực.
Chú ý: Đối với các vật rơi trong không khí, nếu lực cản của không khí nhỏ hơn rất nhiều lần
so với trọng lực thì cũng có thể xem đó là rơi tự do. VD: hòn đá, trái táo, viên phấn rơi.
II – Nghiên cứu sự rơi tự do
1. Đặc điểm của sự rơi tự do
a. Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng (còn gọi phương của dây dọi).
b. Chiều rơi tự do là chiều từ trên xuống (còn gọi là chiều hướng vào tâm Trái Đất).
c. Công thức tính vận tốc
Nếu thả cho vật rơi tự do (rơi không vận tốc đầu) thì công thức tính vận tốc là:
v  gt với g là gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường)
d. Công thức tính quãng đường đi được của vật rơi tự do là:

1
s  gt 2
2
e. Công thức liên hệ giữa vận tốc chạm đất, gia tốc và độ cao rơi của vật là:

v  2 gh
2. Gia tốc rơi tự do
Thực nghiệm chứng tỏ rằng tại cùng một nơi trên Trái Đất và ở gần mặt đất tất cả các vật đều
rơi với cùng một gia tốc g.
Thường lấy g = 9,8 m/s2 hoặc g = 10 m/s2.
VD1: Thả rơi vật từ độ cao h=50m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy
g=10m/s2.
a. Tính thời gian rơi.
b. Tính vận tốc chạm đất.
VD2: Một vật rơi tự do từ độ cao h so với mặt đất. Trong giây cuối cùng vật đi được đoạn
đường bằng 3/4 độ cao h. Lấy g=10m/s2.
a. Tính thời gian rơi.
b. Tính độ cao h.
c. Tính vận tốc chạm đất.
.......................................................................................................
BÀI 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU
Dụng cụ cần mượn:
- Thức đo góc
- Compa
I – Định nghĩa
1. Chuyển động tròn
Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là đường tròn.
VD1: Chuyển động của đầu kim đồng hồ, đầu cánh quạt, chiếc đu quay trong công viên.
2. Tốc độ trung bình
Tốc độ trung bình được xác định bằng thương số giữa độ dài cung mà vật đi được với thời

gian đi hết cung đó.
vtb 

MM 
t

3. Chuyển động tròn đều
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

5


Vật lí 10 – Cơ bản
Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo là đường tròn và có tốc độ trung bình như
nhau trên mọi cung tròn.
VD: Đầu cánh quạt khi đã quay ổn định, đầu kim đồng hồ quay…
II – Tốc độ dài, tốc độ góc
1. Tốc độ góc
a. Tốc độ góc
Chọn chiều dương là chiều chuyển động trên đường tròn quỹ đạo. Khi vật đi được một cung
s rất nhỏ trong khoảng thời gian t rất ngắn thì bán kính OM quay được một góc  (như hình).

Thương số  
gọi là tốc độ góc của chuyển động tròn đều.
t
Tốc độ góc cho ta biết sự quay nhanh hay chậm của bán kính OM.
b. Đơn vị tốc độ góc
Đơn vị của tốc độ góc là rad/s.

Chú ý: 1rad 



độ.
180
2. Vận tốc dài, tốc độ dài
a. Vận tốc dài (Véctơ vận tốc dài)
Véctơ vận tốc dài được xác định bằng thương số giữa vectơ độ dời s và thời gian t thực
hiện độ dời đó.

v

s
t

Véctơ vận tốc v dài cùng chiều với s có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo nên được
gọi là vận tốc tiếp tuyến.
b. Tốc độ dài
Tốc độ dài là độ lớn của vận tốc dài. Được xác định bằng thương số giữa quãng đường s và
khoảng thời gian t đi được quãng đường đó.
s
v
t
Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài có giá trị không đổi.
VD2: Một vật chuyển động tròn đều trên quỹ đạo có bán kính r=1m. Trong 5s vật đi được
một cung dài 0,5m. Tính tốc độ dài và tốc độ dài của vật.
3. Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc
Ta đã biết trong đường tròn, độ dài cung bằng bán kính nhân với gốc ở tâm chắn cung
s  r . Ta dễ dàng chứng minh được v  r .

VD3: Tính tốc độ góc của vật trong VD1.
4. Chu kỳ, tần số
a. Chu kỳ
Là thời gian để vật chuyển động đi hết một vòng.
2
(s) (Tự chứng minh)
T

b. Tần số
Là số vòng mà vật đi được trong một đơn một giây.
1
f 
T


n2
và f 
với n là số vòng quay và t là thời gian quay.
2
t
Đơn vị của tần số là Héc (Hz)
Suy ra f 

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

6

Vật lí 10 – Cơ bản

VD4: Tính chu kỳ và tần số của vật trong VD1.
III – Gia tốc hướng tâm
1. Gia tốc hướng tâm
Xét vật chuyển động tròn đều, trong khoảng thời gian t vật đi được cung M1M 2 (như hình).
Ta có v  v2  v1  v2  v1  v . Theo đó véctơ v luôn hướng vào tâm của quỹ đạo. Mà a
cùng chiều với v nên a cũng hướng vào tâm của quỹ đạo. Ta gọi là gia tốc hướng tâm.
Gia tốc hướng tâm được xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc dài v và độ biến
thiên thời gian t .

aht 

v
t

2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm

aht 

v v 2

với r là bán kính quỹ đạo. (tự chứng minh)
t r

Từ công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc ta cũng CM được: aht  r 2
VD5: Tính gia tốc hướng tâm của vật trong VD1.
.......................................................................................................
BÀI 6: TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
I – Tính tương đối của chuyển động

1. Tính tương đối của quỹ đạo
VD1: Một người đứng bên đường và một người ngồi trong ôtô đang chạy nhìn những giọt
mưa rơi nhưng mỗi người lại thấy quỹ đạo chuyển động của giọt nước mưa theo dạng khác nhau.
Giải thích:
- Người đứng bên đường thấy giọt nước mưa chuyển động trong hệ quy chiếu gắn với vật
mốc là mặt đường.
- Người lái ôtô thấy giọt nước mưa chuyển động trong hệ quy chiếu gắn với vật mốc là ôtô.
Nhận xét: Quỹ đạo chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo
có tính tương đối.
2. Tính tương đối của vận tốc
VD2: Đối với cái cây bên đường thì một hành khách đang chuyển động với vận tốc 40km/h
nhưng đối với hành khách ngồi kế bên thì người ấy đứng yên.
Nhận xét: Vận tốc chuyển động đối với những hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Vận
tốc có tính tương đối.
II – Công thức cộng vận tốc
1. Hệ quy chiếu chuyển động và hệ quy chiếu đứng yên
Xét bài toán về chiếc thuyền chạy dọc theo dòng sông. Ta sẽ xét sự chuyển động của thuyền
trong hai hệ quy chiếu:
- Hệ quy chiếu gắn với bờ sông gọi là hệ quy chiếu đứng yên.
- Hệ quy chiếu gắn với một vật trôi theo dòng nước gọi là hệ quy chiếu chuyển động.
2. Công thức cộng vận tốc
a. Xét trường hợp thuyền chạy xuôi dòng
- Gọi vtb là vận tốc của thuyền đối với bờ. Gọi là vận.
- Gọi vtn là vận tốc của thuyền đối nước. Gọi là vận tốc tương đối.
- Gọi vnb là vận tốc của nước đối với bờ. Gọi là vận tốc kéo theo.
Dễ dàng thấy: vtb  vtn  vnb
Chọn chiều dương là chiều chuyển động thì: vtb  vtn  vnb
b. Xét trường hợp thuyền chạy ngược dòng
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

7


Vật lí 10 – Cơ bản
Ta cũng có: vtb  vtn  vnb
Chọn chiều dương là chiều chuyển động thì: vtb  vtn  vnb
Kết luận: Véctơ vận tốc tuyệt đối bằng véctơ vận tốc tương đối cộng véctơ vận tốc kéo theo.
VD3: Một canô chạy xuôi dòng từ bến sông A đến bến sông B cách nhau 72km mất thời gian
2 giờ. Cho biết vận tốc của canô đối với nước là không đổi và bằng 33km/h.
a. Tính vận tốc của dòng nước đối với bờ.
b. Tính thời gian canô đi ngược dòng từ B về A.
VD4: Một người đi thang cuốn ở siêu thị từ tầng trệt lên tầng lầu. Nếu thang hoạt động, người
ấy đi bộ trên thang thì mất 20 giây. Nếu thang ngừng hoạt động, người ấy đi bộ trên thang thì phải
mất 30 giây. Hỏi nếu thang hoạt động, người ấy đứng yên trên thang thì phải mất bao lâu ?
.......................................................................................................

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

8


Vật lí 10 – Cơ bản
CHƯƠNG 2: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
Động lực học nghiên cứu về các quy luật của sự chuyển động, trong đó xó xét đến vai trò của
lực.
BÀI 9: TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM
Dụng cụ cần mượn:
- Lực kế
- Nam châm gắn lực kế
I – Lực. Cân bằng lực
1. Lực
Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc
cho vật hoặc làm cho vật bị biến dạng. C1
2. Cân bằng lực
Các lực cân bằng là các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật mà không gây ra gia tốc cho
vật.
VD1: Quyển sách đang để trên bàn, chiếc quạt treo trên trần nhà…
3. Lực là đại lượng Vectơ
Lực là đại lượng Vectơ vì lực có điểm đặt, phương, chiều và cường độ (độ lớn) xác định.
Đường thẳng chức Vectơ lực gọi là giá của lực.
4. Hai lực cân bằng
Là hai lực có cùng điểm đặc, cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. C2
5. Đơn vị của lực là Niutơn (N).
II – Tổng hợp lực
1. Định nghĩa
Tổng hợp lực là phép 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 đó gọi là hợp lực.
2. 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.
- Về mặt toán học: F  F1  F2
-

Độ lớn của hợp lực được xác định bởi công thức: F 2  F12  F22  2F1F2 cos 

Với   ( F1; F )

C4
III – Điều kiện cân bằng của chất điểm
Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực tác dụng lên chất điểm phải bằng 0.

F  F1  F2  ...  0
IV – Phân tích lực
1. Định nghĩa
Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.
- Lực thay thế gọi là lực thành phần.
2. Cách phân tích lực
VD2: Phân tích lực F thành hai lực thành phần F1 và F2 theo hai
phương cho trước là On và Om.
Chú ý: Ta chỉ phân tích được lực khi đã biết rõ phương của hai lực
thành phần.
VD3: Cho hai lực đồng quy có giá hợp với nhau một góc 300 và có
độ lớn lần lượt là F1=F2=20N. Hãy xác định véctơ hợp lực của hai lực trên.
VD4: Cho một lực có độ lớn F=50N và có phương, chiều như hình
vẽ.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

9


Vật lí 10 – Cơ bản
a. Hãy phân tích lực đó thành hai lực thành phần theo phương ngang
và phương thẳng đứng.

b. Tính độ lớn F1 và F2.
VD5: Một vật được treo vào góc tường bởi hai đoạn dây OA và OB như
hình vẽ. Cho biết vật có trọng lượng P=20N, dây OA và OB làm với nhau một
góc 1200. Tính lực căng tác dụng vào dây OA và OB.
.......................................................................................................
BÀI 10: BA ĐỊNH LUẬT NIUTƠN
I – Định luật i niutơn
1. Định luật I Niutơn
Một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc các lực tác dụng lên vật bằng không, thì vật
đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
2. Quán tính
Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
VD1: Khi xe đột ngột dừng lại, người ngồi trong xe bị ngã về phía trước vì người có xu hướng
giữ nguyên vận tốc cả về hướng và độ lớn.
Định luật I Niutơn còn gọi là định luật quán tính.
II – Định luật II Niutơn
1. Định luật II Niutơn
Từ những quan sát, thí nghiệm của mình, Niutơn đã rút ra được mối quan hệ định lượng giữa
lực tác dụn, gia tốc và khối lượng của vật như sau:
Nội dụng: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ
với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

F
F
hay a 
m
m
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì F chính là hợp lực của các lực đó.
a

F  F1  F2  ...  Fn  ma
2. Khối lượng và mức quán tính
a. Khối lượng: Đặc trưng cho mức quán tính của vật.
b. Tính chất của khối lượng
- Khối lượng là đại lượng vô hướng, có giá trị dương và không đổi với mọi vật.
- Khối lượng có tính chất cộng.
3. Trọng lực. Trọng lượng
a. Trọng lực: Là lực hút của Trái Đất tác dụng lên mọi vật và gây ra gia tốc g cho vật. Trọng
lực có ký hiệu là P .
b. Trọng lượng: Là độ lớn của vectơ trọng lực. Ký hiệu là P.
c. Công thức tính trọng lực là: P  mg
VD2: Một ôtô có khối lượng 1500kg đang nằm yên thì bắt đầu chuyển động nhanh dần đều.
Sau 5 giây ôtô đi được 20m. Bỏ qua ma sát. Tính lực đẩy của động cơ ôtô. ĐS: 2400N
III – Định luật III Niutơn
1. Định luật III Niutơn
Từ những nghiên cứu của mình, Niutơn cũng rút ra được:
Nội dung: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác
dụng lên vật A một lực. Hai lực này cùng phương (cùng giá), ngược chiều và cùng độ lớn.

FAB   FBA
VD3: Trên sàn trượt Pa-tin, khi người A đẩy người B chạy đi đồng thời người A cũng bị chạy
lùi về phía ngược lại.
VD4: Khi quả bóng đập vào tường, quả bóng bị bật ngược trở lại.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

10

Vật lí 10 – Cơ bản
2. Lực và phản lực
Hai lực như trên, một lực gọi là lực, lực kia gọi là phản lực.
Đặc điểm:
- Lực và phản lực luôn xuất hiện đồng thời.
- Lực và phản lực là hai lực trực đối.
- Lực và phản lực không phải là hai lực cân bằng.
VD5: Quả bóng có khối lượng 600g chuyển động đang bay thì đạp vào bức tường rất nặng.
Sau đó quả bóng nãy ngược trở lại với gia tốc 60m/s2.
a. Tính phản lực của quả bóng tác dụng vào tường và tường tác dụng vào quả bóng.
b. Giải thích vì sao bóng nãy ngược lại mà tường không chuyển động.
(Có hai cách giải thích câu b)
.......................................................................................................
BÀI 11: LỰC HẤP DẪN. ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN
I –Lực hấp dẫn
Từ những kết quả nghiên cứu của mình, Niutơn rút ra rằng: Mọi vật trong vũ trụ đêu hút nhau
với một lực, gọi là lực hấp dẫn.
VD1: Trái Đất xoay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng xoay quanh Trái Đất…
II – Định luật vạn vật hấp dẫn
1. 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.
2. Công thức
mm
Fhd  G 1 2 2
r
Fhd: Lực hấp dẫn (N)
m1, m2: khối lượng của hai vật (kg)
r: khoảng cách giữa hai vật (m)
 Nm2 

G  6, 67.1011  2  là hằng số hấp dẫn.
 kg 
Chú ý:
- Công thức trên chỉ áp dụng được khi r đủ lớn so với kích thước của các chất điểm.
- Các vật xem như đồng chất có dạng hình cầu, r chính là khoảng cách hai tâm của chất
điểm.
- Lực hấp dẫn có giá nằm trên đường nối hai tâm của hai chất điểm.
III – Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn
Mm
(1)
Theo biểu thức của ĐL hấp dẫn thì: P  G
( R  h) 2
Mà P  mg (2)
GM
Kết hợp (1) và (2) ta được: g 
( R  h) 2
GM
h thường rất nhỏ so với R nên ta có thể viết lại là g  2 (m / s 2 )
R
24
VD2: Cho biết khối lượng của Trái Đất là 6.10 kg và khối lượng của Mặt Trăng bằng 2%
khối lượng Trái Đất, khoảng cách trung bình của TĐ và MTrăng là 384403km. Tính lực hấp dẫn giữa
TĐ và Mtrăng. ĐS: 3,25.1020 N
.......................................................................................................

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

11

Vật lí 10 – Cơ bản
BÀI 12: LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO – ĐỊNH LUẬT HOOKE
Dụng cụ cần mượn ở PTN:
- Lò xo xoắn
- Lực kế
- Lò xo lá
- Dây thép
- Nam châm gắn lò xo.
I – Điểm đặt, phương và chiều của lực đàn hồi của lò xo
C1: (Chỉ cần trả lời, không cần ghi)
Kết luận:
- Lực đàn hồi xuất hiện và đặt vào hai đầu lò xo khi nó bị biến dạng.
- Phương dọc theo trục của lò xo.
- Chiều ngược hướng với lực làm lò xo biến dạng.
o Khi lò xo bị dãn, lực đàn hồi hướng vào trong lò xo.
o Khi lò xo bị nén, lực đàn hồi hướng ra ngoài lò xo.
II – Độ lớn của lực đàn hồi của lò xo
1. Định luật Húc (Rô-bớt Húc)
Bằng những nghiên cứu của mình về mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.
Rô-bớt Húc đã rút ra được:
Nội dung: Trong giới hạn đàn hổi, lực đàn hồi tỉ lệ với độ biến dạng của lò xo.

Fdh  k l
k: độ cứng của lò xo (N/m)
l  l  l0 : độ biến dạng của lò xo (m)
Với l0 là chiều dài của lò xo khi ở trạng thái tự do.
2. Giới hạn đàn hồi
Thí nghiệm cho thấy khi lò xo bị biến dạng quá mức giới hạn nào đó thì nó sẽ mất đi tính năng

đàn hồi.
3. Chú ý
Với dây thép, dây cao su…lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi kéo dãn.
Với các mặt tiếp xúc bị biến dạng ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt
tiếp xúc.
VD1: Một lò xo có chiều dài khi không biến dạng là 5cm. Giữ một đầu lò xo cố định, tác dụng
vào lò xo một lực kéo 2N thì chiều dài của lò xo lúc này là 7cm.
a. Lò xo bị nén hay bị dãn ?
b. Tính độ cứng của lò xo.
III – Ghép lò xo
1. Hai lò xo ghép song song
Độ cứng tương đương của hai lò xo ghép song song là:
k  k1  k2
VD2: Hai lò xo có độ cứng lần lượt là k1=100N/m và k2=50N/m, có chiều dài bằng nhau,
được ghép song song với nhau. Một đầu hệ lò xo được giữa cố định, đầu kia treo một vật có khối
lượng 5kg. Tính độ dãn của hệ lò xo.
2. Hai lò xo ghép nối tiếp
Độ cứng tương đương của hai lò xo ghép song song là:
1 1 1
 
k k1 k2
VD3: Một lò xo có độ cứng k, chiều dài l0.
a. Cắt cò xo thành hai phần bằng nhau. Tính độ cứng mỗi đoạn. ĐS: k1=2k
b. Tiếp tục cắt mỗi đoạn trên thành hai phần bằng nhau. Tính độ cứng mỗi đoạn. ĐS: k2=4k
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

12

Vật lí 10 – Cơ bản
Nhận xét: trong trường hợp lò xo bị cắt thành nhiều đoạn, độ cứng lò xo tỉ lệ nghịch với độ
dài của nó.
.......................................................................................................
BÀI 13: LỰC MA SÁT
Dụng cụ cần mượn:
- Khối gỗ
- Lực kế
- Xe con
I – Lực ma sát trượt
1. Khi nào có lực ma sát trượt ?
Lực ma sát trượt xuất hiện khi có vật này trượt trên bề mặt của vật khác để ngăn cản sự trượt
của vật.
2. Đặc điểm của lực ma sát trượt
Thực nghiệm cho thấy độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào:
- Không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc.
- Tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
- Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của mặt tiếp xúc.
3. Công thức tính lực ma sát trượt
Thực nghiệm cho thấy lực ma sát trượt tỉ lệ với áp lực. Xét vật trượt trên bề mặt nằm ngang,
ta có:
Fmst  t N
Với t là hệ số ma sát trượt (không có đơn vị). Hệ số MST phụ thuộc vào vật liệu và tình
trạng của mặt tiếp xúc.
II – Lực ma sát lăn và ma sát nghỉ (đọc thêm)
VD1: Một vật có khối lượng 10kg trượt trên mặt sàn nằm ngang với vận tốc ban đầu là 5m/s
có hệ số ma sát là 0,1. Lấy g=10m/s2.
a. Tính độ lớn của lực ma sát trượt. ĐS: 10N
b. Vật trượt được quãng đường bao nhiêu thì dừng lại ? ĐS: 12,5m

VD2: Kéo đều một vật nặng 50kg trên mặt sàn với một lực kéo có
độ lớn 600N, có phương và chiều như hình. Lấy g=10m/s2.
a. Tính độ lớn của lực ma sát trượt. (Khi chiếu nhớ quan tâm dấu)
b. Tính hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn. ĐS: 1,03
.......................................................................................................
BÀI 14: LỰC HƯỚNG TÂM
Dụng cụ cần mượn:
- Dây có gắn vật nặng.
- Một lò xo dài
- Bàn quay có đặt một số vật nhỏ.
I – Lực hướng tâm
1. Định nghĩa
Lực (hay hợp lực) tác dụng lên vật chuyển động tròn đều gây ra gia tốc hướng tâm cho vật
gọi là lực hướng tâm.
VD3: Lực căng dây, lực đàn…có khi cũng đóng vai tròn lực hướng tâm.
2. Công thức lực hướng tâm
Theo định luật II Niutơn:
Fht  maht  m

v2
 m 2 r
r

3. Ví dụ
VD1: Lực hấp dẫn giữa vệ tinh và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm đã giữ cho vệ tinh
chuyển động tròn đều quanh Trái Đất.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

13


Vật lí 10 – Cơ bản
VD2: Lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm giữ vật quay đều quanh trục của bàn
quay.
VD3: Hợp lực của trọng lực và phản lực đóng vai trò là lực hướng tâm khi tàu hỏa đi ngang
đoạn đường cong.
II – Chuyển động li tâm (đọc thêm)
VD4: Một vật nặng 0,5kg được gắn vào một dây thừng dài 1,5m. Cầm đầu dây và quay tròn
đều vật đó quanh một trục thẳng đứng với tần số 2 vòng/giây.
a. Tính độ lớn của lực căng dây. ĐS: 12 2 N
b. Nếu đột nhiên dây đứt thì vật sẽ chuyển động thế nào ?
ĐS: Sẽ chuyển động ra xa tâm quay theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo cũ.
.................................................................................................................................
BÀI 15: BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG
I – Khảo sát chuyển động ném ngang
Khảo sát một vật bị ném ngang từ điểm O ở độ cao h so với mặt đất với vận tốc ném là v0.
Xem như vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực trong suốt quá trình chuyển động.
1. Chọn hệ tọa độ
Chọn hệ tọa độ Oxy, có gốc O tại vị trí ném, trục Ox hướng theo vectơ v0 , trục Oy hướng
theo trọng lực P .
2. Phân tích chuyển động ném ngang
Theo hình vẽ. Khi M chuyển động thì hình chiếu của M là Mx và My cũng chuyển động theo.
Ta gọi các chuyển động đó là chuyển động thành phần.
3. Xác định các chuyển động thành phần
a. Trên trục Ox
Trên trục Ox, điểm Mx chuyển động thẳng đều (vì không có lực nào tác dụng vào vật). Ta có:
- Gia tốc: ax  0
- Vận tốc: vx  v0

- Tọa độ: x  v0t (1)
b. Trên trục Oy
Trên trục Oy, điểm My chuyển động rơi tự do (vì chỉ
chịu tác dụng của trọng lực). Ta có:
- Gia tốc: ax  g
- Vận tốc: vx  gt
1
- Tọa độ: x  gt 2 (2)
2
II – Xác định chuyển động của vật
1. Phương trình chuyển động
1
Từ (1) và (2) ta dễ dàng suy ra được y  2 x 2 là phương trình chuyển động của vật.
2v0
Nhận xét: Dạng quỹ đạo chuyển động của vật có dạng Parabol.
2. Thời gian chuyển động (thời gian ném)
Thời gian chuyển động chính là thời gian rơi tự do t 

2h
g

Nhận xét: Các vật ném cùng lúc, tại cùng một nơi với các vận tốc ban đầu khác nhau sẽ chạm
đất cùng một lúc.
3. Tầm ném xa
Gọi L là tầm ném xa của vật. Ta có: L  xmax  v0t  v0

2h
g

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

14


Vật lí 10 – Cơ bản
Nhận xét: Trong ném ngang, vật ném càng xa khi vận tốc ném, độ cao ở vị trí ném càng lớn
và gia tốc trọng trường càng nhỏ.
VD1: Một máy bay ném boom đang bay với vận tốc 1800km/h, ở độ cao 5km so với mặt đất.
Lấy g = 10 m/s2. Người phi công muốn thả một quả boom trúng một mục tiêu dưới mặt đất thì phài
ấn nút thả boom cách mục tiêu theo phương ngang một khoảng bao nhiêu ? ĐS: 15811 m
VD2: Biết gia tốc trọng trường ở Mặt Trăng nhỏ hơn 6 lần so với ở Trái Đất. Nếu trong cùng
một điều kiện ném thì tầm xa ném ở MT lớn hay nhỏ hơn TĐ bao nhiêu lần ?
.......................................................................................................

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

15


Vật lí 10 – Cơ bản
CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN
Trong chương này chúng ta sẽ khảo sát về điều kiện cân bằng của vạt rắn, tìm hiểu về vật
chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
BÀI 17: CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC
VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG.
Dụng cụ cần mượn:

- Giấy bìa các tông.
- Dây treo.
- Nam châm để treo.
- 3 lực kế.
- Quả nặng
I – Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực
1. Thí nghiệm (Sgk)
2. Điều kiện cân bằng
Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng (cân bằng đứng yên) thì
hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

F1   F2
Hai lực đó gọi là hai lực cân bằng.
3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng phương pháp thực nghiệm
a. Phương pháp treo
- Trọng tâm luôn nằm trên phương của dây dọi.
- Sau hai lần treo ta xác định được trọng tâm của vật.
b. Trọng tâm của các vật phẳng mỏng có dạng hình học đối xứng
- Vật hình tròn có trọng tâm tại tâm của hình.
- Vật hình tam giác có trọng tâm nằm tại giao điểm của hai đường phân giác.
- Vật hình vuông, hình chữ nhật có trọng tâm nằm tại giao điểm của hai đường chéo.
II – Cân bằng của vật chịu tác dụng của ba lực không song song
1. 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 lực trên giá của chúng
đến điểm đồng quy, rồi dùng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song
Một vật chịu tác chịu tác dụng của ba lực không song ở trạng thái cân bằng khi:
- Ba lực có giá đồng phẳng và đống quy.
- Hợp lực của hai lực bất kỳ phải cân bằng với lực thứ ba.

F1  F2   F3
VD1: Một vật hình cầu nặng 5kg được treo lên tường nhờ một sợi dây. Dây hợp với tường
một góc 300. Tính phản lực của tường và lực căng cảu dây treo.
VD2: Một vật được giữa yên trên một mặt phẳng nghiêng nhờ một sợi dây. Mặt phẳng nghiêng
góc 300 so với phương nằm ngang.
a. Tính phản lực của mặt phẳng và lực căng của dây.
b. Dây đứt, hãy tính gia tốc của vật khi trượt xuống. Cho biết hệ số MS của mặt phẳng là 0,01.
.......................................................................................................
Bài 18: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Dụng cụ cần mượn:
- Dụng cụ thí nghiệm xác định Mômen.
I – Cân bằng của một vật cóc trục quay cố định
1. Thí nghiệm (giáo viên thực hiện)
VD 1: Vật có trục quay cố định như: đu quay trong công viên, bánh xe đạp, cánh cửa, bánh
xe nước mía, vô lăng ôtô, bập bênh…

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

16


Vật lí 10 – Cơ bản
Trong những lần thí nghiệm trên ta có đủ cơ sở để khẳng định Fd là đại lượng đặc trưng cho
tác dụng làm quay của lực F .
Fd gọi là Momen của lực F . Trong đó, d là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực F ,
gọi là cánh tay đòn của lực.
2. Momen lực
Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực. Được xác định bằng tích

của lực với cánh tay đòn của nó.
M  Fd
Đơn vị của Momen lực là N.m.
Chú ý: Lực có giá đi qua trục quay thì không có tác dụng làm quay vật, lúc đó lực có tác dụng
làm gẫy trục quay.
II – Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định
1. Quy tắc Momen
Muốn cho vật rắn 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 momen lực có xu hướng làm vật quay
theo chiều ngược lại.

M

ng

 Mx

2. Trường hợp vật có trục quay tạm thời
Quy tắc Momen còn được áp dụng cho nhữn vật chỉ có trục quay xuất hiện tạm thời.
VD2: Trường hợp vật có trục quay tạm thời như: Nâng tạ một tay, búa nhổ đinh, xe cút kít,
đòn bẩy…
VD3: Một người dùng sức của mình để nâng một đầu của thanh gỗ nặng 100 kg, dài 3m, sao
cho thanh hợp với mặt đất một góc 300. Cho rằng thanh gỗ đồng chất, tiết diện đều. Hãy tính lực nâng
của người trong hai trường hợp:
a. Nâng thẳng đứng.
b. Nâng vuông góc với thanh.
.......................................................................................................
Bài 19: QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU
Dụng cụ cần mượn:
- Thanh ngang để treo vật.

- Lực kế.
- 6 quả nặng đã biết rõ khối lượng.
I – Thí nghiệm (Giáo viên thực hiện)
II – Quy tắc hợp lực song song cùng chiều.
1. Quy tắc
a. Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng
tổng hai lực ấy.
b. Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ
ngịch với độ lớn của hai lực ấy.
F  F1  F2
F1 d1
(chia trong)

F2 d 2

Quy tắc trên vẫn đúng trong trường hợp thanh AB không vuông góc với hai giá của lực F1 và
F2 .

2. Chú ý
a. Trọng tâm của vật.
- Trọng tâm của vật chính là điểm đặt của hợp lực của tất cả các phần trọng lực nhỏ của vật.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

17


Vật lí 10 – Cơ bản
Đối vật đồng chất và có dạng hình học đối xừng thì trọng tâm nằng ở tâm đối xứng của

vật.
b. Phân tích lực thành hai lực song song
- Quy tắc trên cũng cho phép ta phân tích một lực thành hai lực song song cùng chiều.
III – Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của ba lực song song
C4:
Muốn cho vật chịu tác dụng của ba lực song song cân bằng thì:
- Ba lực đó phải đồng phẳng.
- Hợp lực của hai lực ở ngoài phải cân bằng với lực ở trong.
VD2: Một người gánh thùng hàng A nặng 40 kg và
thùng hàng B nặng 60kg. Đòn gánh dài 1 m. Hỏi người ấy phải
đặt vai ở điểm nào của đòn gánh và vai chịu một lực bằng bao
nhiêu ? Bỏ qua khối lượng đòn gánh.
VD3: Một vật có dạng mỏng, phẳng, đồng chất hình chữ
nhật, gắn với một vật cũng phẳng, mỏng, đồng chất hình vuông
như hình vẽ. Xác định trọng tâm của cả vật.
-

................................................................................................................

BÀI 20: CÁC DẠNG CÂN BẰNGC ỦA VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
I - Các dạng cân bằng
1. Cân bằng không bền
Cân bằng không bền là dạng cân bằng mà khi vật lệch khỏi VTCB thì trọng lực gây ra Momen
làm cho vật không thể trở về vị trí đó nữa.
VD1: Chiếc ghế đặt trên sàn, xe dựng bên lề đường… là cân bằng không bền.
2. Cân bằng bền
Cân bằng bền dạng cân bằng mà khi vật lệch khỏi VTCB thì trọng lực gây ra Momen giúp vật
quay về vị trí cũ.
VD2: Chiếc đồng hồ treo trên tường, chiếc quạt treo trên trần nhà, con lật đật…là cân bằng
bền.

3. Cân bằng phiếm định
Cân bằng phiếm định là dạng cân bằng mà trọng lực có điểm đặt tại trục quay. Vật sẽ cân
bằng ở mọi vị trí mới.
VD3: Hòn bị đặt trên mặt bàn nằm ngang, cánh quạt của chiếc quạt trần…có cân bằng phiếm
định.
II – Cân bằng của một vật có mặt chân đế
1. Mặt chân đế là gì ?
Mặt chân đế là đa giác lồi nhỏ nhất bao quanh các điểm tiếp xúc của vật.
2. Điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế
Điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế
(trọng tâm rơi trên mặt chân đế).
3. Mức vững vàng của vật
Muốn tăng mức vững vàng của vật phụ thuộc vào độ cao của trọng tâm và diện tích mặt
chând đế.
Muốn tăng mức vững vàng của vật ta có thể hạ độ cao trọng tâm và tăng diện tích mặt chân
đế.
C2:
Trả lời:
- Ôtô có trọng tâm cao, mức vững vàng thấp.
- Con lật đật có trọng tâm rất thấp, mức vững vàng rất cao.
.......................................................................................................
BÀI 21: CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN
CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH
Dụng cụ cần mượn:
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

18

Vật lí 10 – Cơ bản
I – Chuyển động tịnh tiến của vật rắn
1. Định nghĩa
Chuyển động tịnh tiến của vật rắn là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì
của vật luôn song song với chính nó.
C1:
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
Do tất cả các điểm trên vật chuyển động tịnh tiến đều chuyển động như nhau. Nghĩa là đèu có
cùng gia tốc.
Vì vậy ta có thể coi vật như một chất điểm và áp dụng định luật II Niutơn để tính gia tốc của
vật.
F  ma

Trong đó: F  F1  F2  ...  F3
VD1: Cho hệ vật như hình vẽ. Vật m2 có khối lượng 2kg, vật m1 có khối
lượng 1kg, hệ số ma sát của vật m1 đối với mặt sàn là 0,02. Lấy g=10m/s2. Dây
treo rất mảnh, không dãn, bỏ qua ma sát của ròng rọc.
a. Khi buông tay cho vật m2 rơi. Hãy tính gia tốc của hai vật.
b. Tính lực căng của dây.
c. Tính áp lực tác dụng vào trục của ròng rọc.
***Các bước giải:
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi vật.
- Phân tích các lực tác dụng vào mỗi vật.
- Áp dụng định luật II Niutơn cho mỗi vật riêng lẻ, chiếu lên phương chuyển động.
- Kết hợp dữ kiện khác để tìm đại lượng cần tìm.
VD2: Cho hệ vật như hình vẽ. Cả hai vật có khối lượng bằng
nhau và bằng 2kg, lực kéo F=30N. Bỏ qua ma sát.
a. Hãy tính lực căng dây và gia tốc của mỗi vật.
b. Cho hệ số ma sát của mặt sàn so với vật là 0,01. Hãy tính

lại gia tốc của vật.
II – Chuyển động quay của vật rắn quanh trục quay cố định
1. Đặc điểm của chuyển độbg quay. Tốc độ góc
- Khi vật chuyển động quay quanh trục quay cố định thì mọi điểm trên vật đều quay quanh
trục với cùng tốc độ góc  .
- Vật quay đều thì   const , vật quay biến đổi thì  biến đổi.
VD3: Bánh đà quay, cánh quạt máy quay, bánh xe quay, cánh cửa quay quanh bản lề…
2. Tác dụng của Momen lực đối với vật quay quanh trụcq uay cố định
a. Thí nghiệm (chỉ cần mô tả bằng hình vẽ)
b. Giải thích (SGK)
c. Kết luận
Momen lực tác dụng vào vật quay quanh trục quay cố định có tác dụng làm thay đổi tốc độ
góc của vật.
3. Mức quán tính của vật chuyển động quay
- Vật chuyển động quay có khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn.
- Mức quán tính của vật chuyển động quay còn phụ thuộc vào sự phân bố khối lượng đối
với trục quay.
Suy ra: Vật có khố lượng càng lớn, càng phân bố xa trục quay thì có mức quán tính càng lớn.
.......................................................................................................
BÀI 22: NGẪU LỰC
Dụng cụ cần mượn:
- Cờ lê, bu lông có đai ốc
- Tua vít
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

19

Vật lí 10 – Cơ bản
- Tấm bìa nặng có đục nhiều lỗ để gắn trục quay
I – Ngẫu lực là gì ?
1. Định nghĩa
Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau, tác dụn vào cùng một vật gọi là ngẫu
lực.
2. Ví dụ về ngẫu lực
- Lực của tay vặn tua vít.
- Lực của hai tay điều khiển vô lăng.
- Lực của tay vặn van ống nước.
- Lực của cờ lê vặn ốc vít
…
II – Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn
1. Trường hợp vật rắn không có trục quay cố định
Khi chịu tác dụng của ngẫu lực thì vật không có trục quay cố định sẽ quay quanh một trục đi
qua trọng tâm của vật.
***Có thể làm thí nghiệm xoay cây thước nằm trên bàn
2. Tường hợp vật có trục quay cố định
- Khi vật có trục quay cố định nó sẽ quanh quanh trục quay đó.
- Trường hợp trục quay không đi qua trọng tâm, vật có xu hướng chuyển động li tâm nên
làm biến dạng trục quay.
3. Momen ngẫn lực
Xét một ngẫu lực tác dụng vào vật có trục quay đi qua O (như hình).
Momen ngẫu lực đối với trục quay O vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực có độ lớn:
M  F (d1  d 2 )
Có thể viết lại: M  Fd Trong đó: d là khoảng cách hai giá của ngẫu lực gọi là cánh tay đòn.
.......................................................................................................

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

20


Vật lí 10 – Cơ bản
CHƯƠNG 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
BÀI 23: ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
Dụng cụ cần mượn:
I – Động lượng
1. Xung lượng của lực
Khi lực F tác dụng vào vật trong khoảng thời gian t có thể gây ra sự biến đổi về trạng thái
của vật. Tích F t gọi là xung lượng của lực.
Đơn vị xung lượng của lực là N.m.
2. Động lượng
a. Theo định luật II Niutơn
Theo định luật II Niutơn ta có mv2  mv1  F t (Tham khảo chứng minh SGK)
b. Động lượng
Động lượng của một vật có khối lượng m, chuyển động với vận tốc v được xác định bởi biểu
thức p  mv .
Đơn vị của động lượng là kg.m/s.
c. Độ biến thiên động lượng
Theo công thức trên ta có p  p2  p1  F t gọi là độ biến thiên động lượng của vật.
Định nghĩa: Độ biến thiên động lượng trong một khoảng thời gian được xác định bằng xung
lượng của lực tác dụng vào vật trong khoảng thời gian đó.
VD: Một vật có khối lượng 1 kg bay với vận tốc có độ lớn 10 m/s đến đập vuông góc với vách
tường rồi bật ngược trở lại theo phương cũ và vận tốc cũ. Hãy tính độ biến thiên động lượng của vật.
II – Định luật bảo toàn động lượng
1. Hệ cô lập
Hệ cô lập là hệ không có ngoại lực tác dụng vào hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cũng cân

bằng nhau.
VD1: Hai hòn bi chạm nhau trên mặt bàn nằm ngang, đạn nổ…
2. Định luật bảo toàn động lượng
Phát biểu: Động lượng của hệ cô lập là đại lượng bảo toàn.
Biểu thức: p1  p2  không đổi hoặc p1  p2  p1  p2 .
VD2: Một hòn bi có khối lượng m1=200g chuyển động với vận tốc có độ lớn 5m/s đến chạm
vào hòn bi m2=150g đang đứng yên. Sau va chạm cả hai hòn bi đều chuyển động cùng phương cùng
chiều với chuyển động ban đầu. Biết sau va chạm hòn bi thứ nhất chuyển động với vận tốc 3 m/s.
Tính vận tốc sau va chạm của hòn bi thứ hai.
3. Va chạm mềm
Là va chạm mà sau va chạm hai vật nhập vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc v . Theo
m1v1
định luật bảo toàn động lượng ta có công thức tính vận tốc sau va chạm mềm là v 
.
m1  m2
VD3: Vật thứ nhất có khối lượng là 2 kg chuyển động với vận tốc 10 m/s đến va chạm với
vật thứ hai nặng 2 kg. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng chuyển động theo hướng cũ. Hãi
tính vật tốc của hai vật sau va chạm.
4. Chuyển động bằng phản lực
Khi một vật có khối lượng M phụt ra phía sau một lượng vật chất có khối lượng m thì dưới
tác dụng của phản lực vật sẽ chuyển động về phía trước. Chuyển động đó gọi là chuyển động bằng
phải lực.
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có công thức tính vận tốc chuyển động bằng phản lực
m
là V   v .
M
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

21


Vật lí 10 – Cơ bản
VD 4: Một khẩu đại bác có khối lượng 2 T đang nằm yên thì bắn ra một viên đạn có khối
lượng 20 kg với vận tốc 400 m/s. Hãy tính vận tốc giật lùi của đại bác khi:
a. Bắn theo phương ngang.
b. Bắn theo phương chếch lên một góc 300.
BÀI 24: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
Dụng cụ cần mượn:
I – Công
1. Khái niệm
Một lực sinh công (công cơ học) khi lực đó làm vật chuyển dời một quảng đường s theo hướng
của lực.
2. Khái niệm tổng quát
Một lực không đổi F tác dụng vào vật làm vật đó chuyển đời một quãng đường s theo hướng
hợp với hướng của lực một góc  thì công của lực được xác định bởi công thức A  Fs cos  .
Trong đó:
- F: độ lớn lực tác dụng vào vật (N)
- s: quảng đường chuyển dời (m)
-  : góc hợp bởi hướng của lực và hướng chuyển dời.
Công có đơn vị là Jun (J), N.m.
3. Biện luận
- Khi 0    900 thì A > 0. Gọi là công phát động.
- Khi 900    1800 thì A < 0. Gọi là công cản.
- Khi   900 thì A = 0. Lực không sinh công.
C2:
Chú ý: Chỉ xét vật chuyển dời thẳng và lực F không đổi trong quá trình chuyển dời.
II – Công suất
1. Khái niệm

Công suất là đại lượng được xác định bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian.
A
P
t
Trong đó:
- A: Công thực hiện (J).
- t: thời gian thực hiện công (s)
Ngoài ra, nếu vật chuyển động thẳng đều thì ta có thể tính công suất theo công thức
P  Fv cos  .
2. Đơn vị công suất
Công suất có đơn vị là Oát (W).
1W = 1J/1s
Ngoài ra ta còn gặp các đơn vị khác như kW, MW, HP, CV.
3. Chú ý
Trên đây chỉ là công suất cơ học.
- Ta còn gặp công suất phát năng lượng ở lò nung, nhà máy điện, trạm phát sóng…
- Ta còn gặp công suất tiêu thụ ở các dụng cụ tiêu thụ năng lượng như Tivi, tủ lạnh…
VD1: Một người bắt đầu kéo đều một vật nặng 20kg trên mặt sàn nằm ngang, hệ số ma sát là
0,5, trên đoạn đường dài 10m, trong vòng 5s. Lấy g=10m/s2.
a. Tính công của các lực tác dụng lên vật. ĐS: 200J
b. Tính công suất kéo. ĐS: 40W
c. Tính vận tốc chuyển động của vật. ĐS: 2m/s
VD2: Một người bắt đầu kéo một vật nặng 100kg trên mặt sàn nằm ngang với một lực chếch
lên trên 300. Vật đi được 10 m thì đạt vận tốc 5m/s. Lấy g=10m/s2.
a. Tính công suất của lực kéo.
`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

22

Vật lí 10 – Cơ bản
b. Khi đạt được tốc độ 10m/s thì ngừng kéo. Vật đi thêm 5m nữa thì dừng lại. Tính công cản
của lực ma sát.
BÀI 25: ĐỘNG NĂNG
Dụng cụ cần mượn:
I – Khái niệm động năng
Động năng là dạng năng lượng của vật có được do chuyển động.
II – Công thức tính động năng
Động năng của một vật có khối lượng m, chuyển động với vận tốc v được xác định bởi công
thức:
1
Wd  mv 2
2
Đơn vị của động năng là Jun (J).
III – Định lí biến thiên động năng
Công của lực tác dụng vào vật bằng với độ biến thiên động năng của vật trong khoảng thời
1
1
gian tác dụng đó A  mv22  mv12 .
2
2
Hệ quả: Khi lực sinh công dương thì động năng tăng, sinh công âm thì động năng giảm.
VD1: Một vật có khối lượng 5kg chuyển động không vận tốc đầu từ đỉnh dốc xuống chân dốc
dài 10m, cao 5m, không ma sát. Lấy g=10m/s2. Áp dụng định lí biến thiên động năng để tính.
a. Tính công của trọng lực.
b. Khi đến chân dốc vật trượt trên đoạn đường nằm ngang dài 2 thì dừng lại. Tính công của lực
cản.
VD2: Một viên đạn có khối lượng 50g đang bay với vận tốc 700m/s thì xuyên qua gỗ. Sau

khi xuyên qua gỗ vận tốc của đạn chỉ còn 400m/s.
a. Tính độ biến thiên động lượng của đạn.
b. Tính công của lực cản của gổ lên viên đạn.
c. Biết tấm gỗ dày 0,3m. Tính lực cản trung bình của gỗ lên viên đạn.
d. Nếu muốn viên đạn ở lại trong gỗ thì tấm gỗ phải dày tối thiểu bao nhiêu ?

`

Giáo viên: Mai Quang Hưởng (0962519223)

23