GA ôn vật lí cb 10

G/a bồi dỡng Vật lí - Lớp 10 NC - Dơng Anh Dũng THPT Hậu Lộc 2 Thanh Hoá
******************************************************************
Chơng IV
các định luật bảo toàn
Thời gian: 3 buổi.
I/ Nội dung kiến thức cơ bản.
1. Định luật bảo toàn động l ợng .
a. Hệ kín: Là hệ không có ngoại lực tác dụng hoặc các ngoại lực triệt tiêu lẫn nhau.
b. Định luật bảo toàn động l ợng .
b.1 Động l ợng .
Động lợng của một vật có khối lợng m
vận tốc
v
r
đợc xác định bởi:
.p m v=
r r
Đơn vị: kgm/s.
b.2 Định luật bảo toàn động l ợng .
Tổng động lợng của hệ kín đợc bảo toàn:
p p
t s
=

r r
c. Động l ợng và lực tác dụng .

.p F t =
r
r
Độ biến thiên động lợng bằng xung lợng của lực trong thời gian đó.

d. Chuyển động bằng phản lực.
Chuyển động bằng phản lực là chuyển động trong đó một bộ phận của hệ tách ra bay
về một hớng làm cho phần còn lại chuyển động ngợc chiều.
2. Công - Công suất.
a. Công.
1
Mục tiêu
* Hiểu khái niệm động lợng, công, công suất, năng lợng, động năng, thế năng, cơ
năng.
* Nắm đợc mối quan hệ giữa công, động năng, thế năng.
* Nắm đợc các định luật bảo toàn động lợng, bảo toàn cơ năng.
* Biết vận dụng các định luật bảo toàn trong việc giải thích một số hiện tợng và
giải một số bài toán liên quan.
m

G/a bồi dỡng Vật lí - Lớp 10 NC - Dơng Anh Dũng THPT Hậu Lộc 2 Thanh Hoá
******************************************************************
- Định nghĩa: Công thực hiện bởi lực
F
r
không đổi làm cho vật di chuyển đoạn AB =
s hợp với
F
r
góc

là đại lợng đợc tính bởi:

. . .A F s cos F s

= =
r
r
- Đơn vị: N.m = J (jun)
b. Công suất.
- Định nghĩa: Công suất là đại lợng biểu thị tốc độ thực hiện công và đợc tính bằng
thơng số giữa công thực hiện với thời gian thực hiện công đó.

A
P
t
=
- Đơn vị: J/s = W (oát - watt)
- Biểu thức khác của công suất.
P = F.v
ứng dụng công thức trên trong chế tạo hộp số để thay đổi vận tốc xe.
c. Hiệu suất của máy.
Do có lực ma sát (là lực cản) nên A
có ích
= A
1
< A
phát động
= A
Ngời ta định nghĩa hiệu suất của máy nh sau:

1 1

(%)
A P

H
A P
= =
3. Động năng.
- Định nghĩa: Động năng của một vật là năng lợng của vật có đợc do chuyển động và
đợc tính bằng nửa tích khối lợng vật với bình phơng vận tốc của vật.
W
đ
=
2
1
2
mv
(J)
- Định lí động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực
tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.


W
đ
= W
đ2
- W
đ1
= A
12
.
4. Thế năng.
* Định nghĩa: Thế năng là năng lợng do tơng tác giữa các vật của hệ hay giữa các
phần khác nhau của vật mà giá trị phụ thuộc khoảng cách giữa các vật hay các phần

tử của vật.
a. Thế năng trọng tr ờng .
- Công của trọng lực.
2

A B
G/a bồi dỡng Vật lí - Lớp 10 NC - Dơng Anh Dũng THPT Hậu Lộc 2 Thanh Hoá
******************************************************************
+ Không phụ thuộc hình dạng đờng đi của vật, chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối
của đờng đi.
+ Biểu thức: A
12
= mg(z
1
- z
2
) = mgh
- Thế năng trọng trờng.
+ Thế năng trọng trờng của vật khối lợng m tại vị trí có độ cao z so với mặt đất có
biểu thức:
W
t
= mgz (J)
Từ kết quả trên ta có thể viết: A
12
= W
t1
- W
t2
= -

W
t
(Công của trọng lực bằng độ giảm thế năng)
b. Thế năng đàn hồi.
- Công của lực đàn hồi:

2 2
12 1 2
1
( )
2
A k x x=
Chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của lò xo.
- Thế năng đàn hồi:
2
1
2
t
W kx=
Từ kết quả trên ta có thể viết: A
12
= W
t1
- W
t2
= -

W
t

(Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng)
c. Lực thế.
- Lực thế là lực có công không phụ thuộc vào dạng đờng đi, chỉ phụ thuộc vào vị trí
đầu và vị trí cuối của vật.
- Trọng lực, lực đàn hồi là lực thế; lực ma sát, lực phát động của động cơ không phải
là lực thế.
- Có thể kết luận khác về thế năng: Thế năng là năng lợng có do tơng tác giữa các vật
trong hệ thông qua lực thế.
3. Định luật bảo toàn cơ năng.
3
(1)
h
(2)
(1)
h
(2)
21
l
0
k
x
1
x
2


G/a bồi dỡng Vật lí - Lớp 10 NC - Dơng Anh Dũng THPT Hậu Lộc 2 Thanh Hoá
******************************************************************
a. Cơ năng.
Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của vật đó.

W = W
t
+ W
đ
b. Định luật bảo toàn cơ năng (tổng quát).
Cơ năng của hệ trong đó chỉ có tơng tác của lực thế luôn đợc bảo toàn.
W
1
= W
2




W = 0
Ta suy ra:

W
t
= -

W
đ


(W
đ
)
max
= (W

t
)
max
* Hệ có tơng tác của các lực không phải là lực thế thì độ giảm cơ năng bằng công của
các lực không phải là lực thế.


W = W
2
- W
1
= A
F'

5. Va chạm.
- Va chạm đàn hồi(trực diện xuyên tâm):
+ Động lợng đợc bảo toàn.
+ Cơ năng đợc bảo toàn.
- Va chạm mềm:
+ Động lợng đợc bảo toàn.
+ Cơ năng không bảo toàn - một phần cơ năng chuyển thành nhiệt.
6. Các định luật Kêple - Chuyển động của vệ tinh.
a. Các định luật Kêple.
Định luật I.
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quĩ đạo elíp mà Mặt Trời là một tron hai
tiêu điểm.
Định luật II.
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và hành tinh quét các diện tích bằng nhau trong những
khoảng thời gian nh nhau.
Định luật III.

Tỉ số giữa lập phơng bán trục lớn với bình phơng chu kì quay (năm) không đổi cho
mọi hành tinh.

3
2
a
T
= hằng số
b. Vệ tinh nhân tạo - Tốc độ vũ trụ.
Nếu phóng vật với tốc độ:
4
G/a bồi dỡng Vật lí - Lớp 10 NC - Dơng Anh Dũng THPT Hậu Lộc 2 Thanh Hoá
******************************************************************
GM
v
R
=
= 7,9 km/s: tốc độ vũ trụ cấp I - vệ tinh của TĐ, quĩ đạo elíp.
= 11,2 km/s: tốc độ vũ trụ cấp II - vệ tinh của Mặt Trời.
= 16,7 km/s: tốc độ vũ trụ cấp III - thoát khỏi hệ Mặt Trời.
II/ Những vấn đề cần chú ý.
- Định luật bảo toàn động lợng chỉ đúng cho hệ kín và gần đúng cho các trờng hợp
sau: + nội lực rất lớn so với ngoại lực.
+ ngoại lực xuất hiện và triệt tiêu lẫn nhau.
+ theo phơng mà ngoại lực triệt tiêu.
- Công thức
.p F t =
r
r
còn đợc coi là dạng khác của định luật II Niutơn.

- Biểu thức tính công
.A F s=
r
r
: đây là lấy tích vô hớng, có thể dụng hình chiếu của F
hoặc hình chiếu của s.
- Động năng hay thế năng và do đó năng lợng của vật - hệ vật có tính tơng đối, phụ
thuộc vào việc chọn vật làm mốc, thông thờng chọn vật gắn với đất, mặt đất làm
mốc.
- Trong va chạm đàn hồi ta chỉ nghiên cứu va chạm đàn hồi xuyên tâm.
III/ Bài tập.
Bài 1.
Tìm tổng động lợng (hớng và độ lớn) của hệ 2 vật m
1
= 1 kg, m
2
= 2 kg,
v
1
= v
2
= 2 m/s. Cho biết hai vật chuyển động theo các hớng:
a) Ngợc nhau.
b) Vuông góc với nhau.
c) Hợp với nhau góc 60
0
.
Giải
Động lợng của hệ:
1 2h

p p p= +
r r r

a) Vì
1 2
p p
r r
[Z
,
2 1
p p>

nên p =
2 1
p p
= 2 kgm/s, theo hớng của
2
p
r
b)
2 2 2
1 2
p p p= +


p = 4,47 kgm/s
Hợp với
2
p
r

góc
1
2
arctan
p
p

=
= 27
0
c)
2 2 0
1 2 1 2
2 . . 60p p p p p cos= + +
5