Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Chng VII: CN BNG CA VT RN
BI 1 : CN BNG CA CHT IM
I. Tnh hc :
L phn c hc nghiờn cu v s cõn bng ca vt rn v iu kin vt cõn bng.
Trng thỏi cõn bng : l trng thỏi ng yờn hay chuyn ng thng u.
II. iu kin cõn bng tng quỏt :
Cht im trng thỏi cõn bng : a = 0
Theo nh lut II Newton :
0....0
321
FFFF
hl
Vy : iu kin cõn bng cht im l hp lc ca tt c cỏc lc tỏc dng lờn nú phi
bng 0.
III. Trng hp cht im chu tỏc dng ca hai lc :
iu kin cõn bng :
21
21
0
FF
FF
Vy : iu kin cõn bng ca cht im chu tỏc dng ca hai lc l : hai lc ú phi cựng
giỏ, cựng ln v ngc chiu.
IV. Trng hp cht im chu tỏc dng ca ba lc :
iu kin cõn bng :
312
312
321
0
0
FF
FF
FFF
iu kin cõn bng ca cht im khi chu tỏc dng ca ba lc l hp lc ca 2 lc cựng
phng, cựng ln v ngc chiu vi lc th ba.
BI 2 : TRNG TM CA VT RN
I. nh ngha :
1
F
2
F
3
F
12
F
2
F
1
F
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Trng tõm l im t ca trng lc tỏc dng lờn vt.
II. Tớnh cht ca trng tõm :
Khi lc tỏc dng vo vt cú giỏ i qua trng tõm thỡ vt chuyn ng tnh tin.
Mi lc tỏc dng vo vt cú giỏ khụng i qua trng tõm thỡ vt va chuyn ng tnh tin,
va chuyn ng quay
Khi vt rn chuyn ng tnh tin mi im trờn vt s chuyn ng ging nhau v ging
trng tõm. kho sỏt chuyn ng ca vt ta xem vt nh mt cht im t ti trng
tõm cú khi lng bng khi lng ca vt rn.
III. Cỏch xỏc nh trng tõm : (SGK)
Bi 3 : CN BNGCA MI VT KHI KHễNG Cể CHUYN NG
QUAY. QUY TC HP LC NG QUY
I. Lc tỏc dng lờn vt rn :
G
G
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Hp lc : l mt lc thay th cho hai hay nhiu lc tỏc dng lờn vt m khụng lm thay
i trng thỏi chuyn ng ca vt.
i vi vt rn im t ca lc khụng quan trng m quan trng l giỏ ca lc.
II. iu kin cõn bng :
Khi khụng cú chuyn ng quay, mun cho mt vt cõn bng thỡ hp lc tỏc dng vo nú
bng 0.
0....0
321
FFFF
hl
III. Quy tc hp lc ng quy :
Mun tỡm hp lc ca cỏc lc cú giỏ ng quy thỡ trc ht ta cho lc trt trờn giỏ ca
chỳng v im ng quy ri ỏp dng quy tc hỡnh bỡnh hnh tỡm hp lc.
IV. c im ca h lc cõn bng :
a) H hai lc cõn bng :
H hai lc cõn bng cú :cựng giỏ, cựng ln v ngc chiu.
b) H ba lc cõn bng :
Ba lc cú giỏ ng phng v ng quy.
Hp lc bng 0.
Bi 4 : QUY TC HP LC SONG SONG
I. Quy tc hp lc song song cựng chiu :
1
F
2
F
1
F
2
F
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Gi
A B Fms
W W A
l hp lc ca
1
F
v
2
F
c xỏc nh nh sau :
Phng : phng ca 2 lc.
Chiu : cựng chiu ca 2 lc.
ln : F = F
1
+ F
2
im t : Gi 0 l im t ca hp lc F thỡ O chia trong khong cỏch hai giỏ ca 2
lc thnh v tha iu kin :
2
1
1
2
21
d
d
F
F
FFF
II. Quy tc hp lc song song ngc chiu :
Gi
F
l l hp lc ca
1
F
v
2
F
c xỏc nh nh sau :
Phng : cựng phng 2 lc.
Chiu : cựng chiu vi lc ln.
ln : F = {F
1
F
2
{
im t : Gi O l im t hp lc thỡ O chia ngoi khong cỏch hai giỏ ca hai lc
thnh phn, O v phớa lc ln v tha iu kin :
2
1
2
1
21
d
d
F
F
FFF
Bi 5 : CN BNG CA VT RN Cể TRC QUAY C NH
QUY TC MOMEN LC
I. Tỏc dng lc i vi vt cú trc quay c nh :
1
F
F
2
F
1
d
2
d
F
F
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Khi cú lc tỏc dng vo vt cú giỏ i qua trc quay thỡ vt ng yờn cõn bng.
Khi cú lc tỏc dng vo vt cú giỏ khụng i qua trc quay thỡ lm cho vt quay xung
quanh mt trc quay c nh.
II. Cõn bng ca mt vt cú trc quay c nh :
1) Thớ nghim :
2) Momen lc :
a. nh ngha :
Momen lc l i lng c trng cho tỏc dng lm quay vt c o bng tớch s gia lc
tỏc dng v cỏnh tay ũn.
MF
/O
=F.d
F : lc tỏc dng (N)
d : cỏnh tay ũn ( l khong cỏch vuụng gúc t lc quay n giỏ ca lc ) (m).
MF
/O
: momen lc F i vi trc quay O(N.m).
n v : [F] = N ; [d] = m
[M] = N.m
b. Quy tc Momen lc:
iu kin cõn bng ca mt vt cú trc quay c nh l :
Tng cỏc momen lc lm cho vt quay theo chiu kim ng h bng tng cỏc momen lc
lm cho vt quay theo chiu ngc li.
Bi 6 : NGU LC
I. Ngu lc :
Ngu lc l hai lc cựng tỏc dng vo mt vt song song ngc chiu v cú ln bng
nhau, nhng cú giỏ khỏc nhau.
Chỳ ý : Ngu lc l trng hp duy nht khụng tớnh c hp lc.
II. Tỏc dng ca ngu lc:
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
1) Trung hp vt khụng cú trc quay c nh:
Di tỏc dng ca ngu lc thỡ vt s quay quanh mt trc i qua trng tõm v vuụng gúc
vi mt phng cha ngu lc.
2) Trng hp vt cú trc quay c nh :
Di tỏc dng ca ngu lc vt s quay quanh trc c nh ú.
Nu trc quay khụng i qua trng tõm thỡ trng tõm s chuyn ng trũn xung quanh trc
quay.
III. Momen ca ngu lc :
.M F d
Momen ca ngu lc khụng ph thuc vo v trớ ca trc quay.
Bi 7 : CC DNG CN BNG - MC VNG VNG CA CN BNG
I. Cỏc dng cõn bng :
1) Cõn bng khụng bn :
Khi vt lch khi v trớ cõn bng thỡ hp lc hay momen lc khỏc khụng v cú tỏc dng a
vt ri xa v trớ cõn bng.
2) Cõn bng bn :
Khi vt lch khi v trớ cõn bng thỡ hp lc hay momen lc khỏc khụng v cú tỏc dng a
vt tr v v trớ cõn bng.
Trường THPT LONG TRƯỜNG n tập Vật Lý 10
3) Cân bằng phiếm định :
Khi vật lệch khỏi vị trí cân bằng thì hợp lực hay momen lực vẫn bằng khơng và vật đứng
n cân bằng ở vị trí mới .
II. Ngun nhân gây ra các dạng cân bằng khác nhau :
Giải thích : do vị trí của trọng tâm.
Cân bằng khơng bền :Trọng tâm nằm ở điểm cao nhất so với vị trí lân cận của vật .
Cân bằng bền :Trọng tâm nằm ở điểm thấp nhất so với các vị trí lân cận của vật.
Cân bằng phiếm định :Trọng tâm nằm n tại một điểm hoặc ở một độ cao khơng đổi.
III. Mức vững vàng của cân bằng :
1) Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế :
Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm tiếp xúc với mặt đỡ.
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lượng phải đi qua mặt
chân đế ( hay trọng tâm rơi trên mặt chân đế ).
2) Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế :
Giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế.
3) Mức vững vàng của cân bằng : Mức vững vàng của cân bằng càng tăng nếu vị trí trọng
tâm càng thấp và mặt chân đế càng lớn.
Chương VIII : ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƢỢNG
Bài 1 : ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƢỢNG
I. Hệ kín :
1. Định nghĩa hệ kín :
Một hệ vật được xem là hệ kín khi các vật bên trong hệ chỉ tương tác lẫn nhau và khơng tương
tác với các vật bên ngồi hệ. Điều đó có nghĩa là chỉ có nội lực từng đơi một trực đối và khơng
có ngoại lực tác dụng lên hệ.
2. Các trường hợp được xem là hệ kín :
Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng 0.
Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ theo một phương nào đó bằng 0.
Nội lực rất lớn so với ngoại lực.
II. Các định luật bảo tồn :
Định luật bảo tồn là định luật vật lý trình bày sự bảo tồn một tính chất nào đó thơng qua
các đại lượng vật lý khơng đổi theo thời gian khi hệ biến đổi.
Trường THPT LONG TRƯỜNG n tập Vật Lý 10
Các định luật bảo tồn là tổng qt, nó đúng cho các hệ vật từ vi mơ đến vĩ mơ, cho các hệ
vật chuyển động với vận ốtc gần bằng vận tốc ánh sáng. Như vậy là định luật bảo tồn vượt
qua giới hạn ứng dụng của các định luật Newtơn.
Chú ý là các định luật bảo tồn chỉ đúng cho hệ kín, hệ quy chiếu qn tính.
III. Định luật bảo tồn động lƣợng :
1. Khái niệm động lượng :
Động lượng là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật.
Động lượng là một đại lượng vectơ đo bằng tích khối lượng và vectơ vận tốc của vật.
vmp
V: vận tốc của vật (m/s)
M : khối lượng của vật (kg)
P : động lượng của vật (kgm/s)
2. Định luật bảo tồn động lượng :
Tổng động lượng của một hệ kín ln được bảo tồn.
3. Dạng khác của định luật II Newtơn :
Theo định luật II Newton :
ptF
t
p
F
t
v
mF
amF
.
:p
Độ biến thiên động lượng của vật.
:. tF
Xung của lực tác dụng lên vật.
Phát biểu : Độ biến thiên động lượng của vật bằng xung của lực tác dụng lên vật trong
khoảng thời gian ấy.
tFp .
Bài 2 :ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƢỢNG
I. Súng giật khi bắn :
Bài tốn :Một súng đại bắc tự hành có khối lượng M =1000kg, và đặt trên mặt đất nằm
ngang, bắn một viên đạn có khối lượng m= 2,5 kg theo phương nằm ngang. Vận tốc của viên
đạn là 600m/s. Tính vận tốc của súng sau khi bắn ? ( Ma sát rất nhỏ có thể bỏ qua )
Bài giải :
Tóm tắt :
M=1000kg
m=2,5kg
v= 600m/s
V= ?
Giải :
Ngay trước và sau khi bắn hệ “súng + đạn “ là hệ kín
p dụng định luật bảo tồn động lượng cho hệ ngay trước và sau khi bắn
m
Vv
M
Chiếu lên phương ngang :
mv – MV = 0
smv
M
m
V /5,1
1000
6005,2
0
t
P
ts
PP
s
P mv MV
0mv MV
Trường THPT LONG TRƯỜNG n tập Vật Lý 10
Dấu “-” cho biết
V
ngược hướng với
v
=> súng giật lùi lại.
Chuyển động của súng gọi là chuyển động bằng phản lực.
II. Đạn nổ :
Bài tốn:
Một viên đạn có khối lượng m=2 kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250 m/s thì nổ
thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Biết mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận
tốc 500 m/s. Hỏi mảnh kia bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?
Bài giải :
Tóm tắt:
m= 2 kg
v = 250 m/s, bay thẳng đứng lên cao
m
1
= m
2
=
2
m
=1 kg
v
1
= 500m/s bay theo phương ngang
2
v
= ?
Giải :
Xem hệ viên đạn trước và sau khi nổ là hệ kín. p dụng định luật bảo tồn động lượng:
ts
pp
12
p p p
(1)
1 1 2 2
mv m v m v
với p = mv= 2*250=500 kgm/s
p
1
= m
1
v
1
= 1*500= 500 kgm/s
Dựa vào biểu thức (1), ta vẽ hình như sau:
Từ vng OAB:
AB
2
= OA
2
+ OB
2
2 2 2
21
22
21
22
2
500 500 500 2
p p p
p p p
p
Suy ra:
2
2
2
500 2
500 2 707( / )
1
p
v m s
m
1
1
45
AC P
tg
OA P
Vậy viên đạn thứ 2 bay hướng lên trên hợp với
p
một góc
45
có độ lớn vận tốc v
2
= 707
m/s
A
1
p
O
B
2
p
p
Trửụứng THPT LONG TRệễỉNG Oõn taọp Vaọt Lyự 10
Bi 3 :CHUYN NG BNG PHN LC
I. Chuyn ng bng phn lc :
L chuyn ng ca mt vt t to ra phn lc bng cỏch phúng v mt hng mt phn
ca chớnh nú, phn cũn li tin v hng ngc li
II. ng c tờn la :
1. Gia tc ca tờn la :
Trc khi pht :
Gi M l khi lng ca tờn la
V
l vn tc ca tờn la i vi trỏi t
ng lng ca tờn la trc khi pht :
VMp
t
Sau khi pht :
Gi m l khi lng ca khớ pht ra
u
l vn tc ca khớ pht ra i vi tờn la
'V
l vn tc ca tờn la
Vn tc ca khớ i vi trỏi t l :
'Vu
ng lng ca tờn la sau khi pht khớ l :
')()'( VmMVump
s
p dng nh lut bo ton ng lng cho tờn la trc v sau khi pht
M
um
a
st
M
um
ta
M
um
VV
umVVM
VMumVM
VmMVumVM
1
.
'
)'(
'
')()'(
Trường THPT LONG TRƯỜNG n tập Vật Lý 10
Gia tốc càng lớn nếu động lượng của khí phụt ra trong một đơn vị thời gian càng lớn so với
khối lượng của tên lửa
2. Động cơ phản lực:
Là loại động cơ hoạt động theo ngun tắc lực :
Có hai loại động cơ phản lực :
Động cơ tên lửa : Chất oxi hố được chứa ngay trong hỗn hợp nhiên liệu và chất oxi hố
cháy trong động động cơ biến thành khí phụt ra phía sau làm động cơ tên lửa chuyển độn
về phía trước
Động cơ phản lực dùng khơng khí : Dùng khơng khí ở mơi trường xung quanh để làm
chất oxi hố đốt nhiên liệu trong động cơ
Chương VIII : ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN NĂNG LƢỢNG
Bài 1 : CƠNG – CƠNG SUẤT
I. Cơng cơ học :
1. Định nghĩa :
Cơng là đại lượng vơ hướng được đo bằng tích số giữa lực tác dụng và qng đường dịch
chuyển với cosin của góc tạo bởi hướng của lực và hướng dịch chuyển
* Biểu thức :
A=F.s.cos(
),sF
* Đơn vị : J
1J = 1Nm
1KJ = 1000J
2. Tính chất của cơng cơ học :
- Cơng cơ học là một đại lượng vơ hướng , có thể mang giá trị âm hoặc dương.
- Giá trị của cơng cơ học phụ thuộc vào hệ quy chiếu
* Chú ý : cơng là cơng của lực tác dụng lên vật
3. Các trường hợp riêng của cơng :
- = 0 : cos=1 :
maxF
A
= F.s (
sF
)
- 0
0
<<90
0
: cos>0
F
A
>0 : Cơng phát động
- =90
0
: cos=0
F
A
= 0
sF
(
)
- 90
0
<<180
0
cos<0
F
A
<0 : Cơng cản
III. Cơng suất :
Cơng suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện cơng và được đo bằng thương số
giữa cơng A và thời gian t dùng để thực hiện cơng ấy
*Biểu thức :
*Đơn vị : J/s (W)
F
1
F
2
F
s
F: lực tác dụng lên vật (N)
S: quãng đường vật dòch chuyển (m)
A: công của lực tác dụng lên vật (J)
N : Công suất của máy (W)
A: công thực hiện (J)
t : thời gian thực hiện công (s)
A
N
t
Trường THPT LONG TRƯỜNG n tập Vật Lý 10
1KW = 1000W
1MW = 106 W
1HP = 736 W ( mã lực )
* Chú ý : KWh là đơn vị của cơng
1KWh = 3.600.000 J
III. Hộp Số :
Hộp số : là một bộ phận quan trọng trong các động cơ như ơ tơ, xe máy. Nhiệm vụ của hộp số
là làm tăng giảm lực nhờ các bộ phận bánh xe răng khác nhau trong hộp số
Bài 2 : CƠNG CỦA TRỌNG LỰC - ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CƠNG
I. Cơng của trọng lực :
Xét một vật có khối lượng m chịu tác dụng của trọng lực rơi tự do từ độ cao h
1
đến độ cao h
2
)(0cos
21
0
hhmgPhA
p
Xét vật chuyển động trượt xuống mặt phẳng nghiêng góc so với phương thẳng đứng ( bỏ
qua ma sát )
)(.cos..
21
hhmghPABPA
P
Nhận xét :
Cơng của trọng lực khơng phụ thuộc vào đường đi mà chỉ phụ thuộc độ cao đầu so với độ cao
cuối
II. Lực thế :
- Là loại lực mà cơng của nó khơng phụ thuộc vào dạng quỹ đạo mà chỉ phụ thuộc vào vị trí
điểm đầu và cuối của quỹ đạo.
- Lực đàn hồi, trọng lực, lực tĩnh điện là các lực thế.
- Cơng của lực thế trong quỹ đạo khép kín bằng 0
III. Định luật bảo tồn cơng :
Tất cả các máy cơ học đều khơng cho ta lợi vế cơng, lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt hại bấy
nhiêu lần vế đường đi, giá trị của cơng khơng đổi
IV. Hiệu suất :
1
'
A
A
H
A: cơng có ích
A’ : cơng thực hiện
h
1
h
2
P
.
.
A F s
N F v
tt