HỆ THỐNG LÝ THUYẾT và CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10 và cách giải chi tiết từ cơ bản đến nâng cao học kỳ 1 và học kỳ 2. Chuyên đề bài tập Vật lý 10 trọn bộ cả năm hay nhất. Tự học Online xin giới thiệu đến quý thầy cô và các bạn tham khảo HỆ THỐNG LÝ THUYẾT và CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10
- Mục: Lớp 10
HỆ THỐNG LÝ THUYẾT và CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10
| HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 10 * Tóm tắt lý thuyết * Công thức tính nhanh * Các dạng bài tập và phƣơng pháp giải I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Chuyển động cơ + Chuyển động của một vật là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian. + Những vật có kích thước rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc với những khoảng cách mà ta đề cập đến), được coi là chất điểm. Chất điểm có khối lượng là khối lượng của vật. + Hệ qui chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, gốc thời gian và đồng hồ. 2. Chuyển động thẳng đều + Tốc độ trung bình của một chuyển động cho biết mức độ nhanh, chậm của chuyển động: vtb = ; đơn vị của tốc độ trung bình là m/s. + Chuyển động thẳng đều có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường. + Đường đi của chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0). (v > 0 khi chọn chiều dương cùng chiều chuyển động; v < 0 khi chọn chiều dương ngược chiều chuyển động) 3. Chuyển động thẳng biến đổi đều + Véc tơ vận tốc tức thời của một vật chuyển động biến đổi tại một điểm là một véc tơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ lớn bằng thương số giữa đoạn đường rất nhỏ s từ điểm (hoặc thời điểm) đã cho và thời gian t rất ngắn để vật đi hết đoạn đường đó. + Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian. + Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian vận tốc biến thiên t: = = ; đơn vị của gia tốc là m/s2. Trong chuyển động thẳng biến đổi đều véc tơ gia tốc không thay đổi theo thời gian. + Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: v = v0 + at. + Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều: s = v0t + at2. + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0t + at2. + Liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi: v2 – v= 2as. Chuyển động thẳng nhanh dần đều : a cùng dấu với v0 hay (véc tơ gia tốc cùng phương cùng chiều với véc tơ vận tốc). |
s t
a
v
a
0 0
t t
v v
v t
a
1 2
1 2
02 av0 0
| L 2 Chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v0 hay(véc tơ gia tốc cùng phương ngược chiều với véc tơ vận tốc). + Đồ thị tọa độ – thời gian: có dạng là 1 phần đường parabol 4. Sự rơi tự do + Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực. + Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. + Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. + Gia tốc rơi tự do g phụ thuộc vào vĩ độ địa lý trên Trái Đất. Người ta thường lấy g 9,8 m/s2 hoặc g 10 m/s2. + Các công thức của sự rơi tự do: v = gt; s = gt2. + Liên hệ giữa v, g, s: + Quãng đường đi được trong giây thứ n: ( ) 5. Chuyển động tròn đều + Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau. + Véc tơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo và có độ lớn (tốc độ dài): v = . + Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính nối vật với tâm quỹ đạo quét được trong một đơn vị thời gian: = ; đơn vị tốc độ góc là rad/s. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi. + Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r. + Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng. T = ; đơn vị của chu kỳ là giây (s). + Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. f = ; đơn vị của tần số là vòng/s hoặc héc (Hz). + Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm; gia tốc hướng tâm có độ lớn: 6. Tính tương đối của chuyển động – Công thức cộng vận tốc + Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo và vận tốc có tính tương đối. + Véc tơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng véc tơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo: . + Khi và cùng phương, cùng chiều thì v1,3 = v1,2 + v2,3 + Khi và cùng phương, ngược chiều thì v1,3 = |v1,2 – v2,3| + Khi và vuông góc với nhau thì v1,3 = . B. CÁC DẠNG BÀI TẬP 1. Lập phương trình – Vẽ đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều |
av0 0 1 2
v gS 2
s t
t
2
1 T
v1,3 v1,2 v2,3 2,1
v
v2,3 2,1
v
v2,3 2,1
v
v2,3 v12,2 v22,3
| L * Các công thức + Đường đi trong chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0). (v > 0 khi chiều chuyển động cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ; v < 0 khi chiều chuyển động ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ). * Phương pháp giải + Để lập phương trình tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: – Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương của trục tọa độ). Chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0). – Xác định tọa độ ban đầu và vận tốc của vật hoặc của các vật (chú ý lấy chính xác dấu của vận tốc). – Viết phương trình tọa độ của vật hoặc của các vật. + Để tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại ta thay thời điểm hoặc vị trí đã cho vào phương trình tọa độ rồi giải phương trình để tìm đại lượng kia. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Khi các vật gặp nhau thì tọa độ của chúng như nhau phương trình (bậc nhất) có ẩn số là t, giải phương trình để tìm t (đó là thời điểm các vật gặp nhau); thay t vào một trong các phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà các vật gặp nhau. Đưa ra kết luận đầy đủ theo yêu cầu của bài toán. + Để vẽ đồ thị tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: – Chọn trục tọa độ, gốc thời gian (hệ trục tọa độ Oxt). – Lập bảng tọa độ-thời gian (x, t). Lưu ý phương trình tọa độ của chuyển động thẳng đều là phương trình bậc nhất nên đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều là đường thẳng do đó ta chỉ cần xác định 2 điểm trên đường thẳng đó là đủ, trừ trường hợp đặc biệt trong quá trình chuyển động vật ngừng lại một thời gian hoặc thay đổi tốc độ, khi đó ta phải xác định các cặp điểm khác. – Vẽ đồ thị tọa độ bằng cách vẽ đường thẳng hoặc các đoạn thẳng, nữa đường thẳng qua từng cặp điểm đã xác định. + Tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại: Từ thời điểm hoặc vị trí đã cho dựng đường vuông góc với trục tọa độ tương ứng đến gặp đồ thị, từ điểm gặp đồ thị dựng đường vuông góc với trục còn lại, đường này gặp trục còn lại ở vị trí hoặc thời điểm cần tìm. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Từ điểm giao nhau của các đồ thị tọa độ hạ các đường vuông góc với các trục các đường này sẽ gặp các trục tọa độ tại các thời điểm và vị trí mà các vật gặp nhau. 2. Tốc độ trung bình của chuyển động * Các công thức + Đường đi: s = vt. * Phương pháp giải Xác định từng quãng đường đi, từng khoảng thời gian để đi hết từng quãng đường, sau đó sử dụng công thức thích hợp để tính tốc độ trung bình trên cả quãng đường. 3. Chuyển động thẳng biến đổi đều * Các công thức + Vận tốc: v = v0 + a(t – t0). + Đường đi: s = v0(t – t0) + a(t – t0)2. + Phương trình chuyển động: x = x0 + v0(t – t0) + a(t – t0)2. + Liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi: v2 – v02 = 2as. * Phương pháp giải + Để tìm các đại lượng trong chuyển động thẳng biến đổi đều ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. Để các biểu thức ngắn gọn ta thường chọn gốc thời gian sao cho t0 = 0 và nếu chỉ có một chuyển động thì mặc nhiên chọn chiều dương là chiều chuyển động, khi |
+ Tốc độ trung bình: vtb =
n
n n
n n
t t t
v t v t v t
t t t
s s s
s t
…
…
…
…
1 2
1 1 2 2
1 2
1 2
.
1 2
1 2
| L 4 đó v 0; a > 0: chuyển động nhanh dần đều; a < 0: chuyển động chậm dần đều; a = 0: chuyển động đều. Nếu trong một biểu thức mà có đến 2 đại lượng chưa biết (một phương trình hai ẩn) thì chưa thể giải được mà phải tìm thêm một biểu thức nữa để giải hệ phương trình. + Để lập phương trình tọa độ của các vật chuyển động thẳng biến đổi đều ta tiến hành: – Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương của trục tọa độ), chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0). – Xác định tọa độ ban đầu, vận tốc và gia tốc của vật hoặc của các vật (chú ý lấy chính xác dấu của vận tốc và gia tốc). – Viết phương trình tọa độ của vật hoặc của các vật. + Để tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại ta thay thời điểm hoặc vị trí đã cho vào phương trình tọa độ rồi giải phương trình để tìm đại lượng kia. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Khi các vật gặp nhau thì tọa độ của chúng như nhau phương trình (bậc hai) có ẩn số là t, giải phương trình để tìm t (đó là thời điểm các vật gặp nhau); thay t vào một trong các phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà các vật gặp nhau. Đưa ra kết luận đầy đủ theo yêu cầu của bài toán. 4. Chuyển động rơi tự do * Các công thức + Vận tốc: v = gt. + Đường đi: s = gt2. + Phương trình tọa độ: h = h0 + v0(t – t0) + g(t – t0)2 ; (Chọn chiều dương hướng xuống g lấy giá trị dương; chọn chiều dương hướng lên g lấy giá trị âm). * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động rơi tự do ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. Với bài toán có hai vật (rơi hoặc ném thẳng đứng lên, ném thẳng đứng xuống) ta chọn hệ quy chiếu để viết các phương trình tọa độ rồi giải tương tự bài toán hai vật chuyển động thẳng biến đổi đều. 5. Chuyển động tròn đều * Các công thức + Tốc độ góc, tốc độ dài, chu kì, tần số: = = ; v = = ; T = = ; f = . + Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài: v = r. + Gia tốc hướng tâm: aht = = 2r. * Phương pháp giải Để tìm các đại lượng trong chuyển động tròn ta viết biểu thức liên hệ giữa những đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm từ đó suy ra và tính các đại lượng cần tìm. 6. Tính tương đối của vận tốc * Công thức Công thức cộng vận tốc: Khi và cùng phương, cùng chiều thì v1,3 = v1,2 + v2,3 Khi và cùng phương, ngược chiều thì v1,3 = |v1,2 – v2,3| |
1 2
1 2
t
2 T
s t
T
2r
2
v
2r
1 T
r
v
2
v1,3 v1,2 v2,3
2,1
v
v2,3 2,1
v
v2,3
5 Khi và vuông góc với nhau thì v1,3 = . * Phương pháp giải + Xác định từng vật và vận tốc của nó so với vật khác (chú ý đến phương, chiều của các véc tơ vận tốc). + Viết công thức (véc tơ) cộng vận tốc. + Dùng qui tắc cộng véc tơ (hoặc dùng phép chiếu) để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình đại số để tìm đại lượng cần tìm. + Rút ra các kết luận theo yêu cầu bài toán |
O
F2
F1
F
2,1
v
v2,3 v12,2 v22,3
