- VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG I - CƠ HỌC - NHIỆT HỌC - ĐIỆN HỌC - QUANG HỌC và VẬT LÝ HẠT NHÂN Phần 1: CƠ HỌC Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Trình bày được các đại lượng đặc trưng của chuyển động: vận tốc, gia tốc, các thành phần của gia tốc. - Mục Xác định được vận tốc, gia tốc từ phương trình Tiêu quãng đường hay phương trình tọa độ và ngược lại. - Học Tập Tính được các thành phần gia tốc của chuyển động ném xiên, ném ngang ở thời điểm xác định - Xét một chất điểm chuyển động từ A đến B 1.1. - S Vec tơ A B dịch L chuyển + Lấy A làm gốc, B là ngọn, dựng véc tơ AB AB L gọi là véc tơ dịch chuyển. - S = AB = BA là quãng đường dịch chuyển - Nếu dt nhỏ, đoạn đường dS, véc tơ dịch chuyển tương ứng 1.1. - dL thì dS = dL - Khi chất điểm c/động thẳng thì dL trùng phương với dS. - Vec tơ dịch -Khi chất điểm c/động cong thì dL có phương tiếp tuyến chuyển với dS. - Định nghĩa Vận tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi của quãng đường dịch chuyển theo thời gian. - S Vận tốc a) Vận tốc trung bình vtb : vtb t b) Vận tốc tức thời vtt : S dS vtt lim vtb lim. - Véc tơ vận tốc + Véc tơ vận tốc trung bình: vtb L 1.2. - vtb Vận tốc t + Véc tơ vận tốc tức thời: L dL v lim vtb lim t 0 t 0 t dt + Điểm đặt: tại vật Vậy: v + Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm xét + Chiều: trùng với chiều chuyển động của vật 1.2. - Vận tốc dL dS + Độ lớn: v. - r - Nếu v có phương và độ lớn ko đổi thì vật c/đ thẳng đều. - r Vận tốc - Nếu v có phương và độ lớn thay đổi c/đ cong biến đổi. - -Véc tơ vận tốc cho biết c/đ là cong hay thẳng, biến đổi hay đều. - -Biết độ lớn của v, ta có thể tính quãng đường S. - dS v.dt S. - v.dt dt 1. - Định nghĩa véc tơ gia tốc: Véc tơ gia tốc là 1 đại lượng vật lý đặc trưng cho sự biến đổi của véc tơ vận tốc theo thời gian. - Biểu thức Gia tốc v a) Vec tơ gia tốc trung bình: atb t b) Véc tơ gia tốc tức thời: v d v a lim atb lim t 0 t 0 t dt 3. - Các thành phần của véc tơ gia tốc -Véc tơ gia tốc gồm 2 thành phần: gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến. - A M1 v1 A1 Xét thời gian chuyển v 1.3. - động t nhỏ, để MM1 M Gia tốc được coi như 1 cung tròn tâm O, bán kính R. - Tại điểm M: v MA O Sau thời gian: t, chất điểm ở vị trí M1: v1 v v M 1 A1 r ur uur Ta có v. - vn v vt vn a lim lim lim at a n t 0 t t 0 t t 0 t 1.3. - C vt Gia tốc A M1 v1 A1 v vn M v v1 B R O a) Gia tốc tiếp tuyến vt - Điểm đặt: tại vật at lim t 0 t - Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo r 1.3. - cùng chiều với vr nếu vật c/đ nhanh dần Gia tốc + ngược chiều với v nếu vật c/đ chậm dần - Độ lớn: vt v1 v dv d 2 S at at lim lim. - 2 t 0 t t 0 t dt dt ur atđặc trưng cho sự biến đổi của vec tơ vận tốc về độ lớn. - b) Gia tốc pháp tuyến - Điểm đặt: tại vật v a n lim n - Phương : trùng phương với v n t 0 t Tức có phương pháp tuyến với quỹ đạo 1.3. - vt C M1 v1 Gia tốc A v vn v M. - O - Chiều: hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm. - vn 2 - Độ lớn: a n lim v t 0 t an 1.3. - R Gia tốc uur Như vậy an đặc trưng cho sự thay đổi về phương của véc tơ vận tốc. - Kết luận Véc tơ gia tốc của chất điểm có thể phân tích ra 2 thành phần: r ur uur a at an 1.3. - at đặc trưng cho sự thay đổi của véc tơ - Gia tốc tiếp tuyến: Gia tốc vận tốc về độ lớn. - Gia tốc pháp tuyến: a n đặc trưng cho sự thay đổi của véc tơ vận tốc về phương. - v 2 2 2 - Về độ lớn: a a a. - R VD: Một vật chuyển động trên một quỹ đạo tròn có bán kính 60 m. - Phương trình quãng đường của vật được cho bởi công thức: S = 4 + 20.t – t2 (m) Xác định vận tốc, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến, gia tốc toàn phần của vật lúc t = 5s. - Chuyển động thẳng đều - Là chuyển động có quỹ đạo là đưởng thẳng, có vận tốc không đổi theo thời gian. - Một số Phương trình đường đi của vật: S. - v.dt vt C dạng chuyển Khi t=0, S=0 C= 0 S=v.t động đặc biệt Phương trình chuyển động của vật: x x0 vt S=v.t O x0 x x v = S. - Chuyển động thẳng biến đổi đều ĐN: Là chuyển động thẳng có vận tốc biến đổi đều. - Một số - Phương trình vận tốc: v=v0 +a.t dạng chuyển at 2 - Phương trình quãng đường: S v 0 t. - S0 động 2 đặc biệt 2 - PT toạ độ dọc theo trục Ox là: at x x 0 v0t 2 *Chuyển động rơi tự do: a = g, h = g.t2 /2, v = g.t. - trong đó g: gia tốc rơi tự do. - Chuyển động tròn Là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn. - a) Vận tốc góc 1.4. - M1 R Một số - Vận tốc góc trung bình: S. - chuyển t M động - Vận tốc góc tức thời: đặc biệt. - lim t 0 t 0 t dt - véc tơ vận tốc góc có. - phương: vuông góc với quỹ đạo . - chiều: được xác định theo quy tắc vặn nút chai Một số + độ lớn: bằng đạo hàm bậc 1 của góc quay theo thời gian. - dạng chuyển b) Gia tốc góc động Là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự biến đổi của véc tơ đặc biệt vận tốc theo thời gian. - Gia tốc góc trung bình. - tb t -Gia tốc góc tức thời. - lim tb lim t 0 t 0 t dt 1.4. - điểm đặt: tại tâm O Một số dạng + phương: vuông góc với quỹ đạo chuyển + chiều: cùng chiều với nếu chuyển động là động nhanh dần và ngược chiều với nếu chuyển đặc biệt động là chậm dần. - 2 + Độ lớn: d d. - Sau khoảng thời gian dt, chất điểm đi được đoạn đường dS, vectơ bán kính R 1.4. - v 2 (R ) 2 2 - Độ lớn của gia tốc pháp tuyến: n a. - R R R - Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc góc dv d (R) d at. - dt dt dt Một số Xét cả về phương chiều của 3 véc tơ. - R chuyển động đặc biệt Bài tập vận dụng Một vật được ném từ độ cao h lên cao hợp với phương ngang một góc 300, vận tốc ban đầu v0=10m/s, ở nơi có gia tốc rơi tự do g=10m/s2. - a) Viết phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo của vật. - Từ đó cho biết dạng quỹ đạo chuyển động của vật. - b) Tính gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của vật ở thời điểm t=2s