Tổng hợp Lý thuyết Vật Lí 10 HKII - CHƯƠNG 5 - 6 phần 1 Chân trời sáng tạo (hay, chi tiết) | Kiến thức trọng tâm Vật Lí 10
Chương 5: Moment lực. Điều kiện cân bằng
Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực
1. Tổng hợp và phân tích lực
Phương pháp tổng hợp lực trên một mặt phẳng.
- Lực tổng hợp là một lực thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật, có tác dụng giống hệt các lực ấy.
- Quy tắc tổng hợp lực:
+ Quy tắc hình bình hành: hợp lực của hai lực quy đồng được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những vecto biểu diễn hai lực thành phần.
+ Quy tắc tam giác lực: ta có thể tịnh tiến vectơ lực 
sao cho gốc của nó trùng với ngọn của vectơ lực 
khi đó vectơ lực tổng hợp 
là vectơ nối gốc của và ngọn của
+ Quy tắc đa giác lực: Khi vật chịu tác dụng của nhiều hơn hai lực, ta có thể áp dụng một cách liên tiếp quy tắc tam giác lực để tìm hợp lực
- Ví dụ: Lực tổng hợp tác dụng lên viên đá quý là Ft = 0
- Ví dụ: Lực tổng hợp tác dụng vào xà lan chở cát.
Phương pháp phân tích một lực thành các lực thành phần vuông góc
Phương pháp phân tích lực.
Lực kéo được phân tích thành hai thành phần vuông góc.
2. Thí nghiệm tổng hợp lực
- Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều
+ Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy.
F = F1 + F2
+ Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
Bài 14: Moment. Điều kiện cân bằng của vật
1. Moment lực. Moment ngẫu lực
Khái niệm moment lực
- Khái niệm: Moment lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
- Biểu thức: M = F.d
Trong đó:
M là momen lực (N.m)
F là lực tác dụng (N)
d là cánh tay đòn (m): khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
- Ví dụ:
- Ví dụ về cách xác định moment lực
Chú ý: Tác dụng làm quay vật của lực không chỉ phụ thuộc vào độ lớn F của lực mà còn phụ thuộc vào phương của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (cánh tay đòn).
Khái niệm moment ngẫu lực
- Khái niệm ngẫu lực: Hệ hai lực song song, nguợc chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. Dưới tác dụng của ngẫu lực, chỉ có chuyển động quay của vật bị biến đổi.
- Một số ví dụ khác về ứng dụng ngẫu lực trong cuộc sống.
Vặn nút ga
Tháo bánh xe
- Moment ngẫu lực:
+ Đối với các trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực thì moment của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí trục quay và luôn luôn có giá trị:
M = F1.d1 + F2.d2 = F.(d1 + d2) = F.d
Trong đó:
F: là độ lớn của mỗi lực (N)
d: khoảng cách giữa 2 giá của ngẫu lực còn được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực (m)
M: moment của ngẫu lực (N.m)
+ Moment của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
2. Quy tắc moment
Quy tắc moment
- Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.
M1 + M2 +...= M′1 + M′2 + ...
Vận dụng quy tắc moment
- Ví dụ: Moment của lực F (lực nâng của tay) có tác dụng làm xe quay theo chiều kim đồng hồ cân bằng với moment của trọng lực P (xe chở vật liệu) có tác dụng làm xe quay ngược chiều kim đồng hồ.
Xe đẩy vật liệu
Điều kiện cân bằng của vật
Khi vật rắn ở trạng thái cân bằng, lực tác dụng vào vật phải có hai điều kiện sau:
+ Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không.
+ Tổng moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng không.
Trong điều kiện về moment lực, ta cần quy ước các moment lực có xu hướng làm vật quay theo một chiều có giá trị dương. Từ đó các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược với chiều dương quy ước sẽ có giá trị âm.
Chương 6: Năng lượng
Bài 15: Năng lượng và công
1. Năng lượng
- Mọi biến đổi trong tự nhiên đều cần năng lượng.
- Chúng ta không nhìn thấy năng lượng nhưng có thể cảm nhận được tác dụng của nó.
- Ví dụ:
+ Mọi hoạt động hằng ngày của chúng ta đều cần đến năng lượng. Năng lượng được lấy từ năng lượng dự trữ trong thức ăn.
+ Cây cối lớn lên ra hoa, kết trái được là nhờ hấp thụ năng lượng của ánh sáng mặt trời.
+ Khi lắp pin vào đèn pin và bật công tắc thì bóng đèn pin phát ra ánh sáng. Ánh sáng được tạo ra là nhờ có năng lượng dự trữ trong pin.
Xe ô tô chuyển động trên đường
Du thuyền trên sông
Bánh được nướng trong lò
Bóng đèn chiếu sáng
Cây nảy mầm và lớn lên
Con người hoạt động tư duy
Tính chất của năng lượng:
Năng lượng của một hệ bất kì luôn có một số tính chất sau:
+ Năng lượng là một đại lượng vô hướng.
+ Năng lượng có thể tồn tại ở những dạng khác nhau.
+ Năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác, hoặc chuyển hóa qua lại giữa các dạng khác nhau và giữa các hệ, các thành phần của hệ.
+ Trong hệ SI năng lượng có đơn vị là jun: J
+ Đơn vị khác của năng lượng là calo (cal): Một calo là lượng năng lượng cần thiết để làm tăng nhiệt độ 1 g nước lên thêm 10C.
1 cal = 4,184 J
Ví dụ: 1 thỏi socola nặng 60g chứa 280 cal năng lượng tức là 1171,52 J
2. Định luật bảo toàn năng lượng
Quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng
- Năng lượng không tự nhiên sinh ra và cũng không tự nhiên mất đi mà chỉ truyền từ vật này sang vật khác hoặc chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác. Ta nói năng lượng được bảo toàn.
- Lưu ý: Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hoặc từ vật này sang vật khác dưới nhiều hình thức khác nhau: truyền năng lượng ánh sáng, truyền nhiệt, truyền năng lượng thông qua tác dụng lực, truyền năng lượng điện từ.
- Ví dụ một số quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng trong thực tiễn:
+ Đốt lửa bằng kính lúp: sự chuyển hóa năng lượng từ quang năng sang nhiệt năng.
Đốt lửa bằng kính lúp
+ Đun nước bằng bếp ga: Truyền năng lượng bằng cách truyền nhiệt, trong đó nhiệt năng từ lửa được truyền cho hệ là ấm nước và nước trong ấm.
Đun nước bằng bếp ga
+ Cọ xát để tạo lửa: Truyền năng lượng bằng cách thực hiện công cơ học.
Cọ xát để tạo lửa
+ Sạc điện thoại không dây: Chuyển hóa năng lượng điện từ thành năng lượng hóa học trong pin và điện năng của điện thoại, ngoài ra còn có năng lượng nhiệt do điện thoại tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.
Sạc điện thoại không dây
+ Công của lực đẩy chuyển động năng của người đẩy thành động năng và thế năng của người ngồi và xích đu.
Trò chơi xích đu
+ Công của lực nâng chuyển động năng của tay và bình nước thành thế năng của bình nước.
Nhấc bình nước lên vai
+ Công của lực đẩy và lực ma sát chuyển động năng của tay và giấy nhám thành nhiệt năng.
Dùng giấy nhám trà phẳng bề mặt gỗ
Minh họa sự chuyển hóa năng lượng và định luật bảo toàn năng lượng
+ Mô hình thủy điện: Nước được đưa lên bình chứa, sau đó chảy từ trên cao làm quay tubin của máy phát điện và làm sáng bóng đèn.
+ Mô hình tháp quang năng: ánh sáng được chiếu từ nguồn sáng (đèn, mặt trời) đến chân tháp để làm nóng dòng khí đi vào chân tháp. Dòng khí nóng chuyển động lên trên làm cho cánh quạt đặt ở đỉnh tháp quay.
3. Công của một lực không đổi
Biểu thức tính công và đơn vị của công
Về mặt toán học, công của một lực được đo bằng tích của ba đại lượng: độ lớn lực tác dụng F, độ dịch chuyển d và cosin góc hợp bởi vectơ lực tác dụng và vectơ độ dịch chuyển theo công thức:
A = F.d.cosθ
Lưu ý: Khi vật chuyển động thẳng theo một chiều thì độ dịch chuyển d chính bằng quãng đường đi được s và công được tính theo công thức:
A = F.d.cosθ
Trong đó:
A: công (J)
s: quãng đường đi được (m)
F: độ lớn của lực tác dụng (N)
θ: góc hợp bởi vectơ lực và vectơ chuyển dời.
+ Đơn vị của công là J với: 1 J = 1 N.m
(1 J là số đo công thực hiện khi lực có giá trị là 1 N đặt lên vật và làm vật được dịch chuyển 1 m theo phương của lực tác dụng)
- Ví dụ:
+ Lực tác dụng có xu hướng theo chiều chuyển động của vật, nghĩa là hình chiếu của lực lên phương chuyển động cùng chiều chuyển động. Khi vật nặng tăng tốc độ động năng của vật tăng lên.
Vận động viên kéo vật nặng
+ Lực tác dụng có xu hướng ngược chiều chuyển động của chú chó, nghĩa là hình chiếu của lực lên phương chuyển động ngược chiều với chiều chuyển động. Khi này chú cho bị giảm tốc độ, tức là động năng của chú cho giảm đi.
Dùng dây để kéo chú chó
+ Lực nâng của tay vuông góc với chiều chuyển động của thùng hàng trong quá trình chuyển hàng. Khi đó, năng lượng của vật nặng (gồm cả thế năng và động năng ) không thay đổi vì người khuân hàng đang đi với tốc độ không đổi.
Nhân viên khuân các thùng hàng đi đều
- Các đặc điểm của công: Công cơ học là đại lượng vô hướngcó thể âm, dương hoặc bằng 0 phụ thuộc vào góc hợp bởi phương của lực tác dụng và hướng chuyển dời của chuyển động.
+ 00≤ θ <900: công của lực có giá trị dương (A > 0 ) lực sinh công dương (công phát động)
+ 900 < θ ≤1800: công của lực có giá trị âm (A < 0 ) lực sinh công âm (công cản)
+ θ = 900 khi lực tác dụng vuông góc với độ dịch chuyển thì công A = 0: lực không sinh công.
Kết luận
Trên đây là tổng hợp các công thức Vật lý hk2, Các bạn có thể tham khảo và ôn tập cho các kỳ thi sắp tới. Hy vọng rằng bài viết này của Điểm 10+ sẽ hữu ích đối với bạn.
Tham khảo KHÓA HỌC VẬT LÝ 10: TẠI ĐÂY
