ÔN TẬP ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (P2) I ỨNG DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON VÀ CÁC LỰC CƠ HỌC Phương pháp động lực học Là phương pháp vận dụng định luật Newton lực học để giải toán học a Bài toán thuận: Xác định chuyển động vật biết trước lực Chọn hệ quy chiếu cho phù hợp với kiện toán Biểu diễn lực tác dụng vào vật Viết phương trình định luật II Newton cho vật: Fhl  ma Chiếu phương trình vectơ lên hệ quy chiếu để thu phương trình đại số: F1x  F2 x   ma x Giải toán với điều kiện ban đầu b Bài toán ngược: Xác định lực biết trước chuyển động vật Chọn hệ quy chiếu cho việc giải toán đơn giản Xác định gia tốc dựa vào chuyển động cho Xác định hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Newton Biết hợp lực ta xác định lực tác dụng vào vật c Chuyển động hệ vật Hệ vật tập hợp nhiều vật tương tác với Nội lực lực tác dụng lẫn hệ Ngoại lực lực vật bên tác dụng lên vật hệ Khi vật hệ chuyển động với gia tốc tác dụng ngoại lực, gia tốc gọi gia tốc hệ a hệ, áp dụng định luật II Niu-tơn cho hệ Xác định Fk lực kéo chiều chuyển động (nếu có lực F xiên dùng phép chiếu để xác định thành phần tiếp tuyến Fx = Fcos) Xác định Fc lực cản ngược chiều chuyển động  Gia tốc hệ: a  với F F m k c  F  F  F  tổng ngoại lực  m  m  m  tổng khối lượng hệ 2 Lưu ý Nếu hệ có vật đặt lên nhau, có ma sát trượt khảo sát chuyển động  Fk   Fc ) vật (vẫn dùng công thức a  m Nếu hệ có vật đặt lên nhau, ma sát nghỉ xem vật Phương pháp toạ độ Phương pháp toạ độ dùng để khảo sát chuyển động phức tạp có quỹ đạo đường cong a Chuyển động ném ngang với vận tốc ban đầu v0 Chuyển động vật theo trục x chuyển động thẳng đều: x = v0t Chuyển động theo trục y chuyển động rơi tự do: y  Quỹ đạo vật đường parabol: y  gt g x v02 Vận tốc vật thời điểm t: vt  v02  g 2t Tầm ném xa (tính theo phương ngang): s  v0 vật 2h ; h độ cao ban đầu g b Chuyển động ném xiên góc  so với phương ngang với vận tốc ban đầu v0 Chọn O gốc toạ độ, trục Ox nằm ngang, chiều dương phía ném, trục Oy hướng thẳng đứng lên Vật chịu tác dụng trọng lực, có gia tốc: ax =0; ay = - g Vận tốc ban đầu theo trục x trục y là: v0x = v0cos; v0y = v0sin Phương trình chuyển động: x  v0 cos  t ; y  v0 sin t  gt 2 Phương trình quỹ đạo vật: y   gg x   tan   x 2v cos  Quỹ đạo parabol quay bề lõm xuống v02 sin 2 Tầm ném xa: x  g Độ cao quỹ đạo: yh  v02 sin 2 2g II CÁC DẠNG TOÁN THƯỜNG GẶP Các bước giải toán Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật Bước 2: Xác định xem vật chuyển động dạng đường để chọn hệ trục tọa độ cho thích hợp Thông thường ta gặp toán vật chuyển động mặt đường nằm ngang, vật chuyển động mặt phẳng nghiêng, hệ vật vắt qua ròng rọc Bước 3: Áp dụng định luật II Newton:  F  ma (1) Bước 4: Chiếu lực lên trục tọa độ ý đến chiều lực Nếu chiều dương dấu +, ngược chiều dương dấu -, lực vuông góc với trục tọa độ 0, lực hợp với trục tọa độ góc  ta lấy F.sin (hoặc F.cos,…) Bước 5: Ráp vào biểu thức (1) tính đại lượng cần tìm Bước 6: Áp dụng công thức chuyển động thẳng biến đổi điều có v  v0 t m / s   Gia tốc: a   Quãng đường: s  v0t  at 2  Hệ thức độc lập với thời gian: v2  v02  2as Lưu ý Nếu đề không cho biết chiều chuyển động vật ta chọn chiều chuyển động cho vật (hệ vật) cho thuận tiện cho trình tính toán Sau tính toán kết a > vật chuyển động theo chiều ta chọn, a < vật chuyển động ngược chiều ta chọn 1 Bài toán 1: Chuyển động vật mặt phẳng ngang lực kéo Một ô tô chuyển động với vận tốc v0 hãm phanh; biết hệ số ma sát trượt ô tô sàn μ  Gia tốc ôtô là: a = -µg Bài toán 2: Chuyển động mặt phẳng ngang có lực kéo F Nếu bỏ qua ma sát gia tốc vật là: a  F m Nếu hệ số ma sát vật sàn µ gia tốc vật là: a  F   mg m Bài toán 3: Chuyển động vật mặt phẳng ngang phương lực kéo hợp với phương ngang góc  Cho hệ hình vẽ Cho lực kéo F, khối lượng vật m, góc  Nếu bỏ qua ma sát gia tốc vật là: a  F cos  m Nếu hệ số ma sát vật sàn µ gia tốc vật là: F cos     mg  F sin   a m Bài toán 4: Vật trượt mặt phẳng nghiêng từ xuống Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng , chiều dài mặt phẳng nghiêng l Nếu bỏ qua ma sát Gia tốc vật: a = gsin Vận tốc chân mặt phẳng nghiêng: v  gl sin  Nếu ma sát vật mặt phẳng nghiêng μ Chọn hệ trục Oxy hình vẽ Áp dụng định luật II Newton ta có: Fms  P  N  ma (1) Ox :  Fms  P sin   ma   N  P sin  Chiếu (1)  a m Oy : N  P cos   Gia tốc vật: a = g(sin - μcos) Vận tốc chân mặt phẳng nghiêng: v  gl  sin    cos   Trường hợp có lực kéo F chiều lực kéo chiều với chiều chuyển động mang dấu + Bài toán 5: Vật trượt mặt phẳng nghiêng từ lên Một vật chuyển động với vận tốc v0 theo phương ngang trượt lên phẳng nghiêng, góc nghiêng  Nếu bỏ qua ma sát Gia tốc vật là: a = - gsin Quãng đường lên lớn nhất: S max  v02 g sin  Nếu hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng μ Chọn hệ trục Oxy hình vẽ Áp dụng định luật II Newton ta có: Fms  P  N  ma (1) Ox : Fms  P sin   ma   N  P sin  Chiếu (1)  a m Oy : N  P cos   Gia tốc vật là: a   g  sin    cos   Quãng đường lên lớn nhất: Smax v02  g  sin   g cos   Trường hợp có lực kéo F chiều lực kéo chiều với chiều chuyển động mang dấu + Bài toán 6: Các dạng tập liên quan đến ròng rọc Ròng rọc có tác dụng đổi phương lực tác dụng Nếu khối lượng dây, ròng rọc không đáng kể lực căng dây T hai bên nhánh có độ lớn T1  T1'  T2  T2' Áp dụng định luật II Newton cho vật m1 m2 Tìm đại lượng đề yêu cầu Khi hệ có ròng rọc: đầu dây luồn qua ròng rọc động đoạn đường s trục ròng đoạn đường s/2, độ lớn vận tốc gia tốc theo tỉ lệ a Loại 1: Hệ vật chuyển động qua ròng rọc cố định ròng rọc động Tìm gia tốc Đưa hệ vật vật m = m1 + m2 + … Áp dụng định luật II Newton cho vật m:  F  ma Tìm lực căng dây sợi dây Xét vật riêng biệt Áp dụng định luật II Newton cho vật Giải hệ phương trình tìm kết b Loại 2: Hệ vật chuyển động mặt phẳng nghiêng có ròng rọc Xét vật riêng phân tích lực tác dụng lên vật Áp dụng định luật II Newton cho vật Chú ý Khi vật m2 quãng đường s vật m1 quãng đường s độ cao so với vị trí ban đầu h  s cos  c Loại 3: Hệ ròng rọc nối lò xo Ta tiến hành giải theo bước toán Chú ý: Độ lớn lực căng dây T lúc với lực đàn hồi Fdh lò xo Bài toán 7: Lực nén lên mặt cầu Khi xe chuyển động lên cầu vồng (cầu xây cong lên) chỗ cao nhất/ chỗ thấp hợp lực N , P tạo thành lực hướng tâm Fht  maht Nếu cầu vồng lên, áp lực xe lên mặt cầu nhỏ trọng lượng xe N  mg  mv R Nếu cầu võng xuống, áp lực xe lên mặt cầu lớn trọng lượng xe mv N  mg  R Xe chuyển động quanh khúc quanh Để tránh xe khỏi bị trượt vào khúc quanh, mặt đường phải nghiêng vào v2 phía góc , với tan   (R bán kính khúc quanh) gR Để tránh cho đường ray xe lửa khỏi bị hỏng, người ta làm mặt phẳng hai ray nghiêng góc  so với đường nằm ngang Trường học Trực tuyến Sài Gòn (iss.edu.vn) có 800 giảng trực tuyến thể đầy đủ nội dung chương trình THPT Bộ Giáo dục - Đào tạo qui định cho môn học Toán - Lý - Hóa - Sinh - Văn - Sử - Địa -Tiếng Anh ba lớp 10 - 11 - 12 Các giảng chuẩn kiến thức trình bày sinh động lĩnh vực kiến thức mẻ đầy màu sắc hút tìm tòi, khám phá học sinh Bên cạnh đó, mức học phí thấp: 50.000VND/1 môn/học kì, dễ dàng truy cập tạo điều kiện tốt để em đến với giảng Trường Trường học Trực tuyến Sài Gòn - "Học dễ hơn, hiểu hơn"!