Đang tải... (xem toàn văn)
I. MỤC TIÊU: 1. Nhận thức: - Giúp học sinh phát biểu và viết được hệ thức của nguyên lý I nhiệt động lực học và phát biểu được nguyên lý II nhiệt động lực học. 2. Kỹ năng: - Vận dụng nguyên lý I nhiệt động lực học vào quá trình đẳng tích để viết và nêu ý nghĩa vật lý của hệ thức của nguyên lý này cho từng quá trình. - Vận dụng được nguyên lý I nhiệt động lực học để giải các bài tập liên quan. - Nêu được ví dụ về quá trình không thuận nghịch. - Vận dụng nguyên lý II vào động cơ nhiệt.
PHẦN I: ĐỘNG HỌC Chương 1: Chuyển Động Thẳng Đều § 1 Mở đầu § 2 Chuyển động thẳng đều – Vận tốc § 3 Phương trình vận tốc § 4 Bài tập § 5 Công thức công vận tốc § 6 Bài tập 1 Bài 1: Mở đầu A. YÊU CẦU: - Học sinh phải nắm được thế nào là chất điểm, hệ qui chiếu, thế nào là chuyển động tònh tiến. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Bài mới : Để nghiên cứu chuyển động cũng như xác đònh vò trí của vật là việc vô cùng khó khăn và phức tạp. Vì vậy để đơn giản người ta đưa ra mô hình chất điểm. Ví dụ: đoàn tàu hỏa chạy từ HCM ra Hà nội, đoàn tàu được xem là chất điểm. Khi nào thì xe đạp được xem là chất điểm, khi nào không được xem là chất điểm? Với vật chuyển động tònh tiến chỉ cần khảo sát chuyển động của 1 điểm là đủ. Để xác đònh vò trí của một vật trong không gian ta phải đối chiếu vò trí của nó với vò trí của một vật chọn trước làm mốc gọi là hệ qui chiếu (hệ tọa độ) 1. Đối tượng của cơ học: Cơ học là một ngành của Vật lý học nghiên cứu chuyển động của các vật thể dưới tác dụng tương hỗ giữa chúng. Nhiệm vụ của cơ học là tìm các phương pháp xác đònh vò trí của một vật ở một thời điểm bất kỳ dựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương hỗ của vật ấy với các vật khác. 2. Chất điểm: Vật có kích thước nhỏ như một điểm gọi là chất điểm Một vật được gọi là chất điểm khi kích thước của vật rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo vật chuyển động. 3. Chuyển động tònh tiến: Chuyển động tònh tiến là chuyển động trong đó một đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật chuyển động luôn luôn song song với chính nó. Trong chuyển động tònh tiến, quỹ đạo của tất cả các điểm trên vật đều giống nhau. 4. Hệ tọa độ Vật làm mốc: là vật được chọn trước để xác đònh vò trí của một chất điểm trong không gian. Hệ tọa độ: là 1 hệ gắn với vật làm mốc, gồm 1 điểm gốc tọa độ và các trục tọa độ. - Nếu vật chuyển động trên đường thẳng thì hệ qui chiếu là trục x’Ox: O: gốc tọa độ X’Ox: trục tọa độ X=OA: tọa độ điểm A - Nếu vật chuyển động trong mặt phẳng thì hệ tọa độ được chọn là trục Oxy: O: gốc tọa độ Ox, Oy: trục tọa độ Ox vuông góc Oy Tọa độ điểm A: x=OP y=OQ 2 y Q M 5. Tính tương đối của chuyển động Tính chất chuyển động của vật (nhanh, chậm, đứng yên, cong, thẳng) sẽ khác nhau khi đặt vật ấy trong các hệ tọa độ khác nhau, đó là tính tương đối của chuyển động. Ví dụ: ngồi trên chiếc xe đang chuyển động thì ta chuyển động so với mặt đất nhưng đứng yên so với người tài xế. 6. Mốc thời gian Là thời điểm được chọn là gốc để xác đònh các thời điểm khác ứng với mỗi vò trí của vật. 3. Củng cố : 4. Dặn dò : Câu hỏi SGK, trang 6, 7, 10 3 y O x P Q M Bài 2: Chuyển động thẳng đều – Vận tốc A. YÊU CẦU: - Đònh nghóa chuyển động thẳng đều, nắm được các đặc trưng của vectơ vận tốc. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thò. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Một ôtô trong 10s đầu tiên đi được 200m, 10s tiếp theo đi được 200m nữa, và 20s sau cùng đi được 400m. Chuyển động của ôtô là chuyển động thẳng biến đổi đều. Một ôtô trong 10s đi được quãng đường 200m và một xe đạp trong một phút đi được quãng đường là 300m. Xe nào chuyển động nhanh hơn? Làm thế nào để xác đònh được điều đó? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của xe? Các chuyển động có thể khác nhau về sự nhanh hay chậm và cũng có thể khác nhau về hướng. Vì vật vận tốc là đại lượng vectơ. 1. Đònh nghóa Chuyển động thẳng đều là chuyển động của vật trên đường thẳng, trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. 2. Vận tốc Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động, được đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó. s v t = ∆ s: quãng đường vật đi được (m) t∆ : khoảng thời gian (s) v: vận tốc (m/s) Trong chuyển động thẳng đều, độ lớn của vận tốc v không thay đổi 3. Vectơ vận tốc: v r Gốc: vò trí của vật Hướng (phương, chiều): trùng với hướng của chuyển động Độ lớn: mô tả tỉ số s t theo tỉ lệ xích Vectơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh chậm và về hướng của chuyển động. * Quy ước: v > 0 nếu vectơ vận tốc cùng chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. v < 0 nếu vectơ vận tốc ngược chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. 4. Ví dụ về vận tốc SGK 4. Củng cố : 5. Dặn dò : 4 Bài 3:Phương trình và đồ thò của chuyển động thẳng đều A. YÊU CẦU: - Nắm được công thức đường đi. - Hiểu được các phương pháp xác đònh vò trí của vật. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thò. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Gọi HS hỏi công thức vận tốc? Để khảo sát chuyển động của vật ta phải xác đònh tọa độ của vật theo một hệ tọa độ chọn trước Giả sử vật 1 xuất phát tại M, chuyển động thẳng đều với vận tốc v. Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ: sau khoảng thời gian t vật đến N. Toạ độ của vật là đoạn x = ON = OM + MN = x 0 + s x = x 0 + v(t - t 0 ) Vẽ đồ thò của phương trình toạ độ x = 2 + 4t 1. Đường đi của vật trong chuyển động thẳng đều s = v . t v: vận tốc (m/s) t: thời gian để đi quãng đường (s) 2. Phương trình chuyển động thẳng đều x = x o + v(t – t o ) Trong đó: x 0 =OM: tọa độ ban đầu lúc t 0 của vật x = ON: tọa độ ở thời điểm t của vật v: vận tốc của vật Phương trình trên cho phép xác đònh tọa độ, do đó xác đònh được vò trí của vật ở mọi thời điểm. vd: Nếu vật có vận tốc là 4m/s, chuyển động cùng chiều dương, toạ độ ban đầu là 2m, t 0 =0 thì phương trình toạ độ: x = 2 + 4t (m;s) 3. Đồ thò của chuyển động thẳng đều Phương trình toạ độ x = x o + v.t cho thấy x biến thiên theo hàm bậc 1 với thời gian t x = f(t) nên đồ thò là một đường thẳng. - đồ thò hướng lên: chuyển động cùng chiều dương. - đồ thò hướng xuống: chuyển động ngược chiều dương. - đồ thò đi qua gốc toạ độ: vò trí khởi hành của vật trùng với gốc toạ độ. - đồ thò song song với trục Ot: vật đứng yên. - Hai đồ thò song song: 2 vật chuyển động với cùng vận tốc. 4. Củng cố : 5. Dặn dò : BT trang 14 – SGK; 1.1 – 1.9 - SBT 5 O M x s x 0 t (s) v(m/s) ) O 1 6 2 Bài 4: Công thức cộng vận tốc A. YÊU CẦU: - Hiểu được tính tương đối của chuyển động, vận dụng được công thức cộng vận tốc. - Giải được các bài tập trong SGK. - Rèn kỹ năng giải toán. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Giả sử hai vật 1, 2 cùng nằm trên đường thẳng. Nếu chọn gốc toạ độ tại vật 1 thì toạ độ của vật 1 là x 1 = 0, toạ độ của vật 2 là x 2 = x 1 x 2 . Nếu chọn gốc toạ độ tại điểm O cách vật 1 một đoạn là Ox 1 thì toạ độ của vật 1 là Ox 1 , toạ độ của vật 2 là x 2 = Ox 1 + x 1 x 2 . Vậy toạ độ của vật đối với từng hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Đây chính là tính tương đối của toạ độ. Ta cũng có thể nói vận tốc có tính tương đối vì vận tốc phụ thuộc vào quãng đường vật đi được. 1. Tính tương đối của tọa độ Vậy tọa độ của vật phụ thuộc hệ tọa độ đã chọn, ta nói rằng tọa độ có tính tương đối. 2. Tính tương đối của vận tốc Vận tốc của cùng một vật đối với những hệ tọa độ khác nhau thì khác nhau, nghóa là vận tốc có tính tương đối. 3. Công thức cộng vận tốc Bài toán ví dụ: Một chiếc thuyền đứng tại A trên bờ này của sông, nhắm hướng AB vuông góc với bờ sông để chèo đến B. Nhưng do dòng nước chảy nên thực tế thuyền chuyển động theo hướng AC và đến bờ bên kia tại C. Hướng dẫn: Vận tốc của thuyền có 2 thành phần: bơi ngang và trôi theo dòng nước. 12 v r : vận tốc của thuyền đối với dòng nước 23 v r : vận tốc của dòng nước đối với bờ sông 13 v r : vận tốc của thuyền đối với bờ sông Vậy: 13 12 23 v v v= + r r r Các trường hợp: a. Hai chuyển động theo phương vuông góc nhau: 6 A C B 12 v r 13 v r 23 v r 2 2 2 13 12 23 v v v= + b. Hai chuyển động cùng phương cùng chiều: v 13 = v 12 + v 23 c. Hai chuyển động cùng phương ngược chiều: v 13 = v 23 – v 12 (trong đó v 23 > v 12 ) 4. Củng cố : 5. Dặn dò : Bài tập 2 – 5 SGK 7 Chương 2:Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều § 7 Vận tốc trung bình – Vận tốc tức thời § 8 Gia tốc § 9 Bài tập § 10 Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 11 Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 12 Bài tập § 13 Phương trình đường của chuyển động biến đổi đều – Bài tập § 14 Liên hệ giữa gia tốc – vận tốc – đường đi § 15 Sự rơi tự do của các vật § 16 Bài tập § 17 Kiểm tra 1 tiết 8 Bài 5 Vận tốc trung bình – vận tốc tức thời A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được đònh nghóa vận tốc trung bình, vận tốc tức thời và ý nghóa của các đại lượng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Với chuyển động thẳng biến đổi, ta không thể có một vận tốc xác đònh như chuyển động thẳng đều mà chỉ có thể tính ước chừng vận tốc của vật trên một quãng đường nhất đònh. Trong chuyển động biến đổi, vận tốc của vật thay đổi liên tục từ điểm này sang điểm khác trên quỹ đạo, điều đó có nghóa là tại mỗi điểm trên quỹ đạo, vật có một vận tốc riêng mà ta gọi là vận tốc tức thời. Để đo vận tốc tức thời người ta dùng gia tốc kế gắn trên ôtô hay xe gắn máy 1. Vận tốc trung bình Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng biến đổi đều trên một quãng đường nhất đònh là một đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó. Đặc điểm : - Vận tốc trung bình là một đại lượng vectơ - Vận tốc trung bình không cho phép xác đònh chính xác vò trí của vật mà chỉ có thể tính ước chừng. - Vận tốc trung bình trên những quãng đường khác nhau thì có giá trò khác nhau. 2. Vận tốc tức thời Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi là đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ s tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian rất nhỏ t để vật đi hết quãng đường đó. Ký hiệu v t - Vận tốc tức thời cũng là một đại lượng vectơ. 4. Củng cố : 5. Dặn dò : Bài tập 1.14 và 1.15 trang 19 – SBT 9 t s v = 321 321 ttt sss v ++ ++ = Bài 6: Gia tốc A. YÊU CẦU: - - Học sinh phải nắm được khái niệm gia tốc, biết xác đònh chiều của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều. - Nắm được quy tắc về dấu của gia tốc khi sử dụng công thức tính độ lớn của gia tốc, hiểu ý nghóa của đơn vò gia tốc và đổi đơn vò gia tốc. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Một ôtô đang chuyển động với vận tốc 20m/s thì hãm phanh, sau 5s thì vận tốc của xe còn 2m/s Một xe đạp đang chuyển động với vận tốc 7m/s thì thắng lại sau 2s dùng hẳn. Vậy xe đạp hay ôtô thay đổi vận tốc lớn hơn? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho sự thay đổi đó của vận tốc? Hướng dẫn hs vẽ a r - Chuyển động nhanh dần đều: a.v>0 - Chuyển động nhanh dần đều: a.v<0 1. Đònh nghóa Gọi 0 v r là vận tốc ban đầu của vật, sau khoảng thời gian t vật đạt được vận tốc t v r ⇒ độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian ∆t= t – t 0 là 0t v v v∆ = − r r r Độ biến thiên vận tốc trong một giây là: Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc và đo bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên ấy. Gia tốc là đại lượng vectơ. Ký hiệu: a r 2. Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng - a r luôn cùng hướng với v∆ r - Chuyển động thẳng đều: a = 0 - Chuyển động nhanh dần: v t > v o ⇒ v ∆ r cùng chiều t v r và 0 v r nên a r cùng chiều t v r , 0 v r - Chuyển động chậm dần: v t < v o ⇒ v ∆ r ngược chiều t v r và 0 v r nên a r ngược chiều t v r , 0 v r 3. Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi a. Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc biến thiên những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. Nếu vận tốc tăng dần: chuyển động nhanh dần đều Nếu vận tốc giảm dần: chuyển động chậm dần đều 10 t o v v v a t t − ∆ = = ∆ ∆ r r r r [...]... lực vào 2 vật khác nhau 1 Khối lượng: Vật nào có khối lượng lớn thì thay đổi vận tốc Khối lượng của vật là đại lượng đặc càng ít Vật nào có khối lượng nhỏ thì thay đổi trưng cho mức quán tính của vật vận tốc càng nhiều 2 Tính chất của khối lượng: - Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, bất biến với mỗi vật - Có tính chất cộng – khối lượng của 1 hệ nhiều vật bằng tổng khối lượng của mỗi vật trong... dụng của vật này lên vật khác cho vật Khi có lực tác dụng lên vật thì có những thay r c Lực là đại lượng vectơ: F đổi gì ở vật? - Điểm đặt: tại vật đang xét - Hướng: trùng với hướng của vectơ gia tốc mà lực truyền cho vật * Chú ý: Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực 4 Củng cố: 5 Dặn dò: 21 Sự cân bằng lực Bài 15: A YÊU CẦU: - Học sinh nắm được vì sao một vật đứng yên? Vì sao một vật chuyển động thẳng... vật lý đầu chuyển động, như vậy có nghóa là đã có đặc trưng cho tác dụng của vật này vào một lực kéo do đầu máy tác dụng lên làm cho vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho nó bò thay đổi vận tốc, nghóa là thu gia tốc vật hoặc làm cho vật bò biến dạng Ký Khi 2 vật tương tác với nhau thì xuất hiện lực hiệu: F Vậy lực chính là đại lượng đặc trưng cho tác b Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc dụng của vật. .. P2 = m.g P2 m2 Do đó, nguyên tắc của phép cân là so sánh khối lượng của một vật với khối lượng chuẩn thông qua so sánh trọng lực tác dụng lên Trái đất đã tác dụng lên vật một lực hút, vậy chúng vật có tác dụng lực hút lên trái đất hay không? 2 Lực hấp dẫn: - Trong tự nhiên mọi vật đều hút nhau, lực hút giữa các vật gọi là lực hấp dẫn - Đònh luật vạn vật hấp dẫn: Hai chất điểm bất kỳ hút nhau với một... đònh: 2 Kiểm tra bài cũ: 3 Bài mới chuyển động của vật rất phong phú và đa 1 Sự tương tác giữa các vật dạng: thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi a Khi một vật có gia tốc thì nhất đònh có đều, tròn đều… Vậy nguyên nhân nào làm cho những vật khác đã tác dụng vào nó và các vật chuyển động như vậy? sự tác dụng ấy gây ra gia tốc cho vật b Tác dụng giữa 2 vật bao giờ cũng là tác dụng tương hỗ Một đầu máy... không khí Khi vật chuyển động hoặc nếu các lực tác dụng vào nó cân bằng trên đệm không khí thì ma sát được hoàn toàn nhau” loại bỏ, khi đó vật chuyển động thẳng đều mãi 2 Quán tính: mãi “Quán tính là tính chất của mọi Nguyên nhân nào làm cho các vật tiếp tục vật bảo toàn vận tốc của mình khi không chuyển động thẳng đều khi các lực tác dụng chòu lực nào tác dụng hoặc khi chòu tác vào vật mất đi? dụng... vào vật khác nhau Để cho các vật rơi như nhau thì cần phải loại 2 Sự rơi tự do bỏ yếu tố nào? Sự rơi tự do là sự rơi trong chân Nếu trong môi trường loại bỏ đi sức cản của không, chỉ dưới tác dụng của trọng lực không khí thì môi trường đó gọi là gì? Nếu sức cản của không khí không Khi các vật rơi như nhau, không phụ thuộc vào đáng kể so với trọng lực tác dụng lên môi trường ta gọi các vật rơi tự do vật. .. Nguyên nhân đó chính là do tính chất của bản Do vậy đònh luật I Newton còn gọi thân của vật gọi là quán tính là đònh luật quán tính và chuyển động Khi vật đang chuyển động (có vận tốc) mà thẳng đều gọi là chuyển động do quán không chòu tác dụng của lực nào hoặc chòu tác tính dụng của những lực cân bằng thì do quán tính Ví dụ: đang đạp xe, ngừng đạp, xe nó sẽ chuyển động với vận tốc ấy, nghóa là vẫn... sinh hiểu được nội dung của đònh luật I Newton và quán tính của mọi vật Biết vận dụng đònh luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý B LÊN LỚP: 1 Ổn đònh: 2 Kiểm tra bài cũ: 3 Bài mới: Ta hãy đi tìm mối liên hệ giữa lực và gia tốc 1 Đònh luật II Newton: - Tác dụng 2 lực F1 = 2F2 lần lượt vào vật có khối lượng m Quan sát ta nhận thấy gia tốc mà vật nhận được khi chòu tác dụng của F 1 bằng 2 lần... Gia tốc của một vật tỉ lệ Vậy gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên thuận với lực tác dụng vào vật và tỉ lệ vật nghòch với khối lượng của nó” r F - Sử dụng một lực F tác dụng vào 2 vật có r F a= - Biểu thức: a = hay khối lượng m1 = 2m2 ta thấy gia tốc mà m2 thu m m được gấp 2 lần gia tốc m1 thu được - Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật: Vậy gia tốc tỉ lệ nghòch với khối lượng của vật Tổng quát hoá . một vật chọn trước làm mốc gọi là hệ qui chiếu (hệ tọa độ) 1. Đối tượng của cơ học: Cơ học là một ngành của Vật lý học nghiên cứu chuyển động của các vật. đònh vò trí của một vật ở một thời điểm bất kỳ dựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương hỗ của vật ấy với các vật khác. 2. Chất điểm: Vật có kích thước nhỏ