Tóm tắt Lý thuyết Vật Lý 10 - Chân trời sáng tạo, Cánh diều, Kết nối tri thức

Tóm tắt Lý thuyết Vật Lý 10 được thực hiện bởi đội ngũ TTKT

Photo by JESHOOTS.com Pexels/photoperson-holding-a-chalk-in-front-of-the-chalk-board-714699

Phần I: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

1. Chuyển động cơ:

• Sự thay đổi vị trí của vật so với vật mốc theo thời gian.
• Chất điểm: Vật có kích thước rất nhỏ so với quãng đường đi hoặc so với khoảng cách đến điểm khảo sát.
• Quỹ đạo: Tập hợp các vị trí của chất điểm chuyển động tạo ra.
• Hệ quy chiếu: Gồm vật làm mốc, hệ tọa độ gắn với vật mốc, thước đo và đồng hồ.

2. Chuyển động thẳng đều:

• Quỹ đạo là đường thẳng.
• Tốc độ trung bình trên mọi quãng đường là như nhau (vận tốc không đổi).
• Phương trình vận tốc: \(v = \text{const}\)
• Phương trình quãng đường: \(s = v \cdot t\)
• Phương trình tọa độ (chuyển động): \(x = x_0 + v \cdot t\) (chọn chiều dương cùng chiều chuyển động, gốc thời gian lúc bắt đầu khảo sát).

3. Chuyển động thẳng biến đổi đều:

• Quỹ đạo là đường thẳng.
• Gia tốc không đổi (\(a = \text{const}\)).
• Nhanh dần đều: \(a\) và \(v\) cùng dấu (\(a \cdot v > 0\)).
• Chậm dần đều: \(a\) và \(v\) trái dấu (\(a \cdot v < 0\)).
• Công thức vận tốc: \(v = v_0 + a \cdot t\)
• Công thức quãng đường: \(s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2\)
• Phương trình tọa độ (chuyển động): \(x = x_0 + v_0 t + \frac{1}{2}at^2\)
• Công thức độc lập thời gian: \(v^2 - v_0^2 = 2as\)

4. Sự rơi tự do:

• Là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.
• Đặc điểm:
  • Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
  • Là chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc \(g\) (gia tốc trọng trường), \(v_0 = 0\).
• Công thức:
  • Vận tốc: \(v = gt\)
  • Quãng đường (độ cao): \(h = \frac{1}{2}gt^2\)
  • Hệ thức độc lập: \(v^2 = 2gh\)

5. Chuyển động tròn đều:

• Quỹ đạo là đường tròn.
• Tốc độ dài không đổi (\(v = \text{const}\)), nhưng hướng của vận tốc thay đổi (luôn tiếp tuyến quỹ đạo).
• Tốc độ góc không đổi (\(\omega = \text{const}\)).
• Chu kì (T): Thời gian đi hết 1 vòng. Đơn vị: s. \(T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{1}{f}\).
• Tần số (f): Số vòng đi được trong 1 giây. Đơn vị: Hz. \(f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi}\).
• Liên hệ tốc độ dài và tốc độ góc: \(v = \omega R\) (R là bán kính quỹ đạo).
• Gia tốc hướng tâm (\(a_{ht}\)): Đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc.
  • Luôn hướng vào tâm quỹ đạo.
  • Vuông góc với vectơ vận tốc tại mọi điểm.
  • Độ lớn: \(a_{ht} = \frac{v^2}{R} = \omega^2 R\).

Phần II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

1. Tổng hợp và phân tích lực:

• Lực là đại lượng vectơ.
• Tổng hợp lực: Thay thế các lực tác dụng đồng thời vào vật bằng một lực duy nhất có tác dụng giống hệt các lực đó (\(\vec{F}_{hl} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 + ...\)). Tuân theo quy tắc hình bình hành.
• Phân tích lực: Thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực thành phần có tác dụng giống hệt lực đó.

2. Ba định luật Newton:

• Định luật I (Quán tính): Nếu không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
• Định luật II: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
  • Biểu thức: \(a = \frac{F}{m}\) hay \(F = ma\) (viết dạng vectơ: \(\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}\) hay \(\vec{F} = m\vec{a}\))
• Định luật III: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối (cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn, đặt vào hai vật khác nhau). \(\vec{F}_{AB} = - \vec{F}_{BA}\).

3. Một số lực cơ học:

• Lực hấp dẫn: Lực hút giữa hai vật có khối lượng. \[F_{hd} = G \frac{m_1 m_2}{r^2}\] (G là hằng số hấp dẫn).
  • Trọng lực (P): Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vật. \(\vec{P} = m\vec{g}\). \(g = G \frac{M}{(R+h)^2}\).
• Lực đàn hồi: Xuất hiện khi vật bị biến dạng, có xu hướng chống lại sự biến dạng. Đối với lò xo trong giới hạn đàn hồi:
  • Định luật Hooke: \(F_{đh} = k|\Delta l|\) (k là độ cứng, \(\Delta l\) là độ biến dạng). Lực đàn hồi ngược hướng với hướng gây biến dạng.
• Lực ma sát: Xuất hiện ở mặt tiếp xúc, cản trở chuyển động tương đối.
  • Ma sát trượt (\(F_{mst}\)): \(F_{mst} = \mu_t N\) (\(\mu_t\) là hệ số ma sát trượt, N là áp lực).
  • Ma sát nghỉ (\(F_{msn}\)): Lực cân bằng với ngoại lực tác dụng song song mặt tiếp xúc. \(F_{msn} \leq \mu_n N\).
• Lực hướng tâm: Là hợp lực của các lực tác dụng vào vật chuyển động tròn đều, gây ra gia tốc hướng tâm cho vật. \(F_{ht} = m a_{ht} = m \frac{v^2}{R} = m \omega^2 R\).

Phần III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

1. Cân bằng của vật chịu tác dụng của hai lực:

Hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều.