Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Học phần: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Số tín chỉ: 2 Mã số: PHY121
Chi tiết: dowload
________________________________________
LỊCH TRÌNH GIẢNG DẠY
| Tuần thứ | Nội dung | Phân bổ nội dung học phần | ||
| Lý thuyết | Thảo luận nhóm | Tự học | ||
| 1 | Chương 1 : ĐỘNG HỌC 1.1. Sự chuyển động của vật, hệ quy chiếu, vận tốc, gia tốc, vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn. 1.1.1. Chuyển động và hệ quy chiếu 1.1.2. Phương trình chuyển động | 4 | ||
| 1.1.3. Vận tốc, vectơ vận tốc, vectơ vận tốc trong hệ toạ độ Đề các . 1.1.4. Gia tốc, vectơ gia tốc, vectơ gia tốc trong hệ toạ độ Đề các, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến. | 2 | |||
| 2 | 1.2. Một số chuyển động cơ bản : 1.2.1. Chuyển động thẳng biến đổi đều 1.2.2. Chuyển động tròn 1.2.3. Chuyển động với gia tốc không đổi | 4 | ||
| BÀI TẬP CHƯƠNG I | 2 | |||
| 3 | Chương 2 : ĐỘNG LỰC HỌC 2.1. Các định luật Newton: 2.1.1. Định luật I Newtơn 2.1.2. Định luật II Newtơn 2.1.3. Định luật III Newtơn | 4 | ||
| 2.2. Các định lý về động lượng, mômen động lượng 2.2.1. Động lượng và các địnhn lý về động lượng 2.2.2. Mô men động lượng, định lý về mô men động lượng BÀI TẬP CHƯƠNG II | 2 | |||
| 4 | Chương 3 : CƠ HỌC HỆ CHẤT ĐIỂM - VẬT RẮN 3.1. Khối tâm, chuyển động của khối tâm 3.1.1. Định nghĩa khối tâm 3.1.2. Vận tốc khối tâm 3.1.3. Phương trình chuyển động khối tâm 3.2. Các định luật bảo toàn 3.2.1. Định luật bảo toàn động lượng 3.2.2. Định luật bảo toàn mô men động lượng | 4 | ||
| 3.3. Chuyển động của vật rắn. Phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn. 3.3.1. Chuyển động của vật rắn 3.3.2. Phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn. 3.3.3. Mô men quán tính của vật rắn BÀI TẬP CHƯƠNG III | 2 | |||
| 5 | Chương 4: TRƯỜNG LỰC THẾ VÀ TRƯỜNG HẤP DẪN 4.1. Khái niệm và tính chất của trường lực thế 4.1.1. Định nghĩa 4.1.2. Tính chất 4.2. Công - công suất 4.2.1. Công – công suất 4.2.2. Công, công suất trong chuyển động quay 4.3. Động năng - định lý về động năng 4.3.1. Khái niệm về động năng 4.3.2. Định lý về động năng | 4 | ||
| 6 | 4.4. Thế năng - Định luật bảo toàn cơ năng trong trường lực thế 4.4.1. Trường lực thế | 4 | ||
| 4.4.2. Thế năng 4.4.3. Định luật bảo toàn cơ năng | 2 | |||
| 7 | 4.5. Trường hấp dẫn – Thế năng trong trường hấp dẫn 4.5.1. Định luật Newtơn về trường hấp dẫn 4.5.2. Trường hấp dẫn | 4 | 4 | |
| 4.5.3. Thế năng trong trường hấp dẫn 4.5.4. Định luật bảo toàn cơ năng | 2 | |||
| 8 | Kiểm tra giữa kỳ | |||
| 9 | Chương 5 : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 5.1. Các trạng thái vĩ mô, vi mô, các định luật thực nghiệm, phương trình trạng thái của khí lý tưởng 5.1.1. Một số khái niệm 5.1.2. Các định luật thực nghiệm của chất khí 5.1.3. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng | 4 | ||
| 5.2. Phương trình cơ bản của thuyết động học phân tử 5.2.1 Phương trình 5.2.2. Hệ quả 5.3. Nội năng của khí lý tưởng 5.3.1. Nội năng của một vật 5.3.2. Nội năng của khí lí tưởng | 2 | |||
| 10 | 5.4. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học : 5.4.1. Công và nhiệt trong quá trình cân bằng | 4 | ||
| 5.4.2. Nguyên lý I nhiệt động học 5.4.3. Các hệ quả 5.4.4. Ý nghĩa | 2 | |||
| 11 | 5.5. Ứng dụng nguyên lý I để khảo sát các quá trình cân bằng của khí lý tưởng 5.5.1. Quá trình cân bằng đẳng tích. 5.5.2. Quá trình cân bằng đẳng áp . 5.5.3. Quá trình cân bằng đẳng nhiệt. 5.5.4. Quá trình cân bẳng đoạn nhiệt. BÀI TẬP NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC | 2 | 4 | |
| 12 | THẢO LUẬN CHƯƠNG V: Bài tập các định luật thực nghiệm và bài tập nguyên lý I | 4 | 4 | |
| 13 | 5.6. Nguyên lý thứ hai nhiệt động lực học 5.6.1. Những hạn chế của nguyên lý I nhiệt động học 5.6.2. Quá trình thuận nghịch và không thuận nghịch | 4 | ||
| 5.6.3. Nguyên lý II nhiệt động học 5.6.4. Các kết luận | 2 | |||
| 14 | 5.7. Chu trình Cácnô thuận nghịch và định lý Cácnô 5.7.1. Chu trình Cácnô thuận nghịch 5.7.2. Định lý Cácnô | 4 | ||
| 5.8. Biểu thức định lượng của nguyên lý II | ||||
| 15 | 5.9. Entrôpi và nguyên lý tăng entrôpi 5.9.1. Hàm entrôpi 5.9.2. Biểu thức định lượng của nguyên lý II viết dưới dạng hàm entrôpi | 2 | ||
| 5.9.3. Nguyên lý tăng entrôpi 5.9.4. Entrôpi của khí lý tưởng | 4 | |||
| 16 | Bài tập nguyên lí II nhiệt động học | 4 | 4 | |
| 17 | Thi hết môn |
CHƯƠNG I: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
MỤC ĐÍCH: 1. Nắm được các khái niệm và đặc trưng cơ bản của chuyển động như hệ quy chiếu, vận tốc, gia tốc trong chuyển động thẳng và chuyển động cong
2.Thiết lập được phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo của chất điểm .Phân biệt được các dạng chuyển động và vận dụng được các công thức.
NỘI DUNG :
1.1 Sự chuyển động của vật, hệ quy chiếu, vận tốc, gia tốc, vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn.
1.2 Một số dạng chuyển động cơ đặc biệt.
NỘI DUNG CHI TIẾT:
1.1 SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT, HỆ QUY CHIẾU, VẬN TỐC, GIA TỐC, VẬN TỐC VÀ GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRÒN.
1.1.1 Chuyển động - hệ quy chiếu.
* Chuyển động của vật: là sự chuyển dời vị trí của vật đó đối với các vật khác trong không gian và theo thời gian.
* Chất điểm: Vật có kích thước rất nhỏ so với những khoảng cách và những kích thước ta khảo sát gọi là chất điểm. Tập hợp chất điểm được gọi là hệ chất điểm.
Khi một vật chuyển động thì những khoảng cách từ vật đó đến hệ quy chiếu thay đổi theo thời gian.
|
Trạng thái chuyển động hay đứng yên chỉ có tính chất tương đối, tuỳ theo hệ quy chiếu ta chọn.
I.1.2. Phương trình chuyển động của chất điểm: Gắn vào hệ quy chiếu một hệ toạ độ đề các Oxyz. Vị trí của chất điểm M trong không gian xác định bởi 3 toạ độ x, y, z. 3 toạ độ này cũng là 3 toạ độ của bán kính vectơ:
Hay
[1-1] hay [1-2] là phương trình chuyển động của chất điểm.
* Qũy đạo: là đường tạo bởi tập hợp tất cả các vị trí liên tiếp của chất điểm trong suốt quá trình chuyển động.
* Hoành độ cong: Là trị đại số của cung cong tính từ điểm gốc [A] đến chất điểm:
I.1.3. Vận tốc - Véctơ vận tốc - Véctơ vận tốc trong hệ tọa độ Đề các
Xét một chất điểm chuyển động trên quỹ đạo cong C, để xác định vị trí của chất điểm trên quỹ đạo cong ta chọn một điểm gốc 0.
Giả sử tại thời điểm t chất điểm ở vị trí M được xác định bởi quãng đường 0M= S
Tại thời điểm
Như vậy: trong khoảng thời gian
* Vận tốc tức thời:
| |
| |
| |
* Vectơ vận tốc:
- Phương : Tiếp tuyến với qũy đạo tại điểm đang xét
- Chiều : Theo chiều chuyển động
- Độ lớn:
* Vectơ vận tốc trong hệ toạ độ Đề các:
Lấy hai vị trí vô cùng gần nhau của một chất điểm ứng với các véctơ tia
Ta có
Vectơ vận tốc
| |
| |
| |
=
I.1.4. Véctơ gia tốc: Là một đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của véctơ vận tốc.
*Véc tơ gia tốc trung bình:
Tại thời điểm t chất điểm ở vị trí M có véctơ vận tốc
Tại thời điểm chất điểm ở vị trí có véctơ vận tốc
Như vậy: Trong khoảng thời gian vectơ vận tốc thay đổi một lượng
*Véc tơ gia tốc tức thời: [hay còn gọi là véctơ gia tốc]: Là độ biến thiên của vận tốc ở từng thời điểm:
* Véc tơ gia tốc trong hệ toạ độ đề các:
- Độ lớn gia tốc:
* Véctơ gia tốc tiếp tuyến và véctơ gia tốc pháp tuyến:
Để đơn giản ta xét một chất điểm chuyển động tròn, tâm 0 bán kính R
| |
-Tại thời điểm
Theo định nghĩa :
- Tìm
Trên phương
Nên:
ta có :
+ Véctơ gia tốc tiếp tuyến:
- Phương: Tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đang xét
- Chiều: + Cùng chiều chuyển động khi vận tốc tăng [CĐ nhanh dần]
+ Ngược chiều chuyển động khi vận tốc giảm [CĐ chậm dần]
- Độ lớn: Bằng đạo hàm độ lớn vận tốc theo thời gian:
- Ý nghĩa: Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho sự biến thiên về độ lớn của vectơ vận tốc .
+ Véctơ gia tốc pháp tuyến:
- Phương: Là phương
Đặt
Khi
Nghĩa là:
- Chiều: Luôn quay về phía lõm của quỹ đạo [
- Độ lớn:
Xét
Khi
Mặt khác:
Thay [1-14] vào [1-13] ta có:
Vậy:
- Ý nghĩa: Vectơ gia tốc pháp tuyến đặc trưng cho sự biến thiên về phương của vectơ vận tốc.
+ Kết luận:
- Trong chuyển động tròn véctơ gia tèc có thể phân tích thành 2 thành phần và
Độ lớn:
- Chú ý : + Trong trường hợp tổng quát chất điểm chuyển động trên quỹ đạo bất kỳ thì các công thức trên vẫn đúng, trong đó [R là bán kính của đường tròn mật tiếp tại M cho biết độ cong của quỹ đạo tại điểm đó].
+ Với chuyển động thẳng:
1.2. MỘT SỐ DẠNG CHUYỂN ĐỘNG CƠ ĐẶC BIỆT
1.2.1. Chuyển động thẳng biến đổi đều.
- Chuyển động biến đổi đều là trong những khoảng thời gian bằng nhau vận tốc biến thiên những lượng bằng nhau.
- Quỹ đạo là đường thẳng
- Theo định nghĩa: Trong khoảng thời gian t [kể từ lúc t=0] vận tốc biến thiên từ
- Mặt khác ta có :
Lấy tích phân hai vế :
ta có
- Liên hệ giữa vận tốc, gia tốc, quãng đường:
Bình phương hai vế phương trình [1-17] sau đó chia vế với vế với phương trình [1-18] ta có :
Trong đó S0 là tọa độ ban đầu tại thời điểm t = 0 phụ thuộc vào cách chọn hệ tọa độ.
| |
| |
a. Véc tơ vận tốc góc:
Xét chất điểm chuyển động trên quỹ đạo tròn tâm 0, bán kính R. Trong khoảng thời gian t, chất điểm đi được quãng đường S, tương ứng với góc quay
Ta có :
Lấy đạo hàm hai vế biểu thức [1-20] theo thời gian
* Vận tốc góc :
Vận tốc góc có giá trị bằng đạo hàm bậc nhất của góc quay đối với thời gian.
Đơn vị : rad/s
* Véctơ vận tốc góc:
+ Phương:
| |
| |
|
|
| |
+ Độ lớn:
* Hệ quả:
+ Liên hệ giữa
Ba véctơ
| |
| |
| |
| |
b. Véctơ gia tốc góc:
* Gia tốc góc : Từ biểu thức
Gia tốc góc :