A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1. Đối tượng nghiên cứu của Vật Lí gồm các dạng vận động của vật chất và năng lượng.

2. Mục tiêu nghiên cứu của Vật lí là tìm được quy luật tổng quát chi phối sự biến đổi và vận hành của vật chất, năng lượng

3. Phương pháp nghiên cứu của Vật lí thường sử dụng là phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết. Hai phương pháp bổ trợ cho nhau, trong đó phương pháp thực nghiệm có tính quyết định.

4. Ảnh hưởng của Vật lí:

•  Vật lí ảnh hưởng mạnh mẽ và có tác động làm thay đổi mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Dựa trên nền tảng Vật lí, công nghệ mới được sáng tạo với tốc độ vũ bão.
•  Kiến thức Vật lí trong các phân ngành được áp dụng kết hợp để tạo ra kết quả tối ưu. Các kĩ năng Vật lí như tính chính xác, đúng thời điểm và thời lượng, quan sát, suy luận nhạy bén …đã thành kĩ năng sống cần có của con người hiện đại.

5. Vấn đề an toàn trong nghiên cứu và học tập môn vật lí

Khi nghiên cứu và học tập Vật lí, ta cần phải:

•  Hiểu được thông tin liên quan đến các rủi ro và nguy hiểm có thể xảy ra.
•  Tuân thủ và áp dụng các biện pháp bảo vệ để đảm bảo an toàn cho bản thân và cộng đồng.
•  Quan tâm, giữ gìn và bảo vệ môi trường.
•  Trong phòng thí nghiệm ở trường học, những rủi ro và nguy hiểm phải được cảnh báo rõ ràng bởi các biển báo. Học sinh cần chú ý sự nhắc nhở của nhân viên phòng thí nghiệm và giáo viên về các quy định an toàn. Ngoài ra, các thiết bị bảo hộ cá nhân cần phải được trang bị đầy đủ.

6. Các loại sai số và cách hạn chế 

- Hệ đơn vị được sử dụng thông dụng nhất là hệ đơn vị đo lường quốc tế SI được xây dựng trên cơ sở của 7 đơn vị cơ bản.

- Thứ nguyên của một đại lượng là quy luật nêu lên sự phụ thuộc của đơn vị đo đại lượng đó vào các đơn vị cơ bản. Thứ nguyên của một đại lượng X được biểu diễn dưới dạng [X].

- Các phép đo trong Vật lí: Phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp

- Các loại sai số: Sai số hệ thống (sai số dụng cụ $\Delta x_{dc}$), sai số ngẫu nhiên

- Cách biểu diễn sai số của phép đo: $x=\overline{x}\pm \Delta x$

• Giá trị trung bình của đại lượng cần đo khi tiến hành phép đo nhiều lần: $\overline{x}=\frac{x_{1}+x_{2}+...+x_{n}}{n}$
• Sai số tuyệt đối: $\Delta x=\overline{\Delta x}+\Delta x_{dc}$ 
• Sai số tuyệt đối ứng với lần đo thứ i: $\Delta x_{i}=|\overline{x}-x_{i}|$
• Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo: $\overline{\Delta x}=\frac{\Delta x_{1}+\Delta x_{2}+...+\Delta x_{n}}{n}$
• Sai số tương đối: $\delta x=\frac{\Delta x}{\overline{x}}\times 100$% cho biết mức độ chính xác của phép đo

- Nguyên tắc xác định sai số trong phép đo gián tiếp như sau:

• Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng

Nếu F=x±y∓z...thì ΔF=Δx+Δy+Δz...

• Sai số tương đối của một tích hoặc thương bằng tổng sai số tương đối của các thừa số

Nếu $F=x^{m}\frac{y^{n}}{z^{k}}$ thì δF=m.δx+n.δy+kδz

CHƯƠNG II: MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG

1. Tốc độ 

- Tốc độ trung bình của vật (v_tb) $v_{tb}=\frac{s}{\Delta t}$ (s là quãng đường vật đi được trong thời gian $\Delta t$)

- Tốc độ tức thời (v) là tốc độ trung bình trong khoảng thời gian rất nhỏ diễn tả sự nhanh chậm của chuyển động tại thời điểm đó.

2. Độ dịch chuyển

- Độ dịch chuyển được xác định bằng độ biến thiên tọa độ của vật $d=x_{2}-x_{1}=\Delta x$

3. Vận tốc

- Vận tốc trung bình $\vec{v_{tb}}=\frac{\vec{d}}{\Delta t}=\frac{\Delta\vec{x}}{\Delta t}$

- Vận tốc tức thời là vận tốc trung bình trong khoảng thời gian rất nhỏ. Độ lớn của vận tốc tức thời là tốc độ tức thời.

- Vận tốc tức thời của vật tại một thời điểm được xác định bởi độ dốc của tiếp tuyến với đồ thị (d-t) tại điểm đang xét. Tốc độ túc thời tại một điểm chính là độ lớn của độ dốc tiếp tuyến của đồ thị (d-t) tại điểm đó.

4. Công thức xác định vận tốc tổng hợp

- Vận tốc tuyệt đối (vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên) bằng tổng vận tốc tương đối (vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động) và vận tốc kéo theo (vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên).  $\overrightarrow{v}_{13}=\overrightarrow{v}_{12}+\overrightarrow{v}_{23}$

CHƯƠNG III: CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI ĐỀU 

1. Gia tốc

- Đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên của vật tốc theo thời gian được gọi là gia tốc. Trong chuyển động thẳng, gia tốc trung bình được xác định theo biểu thức: $a_{tb}=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_{2}-v_{1}}{\Delta t}$ (đơn vị $m/s^{2}$)   

- Do vận tốc là một đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là đại lượng vectơ: $\overrightarrow{a}_{tb}=\frac{\Delta \overrightarrow{v}}{\Delta t}=\frac{\overrightarrow{v}_{2}-\overrightarrow{v}_{1}}{\Delta t}$

2. Chuyển động thẳng biến đổi

- Dựa vào giá trị của gia tốc tức thời để phân chuyển động thành những loại sau:

•  a = 0: chuyển động thẳng đều, vật có độ lớn vận tốc không đổi.
•  a ≠ 0 và bằng hằng số: chuyển động thẳng biến đổi đều, vật có độ lớn vật tốc thay đổi (tăng hoặc giảm) đều theo thời gian (chuyển động thẳng nhanh dần đều có$\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ cùng chiều,chuyển động thẳng chậm dần đều có$\overrightarrow{a}$ và $\overrightarrow{v}$ ngược chiều).
•  a ≠ 0 nhưng không phải hằng số: chuyển động thẳng biến đổi phức tạp.

3. Vận dụng đồ thị (v-t)

- Gia tốc tức thời tại một thời điểm có giá trị bằng độ dốc của tiếp tuyến của đồ thị vận tốc – thời gian (v – t) tại thời điểm đó. 

- Độ dịch chuyển của vật trong khoảng thời gian từ t₁ đến t₂ được xác định bằng phần diện tích giới hạn bởi các đường v(t), v = 0, t = t₁, t = t₂ trong đồ thị (v – t)

4. Các phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều

• Phương trình gia tốc: a = hằng số
• Phương trình vận tốc: v = v_o + a.t (do chọn t₀ = 0)
• Phương trình độ dịch chuyển: $d=\frac{1}{2}a.t^{2}+v_{o}.t$
• Phương trình xác định tọa độ của vật chuyển động thẳng biến đổi đều không đổi chiều: $x=x_{o}+\frac{1}{2}a.t^{2}+v_{o}.t$
• Phương trình liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển: $v^{2}+v_{o}^{2}=2.a.d$

Với x_o, v_o và d lần lượt là tọa độ ban đầu, vận tốc ban đầu và độ dịch chuyển của vật.

- Đồ thị (d – t) của chuyển động thẳng biến đổi đều được biểu diễn là một nhánh parabol

5. Chuyển động ném ngang

Quỹ đạo của viên bi vàng có dạng đường cong.

- Trên trục Ox: hình chiếu vị trí của viên bi vàng di chuyển được những quãng đường như nhau sau những khoảng thời gian bằng nhau. Do đó trên phương này, viên bi vàng chuyển động thẳng đều.

•  Gia tốc: a_x  = 0 nên vật chuyển động thẳng đều trên Ox
•  Vận tốc v_x = v_o là hằng số
•  Phương trình chuyển động: x = v_o.t

- Trên trục Oy: hình chiếu vị trí của viên bi vàng hoàn toàn trùng với vị trí của viên bi màu đỏ ở hình 9.2. Do đó trên phương này, viên bi vàng chuyển động nhanh dần đều.

•  Gia tốc: a_y  = g là hằng số nên vật chuyển động nhanh dần đều trên Oy (do vectơ hình chiếu vận tốc  và gia tốc luôn cùng chiều).
•  Vận tốc: v_y = g.t
•  Phương trình chuyển động: $y=\frac{1}{2}g.t^{2}$
•  Dạng của quỹ đạo: phương trình quỹ đạo của vật có dạng: $y=\frac{g}{2v_{o}^{2}}.x^{2}$

Như vậy, quỹ đạo của vật ném ngang là một nhánh của đường parabol

•  Thời gian rơi của vật: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$
•  Tầm xa: khoảng cách xa nhất (theo phương ngang) so với vị trí ném được xác định: $L=x_{max}=v_{o}.\sqrt{\frac{2h}{g}}$

Tầm xa của chuyển động ném xiên phụ thuộc vào góc ném và độ lớn vận tốc tại điểm ném.

CHƯƠNG IV: BA ĐỊNH LUẬT NEWTON. MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN

1. Định luật I Newton 

- Một vật nếu không chịu tác dụng của lực nào (vật tự do) thì vật đó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều mãi mãi.

- Ý nghĩa của định luật I Newton: Lực không phải là nguyên nhân gây ra chuyển động, mà là nguyên nhân làm thay đổi vận tốc chuyển động của vật

2. Định luật II Newton

- Gia tốc của vật có cùng hướng với lực tác dụng của vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. $\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}$

- Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. Vật có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc tức là gia tốc càng nhỏ, nghĩa là vật có mức quán tính lớn. Ngược lại vật có khối lượng nhỏ thì mức quán tính nhỏ.

3. Lực bằng nhau - Lực không bằng nhau

- Hai lực bằng nhau: Khi lần lượt tác dụng vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vecto gia tốc bằng nhau (giống nhau về hướng và bằng nhau về độ lớn)

- Hai lực không bằng nhau: Khi tác dụng lần lượt vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vecto gia tốc khác nhau (về hướng hoặc độ lớn).

- Nếu cho hai lực đồng thời tác dụng vào cùng một vật theo hướng ngược nhau, ta có hai trường hợp có thể xảy ra:

•  Vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Hai lực này được gọi là hai lực cân bằng.
•  Vật thu gia tốc và chuyển động theo hướng của lực có độ lớn lớn hơn. Hai lực này được gọi là hai lực không cân bằng.

4. Định luật III Newton

- Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có điểm đặt lên hai vật khác nhau, có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều: $\overrightarrow{F_{AB}}=-\overrightarrow{F_{BA}}$

- Một trong hai lực trong định luật III Newton được coi là lực tác dụng, lực kia gọi là phản lực. Cặp lực này:

•  Có cùng bản chất
•  Là hai lực trực đối
•  Xuất hiện và biến mất cùng lúc
•  Tác dụng vào hai vật khác nhau nên không thể triệt tiêu lẫn nhau.

5. Trọng lực

- Trọng lực có điểm đặt tại trọng tâm, có hướng hướng vào tâm Trái Đất, có độ lớn gọi là trọng lượng của vật: P=m.g

6. Lực ma sát

- Lực ma sát nghỉ có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với xu hướng chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc. Độ lớn của lực ma sát nghỉ bằng độ lớn của lực tác dụng gây ra xu hướng chuyển động.

- Lực ma sát trượt có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với chuyển động của vật. Độ lớn của lực ma sát trượt:

•  Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật.
•  Phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai bề mặt tiếp xúc.
•  Tỉ lệ với độ lớn của áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc: F=μ.N

Với µ là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc

- Lực ma sát lăn xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật lăn trên một bề mặt.

7. Lực căng dây

- Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn với hai đầu dây những lực căng có đặc điểm:

•  Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật
•  Phương trùng với chính sợi dây
•  Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây

Với những dây có khối lượng không đáng kể thì lực căng ở hai đầu dây luôn có cùng một độ lớn

8. Lực đẩy Archimedes

- Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có điểm đặt tại vị trí trùng với trọng tâm của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ, có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ $F_{A}=\rho.g.V$

9. Khối lượng riêng $\rho$ của một chất

- Khối lượng riêng $\rho$ của một chất: là đại lượng được xác định bằng khối lượng m của vật tạo thành từ chất đó trên một đơn vị thể tích V của vật theo công thức: $\rho=\frac{m}{V}$

- Đơn vị của khối lượng riêng trong hệ SI là $kg/m^{3}$

10. Độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm có độ sâu khác nhau trong chất lỏng

- Độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng: $\Delta p=\rho .g.\Delta h$

11. Lực cản của không khí hoặc nước

- Lực cản của chất lưu được biểu diễn bởi một lực đặt tại trọng tâm vật, cùng phương và ngược chiều với chiều chuyển động của vật trong chất lưu. Lực cản này phụ thuộc vào hình dạng vật.

12. Sự rơi của các vật trong chất lưu khi có lực cản

- Sự rơi của các vật trong chất lưu khi có lực cản được chia làm ba giai đoạn:

•  Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn.
•  Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo. Lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần.
•  Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi. Khi đó, tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

CHƯƠNG 5: MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG

1. Tổng hợp lực - phân tích lực

- Tổng hợp lực: Sử dụng quy tắc hình bình hành hoặc tam giác lực (có trường hợp tổng quát là quy tắc đa giác lực).

- Tổng hợp hai lực song song, cùng chiều: Lực tổng hợp của hai lực song song, cùng chiếu là một lực:

•  Song song, cùng chiều với các lực thành phần.
•  Có độ lớn bằng tổng độ lớn của các lực: F_t = F₁ + F₂.
•  Có giá nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ làm lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy: $\frac{F_{1}}{F_{2}}=\frac{d_{2}}{d_{1}}$

- Phân tích lực thành các lực thành phần vuông góc: sử dụng quy tắc hình bình hành khi đã biết được một trong hai phương vuông góc.

2. Momet lực

- Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó. $M=F.d$

- Đơn vị của moment lực là N.m.

3. Ngẫu lực

- Ngẫu lực là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật. Dưới tác dụng của ngẫu lực, vật chỉ có chuyển động quay.

- Moment của ngẫu lực được tính theo công thức: $M=F.d$

với d là cánh tay đòn của ngẫu lực.

4. Quy tắc moment lực

- 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 hỗ phải bằng tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.

M₁+M₂+...= M₁'+M₂'+...

5. Điều kiện cân bằng của một vật

- Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không và tổng moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng không.

$\overrightarrow{F_{1}}+\overrightarrow{F_{2}}+...+\overrightarrow{F_{n}}=\overrightarrow{0}$

$M_{1}+M_{2}+...+M_{n}=0$