A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU

1. Đối tượng nghiên cứu của Vật lí

- Vật lí là môn khoa học tự nhiên có đối tượng nghiên cứu tập trung vào các dạng vận động vật chất, năng lượng.

2. Mục tiêu của môn Vật lí

- Quá trình học tập môn Vật Lí giúp em hình thành, phát triển năng lực Vật lí với những biểu hiện như:

•  Có kiến thức, kĩ năng cơ bản về Vật lí.
•  Vận dụng kiến thức Vật lí để khám phá, giải quyết các vấn đề trong cuộc sống.
•  Nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân.

3. Vai trò của Vật lí đối với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

- Vật lí được coi là cơ sở của khoa học tự nhiên. Các khái niệm, định luật, nguyên lí của vật lí thường được dùng để giải thích cơ chế của các hiện tượng tự nhiên từ trong thế giới sinh học đến các phản ứng hóa học đến các hiện tượng trong vũ trụ.

- Có rất nhiều lĩnh vực liên môn như Vật lí sinh học, Vật lí địa lý, Vật lí thiên văn, Hóa lí, Sinh học lượng tử, Hóa học lượng tử.

4. Phương pháp nghiên cứu Vật lí

- Phương pháp nghiên cứu thường sử dụng của Vật lí là phương pháp thực nghiệm và phương pháp mô hình.

5. Các quy tắc an toàn trong phong thực hành vật lí

- Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng thiết bị và quan sát các chỉ dẫn, các kí hiệu trên các thiết bị thí nghiệm.
- Kiểm tra cẩn thận thiết bị, phương tiện, dụng cụ thí nghiệm trước khi sử dụng.
- Chỉ tiến hành thí nghiệm khi được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn thí nghiệm.
- Tắt công tắc nguồn thiết bị điện trước khi cắm hoặc tháo thiết bị điện.
- Chỉ cắm phích hoặc giắc cắm của thiết bị điện vào ổ cắm khi hiệu điện thế của nguồn điện tương ứng với hiệu điện thế định mức của dụng cụ.
- Phải bố trí dây điện gọn gàng, không bị vướng khi qua lại.
- Không tiếp xúc trực tiếp với các vật và các thiết bị thí nghiệm có nhiệt độ cao khi không có dụng cụ bảo hộ.
- Không để nước cũng như các dụng cụ dẫn điện, dung dịch dễ cháy gần thiết bị điện.
- Giữ khoảng cách an toàn khi tiến hành thí nghiệm nung nóng các vật, thí nghiệm có các vật bắn ra, tia laser.
- Phải vệ sinh, sắp xếp gọn gàng các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm, bỏ chất thải thí nghiệm vào đúng nơi quy định sau khi tiến hành thí nghiệm.

6. Các loại sai số trong phép đo

- 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 $\Delta A_{dc}$), sai số ngẫu nhiên

- Cách xác định sai số của phép đo: 

• Sai số tuyệt đối: $\Delta A=\overline{\Delta A}+\Delta A_{dc}$ 
• Trong đó có: Giá trị trung bình của đại lượng cần đo khi tiến hành phép đo nhiều lần: $\overline{A}=\frac{A_{1}+A_{2}+...+A_{n}}{n}$
• Sai số ngẫu nhiên tuyệt đối ứng với từng lần đo: $\Delta A_{1}=|\overline{A}-x_{1}|$;$\Delta A_{2}=|\overline{A}-x_{2}|$;...;$\Delta A_{n}=|\overline{A}-x_{n}|$
• Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo: $\overline{\Delta A}=\frac{\Delta A_{1}+\Delta A_{2}+...+\Delta A_{n}}{n}$
• Sai số tỉ đối: $\delta A=\frac{\Delta A}{\overline{A}}\times 100%$ cho biết mức độ chính xác của phép đo
• Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng: 
• A=B+C
• $\Delta A=\Delta B+\Delta C$
• Sai số tuyệt đối của một tích hay thương thì bằng tổng các sai số tỉ đối của các thừa số.
• A=B.C
• $\delta A=\delta B+\delta C$

- Kết quả đo đại lượng A được ghi dưới dạng một khoảng giá trị: $(\overline{A}-\Delta A)\leq A\leq (\overline{ A}+\Delta A)$ hoặc $(\overline{A}\pm\Delta A)=A$

CHƯƠNG II. ĐỘNG HỌC

1. Độ dịch chuyển

- Độ dịch chuyển là đại lượng vừa cho biết độ dài vừa cho biết hướng của sự thay đổi vị trí của vật.

- Độ dịch chuyển được biểu diễn bằng một mũi tên nối vị trí đầu và vị trí cuối của chuyển động, có độ dài tỉ lệ với độ lớn của độ dịch chuyển. Kí hiệu của độ dịch chuyển là $\vec{d}$.

- Tổng hợp độ dịch chuyển bằng cách tổng hợp vectơ.

2. Quãng đường đi được

- Trong nhiều trường hợp, quãng đường đi được không thể dùng để mô tả sự thay đổi vị trí của vật.

- Độ dịch chuyển và quãng đường đi được trùng nhau khi vật chuyển động thẳng và không đổi chiều chuyển động.

3. Tốc độ 

- Tốc độ trung bình của chuyển động (tốc độ trung bình)(kí hiệu v) là quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian để xác định độ nhanh hay chậm của chuyển động.

$v=\frac{s}{t}$ trong đó s là quãng đường đi được trong thời gian t.

- Tốc độ tức thời là tốc độ trung bình trong khoảng thời gian rất ngắn.

4. Vận tốc

- Vận tốc trung bình (kí hiệu \vec{v}) là thương số của độ dịch chuyển và thời gian dịch chuyển để xác định độ nhanh, chậm của chuyển động theo một hướng xác định $\vec{v}=\frac{\vec{d}}{t}$

- Vì độ dịch chuyển là một đại lượng vectơ nên vận tốc cũng là một đại lượng vectơ. Vectơ vận tốc có:

•  Gốc nằm trên vật chuyển động
•  Hướng là hướng của độ dịch chuyển
•  Độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc

- Vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm xác định $\vec{v_{t}}=\frac{\Delta\vec{d}}{\Delta t}$

5. Tổng hợp vận tốc

Công thức cộng vận tốc $\vec{v}_{1,3}=\vec{v}_{1,2}+\vec{v}_{2,3}$

Trong đó:

• $\vec{v}_{1,2}$ là vận tốc của vật (1) đối với vật (2)
• $\vec{v}_{2,3}$ là vận tốc của vật (2) đối với vật (3)
• $\vec{v}_{1,3}$ (vận tốc tổng hợp) là vận tốc của vật (1) đối với vật (3)

6. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian

- Dùng đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của chuyển động thẳng có thể mô tả được chuyển động: biết khi nào vật chuyển động, khi nào vật dừng, khi nào vật chuyển động nhanh, khi nào vật chuyển động chậm, khi nào vật đổi chiều chuyển động....

- Vận tốc có giá trị bằng hệ số góc (độ dốc) của đường biểu diễn trong đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của chuyển động thẳng.

7. Gia tốc của chuyển động

- Gia tốc của chuyển động (gia tốc)(kí hiệu a) cho biết sự thay đổi nhanh hay chậm của vận tốc 

- Trong khoảng thời gian Δt, độ biến thiên vận tốc là Δv thì độ biến thiên của vận tốc trong một đơn vị thời gian là: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v_{t}-v_{o}}{t-t_{o}}$

- Nếu Δv có đơn vị là $m/s(m.s^{-1})$, Δt có đơn vị là giây (s) thì gia tốc có đơn vị là $m/s^{2}(m.s^{-2})$

- Vì $\Delta \vec{v}$ là đại lượng vectơ, nên gia tốc $\vec{a}$ cũng là đại lượng vectơ: $\vec{a}=\frac{\Delta\vec{v}}{\Delta{t}}$

•  Khi $\vec{a}$ cùng chiều với $\vec{v}$ (a.v > 0) thì chuyển động là nhanh dần.
•  Khi $\vec{a}$ ngược chiều với $\vec{v}$ (a.v < 0) thì chuyển động là chậm dần.

8. Chuyển động biến đổi đều

- Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng có gia tốc không đổi theo thời gian. Chuyển động thẳng nhanh dần đều có (a.v)>0, chuyển động thẳng chậm dần đều có (a.v)< 0. Hệ số góc của đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều cho biết giá trị của gia tốc.

- Các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:

• v = v_o + a.t (do chọn t0 = 0)
• $d=\frac{1}{2}a.t^{2}+v_{o}.t$
• $v^{2}+v_{o}^{2}=2.a.d$

9. Sự rơi tự do

- Chuyển động rơi chỉ chịu tác dụng của trọng lực gọi là rơi tự do.

- Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.

- Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. Gia tốc rơi tự do ở các nơi khác nhau trên Trái Đất thì khác nhau.

- Các công thức của sự rơi tự do:

• Gia tốc a = g = hằng số.
• Vận tốc tức thời: $v_{t}=g.t$
• Độ lớn của độ dịch chuyển = Quãng đường đi được: $d=s=\frac{1}{2}.g.t^{2}=\frac{v_{t}^{2}}{2.g}$

10. Chuyển động ném

- Chuyển động ném có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần vuông góc với nhau: chuyển động với gia tốc theo phương thẳng đứng, chuyển động thẳng đều theo phương nằm ngang.

- Các công thức của chuyển động ném:

• Ném ngang:
• Tầm xa: $L=v_{o}.t=v_{o}\sqrt{\frac{2.H}{g}}$
• Ném xiên:
• Tầm cao: $H=\frac{v_{o}^{2}.sin^{2}\alpha}{2.g}$
• Tầm xa: $L=\frac{v_{o}^{2}.sin2\alpha}{g}$

Chú ý: Các công thức trên chỉ đúng khi lực cản của không khí không đáng kể.

Chương III. ĐỘNG LỰC HỌC

1. Quy tắc tổng hợp và phân tích lực

- Tổng hợp lực là phép thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. Lực thay thế gọi là hợp lực.

- Về mặt toán học, ta có thể tìm hợp lực bằng phép cộng vectơ $\vec{F}=\vec{F}_{1}+\vec{F}_{2}+\vec{F}_{3}+...$

- Tổng hợp hai lực cùng phương và đồng quy đều tuân theo quy tắc cộng vectơ.

- Nếu các lực tác dụng lên một vật cân bằng nhau thì hợp lực tác dụng lên vật bằng 0: $\vec{F}=\vec{F}_{1}+\vec{F}_{2}+\vec{F}_{3}+...=\vec{0}$

- Nếu các lực tác dụng lên một vật không cân bằng thì hợp lực tác dụng lên vật đó khác 0. Khi đó, vận tốc của vật thay đổi (độ lớn, hướng).

- Phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai lực thành phần có tác dụng giống hệt lực đó.

2. Định luật I Newton

- Định luật I Newton: Nếu một vật 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, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

- Quán tính của vật là tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động.

- Định luật I Newton là định luật quán tính

3. Định luật II Newton

- Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật 

- Định luật II Newton: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. $\vec{a}=\frac{\vec{F}}{m}$

Xét về mặt Toán học, định luật 2 Newton có thể viết là $\vec{F}=m\vec{a}$

4. Định luật III Newton

- 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 tác dụng theo cùng một phương, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều, điểm đặt lên hai vật khác nhau: $\overrightarrow{F_{AB}}=-\overrightarrow{F_{BA}}$

- Lực và phản lực luôn xuất hiện thành từng cặp (xuất hiện hoặc mất đi đồng thời).

- Lực và phản lực cùng tác dụng theo một đường thẳng, cùng độ lớn nhưng ngược chiều (hai lực như vậy là hai lực trực đối).

- Lực và phản lực không cân bằng nhau (vì chúng đặt vào hai vật khác nhau).

- Cặp lực và phản lực là hai lực cùng loại.

6. Trọng lực

- Trọng lực được kí hiệu là vectơ $\vec{P}$, có:

•  Phương thẳng đứng.
•  Chiều hướng về phía tâm Trái Đất.
•  Điểm đặt của trọng lực gọi là trọng tâm của vật.
•  Độ lớn: P = m.g.

- Khi vật đứng yên trên Trái Đất, trọng lượng của vật bằng độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật: P = mg.

7. Lực căng dây

- Lực căng do sợi dây tác dụng vào vật, có phương trùng với phương của sợi dây, có chiều ngược với chiều của lực do vật kéo dãn dây.

8. Lực ma sát

- Lực ma sát nghỉ và lực ma sát trượt đều là những lực tiếp xúc.

- Lực ma sát nghỉ có giá trị cực đại F_o. Khi lực đẩy (hay kéo) vật F > F_o thì vật bắt đầu trượt.

- Công thức tính lực ma sát trượt: $F_{ms}=\mu.N$

Trong đó $\mu$ là hệ số ma sát trượt, không có đơn vị; N là áp lực lên bề mặt vật trượt.

9. Lực cản khi một vật chuyển động trong nước (hoặc trong không khí)

- Lực cản của chất lưu có tác dụng tương tự như lực ma sát, chúng làm chuyển động của các vật bị chậm lại. Lực cản phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật.

10. Lực nâng (đẩy lên trên) của nước

- Lực nâng của chất lưu giúp khinh khí cầu lơ lửng trên không trung, máy bay di chuyển trong không khí, cho phép tàu thuyền di chuyển trên mặt nước,..

11. Cân bằng vật rắn

Điều kiện cân bằng của một vật rắn là:

- Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0.

- Tổng các moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì chọn làm trục quay bằng 0 (nếu chọn một chiều quay làm chiều dương).

12. Moment lực, Moment ngẫu lực

- Moment lực đối với 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 Newtơn mét (N.m).

- Tác dụng của ngẫu lực lên vật chỉ làm quay vật.

Moment ngẫu lực: M = F.d = F(d₁ + d₂).

13. Quy tắc moment lực (điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định).

- Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng 0 $\sum M=0$