Câu hỏi định tính học phần: Cơ sở vật lý | Đại học Sư Phạm Hà Nội

CÂU HỎI ĐỊNH TÍNH
HỌC PHẦN: CƠ SỞ VẬT LÝ 1
HỌC KÌ 2 - NĂM HỌC 2021-2022 STT Câu hỏi 1 – Tự làm – Ví dụ:
• Trường hợp cùng giá trị: Vật chuyển động thẳng chỉ theo một chiều và chọn chiều dương
của trục toạ độ trùng với chiều chuyển động. Tự cho ví dụ.
• Trường hợp không cùng giá trị: Vật chuyển động thành một đường khép kín, có điểm đầu
trùng với điểm cuối. Tự cho ví dụ. 2
– Nếu chỉ quan tâm đến độ cao cực đại (và độ cao này đủ lớn) thì có thể xem đồng xu là một hạt
(chất điểm). Vì nó có kích thước nhỏ không đáng kể so với quỹ đạo đã chuyển động.
– Nếu quan tâm đồng xu rơi xuống đất là mặt sấp hay ngửa, thì không xem nó là một hạt (chất
điểm được). Vì quá trình chuyển động lúc này là chuyển động quay, kích thước (mặt đồng xu)
là rất đáng kể. Mặt khác nếu xem nó là hạt (chất điểm) thì sẽ không biết được mặt sấp hay ngửa
(hạt không có kích thước nhưng có khối lượng, được biểu diễn bằng một điểm). 3 Tự làm
– Tốc độ của một vật không thể có giá trị âm được. 4
– Vì tốc độ của một vật là một đại lượng vô hướng, được tính bằng thương số của quãng đường
của vật đi được (s) chia cho khoảng thời gian đã đi đó (t). Trong đó, quãng đường và khoảng
thời gian luôn không âm. Vì vậy tốc độ của vật luôn không âm (tốc độ bằng 0 khi vật đứng yên,
tốc độ dương khi vật chuyển động). 5
– Đồng hồ đo tốc độ của xe ôtô phù hợp với định nghĩa tốc độ là độ lớn của vận tốc.
– Vì đồng hồ đo tốc độ của xe ôtô (tốc kế) thực chất là đo tốc độ tức thời của xe. Mà trong khoảng
thời gian t → 0, quãng đường xe đi được cực nhỏ có thể xem là độ lớn của độ dời của xe. Như
vậy tốc độ tức thời có giá trị bằng độ lớn của vận tốc tức thời. Thoả mãn định nghĩa trên. 6
– Đồng hồ chỉ số kilômét trên xe ôtô đo quãng đường. STT Câu hỏi
– Thứ nhất, nó không thể hiện phương, chiều, mà độ dịch chuyển (độ dời) là đại lượng có hướng
(phương, chiều xác định).
– Thứ hai, đồng hồ chỉ số kilômét cho biết tổng quãng đường mà xe ôtô đi được, vì rõ ràng dù xe
chạy hết 1 đường vòng khép kín (độ dịch chuyển bằng 0), chỉ số kilômét vẫn tiếp tục tăng mà
không hiển thị giá trị 0. 7
Ta có thể giải thích là do vật nặng treo giữa 2 sợi dây a và b có tính “ì” (nghĩa là vật có xu hướng
bảo toàn vận tốc một thời gian khi chịu lực tác dụng). Cụ thể:
– Nếu kéo từ từ sợi dây b, lực căng dây từ dây b tăng, việc kéo từ từ từ sẽ đủ cho thời gian lực
căng dây này sẽ truyền qua vật nặng tới sợi dây a. Lúc này sợi dây a chịu tác dụng của lực căng
dây b và trọng lực của vật nặng, làm dây a bị đứt.
– Nếu giật mạnh dây b, do đột ngột, vật nặng vẫn còn quán tính nên lực căng dây b chưa truyền
tới sợi dây a, trong khi đó lực căng dây b tăng đột ngột rất lớn, nên dây b bị đứt.
– Có mối liên hệ giữa hợp lực tác dụng lên vật và vận tốc của vật đó, cụ thể: m .d v F = ma = net dt 8
– Xét trong khoảng thời gian xác định, vật có khối lượng không đổi, thì từ biểu thức trên, hợp lực
tác dụng lên vật phụ thuộc vào độ biến thiên vận tốc của vật.
Trong trường hợp vật chuyển động thẳng:
• Khi dv = 0, hợp lực tác dụng lên vật bằng 0 (không có lực nào tác dụng hoặc các lực triệt
tiêu lẫn nhau)) thì vật không chuyển động.
• Khi dv  0, hợp lực tác dụng làm vật tăng vận tốc.
• Khi dv  0, hợp lực tác dụng làm vật giảm vận tốc. 9 Tự làm
– Không nên, nếu nhấn mạnh phanh đến mức như thế là phanh rất đột ngột.
– Nếu phanh đột ngột bánh trước (bánh trước trượt rồi dừng), thì người lái xe và một phần xe với 10
bánh sau vẫn còn quán tính (xu hướng vẫn giữ chuyển động), dẫn đến xe sẽ bị chúi nhào về phía trước.
– Nếu phanh đột ngột bánh sau (bánh sau trượt rồi dừng), thì người lái xe và một phần xe với
bánh trước vẫn còn quán tính (xu hướng vẫn giữ chuyển động), dẫn đến xe sẽ bị chỏng ngược về phía sau.
– Cả 2 trường hợp trên đều rất nguy hiểm, dễ gây tai nạn giao thông. STT Câu hỏi 11 Tự làm
– Mục đích của thiết kế công trình kiểu này (xem hình vẽ) là để xe không bị trượt khỏi đường cao
tốc ở những khúc cua quẹo.
– Xét trường hợp bỏ qua ma sát của mặt đường lên xe. Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đường (hệ
quy chiếu quán tính), chọn hệ trục toạ độ như hình vẽ: y F ht O x 12 
(m là khối lượng của xe, g là gia tốc trọng trường, R là bán kính của đường cao tốc)
Xe chịu tác dụng của các lực:
• Trọng lực hướng xuống: P = mg
• Phản lực pháp tuyến của mặt đường: N
Tổng hợp lực lên xe chính là lực hướng tâm: P + N = F (*) ht
Chiếu (*) lên trục Ox → N sin α = F (1) ht
Chiếu (*) lên trục Oy → N cos α = mg (2) 2
Mặt khác độ lớn của lực hướng tâm là: mv F = (3) ht R 2 2 Từ (1), (2), (3) → mv v mg tan α = → tan α = (**) R gR
Từ biểu thức (**) ta thấy góc nghiêng không phụ thuộc vào khối lượng của xe, mà chỉ phụ
thuộc vào bán kính cong của đường cao tốc, tốc độ của xe, gia tốc trọng trường. 13
– Không có vật nào hay lực nào gây ra hiện tượng trên.
– Đó là do quán tính. Khi máy bay đứng yên (chưa cất cánh), thì hệ quy chiếu gắn với máy bay
là hệ quy chiếu quán tính. Khi máy bay tăng tốc cất cánh, lúc này hệ quy chiếu gắn với máy
bay có gia tốc, máy bay lao tới vận tốc lớn nhưng hành khách ngồi vẫn còn quán tính (xu hướng
giữ chuyển động cũ), nên hành khách sẽ bị ngả hướng ngược lại, tức là ngả vào ghế tựa lưng. 14 Tự làm STT Câu hỏi 15 Tự làm 16 Tự làm 17
Có thể. Đó là trường hợp lực pháp tuyến do một mặt tác dụng lên vật theo phương vuông góc,
nhưng vật này chuyển động có phương song song với lực pháp tuyến (góc hợp bởi vector lực
pháp tuyến và vector độ dời không bằng 90o) 18
Không thể (tự vẽ hình minh hoạ). Có thể giải thích bằng biến đổi toán học như sau: B A =  (F .ds) B
=  (F .dv.dt) B
=  (F . (F,dv).dv.dt) B =  F . .dv .dt = A A A A ( o cos cos 90 ) 0
– Lực hấp dẫn của Trái đất lên vệ tinh là lực hướng tâm, trong khi đó vệ tinh chuyển động trên
quỹ đạo tròn quanh tâm Trái đất, do đó vector lực hấp dẫn của Trái đất luôn vuông góc với 19
vector độ dời của vệ tinh ( =(F, s) o α
= 90 ) (tự vẽ hình minh hoạ).
– Vì vậy công của lực hấp dẫn lên vệ tinh tại bất kỳ 2 vị trí A và B nào trên quỹ đạo tròn đều bằng 0 (không sinh công): B A =  (F .ds) B =  (F . .ds) B =  F . .ds = A A A ( o cos α cos 90 ) 0 20 21 Tự làm
– Theo định luật, cơ năng của vật bảo toàn khi vật chỉ chịu tác dụng của lực thế.
– Giả sử không có lực nào thực hiện công mà cơ năng của vật vẫn bảo toàn. Đó là do vật chỉ chịu 22
tác dụng của lực thế, mà vector lực thế này luôn vuông góc với vector độ dời của điểm đặt lực lên vật ( = (F, s) o α
= 90  cosα = 0 ) nên lực thế không thực hiện công (A = Fscos = 0). Ví
dụ, vệ tinh có quỹ đạo tròn quay quanh Trái đất, chỉ chịu tác dụng của 1 lực là lực hấp dẫn của
Trái đất (bỏ qua lực hấp dẫn của các hành tinh khác và Mặt trời vì khoảng cách quá xa nên lực
này không đáng kể) và lực này không sinh công. STT Câu hỏi
– Thế năng đàn hồi của lò xo và động năng có thể biến đổi lẫn nhau được. Ví dụ xét con lắc lò
xo nằm ngang, bỏ qua ma sát, chỉ chịu tác dụng của lực thế là lực đàn hồi của lò xo, khi đó cơ
năng của con lắc lò xo được bảo toàn. Khi kéo lò xo giãn (vị trí biên) rồi thả nhẹ, con lắc lò xo
có thế năng đàn hồi cực đại (vì độ giãn lò xo cực đại), động năng bằng 0 (vì thả không vận tốc 23
đầu). Tại vị trí cân bằng, lò xo không giãn không nén nên thế năng đàn hồi bằng 0, động năng cực đại.
– Thế năng đàn hồi không biến đổi trực tiếp thành thế năng hấp dẫn, mà biến đổi qua cả động
năng và thế năng hấp dẫn trong cả quá trình. Vì thế năng là năng lượng của vật chỉ phụ thuộc
vào vị trí đầu và vị trí cuối. Khi vật có sự thay đổi vị trí, tức là vật đã chuyển động hay vật có
động năng. Do đó cơ năng của vật luôn gồm động năng và thế năng, chúng có sự chuyển hoá
lẫn nhau (khi hệ bảo toàn).
Tuy nhiên nếu chỉ xét vị trí đầu, vị trí cuối và 2 vị trí này không có vận tốc, ví dụ nhảy trên bạt
lò xo (vị trí đầu chỉ là đứng trên bạt lò xo bắt đầu nhún, vị trí cuối khi nhảy ở độ cao cao nhất)
thì ta nói thế năng đàn hồi đã chuyển thành thế năng hấp dẫn. 24 Tự làm
– Công dụng của phích nước (bình thuỷ) là để giữ nước ấm / nóng. Vì vậy cấu tạo của phích nước 25
phải hạn chế sự mất mát nhiệt của nước ra khỏi môi trường.
– Phích nước có cấu tạo 2 lớp vỏ, ở khoảng giữa được hút chân không. Cấu trúc này có lợi thế
trong hạn chế sự dẫn nhiệt, vì khoảng giữa hút chân không dẫn nhiệt rất kém (chân không tuyệt
đối không dẫn nhiệt), nên nhiệt từ nước tiếp xúc lớp vỏ trong sẽ ít bị dẫn qua lớp vỏ ngoài rồi vào môi trường. 26
– Khi sờ vào, ta cảm giác thanh kim loại mát hơn.
– Vì kim loại dẫn nhiệt tốt hơn gỗ. Khi ta sờ vào, tay ta truyền nhiệt lượng sang các thanh ở nhiệt
độ phòng, trong đó thanh kim loại dẫn nhiệt tốt hơn lấy nhiệt tốt hơn, làm tay ta giảm nhiệt độ
nhanh hơn nên cảm giác mát hơn. 27 Tự làm
– Nếu nói về nhiệt độ của 1 phân tử là không đúng bởi vì: 28
• Nhiệt độ là đại lượng vĩ mô, chỉ phản ánh có ý nghĩa khi có tập hợp một số lượng lớn phân
tử (tính thống kê). 1 phân tử có năng lượng chuyển động nhiệt, nhưng đó không phải là
nhiệt độ. Hơn nữa, 1 hay số ít phân tử thì nguyên lý nhiệt động 2 càng dễ bị vi phạm (vì ít
xảy ra tương tác nhiệt giữa các phân tử, tức là ít xảy ra sự truyền nhiệt từ miền nhiệt độ
cao sang miền nhiệt độ thấp). STT Câu hỏi
• Nhiệt độ gắn liền với sự thay đổi entropy. Khi nhiệt độ càng tăng, entropy của hệ cũng
tăng, tức các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Nếu chỉ xét 1 phân tử, thì không có sự thay đổi entropy.
– Tương tự với hệ 100 phân tử. 29
– Trên Mặt trăng, tốc độ thoát nhỏ hơn so với tốc độ căn quân phương của các phân tử khí quyển,
do đó các phân tử khí quyển dễ dàng thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt trăng. Mặt trăng gần như không có khí quyển.
– Giải thích tương tự với He ở Trái đất. 30 Tự làm
– Xem hệ chỉ có chất khí (ở bên trong bình kim loại) thì chất khí nhận được nhiệt. 31
– Vì khi đánh bóng mạnh mặt ngoài bình kim loại, tức là đã thực hiện công lên mặt kim loại (cụ
thể là công của lực ma sát). Quá trình đánh bóng này làm các phân tử kim loại trong thành bình
dao động tăng lên, tức năng lượng chuyển động nhiệt của các phân tử kim loại tăng lên. Khi đó
nhiệt độ của thành bình kim loại tăng lên. Lúc này, nhiệt sẽ truyền từ thành bình kim loại (nhiệt
độ cao) sang chất khí bên trong (nhiệt độ thấp). Hay nói cách khác, công của lực ma sát đánh
bóng đã chuyển thành nhiệt cho chất khí.
– Trong 1 chu trình (tự vẽ hình), trạng thái cuối (2) của hệ cũng chính là trạng thái đầu (1), vì vậy 32
nội năng ở 2 trạng thái này bằng nhau, tức là độ biến thiên nội năng bằng 0 (U = U2 – U1 = 0).
– Do đó, áp dụng nguyên lý nhiệt động lực học 1 cho chu trình này:
Q = U + A → Q = –A
Như vậy, trong 1 chu trình, nhiệt lượng cung cấp cho hệ đã làm cho hệ sinh công (công sinh ra bằng nhiệt nhận vào).