Giải bài tập SBT Vật Lí 10 Bài 10: Ba định luật Niu-tơn

Câu nào đúng ?

Khi một xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách

A. dừng lại ngay.                      

B. ngả người về phía sau.

C. chúi người về phía trước.      

D. ngả người sang bên cạnh. 

Phương pháp giải

Do còn quán tính nên các hành khách ngả người về phía sau

Hướng dẫn giải

- Khi một xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách ngả người về phía sau. 

- Chọn đáp án B

Câu nào sau đây là đúng ?

A. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không thể chuyển động được.

B. Không cần có lực tác dụng vào vật thì vật vẫn chuyển động tròn đều được.

C. Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật.

D. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật. 

Phương pháp giải

Nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật là do lực tác dụng vào vật

Hướng dẫn giải

- Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật. 

- Chọn đáp án D

Một vật đang đứng yên. Ta có thể kết luận rằng vật không chịu tác dụng của lực nào được không? 

Phương pháp giải

Khi các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau thì vật đứng yên

Hướng dẫn giải

Không. Vật có thể chịu nhiều lực tác dụng, nhưng các lực này là các lực cân bằng.

Một hành khách ngồi ở cuối xe phàn nàn rằng, do lái xe phanh gấp mà một túi sách ở phía trước bay về phía anh ta làm anh ta bị đau. Người đó nói đúng hay sai? 

Phương pháp giải

 Do có quán tính nên khi phanh gấp đồ vật trong xe ngã về phía trước

Hướng dẫn giải

Sai. Do có quán tính, túi sách bảo toàn vận tốc khi xe dừng lại đột ngột, nên bay về phía đầu xe.

Nếu định luật I Niu-tơn đúng thì tại sao các vật chuyển động trên mặt đất cuối cùng đều dừng lại? 

Phương pháp giải

Chuyển động của các vật trên mặt đất cuối cùng đều dừng lại vì có ma sát tác dụng lên vật

Hướng dẫn giải

Do có ma sát nên các vật chuyển động trên mặt đất cuối cùng đều dừng lại nếu không duy trì lực tác dụng

Tại sao không thể kiểm tra được định luật I Niu-tơn bằng một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm? 

Phương pháp giải

Không thể kiểm tra định luật I Niuton vì không loại bỏ được ma sát và trọng lực tác dụng lên vật

Hướng dẫn giải

Do không loại bỏ được trọng lực và lực ma sát nên không thể kiểm tra được định luật I Niu-tơn bằng một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm .

Điều gì sẽ xảy ra với người lái xe máy chạy ngay sau một xe tải nếu xe tải đột ngột dừng lại ? 

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về tính quán tính của chuyển động để trả lời câu hỏi này

Hướng dẫn giải

Xe máy sẽ đâm vào phía sau xe tải:

-  Do phản xạ của người lái xe máy là không tức thời mà cần có một khoảng thời gian dù rất ngắn để nhận ra xe tải đã dừng và ấn chân vào phanh

-  Do xe có quán tính, nên dù đã chịu lực hãm cũng không thể dừng lại ngay mà cần có thời gian để dừng hẳn.

Trong hai khoảng thời gian nêu trên, xe máy kịp đi hết khoảng cách giữa hai xe và đâm vào xe tải.

Hãy giải thích sự cần thiết của dây an toàn và cái tựa đầu ở ghế ngồi trong xe tắc xi ? 

Phương pháp giải

Vì các vật đều có quán tính nên cần có dây an toàn và cái tựa đầu ở ghế ngồi trong xe để tránh va đập khi đột ngột chuyển hướng chuyển động

Hướng dẫn giải

- Khi xe đang chạy nhanh mà phanh gấp, dây an toàn gíữ cho người không bị lao ra khỏi ghế vẻ phía trước.

- Khi xe đột ngột tăng tốc, cái tựa đầu giữ cho đầu khỏi ngật mạnh về phía sau, tránh bị đau cổ.

Nếu một vật đang chuyển động có gia tốc mà lực tác dụng lên vật giảm đi thì vật sẽ thu được gia tốc như thế nào ?

A. Lớn hơn.                         B. Nhỏ hơn.

C. Không thay đổi.               D. Bằng 0. 

Phương pháp giải

Khi lực tác dụng lên vật giảm thì gia tốc vật cũng giảm

Hướng dẫn giải

- Nếu một vật đang chuyển động có gia tốc mà lực tác dụng lên vật giảm đi thì vật sẽ thu được gia tốc nhỏ hơn. 

- Chọn đáp án B

Một hợp lực 1,0 N tác dụng vào một vật có khối lượng 2,0 kg lúc đầu đứng yên, trong khoảng thời gian 2,0 s. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đó là

A. 0,5 m.            B. 2,0 m.     

C. 1,0 m.            D. 4,0 m. 

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: 

\(S = \frac{1}{2}a{t^2}\) để tính quãng đường với a=F/m

Hướng dẫn giải

- Gia tốc vật là: a=F/m= 1/2=0,5m/s²

- Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2,0 s là:

\(S = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2}{.0,5.2^2} = 1(m)\)

- Chọn đáp án C

Một quả bóng có khối lượng 500 g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một lực 250 N. Nếu thời gian quả bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,020 s, thì bóng sẽ bay đi với tốc độ bằng bao nhiêu ?

A. 0,01 m/s.             B. 2,5 m/s   

C. 0,1 m/s.               D. 10 m/s. 

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: 

\(v = {v_0} + at\) để tính tốc độ với a=F/m

Hướng dẫn giải

- Gia tốc là:

\(a = \frac{F}{m} = \frac{{250}}{{0,5}} = 500(m/{s^2})\)

- Tốc độ quả bóng bay là:

\(v = {v_0} + at = 0 + 500.0,02 = 10(m/s)\)

⇒ Nếu thời gian quả bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,020 s, thì bóng sẽ bay đi với tốc độ bằng 10 m/s. 

- Chọn đáp án D

Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Vật đi được 80 cm trong 0,5 s. Gia tốc của vật và hợp lực tác dụng vào nó là bao nhiêu ?

A. 3,2 m/s² ; 6,4 N.           B. 0,64 m/s² ; 1,2 N.

C. 6,4 m/s² ; 12,8 N.          D. 640 m/s² ; 1280 N. 

Phương pháp giải

- Tính gia tốc theo công thức:

\(a = \frac{{2S}}{{{t^2}}}\)

- Tính lực theo công thức: F=m.a

Hướng dẫn giải

- Gia tốc của vật là:

\(\begin{array}{l} S = \frac{1}{2}a{t^2}\\ \Rightarrow a = \frac{{2S}}{{{t^2}}} = \frac{{2.0,8}}{{{{0,5}^2}}} = 6,4(m/{s^2}) \end{array}\)

- Hợp lực tác dụng vào vật là:

\(F = m.a = 2.6,4 = 12,8(N)\)

- Chọn đáp án C

Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5,0 kg làm vận tốc của nó tăng dần từ 2,0 m/s đến 8,0 m/s trong 3,0 s. Hỏi lực tác dụng vào vật là bao nhiêu ?

A. 15 N.            B. 10 N.          

C. 1,0 N.           D. 5,0 N. 

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: F=m.a để tính lực tác dụng với \(a = \frac{{v - {v_0}}}{t}\)

Hướng dẫn giải

- Ta có:

\(\begin{array}{l} + \,\,v = {v_0} + at\\ \Rightarrow a = \frac{{v - {v_0}}}{t} = \frac{{8 - 2}}{3} = 2(m/{s^2})\\ + \,\,F = m.a = 5.2 = 10(N) \end{array}\)

⇒ Độ lớn lực tác dụng vào vật là 10 N.           

- Chọn đáp án B

Một ô tô đang chạy với tốc độ 60 km/h thì người lái xe hãm phanh, xe đi tiếp được quãng đường 50 m thì dừng lại. Hỏi nếu ô tô chạy với tốc độ 120 km/h thì quãng đường đi được từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại là bao nhiêu? Giả sử lực hãm trong hai trường hợp bằng nhau.

A. 100 m.           B. 70,7 m.         

C. 141 m.           D. 200 m. 

Phương pháp giải

- Tính gia tốc theo công thức:

\(a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2S}}\)

- Áp dụng công thức:

\(S = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}\) để tính quãng đường đi được

Hướng dẫn giải

- Gia tốc của xe là:

\(\begin{array}{l} {v^2} - v_0^2 = 2aS\\ \Rightarrow a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2S}} = \frac{{0 - {{(\frac{{50}}{3})}^2}}}{{2.50}} = \frac{{ - 25}}{9}(m/{s^2}) \end{array}\)

- Quãng đường đi được từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại là:

\(\begin{array}{l} {v^2} - v_0^2 = 2aS\\ \Rightarrow S = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \frac{{0 - {{(\frac{{100}}{3})}^2}}}{{2.\frac{{ - 25}}{9}}} = 200(m) \end{array}\)

- Chọn đáp án D

Một ô tô có khối lượng 1500 kg khi khởi hành được tăng tốc bởi một lực 2000 N trong 15 giây đầu tiên. Hỏi tốc độ của xe đạt được ở cuối khoảng thời gian đó ? 

Phương pháp giải

Tính tốc độ của xe đạt được theo công thức: v=a.t với a=F/m

Hướng dẫn giải

- Gia tốc mà ô tô thu được là:$$

\(a = \frac{F}{m} = \frac{{2000}}{{1500}} = \frac{{20}}{{15}}(m/{s^2})\)

- Vận tốc của ô tô ở cuối đoạn đường là:

\(v = at = \frac{{20}}{{15}}.15 = 20(m/s)\)

Phải tác dụng một lực 50 N vào một xe chở hàng có khối lượng 400 kg trong thời gian bao nhiêu để tăng tốc độ của nó từ 10 m/s lên đến 12 m/s ? 

Phương pháp giải

- Tính gia tốc theo công thức: a=F/m

- Áp dụng công thức: \(a = \frac{{{\rm{\Delta }}v}}{{{\rm{\Delta }}t}} \) để tính Δt

Hướng dẫn giải

- Gia tốc mà xe thu được là:$$

\(a = \frac{F}{m} = \frac{{50}}{{400}}(m/{s^2})\,\,\,\,(1)\)

- Mặt khác ta lại có:$$

\(a = \frac{{{\rm{\Delta }}v}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{2}{{{\rm{\Delta }}t}}\,\,\,\,\,\,(2)\)

Từ (1) và (2) ta được Δt = 16 s. 

Một ô tô có khối lượng 1600 kg đang chuyển động thì bị hãm phanh với lực hãm bằng 600 N. Hỏi độ lớn và hướng của vectơ gia tốc mà lực này gây ra cho xe ? 

Phương pháp giải

- Tính độ lớn gia tốc theo công thức: a=F/m

- Dựa vào tính chất chuyển động để xác định hướng của \(\vec a\)

Hướng dẫn giải

- Độ lớn gia tốc là:

 \(a = \frac{F}{m} = \frac{{600}}{{1600}} = 0,375(m/{s^2})\)

- Véc tơ gia tốc cùng hướng với lực hãm phanh, nghĩa là ngược hướng với hướng chuyển động ban đầu.

Một vật có khối lượng 4 kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc 2 m/s².

a) Lực gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu?

b) So sánh độ lớn của lực này với trọng lượng của vật. Lấy g = 10 m/s². 

Phương pháp giải

a. Tính độ lớn lực theo công thức: F=m.a

b. Áp dụng công thức: P=mg để tính trọng lượng vật và lập tỉ số F/P

Hướng dẫn giải

a. Độ lớn lực gây ra gia tốc cho vật là:

F = m.a = 4.2 = 8 (N)

b. Độ lớn trọng lượng của vật P = mg = 4.10 = 40 (N)

Suy ra : \(\frac{F}{P} = \frac{8}{{40}} = \frac{1}{5}\) , lực gây ra gia tốc nhỏ hơn trọng lượng của vật 5 lần.

Cặp "lực và phản lực" trong định luật III Niu-tơn

A. tác dụng vào cùng một vật.

B. tác dụng vào hai vật khác nhau.

C. không bằng nhau về độ lớn.

D. bằng nhau về độ lớn nhưng không cùng giá. 

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm được nội dung định luật III Niu-tơn

Hướng dẫn giải

- Cặp "lực và phản lực" trong định luật III Niu-tơn tác dụng vào hai vật khác nhau. 

- Chọn đáp án B

Câu nào đúng ?

Trong một cơn lốc xoáy, một hòn đá bay trúng vào một cửa kính, làm vỡ kính.

A. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính lớn hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

B. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính bằng (về độ lớn) lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

C. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính nhỏ hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

D. Viên đá không tương tác với tấm kính khi làm vỡ kính. 

Phương pháp giải

Khi hòn đá đập tác dụng một lực F vào của kính thì của kính cũng tác dụng một lực vào hòn đá có độ lớn đúng bằng lực F

Hướng dẫn giải

- Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính bằng (về độ lớn) lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá. 

- Chọn đáp án B