Giải bài tập SBT Vật lý 8 Bài 5: Sự cân bằng lực - Quán tính

Cặp lực nào sau đây tác dụng lên một vật làm vật đang đứng yên, tiếp tục đứng yên?

A. Hai lực cùng cường độ, cùng phương.

B. Hai lực cùng phương, ngược chiều.

C. Hai lực cùng phương, cùng cường độ, cùng chiều.

D. Hai lực cùng cường độ, có phương nằm trên cùng một đường thẳng, ngược chiều.

Phương pháp giải

Để xác định căp lực thỏa yêu cầu đề bào ta cần ghi nhớ:

Hai lực cùng cường độ, có phương nằm trên cùng một đường thẳng, ngược chiều tác dụng lên một vật làm vật đang đứng yên, tiếp tục đứng yên

Hướng dẫn giải

- Dưới tác dụng của các lực cân bằng một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. 

- Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật, có cường độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.

Chọn D

Khi chỉ chịu tác dụng của hai lực cân bằng:

A. vật đang đứng yên sẽ chuyển động nhanh dần.

B. vật đang chuyển động sẽ dừng lại.

C. vật đang chuyển động đều sẽ không còn chuyển động đều nữa.

D. vật đang đứng yên sẽ đứng yên, hoặc vật đang chuyển động sẽ chuyển động thẳng đều mãi.

Dưới tác dụng của các lực cân bằng một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Chọn D

Hành khách ngồi trên xe ôtô đang chuyển động bỗng thấy mình bị nghiêng người sang trái, chứng tỏ xe:

A. Đột ngột giảm vận tốc.      

B. Đột ngột tăng vận tốc.

C. Đột ngột rẽ sang trái.                       

D. Đột ngột rẽ sang phải.

Phương pháp giải

Dựa vào nguyên nhân quán tính hành khách không thể đổi hướng chuyển động ngay để giải thích .

Hướng dẫn giải

Vì khi ô tô đột ngột rẽ sang phải do quán tính hành khách không thể đổi hướng chuyển động ngay mà tiếp chuyển động theo hướng cũ nên hành khách thấy mình bị nghiêng người sang bên trái.

Chọn D

Ta biết rằng, lực tác dụng lên vật làm thay đổi vận tốc của vật. Khi tàu khởi hành, lực kéo đầu máy làm tàu tăng dần vận tốc. Nhưng có những đoạn đường, mặc dù đầu máy vẫn chạy để kéo tàu nhưng tàu không thay đổi vận tốc. Điều này có mâu thuẫn với nhận định trên không? Tại sao?

Phương pháp giải

Để giải thích điều trên ta cần ghi nhớ: Khi lực kéo của đầu máy cân bằng với lực cản tác dụng lên đoàn tàu sẽ làm đoàn tàu không thay đổi vận tốc

Hướng dẫn giải

Khi lực kéo của đầu máy cân bằng với lực cản tác dụng lên đoàn tàu sẽ làm đoàn tàu không thay đổi vận tốc. Do vậy điều này không mâu thuẫn với nhận định lực tác dụng lên vật làm thay đổi vận tốc của vật.

Quả cầu nặng 0,2kg được treo vào sợi dây cố định (H.5.1). Hãy biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên quả cầu. Chọn tỉ xích 1N ứng với 1cm

Phương pháp giải

- Tính trọng lượng: P=10m

- Quả cầu đứng yên vì chịu tác dụng của 2 lực cân bằng nhau

Hướng dẫn giải

Quả cầu đứng yên vì chịu tác dụng của 2 lực cân bằng nhau

Trọng lực \(\overrightarrow {P}\) cân bằng với sức căng \(\overrightarrow {T}\)

Ta có T=P=10m=10.0,2=2N

Vật nặng 0,5kg đặt trên mặt sàn nằm ngang (H. 5.2)

a) Hãy biểu diễn các vec tơ lực tác dụng lên vật.

b) Vật được kéo chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang với lực kéo theo phương nằm ngang có cường độ 2N. Hãy biểu diễn các vec tơ lực tác dụng lên vật. Chọn tỉ xích 2N ứng với 1cm.

Phương pháp giải

a) Khi vật đứng yên sẽ chịu các lực: trọng lực \(\overrightarrow {P}\), lực đỡ của mặt sàn \(\overrightarrow {Q}\)

b) - Để  biểu diễn vecto lực cần ghi nhớ:

- Hai lực \(\overrightarrow {P}\) và \(\overrightarrow {Q}\) tác dụng lên vật cân bằng nhau

- Lực kéo cân bằng với lực cản của mặt sàn tác dụng lên vật: \(F_k = F_c\) do vật chuyển độn thẳng đều

Hướng dẫn giải

a) Vật nằm yên trên sàn nên các lực tác dụng lên vật bao gồm: trọng lực \(\overrightarrow {P}\), lực đỡ của mặt sàn \(\overrightarrow {Q}\). Hai lực \(\overrightarrow {P}\) và \(\overrightarrow {Q}\) là hai lực cân bằng có độ lớn:

Q = P = 10.m = 10.0,5 = 5 N

Các lực được biểu diễn như hình vẽ với tỉ xích 2N ứng với 1 cm.

b) Đầu tiên vật đứng yên trên mặt bàn vì hai lực \(\overrightarrow {P}\) và \(\overrightarrow {Q}\) tác dụng lên vật cân bằng nhau. Sau đó, vật chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang nhờ lực kéo có cường độ 2N. Điều này chứng tỏ lực kéo cân bằng với lực cản của mặt sàn tác dụng lên vật: \(F_k = F_c\)

Các lực được biểu diễn như hình vẽ với tỉ xích 2N ứng với 1 cm.

Đặt một chén nước trên góc của một tờ giấy mỏng. Hãy tìm cách rút tờ giấy ra mà không làm dịch chén. Giải thích cách làm đó.

Phương pháp giải

Dựa vào yếu tố: Do quán tính nên chén nước chưa kịp thay đổi vận tốc để xác định cách rút tờ giấy ra mà không làm dịch chén

Hướng dẫn giải

Giật nhanh tờ giấy ra khỏi chén nước. Do quán tính nên chén nước chưa kịp thay đổi vận tốc, nhờ vậy mà nó ko bị đổ.

Một con báo đang đuổi riết một con linh dương. Khi báo chuẩn bị vồ mồi thì linh dương nhảy tạt sang một bên và thế là trốn thoát. Em hãy giải thích cơ sở khoa học của biện pháp thoát hiểm này.

Phương pháp giải

Vận dụng tính quán tính của chuyển động để giải thích: Do quán tính con báo đang chuyển động về phía trước nên con báo không kịp đổi hướng

Hướng dẫn giải

Do quán tính con báo đang chuyển động về phía trước nên con báo không kịp đổi hướng theo linh dương, nhờ đó mà linh dương trốn thoát.

Cặp lực nào trong hình 5.3 là cặp lực cân bằng?

A. Trong hình a

B. Trong hình a và b

C. Trong hình c và d

D. Trong hình d

Phương pháp giải

Để chọn cặp lực cân bằng cần ghi nhớ: Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật, có cường độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.

Hướng dẫn giải

Vì cặp lực cân bằng là cặp lực cùng đặt lên một vật có cường độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng và ngược chiều nhau.

Chọn D

Nếu vật chịu tác dụng của các lực không cân bằng, thì các lực này không thể làm vật.

A. đang chuyển động sẽ chuyển động nhanh lên

B. đang chuyển động sẽ chuyển động chậm lại

C. đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

D. bị biến dạng

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất của hai lực cân bằng: Dưới tác dụng của các lực cân bằng một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Từ đó dùng phương pháp loại trừ để chọn đáp án

Hướng dẫn giải

Dưới tác dụng của các lực cân bằng một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Chọn C

Khi xe đạp, xe máy đang xuống dốc, muốn dừng lại một cách an toàn nên hãm phanh (thắng) bánh nào?

A. Bánh trước        

B. Bánh sau

C. Đồng thời cả hai bánh               

D. Bánh trước hoặc bánh sau đều được

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất quán tính của chuyển động: do quán tính xe chưa thể thay đổi vận tốc ngay được để xác định nên hãm phanh bánh nào

Hướng dẫn giải

Vì khi xe đang chuyển động về phía trước hãm phanh trước đột ngột do quán tính xe chưa thể thay đổi vận tốc ngay được khiến bánh trước bị bó cứng, đầu xe trượt trên đường gây nguy hiểm nên khi xuống dốc muốn dừng lại ta nên hãm phanh bánh sau.

Chọn B

Một vật đang chuyển động thẳng đều với vận tốc v dưới tác dụng của hai lực cân bằng \(\overrightarrow {{F_1}}\) và \(\overrightarrow {{F_2}}\) theo chiều của lực \(\overrightarrow {{F_2}}\). Nếu tăng cường độ của lực \(\overrightarrow {{F_1}}\) thì vật sẽ chuyển động với vận tốc:

A. luôn tăng dần

B. luôn giảm dần

C. tăng dần đến giá trị cực đại, rồi giảm dần

D. giảm dần đến giá trị bằng không rồi đổi chiều và tăng dần

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ: vật sẽ chuyển động với vận tốc giảm dần đến giá trị bằng không rồi đổi chiều theo chiều của \(\overrightarrow {{F_1}}\) và tăng dần khi tăng cường độ của lực \(\overrightarrow {{F_1}}\) 

Hướng dẫn giải

Vì lúc đầu khi vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng và đang chuyển động theo chiều của lực \(\overrightarrow {{F_2}}\). Khi ta tăng cường độ lực \(\overrightarrow {{F_1}}\) ngược chiều với lực \(\overrightarrow {{F_2}}\) thì vật sẽ chuyển động với vận tốc giảm dần đến giá trị bằng không rồi đổi chiều theo chiều của \(\overrightarrow {{F_1}}\) và tăng dần.

Chọn D

Một ôtô khối lượng 2 tấn chuyển động thẳng đều trên đường nằm ngang. Biết lực cản lên ôtô bằng 0,25 lần trọng lượng của xe.

a) Kể các lực tác dụng lên ôtô

b) Biểu diễn các lực trên theo tỉ xích 0,5cm ứng với 5000N

Phương pháp giải

a) Dựa vào quá trình chuyển động thẳng đều và kiến thức về các lực cân bằng để xác định các lực tác dụng lên ô tô

b) - Tính trọng lượng: P=10m

- Tính lực cản tác dụng lên ô tô: \(F_c = 0,25.P \)

- Vận dụng lí thuyết về biểu diễn vecto lực: điểm đặt, phương, chiều và độ lớn

Hướng dẫn giải

a) Các lực tác dụng lên ôtô: Các lực tác dụng lên ô tô: trọng lực \(\overrightarrow P \), lực phát động \(\overrightarrow {F_k} \), lực cản \(\overrightarrow {F_c} \) và lực đỡ của mặt đường \(\overrightarrow Q \)

b) Trọng lực có độ lớn là: P = 10.m = 10.2000 = 20000N

Lực cản tác dụng lên ô tô có độ lớn là: \(F_c = 0,25.P = 0,25.20000 = 5000N\)

Các lực được biểu diễn như trong hình dưới đây:

Vận dụng quán tính để giải thích một số hiện tượng sau:

a) Vì sao trong một số trò chơi: Ôtô, xe lửa, máy bay không chạy băng dây cót hay pin. Trong đó, chỉ có một bánh “đà” khối lượng lớn gắn với bánh xe bằng hệ thông bánh răng. Muốn xe chuyển động chỉ cần xiết mạnh bánh xe xuống mặt sàn vài lần làm bánh “đà” quay rồi buông tay. Xe chạy khá lâu và chỉ dừng lúc bánh “đà” ngừng quay.

b) Vì sao các vận động viên nhảy dù, nhảy cao, nhảy xa lúc tiếp đất chân đều khuỵu xuống ?

c) Vì sao ngồi trên máy bay lúc cất cánh hoặc hạ cánh, ngồi trên ôtô đang phóng nhanh phải thắt dây an toàn.

d) Vì sao khi lưỡi cuốc, xẻng, đầu búa bị lỏng cán, người ta chỉ cần gõ mạnh đầu cán còn lại xuống sàn ?

Phương pháp giải

Vận dụng tính chất quán tính của chuyển động: Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc một cách đột ngột được vì có quán tính để giải thích các hiện tượng trên

Hướng dẫn giải

a) Do bánh đà có khối lượng lớn nên nó có quán tính lớn.

b) Khi tiếp đất chân chạm đất sẽ dừng lại ngay nhưng người còn tiếp tục chuyển động theo quán tính nên các vận động viên đều phải khuỵu chân để dừng lại một cách từ từ.

c) Khi ngồi trên máy bay lúc cất cánh hoặc hạ cánh, ngồi trên ô tô đang phóng nhanh vận tốc của người bị thay đổi đột ngột. Do quán tính người không thể đổi hướng chuyển động ngay và tiếp tục chuyển động như cũ nên phải thắt dây để đảm bảo an toàn.

d) Khi ta đóng mạnh đầu cán xuống sàn thì cán búa và đầu búa đều chuyển động đi xuống. Cán búa chạm đất thì dừng lại đột ngột khi đó lưỡi cuốc, xẻng hay đầu búa vẫn chuyển động xuống do có quán tính nên đầu búa lún sâu vào cán búa làm cho búa chắc hơn.

Một cục nước đá nằm yên trên mặt bàn trong toa tàu đang chuyển động thẳng đều. Hành khách ngồi cạnh bàn bỗng thấy cục đá trượt đi.

Hỏi:

a) Tàu còn chuyển động thẳng đều nữa không?

b) Nếu cục đá sẽ chuyển động về phía sau thì vận tốc tàu giảm hay tăng đột ngột?

c) Cục đá sẽ chuyển động về phía nào khi vận tốc tàu giảm đột ngột? 

d) Trong trường hợp nào, cục đá sẽ trượt về bên trái?

Phương pháp giải

Cần nắm được kiến thức về quán tính và sự thay đổi chuyển động của cục đá để xác định:

- Sự chuyển động của tàu khi cục đá trượt đi

- Sự thay đổi vận tốc của tàu nếu cục đá chuyển động về phía sau

- Sự chuyển động của cục đá khi vận tốc tàu giảm đột ngột

- Trường hợp cục đá trượt về bên trái

Hướng dẫn giải

a) Ta thấy cục đá trượt đi mà lúc đầu nó đang nằm yên trên bàn trong toa tàu đang chuyển động thẳng đều thì tức là tàu không còn chuyển động thẳng đều nữa.

b) Nếu cục đá trượt ngược với chiều chuyển động của tàu thì vận tốc của tàu tăng.

c) Cục đá sẽ chuyển động về phía trước khi vận tốc tàu giảm đột ngột.

d) Khi tàu đến đoạn đường rẽ về bên phải thì cục đá sẽ trượt về bên trái.

Đố vui. Trên bụng người lực sĩ đặt một tảng đá rất nặng và một chồng gạch. Dùng búa tạ đập thật mạnh lên chồng gạch. Chồng gạch vỡ tan còn người lực sĩ vẫn bình yên, vô tư. Tại sao? Phải đập tạ thế nào mới không gây nguy hiểm cho người lực sĩ?

Phương pháp giải

Để giải thích chồng gạch vỡ tan còn người lực sĩ vẫn bình yên, ta dựa vào quán tính tảng đá chưa kịp thay đổi vận tốc 

Hướng dẫn giải

Dùng búa tạ đập thật mạnh lên chồng gạch. Chồng gạch vỡ tan do quán tính tảng đá chưa kịp thay đổi vận tốc nên người lực sĩ vẫn bình yên vô sự.

Phải đập tạ rất nhanh: đập xuống vào gạch rồi giật lại ngay.

Một vật chuyển động khi chịu tác dụng của hai lực là lực kéo và lực cản, có đồ thị vận tốc như trên hình 5.5. Sự cân bằng lực xảy ra ở giai đoạn nào của chuyển động?

A. OA

B. AB

C. BC

D. Cả ba giai đoạn

Phương pháp giải

Để xác định giai đọna xảy ra sự cân bằng cần ghi nhớ: Dưới tác dụng của các lực cân bằng một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Hướng dẫn giải

Chọn B

Vì trên đồ thị đoạn AB được biểu diễn là một đoạn thẳng tức là ở giai đoạn này vận tốc của vật không thay đổi nên vật đang chuyển động đều, khi đó có sự cân bằng lực xảy ra.

Trong chuyển động được mô tả trên bài 5.17. Chọn nhân xét đúng về tỉ số giữa lực kéo và lực cản.

A. Nhỏ hơn 1 trong giai đoạn AO.

B. Lớn hơn 1 trong giai đoạn AB.

C. Lớn hơn 1 trong giai đoạn BC.

D. Bằng 1 trong giai đoạn AB.

Phương pháp giải

Từ kết quả về chuyển động đều trên đoạn AB, ta thấy tỉ số giữa lực kéo và lực cản bằng 1

Hướng dẫn giải

Chọn D

Vì trong giai đoạn AB có sự cân bằng lực xảy ra nên tỉ số giữa lực kéo và lực cản bằng 1.