Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 10 : Ba định luật Niu-tơn

Phát biểu định luật I Niu - Tơn. Quán tính là gì?

Phương pháp giải

- Định luật I Niu – Tơn đề cập đến sự chuyển động của một vật đang đứng yên

- Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng ... .

Hướng dẫn giải

- Định luật I Niu – Tơn: Nếu mỗi vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

- Quán tính: là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.

Phát biểu và viết hệ thức của định luật II Niu – tơn.

Phương pháp giải

- Định luật II Niu - Tơn đề cập đến mối liên hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc của vật

- Công thức: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\,hay\,\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)

Hướng dẫn giải

- Định luật II Niu – Tơn: Gia tốc của 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.

- Công thức: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\,hay\,\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)

Nêu định nghĩa và các tính chất của khối lượng.

Phương pháp giải

- Khối lượng là một đại lượng ...

- Khối lượng có tính chất cộng

Hướng dẫn giải

- Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật

- Khối lượng: kí hiệu m, đơn vị trong hệ SI là ki-lo-gam (kg)

- Khối lượng có tính chất cộng: khi nhiều vật được ghép lại thành một hệ vật thì khối lượng của hệ bằng tổng khối lượng của các vật đó.

Trọng lượng của một vật là gì? Viết công thức của trọng lực tác dụng lên một vật.

Phương pháp giải

- Trọng lượng của một vật là lực hút của Trái Đất tác dụng vào vật

- Công thức: \(\overrightarrow P = m.\overrightarrow g \)

Hướng dẫn giải

- Trọng lượng của một vật là lực hút của Trái Đất tác dụng vào vật, gây cho vật gia tốc rơi tự do

- Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật

- Công thức của trọng lực tác dụng lên một vật:

\(\overrightarrow P = m.\overrightarrow g \)

- Trong đó: 

+ m là khối lượng vật (kg)

+ g là gia tốc trọng trường (m/s²)

Phát biểu và viết hệ thức của định luật III Niu – Tơn.

Phương pháp giải

- Định luật III Niu – Tơn đề cập đến mối liên hệ giữa lực và phản lực

- Công thức: \(\overrightarrow {{F_{BA}}} = \overrightarrow {{F_{AB}}} \)

Hướng dẫn giải

- Định luật III Niu – Tơn: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lên vật A một lực

- Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều nhưng đặt vào hai vật khác nhau:

\(\overrightarrow {{F_{BA}}} = \overrightarrow {{F_{AB}}} \)

- Một trong hai lực trên gọi là lực tác dụng, thì lực kia gọi là phản lực

- Lực và phản lực là hai lực trực đối không cân bằng.

Nêu những đặc điểm của cặp "lực và phản lực" trong tương tác giữa hai vật.

Phương pháp giải

Đặc điểm của cặp "lực và phản lực" trong tương tác giữa hai vật được nói đến trong định luật III Niu-ton

Hướng dẫn giải

Đặc điểm của cặp "lực và phản lực" trong tương tác giữa hai vật là:

- Lực và phản lực là hai lực trực đối không cân bằng

- Lực và phản lực luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời

- Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều, gọi là hai lực trực đối

- Lực và phản lực không phải là hai lực cân bằng vì chúng đặt vào hai vật khác nhau

Một vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s. Nếu bỗng nhiên các lực tác dụng lên nó bị mất đi thì

A. vật dừng lại ngay

B. vật đổi hướng chuyển động

C. vật tiếp tục chuyển động chậm dần rồi mới dừng lại

D. vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3 m/s.

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Các lực tác dụng lên vật bị mất thì hợp lực bằng 0 và tuân theo định luật I Niu-ton

Hướng dẫn giải

- Các lực tác dụng lên nó bị mất thì:

+ Hợp lực tác dụng vào vật bằng 0

+ Nếu hai vật đứng yên thì sẽ tiếp tục đứng yên

+ Nếu vật đagn chuyển động thì sẽ chuyển động đều theo hướng cũ

- Chọn đáp án C.

Câu nào đúng?

A. Nếu không chịu lực nào tác dụng thì mọi vật phải đứng yên .

B. Khi không còn lực nào tác dụng lên vật nữa, thì vật đang chuyển động sẽ lập tức dừng lại.

C. Vật chuyển động được là nhờ có lực tác dụng lên nó.

D. Khi thấy vận tốc của vật thay đổi chắc chắn là đã có lực tác dụng lên vật.

Phương pháp giải

- Câu A, B sai so với đinh luật I Niu-ton

- Câu C sai so với đinh luật I, II, III Niu-ton

- Câu D so với đinh luật II Niu-ton

Hướng dẫn giải

- Nếu vật đang chuyển động mà hợp lực tác dụng lên vật triệt tiêu thì vật vẫn chuyển động đều (định luật I Niu-tơn)

⇒ A, B sai

- Một cái xe đứng yên thì vẫn chịu tác dụng của trọng lực và phản lực. Ngoài ra nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng 0 nhưng vật vẫn chuyển động đều nếu trước đó vật có vận tốc

⇒ C sai

- Khi thấy vận tốc của vật thay đổi thì chắc chắn đã có lực tác dụng lên nó (theo định luật II Niu-tơn: F = m.a, vận tốc thay đổi thì a ≠ 0 → F ≠ 0)

⇒ D đúng

- Chọn đáp án D.

Một vật đang nằm yên trên mặt bàn nằm ngang. Tại sao có thể khẳng định rằng bàn đã tác dụng một lực lên nó?

Phương pháp giải

Theo định luật III Niuton, khi lực tác dụng vào vật luôn tồn tại một phản lực

Hướng dẫn giải

- Bàn tác dụng lên vật một lực cân bằng với trọng lực tác dụng lên vật gọi là phản lực

- Hợp lực tác dụng lên vật bằng không, vật nằm yên.

Trong các cách viết hệ thức của định luật II Niu - tơn sau đây, cách viết nào đúng?

\(\begin{array}{l} A.\,\,\overrightarrow F = m.a\\ B.\,\,\overrightarrow F = - m.\overrightarrow a \\ C.\,\,\,\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \\ D.\,\,\, - \overrightarrow F = m.\overrightarrow a \end{array}\)

Phương pháp giải

Hệ thức của định luật II NIu-ton là: \(F = m.\overrightarrow a \)

Hướng dẫn giải

- Hệ thức của định luật II NIu-ton là: \(F = m.\overrightarrow a \)

- Chọn đáp án C.

Một vật có khối lượng 8,0 kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc 2,0 m/s² . Lực gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu? So sánh độ lớn của lực này với trọng lượng của vật. Lấy g = 10 m/s².

A. 1,6 N, nhỏ hơn

B. 16 N, nhỏ hơn

C. 160 N, lớn hơn

D. 4 N, lớn hơn.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

F = m.a khi chiếu lên phương chuyển động để tính lực

- Áp dụng công thức:

P = m.g để tính trọng lượng vật

Hướng dẫn giải

- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

- Áp dụng định luật II Newton ta có:

\(F = m.\overrightarrow a \)

- Chiếu lên phương chuyển động, ta được: 

F = m.a = 8.2 = 16 N

- Trọng lực tác dụng lên vật: 

P = m.g = 10. 8 = 80 kg

⇒ F/P = 16/ 80 = 1/5

⇒ Lực F nhỏ hơn trọng lực P

- Chọn đáp án B.

Một quả bóng, khối lượng 0,50 kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực 250 N. Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,020 s. Quả bóng bay đi với tốc độ.

A. 0,01 m/s

B. 0,1 m/s

C. 2,5 m/s

D. 10 m/s.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: a = F/m để tính gia tốc

Áp dụng công thức: V = V₀ + at để tính vận tốc

Hướng dẫn giải

- Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:

a = F/m = 250/0,5 = 500 m/s²

- Quả bóng bay đi với vận tốc: V = V₀ + at = 0 + 500. 0,02 = 10 m/s

- Chọn đáp án D.

Trong một tai nạn giao thông, một ô tô tải đâm vào một ô tô con đang chạy ngược chiều. Ô tô nào chịu lực lớn hơn ? Ô tô nào nhận được gia tốc lớn hơn? Hãy giải thích.

Phương pháp giải

Áp dụng định luật III Niu-ton để giải thích ta thấy ô tô con có gia tốc lớn hơn ô tô tải

Hướng dẫn giải

Theo định luật III Niu – tơn, ta suy ra hai ô tô chịu lực bằng nhau (về độ lớn) và do đó cũng theo định luật III Niu – tơn ô tô tải có khối lượng lớn hơn nên nhận được gia tốc nhỏ hơn, ô tô con có khối lượng nhỏ hơn nên nhận gia tốc lớn hơn.

Để xách một túi đựng thức ăn, một người tác dụng vào túi một lực bằng 40 N hướng lên trên. Hãy miêu tả "phản lực" (theo định luật III) bằng cách chỉ ra

a. Độ lớn của phản lực.

b. Hướng của phản lực.

c. Phản lực tác dụng lên vật nào?

d. Vật nào gây ra phản lực này?

Phương pháp giải

Định luật IIi Niu - ton nói rằng phản lực ngược chiều và có độ lớn bằng lực tác dụng vào vật

Hướng dẫn giải

a. Theo định luật III Newton

=> F₂₁ = F₁₂ = 40N

=> Độ lớn của phản lực là 40 N

b. Hướng xuống dưới (ngược với chiều người tác dụng).

c. Tác dụng vào tay người

d. Túi đựng thức ăn.

Hãy chỉ ra căp "lực và phản lực" trong các tình huống sau:

a. Ô tô đâm vào thanh chắn đường;

b. Thủ môn bắt bóng;

c. Gió đập vào cánh cửa.

Phương pháp giải

Định luật IIi Niu - ton nói rằng phản lực ngược chiều và có độ lớn bằng lực tác dụng vào vật

Hướng dẫn giải

a. Lực mà ô tô tác dụng (đâm) vào thanh chắn, theo định luật III Niu-tơn, thanh chắn phản lại một lực tác dụng vào ô tô

b. Lực mà thủ môn tác dụng vào quả bóng và phản lực của quả bóng tác dụng vào tay thủ môn

c. Lực của gió tác dụng vào cánh cửa và phản lực của cánh cửa tác dụng vào gió.