Phan tich chuong động lực học chất điểm

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA VẬT LÍ

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ PHỔ THÔNG 1

Đề tài:

NGHIÊN CỨU NỘI DUNG KIẾN THỨC CƠ BẢN
CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”

Giảng viên hướng dẫn

Học viên thực hiện

PGS. TS. Lê Công Triêm

Lê Thị Lệ Hiền
Lớp LL & PPDH Vật lý – K18

Huế, tháng 12/2010


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...........................................................................................................................2
1. Lí do chọn đề tài............................................................................................................2
2. Mục đích nghiên cứu.....................................................................................................2
3. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................................3
4. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................................3

5. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................................3
NỘI DUNG........................................................................................................................3
I. Đặc điểm và nhiệm vụ chương Động lực học chất điểm..............................................3
II. Cấu trúc chương............................................................................................................5
III.Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình nâng cao..................................................6
IV. Nội dung kiến thức trọng tâm.....................................................................................9
1. Quán tính...................................................................................................................9
2. Các định luật Newton.............................................................................................10
2.1. Định luật I Newton...............................................................................................10
2.2. Định luật II Newton.............................................................................................16
2.3. Định luật III Newton............................................................................................19
3. Khái niệm lực và khối lượng..................................................................................23
3.1. Lực........................................................................................................................23
3.2. Khối lượng...........................................................................................................28
4. Các loại lực cơ học thường gặp..............................................................................30
4.1 LỰC HẤP DẪN....................................................................................................30
4.2. LỰC ĐÀN HỒI....................................................................................................37
4.3 LỰC MA SÁT......................................................................................................44
4.3.1 Khái niệm về ma sát........................................................................................44
Ma sát là hiện tượng xuất hiện những lực và ngẫu lực có tác dụng cản trở chuyển
động hoặc các xu hướng chuyển động tương đối của hai vật trên bề mặt của nhau.
..................................................................................................................................44
4.3.2. Phân loại lực ma sát..........................................................................................45
4.4 PHÉP TÍNH VECTƠ ...........................................................................................58
4.5 HỆ QUY CHIẾU................................................................................................62
4.6 Trọng lực. Trọng lượng........................................................................................69
5. PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC.....................................................................75
6. CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT..........................................................................79
7. HỆ ĐƠN VỊ CƠ HỌC:...........................................................................................82
KẾT LUẬN......................................................................................................................83

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................84

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 1


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong chương trình phổ thông, vật lý là một môn học khó, có nhiều phần kiến
thức khác nhau : cơ học, nhiệt học và vật lý phân tử, điện học, quang học, vật lý
nguyên tử và hạt nhân. Mỗi phần kiến thức đều có những đặc trưng riêng và có những
phương pháp nghiên cứu đặc thù. Trong quá trình giảng dạy vật lý người giáo viên
trước hết phải hiểu một cách sâu sắc các kiến thức được trình bày trong chương trình
và hiểu được cách các tác giả sách giáo khoa trình bày các kiến thức đó trong sách giáo
khoa như thế nào, qua đó có thể tổ chức hoạt động dạy học có hiệu quả nhất để học
sinh nắm bắt được các kiến thức đó một cách chủ động. Không những thế đối với mỗi
phần kiến thức người giáo viên cần phải có một cái nhìn tổng thể toàn bộ kiên thức, để
có thể sử dụng các phương pháp dạy học phù hợp với đặc trưng riêng của phần đó. Vì
vậy Nghiên cứu và phân tích chương trình vật lí phổ thông là một môn học quan
trọng trong chương trình đào tạo học viên sư phạm vật lí chuyên ngành “Lí luận và
phương pháp dạy học” môn học này giúp cho người học viên có cái nhìn tổng quan
toàn bộ chương trình vật lí phổ thông nói chung và ở phổ thông trung học nói riêng.
Để nghiên cứu và phân tích chương trình vật lý phổ thông có hiệu quả người học viên
cần phải tìm hiểu một cách sâu sắc các kiến thức trọng tâm trong chương trình, phân
loại được các kiến thức đó thuộc loại kiến thức nào trong vật lý.
Trong quá trình học môn học này người làm tiểu luận này lựa chọn nghiên cứu
và phân tích nội dung chương “Động lực học chất điểm”, quá trình nghiên cứu bắt đầu
từ việc tìm hiểu các kiến thức cơ bản được trình bày trong phần này. Đó là lý do tôi

chọn đề tài “Nghiên cứu và phân tích nội dung kiến thức của phần Động lực học chất
điểm”
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu nội dung kiến thức theo chuẩn kiến thức, kĩ năng chương “Động lực học
chất điểm”

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 2


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
3. Phương pháp nghiên cứu
Đọc các tài liệu vật lí phổ thông, vật lí đại cương, vật lí kĩ thuật, chương trình vật
lí phổ thông, các tài liệu khác, truy cập internet …từ đó tổng hợp, phân tích các kiến
thức cơ bản của phần “ Động lực học chất điểm”.
4. Đối tượng nghiên cứu
Chương trình và SGK Vật lí 10 THPT
5. Phạm vi nghiên cứu
Các khái niệm, định luật, các lực cơ học… được trình bày trong phần “Động lực
học chất điểm”

NỘI DUNG
I. Đặc điểm và nhiệm vụ chương Động lực học chất điểm
a. Đặc điểm chương
Cơ học là một phần của vật lí học nghiên cứu hiện tượng chuyển động cơ học
của các vật, tức là nghiên cứu sự thay đổi vị trí của vật thể trong không gian đối với
các vật thể khác theo thời gian. Cơ học gồm các phần: Động học nghiên cứu những đặc
trưng của chuyển động và những dạng chuyển động khác nhau; Động lực học nghiên
cứu mối liên hệ của chuyển động với sự tương tác giữa các vật; Tĩnh học là một phần

của động lực học nghiên cứu trạng thái cân bằng của các vật.
Cho đến nay, nhiều nhà khoa học, các chuyên gia xây dựng chương trình và tác
giả sách giáo khoa theo khuynh hướng chú trọng tính logic của vật lí học cho rằng,
nghiên cứu vật lí phải lấy việc nghiên cứu cơ học làm nền tảng để tiếp tục nghiên cứu
các hiện tượng nhiệt, điện, từ, quang,… sau này.
Trong chương trình vật lí phổ thông của nước ta, cơ học được chia thành 5
phần: Động học, động lực học, Tĩnh học, Các định luật bảo toàn, Dao động và sóng cơ
học.
b. Nhiệm vụ chương
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 3


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Chương này trình bày ba định luật Niu-tơn. Đó là cơ sở toàn bộ cơ học. Ngoài
ra, trong chương này còn đề cập đến những lực hay gặp trong cơ học : Lực hấp dẫn,
lực đàn hồi và lực ma sát. Các định luật Niu-tơn được vận dụng để khảo sát một số
chuyển động đơn giản dưới tác dụng của những lực nói trên.
Chương này được giảng dạy trong 17 tiết, trong đó có 11 tiết lí thuyết, 2 tiết thực
hành và 4 tiết bài tập.
Các định luật Newton được trình bày trong SGK như là các nguyên lí lớn. Những
định luật này là kết quả của hàng loạt quan sát và tư duy khái quát hoá, đặt nền móng
cho việc tìm kiếm các định luật vật lí cũng như cho việc xây dựng và phát triển cơ học.
Với quan niệm như vậy, SGK không đưa ra ba định luật Newton bằng con đường quy
nạp thực nghiệm mà trình bày dưới dạng tiên đề. Ở mỗi định luật, sách nêu ra nhiều
hiện tượng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật. Sau đó có thể có những thí nghiệm
minh hoạ hoặc kiểm chứng.
Hai khái niệm rất cơ bản được đề cập ở trong chương là lực và khối lượng. Những
khái niệm này được hình thành trong mối liên hệ chặt chẽ với ba định luật Newton. Xét

về mặt logic, không thể hình thành được khái niệm lực mà không cần đến khái niệm
khối lượng. Và ngược lại, không thể hình thành khái niệm khối lượng mà bỏ qua khái
niệm lực. HS cũng không thể nào học một lần mà hiểu hết về lực và khối lượng. Vì
vậy, những kiến thức về hai khái niệm này phải được hình thành và hoàn chỉnh dần
trong suốt quá trình tư duy từ thấp đến cao. Ở THCS, HS đã được biết lực là đại lượng
đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, nó là một đại lượng vectơ, độ lớn của
lực được đo bằng lực kế, biết cách biểu diễn vectơ lực. Về khối lượng, HS cũng đã biết
đó là một đại lượng liên quan đến lượng chất tạo thành vật, biết cách dùng cân để đo
khối lượng.
SGK THPT kế thừa những kiến thức đó của SGK THCS để hoàn thiện hai khái
niệm này. Khi học về định luật II Newton, HS sẽ được biết thước đo định lượng của
lực, đó là tích ma và biết được định nghĩa chính thức của đơn vị Newton. HS cũng sẽ
hiểu thêm một đặc điểm mới của lực là luôn luôn xuất hiện từng cặp khi được học về

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 4


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
định luật III Newton.
Với khái niệm khối lượng cũng vậy. Trên cơ sở hiểu biết sơ lược ở THCS, HS sẽ
thấy rõ hơn mối liên hệ giữa lực và khối lượng khi học về định luật II Newton. Đến lúc
học về lực hấp dẫn, lại thấy mối liên hệ giữa khả năng hấp dẫn và khối lượng của mỗi
vật. Về mặt lôgic thì có thể phân biệt được "khối lượng quán tính" và "khối lượng hấp
dẫn" nhưng thực nghiệm thì số đo của hai đại lượng này luôn trùng nhau, nên chúng
được gọi chung là "khối lượng".
Trong phần các loại lực cơ học (lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát), các kết
luận về các đặc điểm của các loại lực (phương, chiều, độ lớn) đều rút ra bằng con
đường quy nạp thực nghiệm. Vì vậy, khi dạy các bài về lực đàn hồi và lực ma sát cần

vận dụng phương pháp thực nghiệm. Với bài lực hấp dẫn, tuy không thể làm thí
nghiệm để rút ra định luật vạn vật hấp dẫn, nhưng cần nêu rõ chính Newton đã khái
quát hoá những quan sát từ thực nghiệm để dẫn đến định luật này.
Khác với SGK cơ bản, SGK nâng cao có đề cập đến khái niệm lực quán tính.
Việc đưa ra khái niệm lực quán tính có thể coi như một phương pháp luận nhằm áp
dụng được các định luật Newton trong hệ quy chiếu phi quán tính.
Nhìn chung, chương Động lực học chất điểm có nhiều thí nghiệm mà GV cần tiến
hành trên lớp. Đa số thí nghiệm đơn giản. Tuy nhiên, GV khó có thể cho toàn bộ lớp
quan sát được. Chẳng hạn khi tiến hành thí nghiệm đo lực ma sát nghỉ cực đại, HS ở
cuối lớp rất khó thấy được số chỉ của lực kế… Vì thế GV có thể kết hợp cả thí nghiệm
thực và trình chiếu video clip về thí nghiệm đó để cả lớp quan sát rõ ràng. Đối với
những thí nghiệm chưa thực hiện được vì điều kiện trang thiết bị thí nghiệm của nhà
trường (như thí nghiệm kiểm chứng định luật I Newton, thí nghiệm về đo hằng số hấp
dẫn…), các thí nghiệm mà quá trình vật lí xảy ra nhanh (như chuyển động của vật bị
ném) GV nên có một số hình ảnh động hoặc những đoạn phim thí nghiệm để HS quan
sát, từ đó HS có thể dễ dàng ghi nhớ bài và nắm vững kiến thức hơn.
II. Cấu trúc chương
Căn cứ vào nội dung chương trình và sự phân bố kiến thức trong SGK, có thể xây
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 5


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
dựng cấu trúc của chương này như sau:

Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc chương Động lực học chất điểm
III.Chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình nâng cao
Ngoài mục tiêu chung đã xác định trong chương trình chuẩn, chương trình nâng
cao còn nhằm giúp học sinh mở rộng và hiểu sâu hơn một số kiến thức vật lí; rèn luyện

vững chắc một số kĩ năng quan trọng, đặc biệt là kĩ năng thực hiện tiến trình khoa học,
thực hành vật lí và vận dụng các hiểu biết để giải quyết các vấn đề vật lí trong khoa
học, đời sống và sản xuất ở mức độ phổ thông. Phần Động lực học chất điểm của SGK
NC có đề cập thêm hệ quy chiếu, phi quán tính và lực quán tính và dùng nó để khảo sát
hiện tượng, tăng, giảm, mất trọng lượng. Trọng lực được định nghĩa đầy đủ hơn trong
SGK chuẩn, có kể đến lực quán tính do sự quay của Trái Đất quanh trục của nó.

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 6


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
CHỦ ĐỀ

MỨC ĐỘ CẦN ĐẠT

GHI CHÚ

Kiến thức

Ở chương

a) Lực. Quy

- Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại

trình này,

tắc tổng hợp

lượng vectơ.

trọng lực

và phân tích

- Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một

được hiểu là

lực.

chất điểm và phân tích một lực thành hai lực theo các phương

hợp lực của

b) Ba định

xác định.

lực hấp dẫn

luật Niu-tơn.

- Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về

mà Trái Đất

quán tính.

tác dụng lên

c) Các lực

- Phát biểu được định luật I Niu-tơn.

vật và lực

cơ : lực hấp

- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ

quán tính li

dẫn, trọng

thức của định luật này.

tâm do sự

lực, lực đàn

- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực

quay của

hồi, lực ma

đàn hồi của lò xo (điểm đặt, hướng).

Trái Đất.

sát.

- Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật

Trọng

này đối với độ biến dạng của lò xo.

lượng là độ

d) Lực hướng

- Nêu được đặc điểm ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn.

lớn của

tâm.

Viết được công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trọng lực.
Khi có các
trượt.

e) Hệ quy

- Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được

chiếu phi

quán tính.

thể hiện trong định luật II Niu-tơn như thế nào và viết được hệ tính khác
nữa, thì hợp
thức của định luật này.

Lực quán

- Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và

tính.

viết được hệ thức P = mg .

r

r

- Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính.
- Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được hệ thức của
định luật này.
- Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng.

lực quán

lực của lực
hấp dẫn của
Trái Đất và
các lực
quán tính

tác dụng lên
vật được

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 7


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
- Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là

gọi là trọng

tổng hợp các lực tác dụng lên vật và viết được hệ thức

lực biểu

Fht =

mv 2
= mω2r
r

kiến và độ
lớn của nó

- Nêu được hệ quy chiếu phi quán tính là gì và các đặc điểm

là trọng

của nó. Viết được công thức tính lực quán tính đối với vật

lượng biểu

đứng yên trong hệ quy chiếu phi quán tính.

kiến.

Kĩ năng
- Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập về sự biến
dạng của lò xo.
- Vận dụng được công thức tính lực hấp dẫn để giải các bài
tập.
- Vận dụng được các công thức về lực ma sát để giải các bài
tập.
- Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ
cụ thể.
- Vận dụng được các định luật I, II, III Niu-tơn để giải được
các bài toán đối với một vật, đối với hệ hai vật chuyển động
trên mặt đỡ nằm ngang, nằm nghiêng.
- Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán
tính của vật để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong
đời sống và kĩ thuật.
- Vận dụng quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực để giải bài
tập đối với vật chịu tác dụng của ba lực đồng quy.
- Giải được bài toán về chuyển động của vật ném ngang, ném
xiên.
- Giải được bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lượng của
một vật.
- Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 8


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai
lực.
- Giải thích được các hiện tượng liên quan đến lực quán tính li
tâm.
- Xác định được hệ số ma sát trượt bằng thí nghiệm.

IV. Nội dung kiến thức trọng tâm
1. Quán tính
Khi trình bày khái niệm quán tính trong sách giáo khoa, các chuyên gia gặp rất
nhiều khó khăn vì tính chất hai nghĩa của quán tính theo các cách hiểu gắn liền với
định luật I Newton và định luật II Newton
Galilê ( 1564 - 1642 ) là người đầu tiên phát hiện ra quán tính của các vật thể.
Do thấy được tầm quan trọng của vấn đề, Newton đã nêu lên thành một trong ba định
luật cơ bản của cơ học: “Mọi vật thể đều có tính chất giữ nguyên trạng thái đứng yên
hoặc chuyển động thẳng đều chừng nào còn chưa có lực tác dụng lên nó”. Như vậy,
quán tính theo định luật I Newton diễn tả được hiểu là tính chất bảo toàn trạng thái
chuyển động của vật. Vì vậy, người ta còn gọi định luật I Newton là định luật quán
tính. Nếu hiểu theo nghĩa này thì quán tính là một tính chất phổ biến, không đổi và
không tách rời mọi vật. Mọi vật đều có quán tính như nhau. Vậy thì quán tính không
phải là một đại lượng vật lí và không thể nói đến “số đo quán tính”.
Theo cách hiểu thứ hai, thuật ngữ quán tính gắn liền với định luật II Newton.
Một vật thể khi chịu tác dụng của một lực hãm thì trước khi dừng lại còn có thể đi hết
một khoảng cách nào đó “theo quán tính”. Như vậy, thuật ngữ quán tính ở đây nói
rằng, để biến đổi vận tốc chuyển động của một vật dưới tác dụng của một vật bất kỳ

cần phải có một thời gian xác định, tức là lực xác định gia tốc chứ không phải xác định
vận tốc. Dưới tác dụng của một lực như nhau, các vật thể khác nhau sẽ thu được các
gia tốc khác nhau. Với ý nghĩa này, ta có thể đưa ra số đo “mức quán tính” của mỗi
vật.
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 9


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Cho đến nay, các sách giáo khoa vẫn sử dụng tính chất hai nghĩa của quán tính
một cách thận trọng. Tính chất “quán tính” hiểu theo cách thứ nhất cùng với định luật I
Newton, là tính chất bảo toàn vận tốc của vật thể, hay nói chính xác hơn quán tính là
hiện tượng bảo toàn vận tốc của vật thể trong chuyển động. Và người ta dùng đến thuật
ngữ “mức quán tính” để diễn tả tính chất của vật thể gắn liền với định luật II Newton.
Mức quán tính là tính chất của vật thể thu được gia tốc khác nhau dưới tác dụng của
những lực khác nhau. Do đó, khối lượng là đại lượng đắc trưng cho mức quán tính của
vật. Do vật thể có quán tính mà nó có mức quán tính. Tuy nhiên, hai khái niệm “quán
tính” và “mức quán tính” hoàn toàn không đồng nhất với nhau.
2. Các định luật Newton
Isaac Newton (phát âm như Isắc Niu-tơn) là một
nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học tự nhiên và nhà
toán học vĩ đại người Anh. Isaac Newton sinh ra trong
một gia đình nông dân. Theo lịch Julius, ông sinh ngày 25
tháng 12 năm 1642 và mất ngày 20 tháng 3 năm 1727;
theo lịch Gregory, ông sinh ngày 4 tháng 1 năm 1643 và
mất ngày 31 tháng 3 năm 1727. Luận thuyết của ông về
Philosophiae Naturalis Principia Mathematica “Những
nguyên lí toán học của triết học về tự nhiên” xuất bản năm
1687, đã mô tả về vạn vật hấp dẫn và 3 định luật Newton,

được coi là nền tảng của cơ học cổ điển, đã thống trị các
quan niệm về vật lý, khoa học trong suốt 3 thế kỷ tiếp
theo.
2.1. Định luật I Newton

Isaac Newton 46 tuổi
(Bức vẽ của Godfrey Kneller năm
1689)

2.1.1. Nội dung kiến thức
2.1.1.1. Trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 10


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Các vật xung quanh ta ở trạng thái chuyển động rất khác nhau. Trạng thái
chuyển động ở đây được đặc trưng bởi vận tốc (hay tổng quát là động lượng) của
chuyển động. Có những vật đứng yên, có những vật chuyển động thế này, có những vật
chuyển động thế khác. Như vậy, cái gì chi phối những chuyển động của vật? Trước
tiên, ta hãy xét trạng thái đứng yên của vật.
Trước Newton, Aristôt (384 - 322 TCN) có quan niệm sai lầm cho rằng trạng
thái đứng yên là trạng thái tự nhiên của mọi vật khi không có vật nào tác dụng lên nó.
Theo ông và các học trò của ông thì một vật chỉ chuyển động khi ta kéo vật, tức là tác
dụng vào vật một lực, còn khi thôi kéo vật (thôi tác dụng lực) thì vật đứng yên.
Hãy xét một hòn bi sắt treo ở đầu một sợi dây cao su mắc trên một giá thí
nghiệm. Ở đây, ta thấy có hai vật ảnh hưởng đến trạng thái đứng yên của hòn bi: trái
đất và sợi dây cao su. Những đồ vật khác trong phòng và người đi lại ở trong phòng

cũng không có ảnh hưởng đáng kể đến hòn bi. Như thế, trái đất kéo hòn bi xuống dưới
và sợi dây cao su căng kéo nó lên trên. Nếu tác dụng kéo xuống của trái đất lớn hơn tác
dụng kéo lên của sợi dây thì dây sẽ bị dãn quá mức và bị đứt. Còn nếu sợi dây đủ bền,
nó chỉ bị dãn ra một chút và hòn bi sẽ nằm yên khi tác dụng của trái đất và sợi dây cao
su cân bằng lẫn nhau. Như thế, dù vẫn chịu tác dụng của trái đất và sợi dây cao su
nhưng hòn bi vẫn đứng yên khi nào tác dụng của trái đất và sợi dây cao su còn cân
bằng lẫn nhau.
Như vậy, tác dụng của các vật xung quanh lên một vật đứng yên là tác dụng cân
bằng. Khi sự cân bằng bị phá vỡ, vật không còn ở trạng thái đứng yên nữa. Một vật
chịu tác dụng duy nhất từ một vật khác không bao giờ đứng yên. Trái lại, một vật đứng
yên chịu nhiều tác dụng từ các vật khác và nếu các tác dụng đó cân bằng lẫn nhau thì
vật sẽ đứng yên mãi mãi.
Trạng thái chuyển động thẳng đều giống trạng thái đứng yên ở chỗ cũng có gia
tốc bằng không. Xét về mặt động lực học thì đứng yên chỉ là trường hợp riêng của
chuyển động thẳng đều khi vận tốc ban đầu bằng không. Như vậy, một vật chuyển
động thẳng đều là do chịu những tác dụng như thế nào?
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 11


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Xuất phát từ các hiện tượng thực tế trong đời sống hằng ngày, Aristôt đã quan
niệm rằng: muốn cho một vật duy trì một vận tốc không đổi thì phải có một lực tác
dụng lên nó. Quan niệm này đã được khẳng định và truyền bá. Nó đã thống trị nền Vật
lý thế giới trong nhiều thế kỷ.
Theo quan này, một vật muốn duy trì chuyển động nhất thiết phải chịu tác dụng
của vật khác, tức có lực tác dụng lên vật. Chiếc xe đẩy không thể tiếp tục chuyển động
nếu không có người kéo hay đẩy nó. Một thí nghiệm đơn giản sau đây sẽ cho kết luận
đúng đắn về vấn đền này.

Đặt một hòn bi lên mặt bàn nằm ngang và búng tay cho nó chuyển động. Ảnh
chụp bằng phương pháp hoạt nghiệm sẽ giúp xác định vị trí của hòn bi sau những
khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau. Bức ảnh cho thấy chuyển động của hòn bi lúc
đầu gần như thẳng đều, sau đó chậm dần và dừng lại.
Như thế, tác dụng của cái búng tay lên hòn bi làm thay đổi chuyển động của nó
(từ trang thái nghỉ sang trạng thái chuyển động). Sau cái búng tay, hòn bi vẫn tiếp tục
chuyển động. Tác dụng theo phương thẳng đứng của trái đất và mặt bàn lên hòn bi cân
bằng lẫn nhau. Vậy chuyển động của hòn bi vẫn được duy trì khi không có một lực nào
tiếp tục đẩy nó theo phương ngang. Quan niệm của Aristôt đã mắc sai lầm. Nhưng tại
sao chuyển động không được duy trì mãi mãi?
Nếu cho hòn bi lăn trên những mặt bàn khác nhau thì chuyển động của hòn bi
được duy trì lâu hay không phụ thuộc vào mức độ nhẵn của mặt bàn. Với những mặt
gồ ghề, quãng đường chuyển động sau cái búng tay rất ngắn. Quãng đường chuyển
động càng dài khi mặt phẳng càng nhẵn bóng. Chuyển động của hòn bi bị cản trở do
tác dụng ma sát giũa mặt bàn với nó. Nếu khử bỏ được tác dụng ma sát, hoặc nếu đẩy
hòn bi một tác dụng theo phương ngang cân bằng với tác dụng ma sát đó, có thể hình
dung hòn bi sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi.
Như vậy, một vật giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều chừng nào tác
dụng của các vật xung quanh đặt lên nó cân bằng lẫn nhau.

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 12


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Trong thực tế, mọi vật chuyển động đều chịu cản trở của ma sát. Ma sát chỉ có
thể được làm giảm bớt chứ không thể nào loại bỏ được hoàn toàn. Vì thế chuyển động
sẽ không được duy trì lâu nếu không có một tác dụng khác đủ cân bằng với tác dụng
ma sát. Chính vì không thấy được vai trò của ma sát mà còn người đã có những quan

niệm sai lầm. Mãi sau này Galilê và Newton đã dụng phương pháp thực nghiệm đưa ra
một cách giải thích về trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều.
Galilê là người đầu tiên đã phát hiện ra sai lầm đó. Ông đã tiến hành những thí
nghiệm nghiên cứu chuyển động của hòn bi trên một loại máng rất nhẵn. Khi đặt máng
nằm nghiêng, hòn bi lăn xuống nhanh dần đều; nếu búng cho hòn bi chuyển động
ngược lên thì nó chuyển động chậm dần đều. Như vậy nếu búng cho hòn bi chuyển
động trên cái máng nằm ngang thì chuyển động của hòn bi là như thế nào?
Ông dùng một mặt phẳng nằm ngang và hai máng nghiêng để thực hiện một thí
nghiệm được mô tả trên hình vẽ. Thả hòn bi từ độ cao ban đầu h trên máng nghiêng 1,
hòn bi lăn xuống rồi lại lăn ngược lên máng nghiêng 2. Galilê nhận thấy hình như hòn
bi muốn lăn lên máng nghiêng 2 để đạt đến dộ cao bằng độ cao h ban đầu.
1

1

2

2

1
2

Ông càng hạ thấp độ nghiêng của máng thì để đạt được độ cao ban đầu, hòn bi
trên máng 2 lăn đoạn đường dài hơn. Từ những thí nghiệm tương tự như vậy, Galilê
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 13


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông

suy ra rằng nếu thay máng 2 bằng một mặt phẳng nằm ngang, nhẵn lý tưởng thì hòn bi
sẽ lăn với vận tốc không đổi mãi mãi vì chẳng bao giờ có thể đạt tới độ cao ban đầu.
2.1.1.2. Định luật I Newton
Như đã trình bày ở trên ta thấy: Một vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc
chuyển động thẳng đều chừng nào tác dụng của các vật khác đặt lên nó cân bằng lẫn
nhau. Nếu không chịu tác dụng bởi một tổng lực khác không thì một vật đang đứng
yên sẽ đứng yên mãi mãi, và một vật đang chuyển động sẽ chuyển động thẳng đều mãi
mãi.
Trong cuốn “Những nguyên lí toán học của triết học về tự nhiên”, Newton viết
“Mọi vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hay chuyển động thẳng đều trừ phi nó chịu
tác dụng của các lực làm thay đổi trạng thái đó ”. Đó chính là nội dung của định luật I
Newton. Định luật I Newton nêu lên một tính chất rất tổng quát của vật thể là tính chất
bảo toàn trạng thái chuyển động. Vì vậy định luật I Newton còn gọi là định luật quán
tính và chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính. Định luật I chỉ
ra rằng lực không phải là nguyên nhân gây ra chuyển động hay duy trì chuyển động
của các vật, mà đúng hơn là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động
(thay đổi vận tốc/động lượng của vật). Nhờ sự đúng đắn của định luật I Newton, người
ta mới phát hiện ra lực ma sát tác dụng lên một vật chuyển động.
Ngoài ra cũng có thể phát biểu định luật I như sau: “Một vật giữ nguyên trạng
thái đứng yên hay chuyển động thẳng đều chừng nào nó không chịu tác dụng nào từ vật
khác hoặc tác dụng của các vật xung quanh vật là tác dụng cân bằng nhau”
Một vật không chịu tác dụng nào từ các vật khác được gọi là vật tự do. Trong
thực tế không có vật hoàn toàn tự do. Như vậy, vật tự do là sản phẩm của tư duy con
người. Với khái niệm vật tự do, định luật I Newton có thể phát biểu như sau: “Vật tự
do hoặc mãi mãi đứng yên hoặc mãi mãi chuyển động thẳng đều”.
Như đã biết ở phần động học, chuyển động của một vật có tính chất tương đối,
phụ thuộc hệ quy chiếu được chọn để xét chuyển động đó. Theo thực nghiệm thì trạng

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 14


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
thái đứng yên hay chuyển động thẳng đều nói đến trong định luật I Newton là xét trong
hệ quy chiếu gắn với vật tự do. Nếu ta đứng trong hệ quy chiếu đó thì sẽ quan sát các
vật tự do khác đứng yên hay chuyển động thẳng đều. Có rất nhiều hệ quy chiếu gắn với
các vật tự do như vậy và chúng đều tương đương nhau. Hệ quy chiếu đó gọi là hệ quy
chiếu quán tính. Trong hệ quy chiếu quán tính, định luật I Newton được nghiệm đúng.
Định luật I Newton không phải đơn thuần là sản phẩm của phương pháp thực
nghiệm mà còn là sảm phẩm của trí tưởng tượng phong phú, của trình độ tư duy cao,
và của trực giác thiên tài của Galilê và Newton. Và ý nghĩa quan trọng mà định luật I
Newton mang lại cho khoa học là phát hiện ra hệ quy chiếu quán tính. Hệ quy chiếu
quán tính là sản phẩm của tư duy của con người gắn liền với vật tự do. Các hệ quy
chiếu khác mà có vật chuyển động thẳng đều trong đó cũng là hệ quy chiếu quán tính.
Trong thực tế, không có hệ quy chiếu nào là hệ quy chiếu quán tính hoàn toàn.
Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp cụ thể, một hệ quy chiếu có thể coi gần đúng là hệ
quy chiếu quán tính. Ví dụ, khi xét chuyển động của các vật trên bề mặt Trái đất, người
ta thường xem hệ quy chiếu gắn với mặt đất như một hệ quy chiếu quán tính.




Chất điểm đứng yên có vận tốc v = 0 , chất điểm chuyển động thẳng đều có vận




tốc v không đổi. Trong cả hai trường hợp đó, vận tốc v đều không đổi. Vì thế, theo
Newton thì thời gian trôi đi trong các hệ quy chiếu quán tính khác nhau là như nhau.

Mọi điểm trong không gian, mọi phương trong không gian đều bình đẳng như nhau.
Vậy định luật I Newton còn chứa một nội dung rất quan trọng khác. Đó là tính đồng
nhất của thời gian, tính đồng chất và đẳng hướng của không gian. Đây chính là tư
tưởng thống soái là cơ sở để xây dựng cơ học Newton và vật lí học cổ điển. Định luật I
Newton là một định luật có ý nghĩa rất quan trọng cho cơ học cổ điển.
2.1.2. Một số lưu ý khi dạy học
Không giống như các định luật vật lí khác là rút ra từ thực nghiệm, định luật I
Newton được trình bày dưới dạng tiên đề. Muốn tạo lòng tin vào sự đúng đắn của định
luật, trước tiên giáo viên phải cho học sinh xét xem trong điều kiện nào thì vật đứng

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 15


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
yên hay chuyển động thẳng đều. Kế đến, giáo viên phải biết chọn lựa để mô tả các thí
nghiệm tình huống rồi cho học sinh nhận xét. Thí nghiệm thả hòn bi trên máng nghiêng
của Galilê là một thí nghiệm điển hình.
Như đã thấy, cả hai bộ sách giáo khoa cho chương tình chuẩn và chương trình
nâng cao đều bắt đầu từ thí nghiệm lịch sử của Ga-li-lê. Sau khi yêu cầu học sinh nhận
xét thí nghiệm, sách giáo khoa thông báo nội dung định luật I như một nguyên lý:
“Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp
lực bằng không, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”.
Sách giáo khoa cho chương trình nâng cao còn đưa ra thí nghiệm trên đệm không khí ở
hình 14.2 (trang 65), và sách giáo khoa cho chương trình cơ bản đưa thêm thí nghiệm ở
mục "Em có biết?" ở cuối bài (trang 65, 66). Ngoài ra có thể mô tả thêm một vài thí
nghiệm khác về chuyển động, và đặt thêm một vài tình huống nếu giảm dần ma sát hay
chuyển động không có ma sát thì sẽ như thế nào?
2.2. Định luật II Newton

2.2.1. Nội dung kiến thức
Định luật II được Newton phát hiện trên cơ sở của việc khái quát hoá từ rất
nhiều sự kiện quan sát được, kể cả những quan sát trong lĩnh vực thiên văn, kết hợp với
trực giác thiên tài của riêng ông. Vì thế phải thừa nhận định luật II như một nguyên lí
chứ không phải dưới dạng một định luật vật lí thông thường.
Nội dung của định luật II được Newton viết: “Sự thay đổi chuyển động tỷ lệ với
lực chuyển động đặt vào và xảy ra theo hướng mà lực tác dụng lên hướng đó”.
Định luật II Newton cho thấy lực là nguyên nhân làm vật biến đổi chuyển động
(chuyển động có gia tốc) chứ không phải gây ra chuyển động như người ta đã nghĩ
trước đây. Như vậy, định luật II Newton xét vật ở trạng thái không cô lập, nghĩa là chịu
tác dụng của những lực từ bên ngoài. Chuyển động của một vật chịu tác dụng của các
lực mà hợp lực của các lực đó khác không là một chuyển động có gia tốc.

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 16


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Định luật II Newton còn được phát biểu dưới nhiều cách khác nhau. Ngày nay,
các nhà khoa học cho rằng cách phát biểu chính xác nhất là: “Lực tác dụng lên vật
bằng tích khối lượng vật thể nhân với gia tốc mà vật thu được”.


F = ma

(2.2.1.1)

Cách diễn đạt nội dung của định luật như thế này nói lên được mối liên hệ của
các sự vật tồn tại trong tự nhiên.

Tuy nhiên, để đặc biệt nhấn mạnh đến tính nhân quả của định luật, nội dung của
định luật còn được phát biểu như sau: “Gia tốc của một vật tỷ lệ thuận với lực tác dụng
vào vật và tỷ lệ nghịch với khối lượng của nó”. Theo cách phát biểu này, ta có:

 F
a=
m

(2.2.1.2)

Định luật II luôn luôn đúng cho mọi sự tương tác, cho dù bản chất tương tác ấy
hoàn toàn khác nhau, các vật tương tác là hoàn toàn khác nhau. Vì vậy, định luật II là
một định luật phổ biến. Định luật II được sử dụng để nghiên cứu chuyển động, của
viên đạn, của phân tử, của gió, của một chi tiết cơ khí, của các vì sao,…
Phương trình (2.2.1.1) chính là phương trình của định luật II Newton. Phương
trình này cũng chính là phương trình cơ bản của cơ học chất điểm. Thật vậy, giả sử xét


một chất điểm chịu tác dụng của một lực F đã biết, thì trong (2.2.1.1), nếu biết khối
lượng của chất điểm ta sẽ tính được gia tốc của chuyển động. Biết gia tốc, ta sẽ tính
được vận tốc, do đó tìm đuợc phương trình đường đi của chất điểm. Và nếu biết được
điều kiện ban đầu thì ta sẽ xác định được vị trí của chất điểm ở mọi thời điểm bất kì.
Nói tóm lại, nếu viết được tường minh phương trình (2.2.1.1) và biết các điều kiện ban
đầu thì ta sẽ giải quyết được nhiệm vụ cơ bản của co học là xác định vị trí của vật ở
mọi thời điểm bất kì.
Như vậy, định luật II Newton là định luật cơ bản của động lực học, vì nhờ định
luật mà ta tìm được gia tốc của chuyển động. Ngoài ra, nếu còn biết thêm các điều kiện

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 17


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
ban đầu thì hoàn toàn có thể giải quyết được bài toán cơ bản về chuyển động của các
vật.


Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng đồng thời thì trong (2.2.1.1) F là tổng của các


F
=
F
∑ i.
lực đó
i





Còn nếu F = 0 , tức là không có lực tác dụng lên vật, hoặc các lực tác dụng lên





vật cân bằng lẫn nhau, khi đó gia tốc a = 0 , tức là vận tốc v = const , vật đứng yên hoặc

chuyển động thẳng đều. Vì thế, đứng về mặt toán học để xét, định luật I có thể được
suy ra từ định luật II. Nhưng định luật I vẫn là một định luật độc lập vì nó bao hàm
những nội dung và ý nghĩa quan trọng như đã trình bày ở trên.
* Định luật II Newton được viết dưới dạng toán học như sau:

trong đó:
là tổng ngoại lực tác dụng lên vật (trong SI, lực đo bằng đơn vị N)
là động lượng của vật (trong SI, động lượng đo bằng đơn vị kg m/s2)
t

là thời gian (trong SI, thời gian đo bằng đơn vị s)

* Định luật II Newton trong cơ học cổ điển
Trong cơ học cổ điển, khối lượng có giá trị không đổi, bất kể chuyển động của
vật. Do đó, phương trình định luật II Newton trở thành:

trong đó:
m là khối lượng của vật (trong SI, khối lượng đo bằng đơn vị kg)
là gia tốc của vật (trong SI, gia tốc đo bằng đơn vị m/s2).
* Định luật II Newton trong thuyết tương đối hẹp

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 18


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông

Fa = m0Aa
Định luật II giúp đưa ra một định nghĩa cụ thể và chính xác cho khái niệm lực

và khối lượng. Ngoài ra, định luật II Newton còn là nền tảng của định luật bảo toàn
động lượng và định luật bảo toàn cơ năng. Hai định luật này có ý nghĩa quan trọng
trong việc đơn giản hóa nghiên cứu về chuyển động và tương tác giữa các vật.
Định luật II cho phép đưa ra cách xác định khối lượng của một vật mà không
dùng đến cân.
2.2.2 Một số lưu ý khi dạy học
Công thức của định luật II Newton là phương trình cơ bản của cơ học chất




điểm. Khi dạy định luật II Newton, quan trọng nhất là lúc đưa ra công thức F = ma
giáo viên phải làm cho học sinh hiểu rõ:


* Trong công thức, F là tổng hợp của tất cả các lực bên ngoài tác dụng lên vật.
Khi đó, gia tốc mà vậ thu được chính là gia tốc tổng hợp (mỗi lực riêng lẻ chỉ gây ra
các gia tốc thành phần),
* m là khối lượng của một vật hoặc nhiều vật liên kết chặc chẽ với nhau trong
quá trình chuyển động dưới tác dụng của lực,
* Công thức trên đúng cho tất cả các loại lực và mọi loại chuyển động.
Vì định luật II Niu-tơn cũng được trình bày dưới dạng nguyên lý chứ không
phải dưới dạng một định luật vật lí thông thường, nên các thí nghiệm ở các sách giáo
khoa được đưa vào không phải để rút ra nội dung định luật mà đó là những thí nghiệm
minh họa.
2.3. Định luật III Newton
2.3.1. Nội dung kiến thức

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 19


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Thực nghiệm chứng tỏ rằng không bao giờ có tác dụng một phía. Khi vật A tác
dụng lên vật B thì ngược lại vật B cũng tác dụng lên vật A. Ta nói chúng tương tác
nhau. Có thể lấy nhiều ví dụ xung quanh ta để minh họa. Chẳng hạn, khi đi chân đạp
vào đất, đồng thời đất cũng tác dụng đẩy ta làm ta di chuyển được; khi bơi, vận động
viên tác dụng vào nước một lực đẩy nước ra phía sau, ngược lại nước đẩy vận động


viên về phía trước. Trong hình (2.3.1), ta thấy nếu người tác dụng vào tường một lực F1


thì tường cũng tác dụng lại người một lực F2 , hay người tác dụng vào tường một lực
100N thì cũng chịu lại một lực 100N do tường tác dụng,…


F1


F2

(hình 2.3.1)
Ngoài ra, sách giáoA'khoa cho cả hai chương trình cơ bản và nâng cao đều đưa ra rất
nhiều ví dụ thực tế
A
B
B'
Hình 10.2 trang 62 SGK cơ bản

Hình 10.3 trang 62 SGK cơ
bản

HọcSắt
viên
: Lê Thị Lệ Hiền
non
Nam châm
Hình 16.2 trang 71 SGK nâng cao

Trang 20
Hình 10.4 trang 62 SGK cơ bản


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông

Các thí dụ này cho thấy rằng lực có tác dụng tương của một vật thì có cùng một bản
chất (cùng là lực điện từ, hoặc cùng là lực hấp dẫn,…)


Như vậy, khi chất điểm A tác dụng lên chất điểm B một lực F thì ngược lại






chất điểm B sẽ tácdụng lên chất điểm A một lực F ' , hai lực F và F ' tồn tại đồng thời,
cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. Nói cách khác, tổng hình học các lực tương






tác giữa các chất điểm bằng không: F + F ' = 0 .




Chú ý rằng tuy tổng hình học các lực F và F ' bằng không nhưng tác dụng của
chúng không khử nhau vì điểm đặt cảu chúng khác nhau.
Đó chính là nội dung của định luật III Newton. Định luật III Newton xác định
đặc tính tương tác của các vật được Newton phát biểu lần đầu như sau: “Tác dụng bao
giờ cũng bằng và ngược chiều với phản tác dụng. Nói khác đi, các lực tác dụng của hai
vật lên nhau bao giờ cũng bằng nhau và hướng về hai phía ngược nhau”.
Với cách phát biểu như thế, định luật III đúng cho mọi trường hợp tương tác, dù
lực tương tác có bản chất là gì và vận tốc của các vật tham gia tương tác như thế nào đi
nữa.
Tuy nhiên, định luật III chỉ nói đến đặc tính của sự tương tác chứ không đề cập
tới nguyên nhân của đặc tính đó, tức là định luật chỉ cho biết rằng hễ có lực tác dụng
thì nhất thiết phải có lực phản tác dụng mà không cho biết vì sao như vậy.
Ta xét một hệ chất điểm cô lập, nghĩa là một hệ không chịu tác dụng của ngoại
lực, trong hệ chỉ có các nội lực tương tác giữa các chất điểm của hệ. Nếu ta xét từng
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 21


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông

đôi chất điểm của hệ thì tổng hai lực tương tác giữa chúng bằng không. Như vậy, tổng
các nội lực của một hệ chất điểm cô lập (hệ kín) bằng không.
Định luật III Newton cho thấy rằng các nội lực trong một hệ chỉ có tác dụng làm
thay đổi trạng thái chuyển động của các chất điểm trong hệ, nhưng không làm thay đổi
chuyển động của toàn bộ hệ. Có thể lấy chuyển động của xe lửa để minh họa điều này.
Khi động cơ hơi nước của xe lửa hoạt động, nó làm quay các bánh xe phát động.
Những lực do hơi nước tác dụng lên động cơ chỉ là nội lực, như thế thì toàn bộ đoàn
tàu không dịch chuyển được. Điều này sẽ được thấy rõ khi đường ray rất trơn, khi đó
động cơ hơi nước chỉ làm quay tại chỗ bánh xe phát động. Sở dĩ đoàn tàu dịch chuyển
được là do khi các bánh xe đó quay, tại những chỗ tiếp xúc giữa bánh xa và đường ray
có lực tác dụng tương hỗ giữa bánh xe và đường ray, lực này đóng vai trò là ngoại lực
và làm tàu thay đổi trạng thái chuyển động.
Định luật III cũng cho phép đo khối lượng bằng tương tác. Phương pháp này
thường chỉ dùng kh xác định khối lượng của những vật vô cùng lớn hay vô cùng bé.
Phương trình của định luật II Newton (phương trình cơ bản của cơ học)


F = ma

cho phép ta tìm được gia tốc của chuyển động.
Khi ứng dụng phương trình cơ bản của cơ học để khảo sát chuyển động của các
vật, trước hết phải phân tích xem vật chịu tác dụng của các ngoại lực nào, và xác định
tổng hợp các ngoại lực tác dụng lên vật. Thường các ngoại lực được chia làm 2 loại:
các lực tác dụng từ bên ngoài (hút, kéo, đẩy,…) và các lực liên kết (phản lực và lực ma
sát, lực căng).
Định luật III Newton được ứng dụng để khảo sát các lực liên kết, nghĩa là các
lực liên kết giữa một vật đang chuyển động với các vật khác liên kết với nó.
2.3.2 Một số lưu ý khi dạy học

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 22


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
Các định luật Newton là các nguyên lí lớn. Tuy nhiên, nếu thừa nhận định luật
II thì có thể dùng thí nghiệm về hai vật tương tác để rút ra định luật III. Hoặc ngược
lại, từ sự thừa nhận định luật III, dùng thí nghiệm về sự tương tác giữa hai vật để suy ra
định luật II. Các sách giáo khoa thường trình bày định luật II trước định luật III, vì thế
mà định luật III thường được trình bày dưới dạng một định luật rút ra từ thực nghiệm.
Một điều quan trọng nữa khi dạy định luật III Newton là giáo viên phải chú ý
nhấn mạnh cho học sinh những lưu ý sau :
* Lực bao giờ cũng xuất hiện thành từng cặp (lực tác dụng và lực phản tác
dụng) và xuất hiện một cách đồng thời.
* Đặc điểm của lực và phản lực:
+ Cặp lực này bao giờ cũng có cùng bản chất (cùng là lực ma sát, cùng là đàn
hồi, cùng là lực điện từ, hoặc cùng là lực hấp dẫn,…).
+ Hai lực trong cặp lực này đặt vào hai vật khác nhau.
+ Cặp lực này là một cặp lực trực đối (cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều).
3. Khái niệm lực và khối lượng
Lực và khối lượng là hai khái niệm rất cơ bản của động lực học. Không thể nói
đến các định luật của chuyển động nếu không có hai đại lượng này. Mặc khác, hai đại
lượng này chỉ có thể trình bày một cách trọn vẹn sau khi đã trình bày các định luật
Newton.
3.1. Lực
3.1.1. Nội dung khái niệm
Để đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, người ta đưa ra khái niệm
lực. Newton cho rằng: “Lực đặt vào là sự tác dụng tiến hành trên vật thể để làm thay
đổi trạng thái đứng yên hay là chuyển động thẳng đều của nó”. Đây chính là ý nghĩa
của khái niệm lực. Feyman lại cho rằng: “Lực là cái mà nếu không có nó thì vật sẽ

Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 23


Nghiên cứu chương trình vật lí phổ thông
đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”. Cả hai cách phát biểu này chỉ đề cập đến khái
niệm mà chưa nói rõ lực là một đại lượng vật lí để có thể đo và biểu diễn được bằng số.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi một vật chịu một tác dụng bên ngoài thì trạng
thái chuyển động của vật thay đổi. Lực đặc trưng cho tương tác giữa các vật và là
nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động của các vật. Đại lượng đặc
trưng cho sự thay đổi trạng thái chuyển động là vectơ gia tốc a . Do đó ta có thể nói lực
là nguyên nhân gây ra gia tốc của chuyển động. Lực được định nghĩa như là một ảnh
hưởng gây ra gia tốc cho vật. Như vậy, một vật chuyển động có gia tốc là do lực tác
dụng lên nó. Thực nghiệm chứng tỏ rằng gia tốc của vật tỷ lệ với lực tác dụng lên nó:
a ~ F.

Từ trước đến nay, người ta vẫn cho rằng lực có hai biểu hiện: biểu hiện tĩnh học
(gây ra biến dạng) và biểu hiện động lực học (gây ra gia tốc). Vì thế mà nhiều sách
giáo khoa đã định nghĩa: “Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật
khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm cho vật bị biến dạng”. Hai bộ sách
giáo khoa cho chương trình cơ bản và nâng cao cũng đưa ra những định nghĩa tương tự
như vậy. Sách giáo khoa cho chương trình cơ bản hình thành định nghĩa về khái niệm
lực từ những kiến thức đã học ở Trung học cơ sở và nhắc lại định nghĩa lực dưới dạng
thông báo: “Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà
kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng”. Sách giáo khoa cho
chương trình nâng cao không đưa ra định nghĩa cụ thể về lực mà chỉ nhắc lại các ý
chính về định nghĩa này là "đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, ... làm cho
vận tốc của vật thay đổi hoặc làm cho vật biến dạng". Về đặc điểm của lực, sách giáo

khoa cho chương trình cơ bản nêu: “lực là một đại lượng vectơ nên có thể biểu diễn


bằng một vectơ F ”.Còn sách giáo khoa cho chương trình nâng cao chỉ nêu ra như một
thông báo và dùng hình 13.1 (trang 60) dưới dạng mô hình hoá làm ví dụ về một vectơ
lực cụ thể.
Theo quan niệm hiện đại, lực chỉ có một tác dụng động lực học là gây ra gia tốc
tức làm biến đổi chuyển động. Hệ quả của sự biến đổi chuyển động không đều của các
Học viên : Lê Thị Lệ Hiền

Trang 24