Phân loại và phương pháp giải vật lý 10 VL10 chương 2 104tr image marked
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1018.38 KB, 104 trang )
Chương II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC.
ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM
I: LÝ THUYẾT CẦN LƯU Ý.
1. Lực. Cân bằng lực.
- Lực là đại lượng véc tơ 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.
- Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên
F1
F2
một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.
F1 F2 0
- Đơn vị của lực là Niutơn (N).
2. Tổng hợp lực.
a. Định nghĩa.
Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật
bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.
Lực thay thế này gọi là hợp lực.
b. Qui tắc hình bình hành.
Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh của một
hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng
qui biểu diễn hợp lực của chúng.
F F1 F2
3. Điều kiện cân bằng của chất điểm.
Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng
lên nó phải bằng không.
F F1 F2 ... 0
y
4. Phân tích lực.
- Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay
O
nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.
N
- Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.
x
- Chú ý: Khi các lực tác dụng lên vật thì ta đi
Px
phân tích các lực không theo phương Ox và Oy
thành hai lực
Py
P
+ Một lực theo phương Ox
+ Một lực theo phương Oy
II: DẠNG BÀI TẬP CẦN LƯU Ý.
Dạng 1: Xác định lực tổng hợp tại một điểm có nhiều lực tác dụng
1
Phương pháp giải bài tập:
F F1 F2 ..... Fn
Nguyên lí chồng chất của lực:
Xét trường hợp tại điểm đang xét chỉ có 2 lực thành phần thành phần:
+
+
+
F F1 F2
F1 F 2 F F1 F2 .
F1 F2 F F1 F2 .
F1 F 2 F F12 F22
F 1 ; F2 F F12 F22 2 F1 F2 .cos
+ F ; F = F F F 2.F .cos
2
+
1
2
1
2
1
Ví Dụ Minh Họa:
Câu 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1= 40N, F2= 30N . Hãy tìm độ lớn
của hai lực khi chúng hợp nhau một góc 00; 600 ;900 ;1200 ;1800. Vẽ hình biểu
diễn cho mỗi trường hợp. Nhận xét ảnh hưởng của góc đối với độ lớn
của lực.
Giải: Ta có F F1 F2
F 2 F1
Trường hợp 1: (F1 ; F2 ) 00
F F1 F2 F 40 30 70N
Trường hợp 2: (F1 ; F2 ) 600
F
2
F12
F2
F22 2F1F2 cos
2
2
F2 40 30 2.40.30 cos 600
F 10 37N
Trường hợp 3: (F1 ; F2 ) 900
F
2
F12
F2
F22
2
2
F
F1
F2 40 30
F 50N
Trường hợp 4: (F1 ; F2 ) 1200
F
2
F12
F22 2F1F2 cos
2
2
F2 40 30 2.40.30 cos1200
F 10 13N
2
F2
F
F1
F
F1
Trường hợp 5: (F1 ; F2 ) 1800
F F1 F2 F 40 30 10N
F1
F2
Ta nhận thấy càng lớn thì F càng nhỏ đi
Câu 2: Cho 3 lực đồng quy, đồng phẳng F1 , F2 , F3 lần lượt hợp với trục Ox
những góc 00, 600, 1200;F1=F3=2F2=30N. Tìm hợp lực của ba lực trên.
Giải: Theo bài ra (F1 ; F3 ) 1200 ; F1 F3 nên theo quy tắc tổng hợp hìnhFbình
hành và tính chất hình thoi
Ta có (F1 ; F13 ) 600 ; F1 F3 F13 30N
Mà (F1 ; F2 ) 600 F2 F13
Vậy F F13 F2 30 15 45N
F3
F2
1200
F 13
F1
600
Câu 3: Hai lực 10N và 14N đặt tại một điểm có thể cho một hợp lực bằng
2N, 4N, 10N, 24N, 30N được không?
Giải: Ta có lực tổng hợp thỏa mãn tính chất
Fmin F Fmax F1 F2 F F1 F2 4 F 24
Vậy lực tổng hợp có thể cho bằng 4N;10N;24N
Câu 4: Hai lực đồng quy có độ lớn 4N và 5N hợp với nhau góc . Tính
biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn 7,8N.
Giải: Ta có F2 F12 F22 2F1F2 cos
F2
F
7,8 2 4 2 52 2.4.5.cos 60, 260
F1
Bài5: Cho hai lực đồng qui có độ lớn F1 = 3N, F2 =
4N.
a. Hợp lực của chúng có thể có độ lớn 5N hay 0,5N
không?
b.Cho biết độ lớn của hợp lực là 5N. Hãy tìm góc giữa hai lực F1 và F2
Giải:
a.Ta có lực tổng hợp thỏa mãn tính chất
Fmin F Fmax F1 F2 F F1 F2 1N F 7N
Vậy hợp lực của chúng có thể là 5N
b. Ta có F2 F12 F22 2F1F2 cos 52 32 4 2 2.3.4.cos 900
Bài tập tự luyện :
Câu 1: Cho hai lực F1 = F2 = 40 N biết góc hợp bởi hai lực là 60 0 . Hợp
lực của F1 , F2 là bao nhiêu ? vẽ hợp lực đó.
Câu 2: Hãy dùng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của ba lực F1 = F2
= F2 = 60 N nằm trong cùng một mặt phẳng. Biết rằng lực F 2 làm thành với
hai lực F 1 và F 3 những góc đều là 60o
3
Câu 3: Cho ba lưc đồng quy cùng nằm trong một mặt phẳng, có độ lớn
bằng nhau bằng 80N và từng đôi một làm thành góc 1200. Tìm hợp lực của
chúng.
Câu 4: Theo bài ra ta có lực tổng hợp F F1 F2 và độ lớn của hai lực
thành phần F1 F2 50 3( N ) và góc giữa lực tổng hợp F và F1 bằng
300 . Độ lớn của hợp lực F và góc giữa F1 với F2 bằng bao nhiêu?
Câu 5: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = F2 = 100 N. Hãy tìm góc hợp lực
của hai lực khi chúng hợp nhau một góc = 00, 600, 900, 1200 , 1800. Vẽ hình
biểu diễn mỗi trường hợp của hợp lực.
Hướng dẫn giải:
F2
F
Câu 1: Vẽ hợp lực.
F 2 F 21 F 2 2 2.F1.F2 .cos F = 40 3 N
F1
600
Câu 2: Theo bài ra (F1 ; F3 ) 1200 ; F1 F3 nên theo quy
tắc tổng hợp hình bình hành và tính chất
hình thoi
Ta có (F1 ; F13 ) 600 ; F1 F3 F13 60N
Mà (F1 ; F2 ) 600 F2 F13
Vậy F F13 F2 60 60 120N
Câu 3: Theo bài ra (F1 ; F2 ) 1200 ; F1 F2
nên theo quy tắc tổng hợp hình bình hành
và tính chất hình thoi
Ta có (F1 ; F12 ) 600 ; F1 F2 F12 80N
Mà (F12 ; F3 ) 1800 F12 F3
F 12
F2
1200
120
F1
0
1200
F3
F2
bình hành
F
300
F1
2
Câu 5: Ta có F F1 F2
Trường hợp 1: (F1 ; F2 ) 00
F1
600
F 2.50. 3.cos 300 100. 3.
F 13
1200
Câu 4: Vì F1 = F2 màF1; F2 tạo thành hình
với đường chéo là F nên 2 2.300 600
4
F2
F3
Vậy F F12 F3 80 80 0N
Ta có: F 2.F1cos
F
3
150 N
2
F2
F1
F F1 F2 F 100 100 200N
Trường hợp 2: (F1 ; F2 ) 600
F 2.F1 cos
60
2.100.cos
2
2
F2
0
3
100 3(N)
2
Trường hợp 3: (F1 ; F2 ) 900
F 2.100.
F
2
F12
F2
F22
2
F1
F 100 2(N)
F
2
F12
F22
2
2F1F2 cos
F2 100 100 2 2.100.100 cos1200
F 100(N)
Trường hợp 5: (F1 ; F2 ) 1800
F F1 F2 F 100 100 0(N)
F1
F
F2 100 100 2
Trường hợp 4: (F1 ; F2 ) 1200
F
F2
F
F1
F1
F2
Dạng 2: Xác định lực tổng hợp tác dụng lên vật.
Phương pháp giải
- Phân tích tất cả các lực tác dụng lên vật
- Theo điều kiên cân bằng tổng các lực tác dụng lên vật bằng không
- Theo quy tắc tổng hợp hình bình hành, lực tổng hợp phải cân bằng với lực
còn lại
- Sử dụng các tính chất trong tam giác để giải
B
Ví Dụ Minh Họa:
Câu 1: Một vật có khối lượng 6kg được treo như
hình vẽ và được giữ yên bằng dây OA và OB. Biết
450
O
A
0
OA và OB hợp với nhau một góc 45 . Tìm lực căng
của dây OA và OB.
P
Giải: Ta có P = mg = 6.10=60 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng T OB T OA P 0 F T OA 0
F T OA
B
T
OB
F TOA
Góc là góc giữa OA và OB: = 450.
A
F
450
T OA
O
P
5
Sin450
Cos
P
60
TOB
60 2( N )
TOB
Sin450
F TOA
2
TOA TOB .Cos 450 60 2.
60( N )
TOB TOB
2
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ.
Phân tích T OB thành hai lực T xOB ,T yOB
B
như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
T OB T OA P 0
T xOB T yOB T OA P 0
A
Chiếu theo Ox:
TOA TxOB 0 TOA TxOB
TOA Cos450.TOB
y
T OB
T yOB
0
45
T xOB
T OA
O
P
(1)
Chiếu theo Oy: TyOB P 0 Sin450.TOB P TOB
Thay vào ( 1 ) ta có : TOA
2
2
P
Sin450
60 2(N)
.60. 2 60(N)
Câu 2: Cho một vật có khối lượng 3kg được treo như hình
vẽ. với day treo hợp với phương thẳng đứng một góc 300 .
Xác định lực căng của dây và lực tác dụng của vật lên tường
300
biết g 10m / s2
Giải: Ta có P = mg = 3.10=30 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
TNP0FT0
F T
F T
P
P
30
Cos30 F
20 3(N)
0
F
3
Cos30
2
T 20 3(N)
300
T
0
Sin300
6
N
1
N F.Sin300 20 3. 10. 3(N)
F
2
300
P
N
F
x
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ. Phân tích T OB thành hai lực
T x ,T y như hình vẽ
y
Theo điều kiện cân bằng
Tx Ty P N 0
Chiếu theo Ox:
Tx N 0 T.Sin300 N
300
(1)
Tx O
Chiếu theo Oy:
0
Ty P 0 Cos30 .T P
T
P
Cos30
0
Ty
300 T
N
x
P
20 3(N)
1
Thay vào ( 1 ) ta có: N 20. 3. 10 3(N)
2
Bài tập tự luyện :
Câu 1: Đặt thanh AB có khối lượng không đáng kể C
nằm ngang, đầu A gắn vào tường nhừ một bản lề, đàu
B nối với tường bằng dây BC. Treo vào B một vật có
khối lượng 3kg, cho AB=40cm, AC= 30cm. Tính lực A
căng trên dây BC và lực nén lên thanh AB.
Lấy g=10m/s2.
B
C
Câu 2: Một vật có khối lượng 3kg được treo như hình
vẽ,thanh AB vuông góc với tường thẳng đứng, CB
lệch góc 600 so với phương ngang. Tính lực căng của
dây BC và áp lực của thanh AB lên tường khi hệ cân A
bằng.
Câu 3: Một đèn tín hiệu giao thông ba màu
được treo ở một ngã tư nhờ một dây cáp có
trọng lượng không đáng kể. Hai đầu dây
cáp được giữ bằng hai cột đèn AB,A’B’ cách
nhau 8m. Đèn nặng 60N được treo vào
điểm giữa O của dây cáp, làm dây cáp võng
xuống 0,5m. Tính lực căng của dây.
Hướng dẫn giải:
Câu 1: Ta có P = mg = 3.10=30 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
600
B
A
A/
B
B/
C
T BC
A
F
N
B
P
7
F N
T BC N P 0 F N 0
F N
Xét tam giác ABC ta có
AC
AC
30
3
Sin
BC
AB2 AC2
30 2 40 2 5
AB
AB
40
4
2
2
2
2
BC
5
AB AC
40 30
Theo hình biểu diễn
Cos
P
30
TBC
50( N )
3
TBC
5
F
N
4
Cos
N TBC .Cos 50. 40( N )
TBC TBC
5
Sin
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như
tích T BC thành hai lực T xBC ,T yBC như
Theo điều kiện cân bằng
T BC N P 0
T xBC T yBC N P 0
Chiếu theo Ox:
N TxBC 0 N TBCCos
Chiếu
(1)
A
8
P
Sin60
0
30
3
2
20 3(N)
T xBC
Oy:
P
30
TyBC P 0 Sin.TBC P TBC
50(N)
Sin 3
5
4
Thay vào ( 1 ) ta có : N .50 40(N)
5
Câu 2: Ta có P = mg = 3.10=30 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
F T AB
T BC T AB P 0 F T AB 0
F TAB
P
Ta có Sin600
TBC
A
TBC
theo
T BC
C
hình vẽ. Phân
yhình vẽ
T yBC
N
B
P
C
0
60
T BC
T AB
F
B
P
x
T
F
1
AB TAB Cos600.TBC .20. 3 10 3(N)
TBC TBC
2
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ. Phân tích T BC thành hai lực
T xBC ,T yBC như hình vẽ
Cos600
y
Theo điều kiện cân bằng
T BC T AB P 0
T xBC T yBC T AB P 0
C
0
60
T yBC
T BC
T AB
Chiếu theo Ox:
TAB TxBC 0 TAB TBCCos60
0
(1)
A
Chiếu theo Oy:
T xBC
B
P
TyBC P 0 Sin600.TBC P
TBC
P
Sin60
0
30
3
2
20 3(N)
1
Thay vào ( 1 ) ta có : TAB .20. 3 10. 3(N)
2
Câu 3:
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
P T
T1 T 2 P 0 P T 0
P T
Vì đèn nằm chính giữa nên T1 T2
T
P
2Cos 2Cos
Mà Theo hính biểu diễn
Nên T 2T1Cos T1
Cos
x
HT
A
T1
T
2
O
A/
P
(1)
B
B/
OH
OH
0, 5
65
AO
65
OH2 AH2
4 2 0, 52
Thay vào ( 1 ) ta có T1 T2
60
30. 65(N)
65
2.
65
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ.
Phân tích T1 ; T 2 thành hai lực
T1y T2 y
T
A
1
T1x ,T1y ; T 2x ,T 2y như hình vẽ
T1x
Theo điều kiện cân bằng
T1 T 2 P 0
T2
T2 x
y
A
/
P
B
x
O
9
B/
T1x T1y T 2x T 2y P 0
Chiếu theo Ox: T1x T2x 0
T1Cos T2 Cos T1 T2
Chiếu theo Oy : T1y T2y P 0
T1Sin T2 Sin P 0
2T1Sin P 60(N) T1
Theo hình biểu diễn Sin
60
2Sin
0, 5
2
4 0, 5
2
65
T1
65
60
65
2.
65
30 65(N)
Trắc Nghiệm
Câu 1. Gọi F1 , F2 là độ lớn của 2 lực thành phần, F là độ lớn hợp lực của
chúng. Câu nào sau đây là đúng?
A.F không bao giờ nhỏ hơn cả F1 và F2
B. F không bao giờ bằng F1 hoặc F2
C. Trong mọi trường hợp , F luôn luôn lớn hơn cả F1 và F2
D.Trong mọi trường hợp ,F thỏa mãn: F1 F2 F F1 F2
Câu 2. Một vật đang chuyển động bỗng nhiên lực phát động triệt tiêu chỉ
còn các lực cân bằng nhau thì:
A. Vật dừng lại
B.Vật tiếp tục chuyển động chạm đều
C.Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc vừa có
D.Vật chuyển động chậm dần, sau đó sẽ chuyển động đều.
Câu 3. Có 2 lực đồng qui có độ lớn bằng 8N và 11N.Trong các giá trị sau
đây, giá trị nào có thể là độ lớn của hợp lực?
A.20N
B.16N
C.2,5N
D.1N
Câu 4. Phân tích lực F thành 2 lực F1 và F2 hai lực này vuông góc nhau.
Biết độ lớn của F =50N; F1 40 N thì độ lớn của lực F2 là:
A. F2 30 N
C. F2 90 N
B. F2 10 41N
D. F2 80 N
Câu 5. Cho 2 lực đồng qui có cùng độ lớn 100N. Hỏi góc giữa 2 lực bằng
bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 100N
0
B. 90
0
D. 0
A. 120
C. 180
10
0
0
F2
Cho 4 lực như hình vẽ:
F1 7 N ; F2 1N ; F3 3 N ; F4 4 N . Dùng dữ
liệu trả lời câu 6 và câu 7
Câu 6. Hợp lực có độ lớn:
A.5N
F3
F1
B.7N
C.15N
F4
D. 5 2N
Câu 7.Hợp lực trên hợp với lực F1 một góc?
A. 30
0
0
B. 45
0
0
C. 53
D. 37
D
B
Câu 8.Một vật trọng lượng P=20N được treo vào dây A
AB=2m. Điểm treo (ở giữa) bị hạ xuống 1 đoạn CD=5cm.
C
Lực căng dây là
P
A. 20N
B.40N
C.200N
D.400N
Câu 9. Cho 2 lực đồng qui có độ lớn F1 F2 30 N . Góc tạo bởi 2 lực là
1200 .Độ lớn của hợp lực:
A.60N
B. 30 2N
C.30N
D. 15 3N
Câu 9. Đáp án C. F 2 F1cos
2.30.cos 600 30 N
2
Hợp lực của 2 lực F1 ( F1 10 N ) và F2 là lực F ( F 20 N ) và F hợp với
F1 một góc 600 . Dùng dữ kiện trả lời câu 10 và câu 11
Câu 10. Độ lớn của lực F2 là?
A.50N
B. 10 2 N
C. 10 3 N
D. 20 2 N
Câu 11.lực F2 hợp với F1 một gốc bao nhiêu?
A. 30
0
0
0
B. 45
0
C. 60
D. 90
Câu 12.Hợp lực của 3 lực cho trên hình vẽ là bao
nhiêu?biết F1 F2 F3 100 N
A.300N
C.150N
B.200N
D.Bằng 0
F2
120
0
F1
0
1200 120
F3
11
Câu 13.Ba nhóm học sinh kéo 1 cái vòng được biểu
100N
100N
diễn như hình trên. Không có nhóm nào thắng cuộc.
Nếu các lực kéo được vẽ trên hình (nhóm 1 và 2 có lực
kéo
0
45
450
mỗi nhóm là 100N). Lực kéo của nhóm 3 là bao nhiêu?
A.100N
B.200N
T 3?
C.141N
D.71N
F1
Câu 14.Có 3 lực như hình vẽ .Biết F1 F2 F3 F .
Lực tổng hợp của chúng là?
A.F
C.
B.2F
60
D. F 3
Câu 15. Phân tích lực F thành 2 lực F1 và F2
F
2
1
F F1 F2
2
F F1 F2
C. F1 F2 0,58 F
F1 F2 1,15 F
0
F3
theo 2 phương OA và OB như hình. Cho biết độ
lớn của 2 lực thành phần này
A.
F2
600
A
F
B.
300
O
D.
300
B
Câu 16. Có 3 lực đồng qui F1 , F2 , F3 như sau. Có thể
F1
suy ra được (các) kết quả nào bên dưới đây?(F:Độ lớn
của lực F )
A. F1 F2 F3 0
F3
F2
sin sin
C. F1 sin F2 sin
D.A, B, C đều đúng
Đáp án trắc nghiệm
Câu 1. Đáp án D
Câu 2. Đáp án C
Câu 3. Đáp án B. vì
F1 F2 F F1 F2
Câu 4. Đáp án A.
Vì F 2 F12 F22 502 402 F22 F2 30 N
Câu 5. Đáp án A
12
B.
F2
F3
Vì F 2 F1cos
2
cos
0,5
600 1200
2
2
F
3
0
Câu 7. Đáp án D tg 24 37
F
4
13
Câu 6. Đáp án A. F F1 F2 F3 F4 ;
F F13 F24
+) F13 F1 F3 Có F13 F1 F3 4 N
+) F24 F2 F4 Có F24 F4 F2 3 N
+)Do F13 vuông góc F24 nên
F2
F3
F1
F13
F24
F4
F F132 F242 5 N
F
F
Câu 8. Đáp án C.
F P 2T sin
CD
5
.
DB 100
P
Từ đó lực căng dây: T 2 sin
200 N
với sin tg
Câu 10. Đáp án C.
Dùng định lí cosin:
F22 F12 F 2 2 F1F2cos 600 F2 10 3 N
T
T
P
F1
60
F2
F
0
Câu 11. Đáp án D.
F12tra)
Dễ thấy F1 vuông góc với F2 (dùng định lí pythagone để kiểm
F F12 F22
F2
F1
600
1200
F3
Câu 12. Đáp án D.
0
Ta có: F12 F1 F2 với F12 2 F1cos 60 F1 .
Mặt khác F12 F3 nên F12 F3 0
Câu 13. Đáp án C.Ta thấy F1 vuông góc F2 nên
F12 F1 2 100 2 N . Do
F1 F2 F3 0 F3 F1 F2 F12 .
Vậy F3 F12 100 2 N 141N
F12
F2
F1
450
450
F3
13
F1
F13
Câu 14. Đáp án B. F1 F2 F3 F13 F2 .
0
Với F13 F1 F3 Có F13 2 F1cos 60 F1
Do F13 F2 nên :lực tổng hợp là F13 F2 2 F
Câu 15. Đáp án C. F1 F2 0,58 F .
Do 1 2 300 F1 F2
và F 2 F1cos F 2 F1.0,886 F1 0,58 F
F2
F3
Câu 16. Đáp án D
BA ĐỊNH LUẬT NEWTON
I: LÝ THUYẾT CẦN LƯU Ý.
A. Định luật I Newton.
Nếu một 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 của nó
cả về hướng và độ lớn.
Ví dụ 1: Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều, xe rẽ sang trái, tất cả các
hành khách đều nghiêng sang phải theo hướng chuyển động cũ.
Ví dụ 2: Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều, xe đột ngột hãm phanh,
tất cả các hành khách trên xe đều bị chúi về phía trước.
B. Định luật II Newton.
1. Định luật .
Gia tốc của một 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.
F
hay F m a
a
m
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng F1 , F2 ,..., Fn thì F là hợp lực
của các lực đó : F F1 F2 ... Fn
2. Khối lượng và mức quán tính.
- Định nghĩa: Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của
vật.
14
- Tính chất của khối lượng: Là một đại lượng vô hướng, dương và không
đổi đối với mỗi vật. Khối lượng có tính chất cộng.
3. Trọng lực. Trọng lượng.
- Trọng lực: là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc
rơi tự do. Trọng lực được kí hiệu là P .
- Ở gần trái đất trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
Điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật gọi là trọng tâm của vật.
- Trọng lượng: Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng
lượng của vật, kí hiệu là P. Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế.
- Công thức của trọng lực: P m g
C. Định luật III Newton.
1. Sự tương tác giữa các vật.
Khi một vật tác dụng lên vật khác một lực thì vật đó cũng bị vật kia tác
dụng ngược trở lại một lực. Ta nói giữa 2 vật có sự tương tác.
2. Định luật.
Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B
cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn
nhưng ngược chiều. FBA FAB
3. Lực và phản lực.
Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi
là phản lực.
Đặc điểm của lực và phản lực :
+ Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời.
+ Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Hai lực có
đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối.
+ Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác
nhau.
II: DẠNG BÀI TẬP CẦN LƯU Ý.
Dạng 1: Khi một vật chuyển động, mối liên hệ giữa lực, khối lượng và gia
tốc.
Phương pháp giải bài tập:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.
F
- Áp dụng công thức định luật II Newton a
hay F m a
m
Chiếu lên chiều dương
- Sử dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều
15
+ Công thức vận tốc: v = v0 + at
1
+ Quãng đường S v 0 t at 2
2
+ Công thức độc lập thời gian: v2 – v02 = 2.a.S
Trong đó: a > 0 nếu chuyển động nhanh dần đều
a < 0 nếu chuyển động chậm dần đều
Ví Dụ Minh Họa:
Câu 1: Lấy một lực F truyền cho vật khối lượng m1 thì vật có gia tốc là a1 =
6m/s2, truyền cho vật khối lượng m2 thì vật có là a2 = 4m/s2. Hỏi lực F sẽ
truyền cho vật có khối lượng m3 = m1 + m2 thì vật có gia tốc là bao nhiêu?
Giải:
F
Ta có theo định luật II newton F ma a m
F
F
; m2
a1
a2
6.4
F
F
F
a .a
2, 4m / s 2
a3
1 2 a3
Với a3
F F a1 a2
64
m3 m1 m2
a1 a2
Với m1
Câu 2: Một vật đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang, bỏ qua ma sát
giữa vật và măt phẳng, thì được truyền 1 lực F thì sau 10s vật này đạt vận
tốc 4m/s. Nếu giữ nguyên hướng của lực mà tăng gấp 2 lần độ lớn lực F
vào vật thì sau 15s thì vận tốc của vật là bao nhiêu?
Giải:
Áp dụng công thức v1 v 0 a1t1 a1
Mà F1 ma1 m.0, 4(N)
v1 v0
t1
Khi tăng lực F thành F2 2F1 0,8m a2
4 0
10
0, 4m / s 2
F2 0,8m
0,8m / s 2
m
m
Mà v2 v0 a2t2 0 0,8.15 12m / s
Câu 3: Một ôtô có khối lượng 1,5 tấn đang chuyển động với v = 54km/h thì
hãm phanh, chuyển động chậm dần đều. Biết lực hãm 3000N.Xác định
quãng đường và thời gian xe đi được cho đến khi dừng lại.
Giải:
Ta có v 0 54km / h 15m / s ,khi dừng lại v = 0 (m/s)
Chọn chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm
phanh. Theo định luật II Newton F h ma
Chiếu chiều dương Fh ma a
16
F 3000
2m / s 2
m
1500
Áp dụng công thức v 2 v02 2.a.s s
152 02
s 56, 25m
2.2
v v 0 0 15
7, 5(s)
a
2
Câu 4: Một vật có khối lượng 500g chuyển động nhanh dần đều với vận tốc
ban đàu 2m/s. Sau thời gian 4s, nó đi được quãng đường 24m. Biết vật luôn
chịu tác dụng của lực kéo Fk và lực cản Fc = 0,5N.
a.Tính độ lớn của lực kéo.
b.Sau 4s đó, lực kéo ngừng tác dụng thì sau bao lâu vật sẽ dừng lại?
Giải:
a. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe
Theo định luật II newton ta có F Fc ma
(1)
Chiếu lên chiều dương ta có F Fc ma F ma Fc
Mà v v 0 at t
Mà s v 0 t 21 at 2 24 2.4 21 a.4 2 a 2m / s2
Thay vào ( 1 ) ta có F 0, 5.2 0, 5 1, 5N
b. Vận tốc của vật sau 4s là v1 v 0 at 2 2.4 10m / s
Câu5: Một chiếc ô tô có khối lượng 5 tấn đang chạy thì bị hãm phanh
chuyển động thẳng chậm dần đều. Sau 2,5s thì dừng lại và đã đi được 12m
kể từ lúc vừa hãm phanh.
a. Lập công thức vận tốc và vẽ đồ thị vận tốc kể từ lúc vừa hãm phanh.
b. Tìm lực hãm phanh.
Giải :
v
a. Ta có v v 0 at 0 v 0 a.2, 5 a 0 v 0 2, 5a
2, 5
Mà v 2 v 02 2as 0 2 a 2 .2, 52 2.a.12 a 3,84(m / s2 )
v 0 9,6(m / s)
Phương trình vận tốc v 9,6 3,84t
Đồ thị vận tốc
v m / s
9, 6
5,76
1
t s
b. Ta có lực hãm phanh FC ma 5000. 3,84 19200 N
17
Câu 6: Một vật có khối lượng 250g bắt đàu chuyển động nhanh dần đều,
nó đi được 1,2m trong 4s.
a.Tính lực kéo, biết lực cản bằng 0,04N.
b.Sau quãng đường ấy lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật có thể chuyển
động thẳng đều?
Giải:
a. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe
Theo định luật II newton ta có F Fc ma
(1)
Chiếu lên chiều dương ta có F Fc ma F ma Fc
Mà s v 0 t 21 at 2 1, 2 0.4 21 a.4 2 a 0,15m / s2
F ma Fc 0, 25.0,15 0,04 0,0775 N
b. Để vật chuyển động thẳng đều thì a=0 m / s2
Theo định luật II newton ta có F Fc ma F FC 0,04 N
Bài tập tự luyện :
Câu 1: Tác dụng một lực F lần lượt vào các vật có khối lượng m1, m2, m3
thì các vật thu được gia tốc có độ lớn lần lượt bằng 2m/s2, 5 m/s2, 10 m/s2.
Nếu tác dụng lực F nói trên vào vật có khối lượng (m1 + m2 + m3) thì gia
tốc của vật bằng bao nhiêu?
Câu 2: Một vật đang đứng yên, được truyền 1 lực F thì sau 5s vật này tăng
v = 2m/s. Nếu giữ nguyên hướng của lực mà tăng gấp 2 lần độ lớn lực F
vào vật thì sau 8s, vận tốc của vật là bao nhiêu?
Câu 3: Một ôtô có khối lưọng 500kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm
phanh chuyển động chậm dần đều trong 2s cuối cùng đi được 1,8 m. Hỏi
lực hãm phanh tác dung lên ôtô có độ lớn là bao nhiêu?
Câu 4: Lực F1 tác dụng cùng phương chuyển động lên viên bi trong
khoảng t = 0,5s làm thay đổi vận tốc của viên bi từ 0 đến 5 cm/s. Tiếp theo
tác dụng lực F2 = 2.F1 cùng phương chuyển động lên viên bi trong khoảng
t =1,5s thì vận tốc tại thời điểm cuối của viên bi là?
Câu 5: Một đoàn tàu có khối lượng 1000 tấn đang chạy với vận tốc 36km/h
thì bắt đầu tăng tốc. Sau khi đi được 125m, vận tốc của nó lên tới 54km/h.
Biết lực kéo cảu đầu tầu trong cả giai đoạn tăng tốc là 25.105N. Tìm lực cản
chuyển động cảu đoàn tàu.
Câu 6: Cho một ô tô khởi hành rời bến chuyển động nhanh dần đều sau khi
đi được đoạn đường 100m có vận tốc ô tô khởi hành rời bến chuyển động
nhanh dần đều sau khi đi được đoạn đường 100m có vận tốc 36km/h. Biết
18
khối lượng của xe là 1000kg và g 10m / s2 . Cho lực cản bằng 10% trọng
lực xe. Tính lực phát động vào xe.
Câu 7: Một vật có khối lượng 30kg chuyển động lên một mặt dốc nghiêng
một góc 300 so với mặt phẳng ngang. Lấy g = 10m/s2 . Bỏ qua lực cản. Lực
kéo song song với mặt dốc.Hãy vẽ các lực tác dụng lên vật.
a.Tính lực kéo F để vật đi đều trên mặt dốc.
b.Tính lực kéo F để vật đi với gia tốc a = 2m/s2 trên mặt dốc.
Câu 8: Một vật có khối lượng 30kg trượt xuống nhanh dần đều trên một
con dốc dài 25m, vận tốc tại đỉnh dốc bằng 0m/s. Cho lực cản bằng 90N.
Góc nghiêng 300
a.Tính gia tốc trong quá trình trượt trên mặt dốc. Vận tốc tại chân dốc, thời
gian trượt hết dốc
b. Sau khi rời khỏi mặt dốc, vật tiếp tục trượt trên mặt ngang với lực cản
không đổi như trên. Hỏi sau bao lâu vật dừng lại, quãng đường vật đi được
trên mặt ngang này.
Hướng dẫn giải:
Câu 1:
F
Ta có theo định luật II newton F ma a m
F
F
F
; m2 ; m3
a1
a2
a3
a1.a2 .a3
F
F
F
a4
Với a4
F F F a2 .a3 a3 .a1 a1.a2
m4 m1 m2 m3
a1 a2 a3
2.5.10
a4
1, 25m / s 2
5.10 10.2 2.5
v v0
0, 4m / s 2 F1 ma1 0, 4m
Câu 2: Ta có a1
t
Khi tăng F’ = 2.F1 = 0,8m a2 = 0,8m/s2
v2 = 6,4m/s
Với m1
Câu 3: Ta có v 2 v02 2.a.s v02 2.a.s 3, 6a (1)
a
v v0
v0 at (2)
t
Từ (1) và (2) ta có: a = -0,9 m/s2
Ta có lực hãm phanh FC ma 500. 0,9 450 N
19
Câu 4: Áp dụng công thức a1
v v0
0,1m / s 2 F1 ma1 0,1m
t
Khi tăng F’ = 2.F1 = 0,2m a2 = 0,2m/s2
v2 = 0,3 m/s
Câu 5: Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu
Theo định luật II newton ta có F Fc ma
Chiếu lên chiều dương ta có F Fc ma FC ma F (1)
Mặt khác v 0 36km / h 5m / s; v 54km / h 15m / s
Áp dụng công thức v 2 v 02 2as a
152 10 2
0, 5 m / s 2
2.125
FC ma F 106.0, 5 50.10 5 45.10 5 N
Câu 6: Áp dụng công thức v 2as a
v2
2s
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
Theo định luật II newton ta có
Fk Fc N P ma
102
2.100
0, 5m / s 2
N
Fc
Chiếu lên chiều dương Fk Fc ma mà
Fk
P
theo bài ra Fc 10%P 0,1mg
Fk ma Fc ma 0,1mg m(a 0,1g)
Fk 1000(0, 5 0,1.10) 1500(N)
Câu 7: Vật chịu tác dụng của các lực P; N; F
Theo định luật II newton ta có P N F ma
Chiếu theo chiều chuyển động
F Px ma F P sin ma
N
a. Khi vật chuyển động thẳng đều thì
a 0 m / s2
Px
Vậy F P sin 0 F mg.sin
F 30.10.Sin300 150N
b. Với gia tốc a = 2m/s2 thì
P
F P sin ma 30.10.Sin300 30.2 210N
Câu 8: Vật chịu tác dụng của các lực P; N; FC
Theo định luật II newton ta có P N FC ma
N
a. Chiếu theo chiều chuyển động
FC Px ma FC P sin ma
20
F
Px
Py
FC
P
Py
a
a
Ta có
FC mg sin
m
90 30.10.sin 300
2 m / s2
30
v 2 v 02 2as v 2as 2.2.25 10 m / s
v 10
5 m / s
a 2
b. Khi trượt trên mặt phẳng ngang thì
Chiếu theo chiều chuyển động
90
FC ma / a /
3 m / s 2
30
Áp dụng công thức v v 0 at t
Fc
Khi vật dừng lại thì v / 0 m / s
Ta có v / v a / t 0 10 3t t
N
P
10
s
3
Quãng đường đi được v /2 v 2 2a / s / 0 2 10 2 2 3 s / s / 16,67m
Dạng 2: Hai vật va chạm nhau.
Phương pháp giải bài tập:
Ví Dụ Minh Họa:
Câu 1: Một quả bóng chày có khối lượng 300g bay với vận tốc 72km / h đến
đập vuông góc với tường và bật ngược trở lại theo phương cũ với vận tốc
54km / h .Thời gian va chạm là 0,04s. Tính lực do tường tác dụng vào quả
bóng.
Giải: Chọn chiều dương như hình vẽ
v1
Gia tốc quả bong thu được khi va chạm là
a
v 2 v1
t
1520
0,04
875m / s 2
Lực tác dụng lên quả bóng
F ma 875.0, 3 262, 5N
v2
Câu 2: Người ta làm một thí nghiệm về sự va chạm giữa hai xe lăn trên mặt
phẳng nằm ngang. Cho xe một đang chuyển động với vận tốc 50cm / s . Xe
hai chuyển động với vận tốc 150cm / s đến va chạm vào phái sau xe một.
Sau va chạm hai xe cùng chuyển động với vận tốc là 100cm / s . So sánh
khối lượng của hai xe.
Giải: Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe
v v0
Áp dụng công thức v v 0 at a
t
21
v1 v 01
100 50 50
t
t
100 150 50
Đối với xe hai: a 2
t
t
t
Hai xe va chạm nhau theo định luật III Newton ta có
50
50
F12 F21 m 2 a 2 m1a1 m 2 ( ) m1
m1 m 2
t
t
Câu 3: Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đang đứng yên, vA
= 4m/s sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v =
3m/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi, biết mA =
200g, mB = 100g.
Đối với xe một: a1
t
v 2 v 02
v v0 3 4
2,5m / s 2
t
0, 4
Theo định luật III Niu-tơn: FAB FBA
Giải: Ta có a A
aB
0, 2. 2,5
mA a A
5 m / s2
mB
0,1
Bài tập tự luyện :
Câu 1: Cho hai vật chuyển động trên cùng một đường thẳng bỏ qua ma sát
đến va chạm vào nhau với vận tốc lần lượt là 1m/s;0,5m/s. Sau va chạm cả
hai bị bật ngược trở lại với vận tốc là 0,5m/s;1,5m/s. Biết vật một có khối
lượng 1kg. xác định khối lượng quả cầu hai.
Câu 2: Cho viên bi A chuyển động với vận tốc 20cm/s tới va chạm vào bi B
đang đứng yên, sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với
vận tốc 10cm/s, thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi,
biết mA = 200g, mB = 100g.
Câu 3: Một học sinh của Trung Tâm Giáo Dục Thiên Thành đá quả bóng
có khối lượng 0,2kg bay với vận tốc 25m/s đến đạp coi như vuông góc với
bức tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 15m/s. Khoảng thời
gian va chạm giữa bóng và tường bằng 0,05s. Tính lực tác dụng của tường
lên quả bóng. Hướng của lực?
Hướng dẫn giải:
Câu 1: Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một lúc sắp va
chạm.
v v0
Áp dụng công thức v v 0 at a
t
v1 v 01 0, 5 1 1, 5
Đối với vật một: a1
t
t
t
22
v 2 v 02
1, 5 ( 0, 5) 2
t
t
t
Hai vật va chạm nhau theo định luật III Newton ta có
Đối với xe hai: a 2
F12 F21 m 2a 2 m1a1 m 2 ( 2t ) m1 1,5
m 2 0,75kg
t
Câu 2: Áp dụng công thức v v 0 at
v v0 0,1 0, 2
0, 25m / s 2
t
0, 4
Theo định luật III Niu-tơn: FAB FBA aB = 5m/s2
aA
Câu 3: Chọn chiều dương là chiều ban đầu của quả bóng
v v 0 15 25
800m / s 2
Áp dụng công thức v v 0 at a
t
0,05
Lực tác dụng lên quả bóng F ma 0, 2.( 800) 160 N
Lực có hướng ra ngoài ngược với chiều dương
Trắc Nghiệm
Câu 1. Hiện tượng nào sau đây không thể hiện tính quán tính?
A. Khi bút máy bị tắc mực người ta vẫy mực để mực văng ra.
B. Viên bi có khối lượng lớn lăn xuống máng nghiêng nhanh hơn
viên bi có khối lượng nhỏ
C. Ôtô đang chuyển động thìtawts máy nó vẫn chạy thêm 1 đoạn
nữa rồi mới dừng lại
D. Một người đứng trên xe buýt , xe hãm phanh đột ngột , người có
xu hướng nagx về phía trước
Câu 2.Hệ thức nào sau đây là đúng theo định luật II Niuton.
A. F m.a
C. a
F
m
B. a
F
m
D. F ma
Câu 3. Nếu 1 vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác dụng vào nó bỗng
nhiên ngừng tác dụng thì:
A.Vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại
B. Vật lập tức dừng lại
C. Vật chuyển động sang trạng thái chuyển động thẳng đều
D. Vật chuyển động chậm dần trong 1 thời gian sau đó sẽ chuyển
động thẳng đều
Câu 4. Kết luận nào sau đây chính xác nhất?
A. Vật có khối lượng càng lớn thì rơi càng nhanh
B. Khối lượng riêng của vật tùy thuộc và khối lượng vật đó
23
C.Vật có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc
D. Để đo khối lượng người ta dùng lực kế
Câu 5. .Lực F lần lượt tác dụng vào vật có khối lượng m1 và m2 thì chúng
thu được gia tốc là a1 và a2 .Nếu lực chịu tác dụng vào vật có khối lượng
m1 m2 thì vật sẽ thu được gia tốc bao nhiêu?
B. a1 a2
A. a1 a2
C.
a1.a2
a1 a2
D.
a1.a2
a1 a2
Câu 6.Vật có khối l;ượng m chịu tác dụng của lần lượt của 2 lực F1 và F2
thì thu được gia tốc tương ứng là a1 và a2 . Nếu vật trên chịu tác dụng của
lực F1 F2 thì sẽ thu được gia tốc bao nhiêu?
B. a1 a2
A. a1 a2
C.
a1.a2
a1 a2
D.
a1.a2
a1 a2
Câu 7. .Lực F lần lượt tác dụng vào vật có khối lượng m1 và m2 thì chúng
thu được gia tốc là a1 2 m / s
dụng vào vật có khối lượng
nhiêu?
A. 6 m / s
C.
2
2
và a2 4 m / s
m1 m2
2
.Nếu lực chịu tác
thì vật sẽ thu được gia tốc bao
B. 2 m / s
4
m / s2
3
D.
2
8 m / s2
Câu 8.Vật có khối l;ượng m chịu tác dụng của lần lượt của 2 lực F1 và F2
thì thu được gia tốc tương ứng là a1 2 m / s
2
và a
2
4 m / s 2 . Nếu
vật trên chịu tác dụng của lực F1 F2 thì sẽ thu được gia tốc bao nhiêu?
A. 6 m / s
C.
2
4
m / s2
3
B. 2 m / s
D.
2
8 m / s2
Câu 9. Kết luận nào sau đây là không chính xác
A. Hướng của lực có hướng trùng với hướng của gia tốc mà lực đã
truyền cho vật
24
B. Một vật chuyển động thẳng đều vì các lực tác dụng vào vật cân
bằng nhau
C. Vật chịu tác dụng của 2 lực cân bằng thì chuyển động thẳng đều
nếu vật đang chuyển động
D. Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất là do các
lực tác dụng lên vệ tinh cân bằng nhau
Câu 10. Điều nào sau đây chưa chính xác khi nói về định luật I Niutơn?
A. Định luật I Niutơn còn gọi là định luật quán tính
B. Định luật I Niutơn chỉ là trường hợp riêng của định luật II
Niutơn.
C. Hệ qui chiếu mà trong đó định luật I Niutơn được nghiệm đúng
gọ là hệ qui chiếu quán tính
D. Định luật I Niutơn cho phép giải thích về nguyên nhân của
trạng thái cân bằng của vật
Câu 11.Vật khối lượng 2kg chịu tác dụng của lực 10N đang nằm yên trở
nên chuyển động. Bỏ qua ma sát. Vận tốc vật dạt được sau thời gian tác
dụng lực 0,6s là?
A.2m/s
B.6m/s
C.3m/s
D.4m/s
Câu 12.Một ô tô đang chuyển động đều với vận tốc 36km/h, tài xế tăng vận
tốc đến 72km/h trong thời gian 10s. Biết xe có khối lượng 5 tấn thì lực kéo
của động cơ là:
A.75000N
B.150000N
C.50000N
D.5000N
Câu 13.Vật khối lượng 2k , chịu tác dụng của lực F thì thu được gia tốc
2 m / s 2 . Vậy vật khối lượng 4kg chịu tác dụng của lực F/2 sẽ thu được
gia tốc?
A.
2 m / s2
C. 1
m / s
2
B.
8 m / s2
D. 0,5
m / s
2
Câu 14. Có 2 quả cầu trên mặt phẳng ngang . Qủa cầu một chuyển động
với vận tốc 4m/s đến va chạm với quả cầu hai đang nằm yên. Sau va chạm
2 quả cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu một với vận tốc
2m/s. Tính tỉ số khối lượng của 2 quả cầu.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
25
