Vật lí lớp 10: BA ĐỊNH LUẬT NEWTON

BA ĐỊNH LUẬT NEWTON

Nội dung bài học:

1. Bài giảng:

- Định luật I Newton.

- Định luật II Newton.

- Trọng lực, trọng lượng.

- Định luật III Newton.

- Một số ví dụ và bài tập liên quan .

2. Bài tập.

- Với 15 bài tập về ba định luật Newton được lấy từ các đề kiểm tra của các trường, sách bài tập vật lý nâng cao và đề thi học sinh giỏi của các trường. Các bài tập này được khái quát thành vấn đề sau :

Vấn đề : Ba định luật Newton.

** Qua bài học này, các bạn sẽ biết được các công thức của ba định luật Newton, phương pháp sử dụng ba định luật này giải các bài tập về động lực học chất điểm. Đây là dạng bài toán quan trọng có trong các đề thi và đề kiểm tra của các trường.

LÝ THUYẾT

BA ĐỊNH LUẬT NEWTON

1. Định luật I Newton

- Cách 1 : 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.

- Cách 2 : Nếu hợp lực tác dụng lên một vật bằng không thì có thể tìm được các hệ quy chiếu trong đó vật này không có gia tốc.

2. Định luật II Newton :

Trong đó: F là tổng các lực tác dụng (N)

m là khối lượng (kg)

a là gia tốc (m/s² )

3.Trọng lực.trọng lượng:

Trọng lực :

Trọng lượng : P = mg

Trong đó : P là trọng lượng của vật (N)

m là khối lượng của vật (kg)

g là gia tốc rơi tự do ( m/s²)

4. Định luật III Newton :

F_AB:lực của vật A tác dụng lên vật B

F_BA :lực của vật B tác dụng lên vật A

BÀI TẬP

Bài tập 1

BÀI TẬP ÁP DỤNG

BÀI 1 : Một vật có khối lượng 50 kg bắt đầu chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu, sau khi đi được 50 m thì vật có vận tốc 6 m/s.

a.Tính gia tốc và thời gian vật đi được quãng đường trên.

b. Lực tác dụng lên vật là bao nhiêu? Bỏ qua ma sát.

BÀI 2 : Một ô tô khối lượng 900kg đang đi với vận tốc 10 m/s thì tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều, sau 20 s thì đạt vận tốc 14 m/s.

a. Tính gia tốc của ô tô và quãng đường ô tô đi được sau 40 s.

b. Bỏ qua ma sát. Tính lực phát động tác dụng vào ô tô.

BÀI 3 : Một xe hãm phanh trên đoạn đường dài 100 m, vận tốc của xe giảm từ 20 m/s xuống còn 10 m/s.

a. Tính gia tốc hãm.

b. Xe có khối lượng m = 2 tấn. Tính lực phát động của xe, biết lực cản F_c = 200 N.

BÀI 4 : Một ô tô có khối lượng 2 tấn bắt đầu chuyển động trên đường nằm ngang với một lực kéo 20000 N. Sau 5 s vận tốc của xe là 15 m/s. Lấy g = 10 m/s².

a. Tính lực cản của mặt đường tác dụng lên xe.

b. Tính quãng đường xe đi được trong thời gian nói trên.

BÀI 5 : Một vật trượt từ đỉnh một dốc nghiêng có góc nghiêng α = 30⁰, bỏ qua ma sát

a. Tính gia tốc của vật., lấy g=10m/s²

b. Biết thời gian để vật trượt hết dốc là 5 s. Tính chiều dài của dốc.

BÀI 6 : Cho hệ vật như hình bên Biết m₁ = 5 kg, m₂ = 10 kg, F = 18 N. Bỏ qua ma sát.

a. Tính lực căng của dây, vận tốc và quãng đường đi được sau 2 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động.

b. Nếu dây chịu lực căng tối đa 15 N thì dây có đứt không?

Bài tập 2

BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ

BÀI 1 : Dưới tác dụng của một lực kéo F, một vật có khối lượng 100 kg bắt đầu chuyển động nhanh dần đều và sau khi đi được quãng đường 10 m thì đạt vận tốc là 25,2 km/h.

a. Tính giá trị của lực kéo. Bỏ qua ma sát.

b. Nếu lực ma sát là 100 N thì lực kéo lên vật là bao nhiêu?
Đáp án: a. F = 245N b. F = 345N

BÀI 2 : Hai vật có khối lượng m₁ = 1 kg, m₂ = 0,5 kg nối với nhau bằng một sợi dây và được kéo thẳng đứng nhờ lực F = 18 N đặt lên m₁.

a .Tìm gia tốc của chuyển động

b. Lực căng dây là bao nhiêu? Bỏ qua ma sát.
Đáp án: a. a = 2m/s2 b. T = 6N

BÀI 3. Cho cơ hệ như hình vẽ.

Tìm gia tốc của m₁ và biện luận kết quả tìm được.

Bỏ qua mọi ma sát.

Khối lượng ròng rọc và dây nối bằng không.
Đáp án:

* Biện luận:

- Nếu m₀= 0 thì a₁= g, a₂= g: m₁ và m₂ đều rơi tự do.

- Nếu m₁= 0 thì a₁= -g, vật m₂ rơi tự do, m₁ đi lên |a₁| = g.

- Nếu m₂= 0 thì a₁= g, vật m₁ rơi tự do.

BÀI 4. Một vật nhỏ đang nằm yên trên mặt phẳng nằm ngang nhẳn, lúc t =0 vật đó chịu tá dụng của một lực phụ thuộc thời gian F = bt ( b là hằng số). Lực hợp với mặt nghang góc không đổi a.

a. Tính vận tốc của vật lúc rời mặt phẳng ngang.

b. Quảng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó.

BÀI 5. Cho cơ hệ như hình vẽ.

Nêm có khối lượng M, góc giữa mặt nêm và phương ngang là a. Cần phải kéo dây theo phương ngang một lực

là bao nhiêu để vật có khối lượng m chuyển động lên trên theo mặt nêm ? Tìm gia tốc của m và M đối với mặt đất? Bỏ qua mọi ma sát, khối lượng dây nối và ròng rọc.

BÀI 6. Cho cơ hệ như hình vẽ.

Hỏi phải truyền cho M một lực F là bao nhiêu và theo hướng nào để hệ thống đứng yên tương đối đối với nhau. Bỏ qua mọi ma sát.
Đáp án:

BÀI 7. Khối lăng trụ tam giác có khối lượng m₁, với góc a như hình vẽ có thể trượt theo đường thẳng đứng và tựa lên khối lập phương khối lượng m₂ còn khối lập phương có thể trượt trên mặt phẳng ngang. Bỏ qua mọi ma sát.