Lý thuyết Ba định luật Newton về chuyển động (Chân trời sáng tạo 2023) hay, chi tiết

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động

Video giải Vật lí 10 Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động – Chân trời sáng tạo

A. Lý thuyết Ba định luật Newton về chuyển động

1. Định luật I Newton

a. Nhắc lại về khái niệm lực

– Lực là sự kéo hoặc đẩy

– Lực có các tác dụng: làm biến dạng vật hoặc làm thay đổi vận tốc của vật.

– Lực luôn do một vật tạo ra và tác dụng lên vật khác. Có 2 loại lực: Lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc.

b. Khái niệm quán tính

– Vật luôn có xu hướng bảo toàn vận tốc chuyển động của mình. Tính chất này đươc gọi là quán tính của vật.

Quyển sách, quả bóng giữ nguyên trạng thái đứng yên

Xe phanh gấp, người bị ngả về phía trước

c. Định luật I Newton

– Nội dung: Một vật nếu không chịu tác dụng của lực nào (vật tự do) thì vật đó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều mãi mãi.

– Ý nghĩa của định luật I Newton: Lực không phải là nguyên nhân gây ra chuyển động, mà là nguyên nhân làm thay đổi vận tốc chuyển động của vật

Quả bóng có xu hướng bảo toàn vận tốc

2. Định luật II Newton

a. Tiến hành thí nghiệm khảo sát mối liên hệ về độ lớn của gia tốc và độ lớn của lực tác dụng

Bố trí các dụng cụ và sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ.

b. Định luật II Newton

– Gia tốc của vật có cùng hướng với lực tác dụng của vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật:

$\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$

– Trong hệ SI, đơn vị của lực là N (newton)

1 N = 1kg. 1m/s²

– Trong trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực thì lực trong biểu thức là lực tổng hợp của tất cả các lực thành phần:

$\vec{F} = \vec{F_{1}} + \vec{F_{2}} + \vec{F_{3}} + …$

c. Mức quán tính của vật

– Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

– Vật có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc tức là gia tốc càng nhỏ, nghĩa là vật có mức quán tính lớn. Ngược lại vật có khối lượng nhỏ thì mức quán tính nhỏ.

Tàu hỏa có khối lượng lớn, mức quán tính lớn

Xe ô tô có mức quán tính lớn hơn xe máy

d. Lực bằng nhau – Lực không bằng nhau

– Hai lực bằng nhau: Khi lần lượt tác dụng vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vecto gia tốc bằng nhau (giống nhau về hướng và bằng nhau về độ lớn)

– Hai lực không bằng nhau: Khi tác dụng lần lượt vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vecto gia tốc khác nhau (về hướng hoặc độ lớn).

– Nếu cho hai lực đồng thời tác dụng vào cùng một vật theo hướng ngược nhau, ta có hai trường hợp có thể xảy ra:

+ Vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Hai lực này được gọi là hai lực cân bằng.

Vận động viên đang giữ tạ, khi đó lực nâng của vận động viên và trọng lực tác dụng lên tạ cân bằng nhau

+ Vật thu gia tốc và chuyển động theo hướng của lực có độ lớn lớn hơn. Hai lực này được gọi là hai lực không cân bằng.

Tên lửa đang tăng tốc, lực tác dụng lên tên lửa không cân bằng (lực đẩy và trọng lực)

3. Định luật III Newton

– 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 điểm đặt lên hai vật khác nhau, có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều

$\vec{F_{A B}} = - \vec{F_{B A}}$

– Một trong hai lực trong định luật III Newton được coi là lực tác dụng, lực kia gọi là phản lực. Cặp lực này:

+ Có cùng bản chất

+ Là hai lực trực đối

+ Xuất hiện và biến mất cùng lúc

+ Tác dụng vào hai vật khác nhau nên không thể triệt tiêu lẫn nhau.

Người tác dụng lên đệm một lực, đệm tác dụng ngược lại người một lực

B. Trắc nghiệm Ba định luật Newton về chuyển động

Câu 1: Một người đi xe đạp trên đoạn đường nằm ngang thì hãm phanh, xe đi thêm 10 m trong 5 s thì dừng. Khối lượng của xe và người là 100 kg. Tìm độ lớn vận tốc khi hãm và lực hãm. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe.

A. 4 m/s và -80 N.

B. 4 m/s và 80 N.

C. 2 m/s và -80 N.

D. 2 m/s và 80 N.

Đáp án đúng là: A.

Ta có: $(\begin{matrix} ν - ν_{0} = a . t \\ d = ν_{0} . t + \frac{1}{2} . a . t^{2} \end{matrix}) \Rightarrow (\begin{matrix} - ν_{0} = 5. a \\ 10 = ν_{0} .5 + \frac{1}{2} . a {.5}^{2} \end{matrix}) \Rightarrow (\begin{matrix} ν_{0} = 4 m / s \\ a = - 0, 8 m / s^{2} \end{matrix})$

Trường hợp này lực hãm là lực gây gia tốc cho xe nên $F_{h} = m . a = 100. (- 0.8) = - 80 N$

Câu 2: Một ô tô khách đang chuyển động thẳng, bỗng nhiên ô tô rẽ quặt sang phải. Người ngồi trong xe bị xô về phía nào?

A. Bên trái.

B. Bên phải.

C. Chúi đầu về phía trước.

D. Ngả người về phía sau.

Đáp án đúng là: A.

A -đúng vì theo định luật quán tính, người có xu hướng bảo toàn vận tốc đang có, do ngồi trên xe đang chuyển động thẳng nên người có vận tốc bằng với vận tốc của xe khi đó. Khi xe đột ngột rẽ phải thì người có xu hướng nghiêng về bên phải.

Câu 3: Một lực tác dụng vào xe trong khoảng thời gian 0,6 s thì vận tốc của xe giảm từ 8m/s đến 5 m/s. Tiếp đó tăng độ lớn của lực lên gấp đôi nhưng vẫn giữ nguyên hướng của lực thì trong bao lâu nữa xe dừng hẳn. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe.

A. 0,5 s.

B. 1 s.

C. 2 s.

D. 4 s.

Đáp án đúng là: A.

Đặt $ν_{0} = 8 m / s; ν_{1} = 5 m / s; ν_{2} = 0$

+ Khi lực $F_{1}$ tác dụng thì gia tốc $a_{1} = \frac{5 - 8}{0, 6} = - 5 m / s^{2}$

+ Theo bài ra $F_{2} = 2. F_{1}$

Theo định luật II Newton ta lại có $\frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{a_{1}}{a 2}$

$\Rightarrow a_{2} = 2. a_{1} = - 10 m / s^{2}$

Mà $ν_{2} = ν_{1} + a_{2} . t_{2} \Rightarrow 0 = 5 - 10. t_{2} \Rightarrow t_{2} = 0, 5 s$

Câu 4: Một quả bóng, khối lượng 500 g bay với tốc độ 20 m/s đập vuông góc vào bức tường thẳng đứng và bay ngược lại với tốc độ 15 m/s. Thời gian va đập là 0,02 s. Lực do bóng tác dụng vào tường có độ lớn bằng bao nhiêu? Chọn chiều dương là chiều bóng đập vào tường.

A. 875 N.

B. 500 N.

C. 1000 N.

D. 200 N.

Đáp án đúng là: A.

Sau va chạm quả bóng thu gia tốc là: $a = \frac{- 15 - 20}{0, 02} = - 1750 m / s^{2}$

Lực do bóng tác dụng vào tường có độ lớn là $F = m . (a) = 0, 5. (- 1750) = 875 N$

Câu 5: Một hợp lực 2 N tác dụng vào một vật có khối lượng 2 kg lúc đầu đứng yên, trong khoảng thời gian 2 s. Đoạn đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?

A. 8 m.

B. 2 m.

C. 1 m.

D. 4 m.

Đáp án đúng là: B.

Gia tốc của vật là: $a = \frac{F}{m} = \frac{2}{2} = 1 m / s^{2}$

Đoạn đường mà vật đó đi được là $s = d = ν_{0} . t + \frac{1}{2} . a . t^{2} = 0.2 + \frac{1}{2} {.1.2}^{2} = 2 m$

Câu 6: Tác dụng của lực là:

A. làm vật bị biến dạng hoặc làm thay đổi chuyển động của vật.

B. nguyên nhân của chuyển động.

C. chỉ có tác dụng làm thay đổi chuyển động của vật.

D. không có lực vật không chuyển động được.

Đáp án đúng là: A.

Tác dụng của lực là làm vật bị biến dạng hoặc làm thay đổi chuyển động của vật.

Câu 7: Quán tính là:

A. tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc chuyển động của nó.

B. tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn lực tác dụng lên vật.

C. tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn tốc độ chuyển động của nó.

D. tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn gia tốc của chuyển động.

Đáp án đúng là: A.

Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc chuyển động của nó. Tức là bảo toàn cả về hướng và độ lớn.

Câu 8: Hai lực cân bằng có đặc điểm

A. tác dụng vào cùng một vật.

B. có độ lớn bằng nhau.

C. cùng phương, ngược chiều.

D. Cả 3 đáp án trên.

Đáp án đúng là: D.

Hai lực cân bằng có đặc điểm:

– tác dụng vào cùng một vật.

– có độ lớn bằng nhau.

– cùng phương, ngược chiều.

Câu 9: Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của một vật là:

A. trọng lượng.

B. khối lượng.

C. vận tốc.

D. lực.

Đáp án đúng là: B.

B – đúng vì khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. Khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn và ngược lại.

Câu 10: Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Vật đó đi được 200 cm trong thời gian 2 s. Độ lớn hợp lực tác dụng vào nó là:

A. 4 N.

B. 1 N.

C. 2 N.

D. 100 N.

Đáp án đúng là: C.

Gia tốc của vật là:

$d = ν_{0} . t + \frac{1}{2} . a . t^{2} \Rightarrow {200.10}^{- 2} = 0.2 + \frac{1}{2} a {.2}^{2} \Rightarrow a = 1 m / s^{2}$

Áp dụng định luật II Newton ta có độ lớn hợp lực tác dụng vào vật là:

$F_{h l} = m . a = 2.1 = 2 N$

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Vật lí 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 9: Chuyển động ném

Bài 11: Một số lực trong thực tiễn

Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu

Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy