Giải bài 10 ba định luật Newton về chuyển động - Sách chân trời sáng tạo vật lí 10. Phần dưới sẽ hướng dẫn giải bài tập và trả lời các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học..
Mở đầu: Trên đường đi du lịch hè, xe ô tô chở gia đình bạn Tuấn bất chợt gặp sự cố về máy và không thể tiếp tục di chuyển. Bố của Tuấn đã nhờ xe cứu hộ đến và kéo xe ô tô về nơi sửa chữa (Hình 10.1). Tác động nào giúp chiếc xe của gia đình Tuấn có thể chuyển động được từ khi đứng yên?
Trả lời: Chiếc xe của gia đình Tuấn có thể chuyển động được từ khi đứng yên là nhờ một lực đẩy và lực kéo của xe cứu hộ.
1. Định luật I Newton
Câu hỏi 1: Hãy nêu tên một số lực mà em đã biết hoặc đã học trong môn Khoa học tự nhiên.
Trả lời:
Một số lực mà em đã học là:
+ Lực đẩy
+ Lực kéo
+ Lực ma sát
+ Lực đàn hồi
+ Lực hút...
Câu hỏi 2: Quan sát Hình 10.4, dự đoán về chuyển động của vật sau khi được đẩy đi trên các bề mặt khác nhau:
a) mặt bàn
b) mặt băng
c) mặt đệm không khí.
Trả lời: Từ Hình 10.4, ta thấy rằng chuyển động của các vật tăng dần từ mặt bàn đến mặt băng và mặt đệm không khí.
B. Bài tập và hướng dẫn giải
Câu hỏi 3: Đưa ra nhận định và giải thích về sự tồn tại của vật tự do trên thực tế
Luyện tập 1: Aristotle nhận định rằng “Lực là nguyên nhân của chuyển động”. Nhận định này đã tồn tại hàng ngàn năm trước thời đại của Newton. Hãy nêu một số ví dụ minh họa để phản bác nhận định này.
Vận dụng: Một quả bóng được đặt trong một toa tàu ban đầu đứng yên, giả sử lực ma sát giữa quả bóng và sàn tàu không đáng kể. Tàu bắt đầu chuyển động nhanh dần đều. Hãy nhận xét về chuyển động của quả bóng đối với bạn học sinh đứng ở sân ga (Hình 10.7). Giải thích tính chất của chuyển động này.
2. Định luật II Newton
Câu hỏi 4: Dựa vào đồ thị 1, hãy trả lời các câu sau
a, Đồ thị 1 có dạng gì ?
b, Gia tốc của vật có mối liên hệ như thế nào với lực tác dụng vào vật khi khối lượng của vật không đổi.
Câu hỏi 5: Từ kết quả thí nghiệm, hãy nhận xét về mối liên hệ giữa gia tốc mà vật thu được với độ lớn của lực tác dụng vào vật.
Câu hỏi 6: Dựa vào đồ thị 2, trả lời các câu hỏi sau:
a) Đồ thị 2 có dạng gì?
b) Gia tốc của vật có mối liên hệ như thế nào với khối lượng của vật khi vật lực tác dụng vào vật không đổi?
Câu hỏi 7: Quan sát Hình 10.10, nhận xét trong trường hợp nào thì ta có thể dễ dàng làm xe chuyển động từ trạng thái đứng yên. Giả sử lực tác dụng trong hai trường hợp có độ lớn tương đương nhau. Giải thích.
Câu hỏi 8: Áp dụng công thức định luật II Newton (10.1) để lập luận rẳng khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
Luyện tập 2: Một xe bán tải khối lượng 2,5 tấn đang di chuyển trên cao tốc với tốc độ 90 km/h. Các xe cần giữ khoảng cách an toàn so với xe chạy phía trước 70 m. Khi xe đi trước có sự cố và dừng lại đột ngột. Hãy xác định lực cản tối thiểu để xe bán tải có thể dừng lại an toàn
Vận dụng: Trong trò chơi thổi viên bi, mỗi bạn sử dụng một ống bơm khí từ vật liệu đơn giản như Hình 10.11, thổi khí vào viên bi được đặt trên ray định hướng. Người chơi sẽ chiến thắng khi thổi viên bi đi xa hơn sau ba lần. Hãy sử dụng định luật II Newton giải thích làm thế nào để có thể chiến thắng trò chơi này.
Câu hỏi 9: Nhận xét về chuyển động của thùng hàng khi chịu tác dụng của lực đẩy và kéo cùng độ lớn trong Hình 10.12 và chuyển động của quyển sách khi lần lượt chịu tác dụng của lực theo các hướng khác nhau như trong Hình 10.13.
Câu hỏi 10: Hãy xác định các cặp lực bằng nhau, không bằng nhau tác dụng lên tạ và tên lửa trong Hình 10.14
3. Định luật III Niwton
Câu hỏi 11: Quan sát Hình 10.15 và trả lời các câu hỏi:
a) Khi ta đấm (tác dụng lực) vào bao cát thì tay ta có chịu lực tác dụng không?
b) Khi đưa hai cực cùng tên của hai nam châm thẳng lại gần nhau thì lực tác dụng lên từng nam châm có tính chất gì?
Luyện tập: Xét trường hợp con ngựa kéo xe như Hình 10.17. Khi ngựa tác dụng một lực kéo lên xe, theo định luật III Newton sẽ xuất hiện một phản lực có cùng độ lớn nhưng ngược hướng so với lực kéo. Vậy tại sao xe vẫn chuyển động về phía trước? Giải thích hiện tượng.
Vận dụng: Hãy tìm hiểu và trình bày những hiện tượng trong đời sống liên quan đến định luật III Newton.
Bài tập 1: Khi đang chạy nếu vấp ngã, người chạy sẽ có xu hướng ngã về phía trước. Còn khi đang bước đi nếu trượt chân, người đi sẽ có xu hướng ngã về phía sau. Vận dụng các kiến thức đã học, hãy giải thích hiện tượng trên
Bài tập 2: Một máy bay chở khách có khối lượng tổng cộng là 300 tấn. Lực đẩy tối đa của động cơ là 440 kN. Máy bay phải đạt tốc độ 285 km/h mới có thể cất cánh. Hãy tính chiều dài tối thiểu của đường băng để đảm bảo máy bay cất cánh được, bỏ qua ma sát giữa bánh xe của máy bay và mặt đường băng và lực cản không khí.
Bài tập 3: Một vật nặng nằm yên trên bàn như Hình 10P.1, các lực tác dụng vào vật gồm trọng lực và lực của bàn. Hãy xác định điểm đặt, phương, chiều của các cặp lực và phản lực của hai lực trên.