Bài 15. Định luật 2 Newton trang 63, 64, 65, 66 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
Nêu một số ví dụ cho thấy khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn. Điều này có ý nghĩa gì trong thực tiễn. Cho đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các lực tác dụng lên một vật và gia tốc gây ra tương ứng (Hình 15.1). Khối lượng của vật là. Trong các cách viết hệ thức của định luật 2 Newton sau đây, cách viết nào đúng. Một quả bóng khối lượng 0,5 kg đang nằm trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực 250 N. Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,02 s. Quả bóng bay đi với tố
Video hướng dẫn giải
Câu hỏi tr 64 CH
|
1. Nêu một số ví dụ cho thấy khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn. Điều này có ý nghĩa gì trong thực tiễn? 2. Cho đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các lực tác dụng lên một vật và gia tốc gây ra tương ứng (Hình 15.1). Khối lượng của vật là: A. 1,0 kg B. 2,0 kg C. 0,5 kg D. 1,5 kg |
Phương pháp giải:
1. Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
2. Sử dụng biểu thức định luật 2 Newton: \(a = \frac{F}{m}\)
Lời giải chi tiết:
1.
- Ví dụ:
+ Một người sử dụng cùng một lực để đẩy một thùng giấy vụn sẽ đẩy nhanh hơn so với khi đẩy một thùng gạo, do khối lượng của thùng gạo lớn hơn khối lượng của thùng giấy vụn, làm khó thay đổi vận tốc hơn.
+ Ô tô tải rất nặng so với xe máy hay ô tô con nên có mức quán tính lớn hơn rất nhiều. Ở cùng trạng thái bắt đầu chuyển động thì ô tô tải cần nhiều thời gian hơn mới đạt vận tốc lớn.
=> Khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn.
- Ý nghĩa trong thực tiễn:
Cho phép ta so sánh được khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. Chúng sẽ có khối lượng bằng nhau nếu như dưới tác dụng của hợp lực như nhau, chúng có gia tốc như nhau.
2.
Từ đồ thị ta thấy:
Khi F = 0,5 N thì a = 1,0 m/s2 suy ra khối lượng của vật là:
\(a = \frac{F}{m} \Rightarrow m = \frac{F}{a} = \frac{{0,5}}{1} = 0,5\left( {kg} \right)\)
Chọn C
Câu hỏi tr 64 HĐ
|
Thí nghiệm được thiết lập như Hình 15.2
Kết quả thí nghiệm ghi trong bảng 15.1
Thảo luận: a) Dựa vào số liệu trong Bảng 15.1, hãy vẽ đồ thị sự phụ thuộc của gia tốc a: - Vào F (ứng với m + M = 0,5 kg), (Hình 15.3a). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao? - Vào \(\frac{1}{{m + M}}\) (ứng với F = 1 N), (Hình 15.3b). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao?
b) Nêu kết luận về sự phụ thuộc của gia tốc vào độ lớn của lực tác dụng và khối lượng của vật. |
Phương pháp giải:
Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị
Lời giải chi tiết:
a)
- a phụ thuộc vào F (m + M = 0, 5kg)
Ta có:
+ Khi F = 1 N, a = 1,99 m/s2 thì \(\frac{F}{a} = \frac{1}{{1,99}} \approx 0,5\)
+ Khi F = 2 N, a = 4,03 m/s2 thì \(\frac{F}{a} = \frac{2}{{4,03}} \approx 0,5\)
+ Khi F = 3 N, a = 5,67 m/s2 thì \(\frac{F}{a} = \frac{3}{{5,67}} \approx 0,5\)
=> Tỉ số \(\frac{F}{a}\) không đổi nên đồ thị sự phụ thuộc của gia tốc a vào F là một đường thẳng
- a phụ thuộc vào \(\frac{1}{{m + M}}\) (ứng với F = 1 N)
Ta có:
+ Khi a = 3,31 m/s2 , \(\frac{1}{{M + m}} = \frac{{10}}{3}\) thì a. (M + m) = 1
+ Khi a = 2,44 m/s2 , \(\frac{1}{{M + m}} = 2,5\) thì a. (M + m) = 1
+ Khi a = 1,99 m/s2 , \(\frac{1}{{M + m}} = 2\) thì a. (M + m) = 1
=> Tỉ số \(\frac{a}{{\frac{1}{{M + m}}}} = a.(M + m)\) không đổi nên đồ thị sự phụ thuộc của gia tốc a vào \(\frac{1}{{M + m}}\) là một đường thẳng.
b) Ta có:
+ Khi (m + M) không đổi, F tăng thì a cũng tăng => Gia tốc a tỉ lệ thuận với lực F
+ Khi F không đổi, a giảm thì (m+M) tăng => Gia tốc a tỉ lệ nghịch với khối lượng
=> Kết luận: Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng.
Câu hỏi tr 66
|
1. Trong các cách viết hệ thức của định luật 2 Newton sau đây, cách viết nào đúng? A. \(\overrightarrow F = m.a\) B. \(\overrightarrow F = - m.\overrightarrow a \) C. \(\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \) D. \(-\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \) 2. Một quả bóng khối lượng 0,5 kg đang nằm trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực 250 N. Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,02 s. Quả bóng bay đi với tốc độ: A. 0,01 m/s B. 0,10 m/s C. 2,50 m/s D. 10,00 m/s 3. Dưới tác dụng của hợp lực 20 N, một chiếc xe đồ chơi chuyển động với gia tốc \(0,4m/{s^2}\). Dưới tác dụng của hợp lực 50 N, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc bao nhiêu? 4. Tại sao máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài? |
Phương pháp giải:
1.
Sử dụng biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
2.
+ Sử dụng biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
+ Sử dụng công thức vận tốc: \(v = {v_0} + at\)
3.
Sử dụng biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
4.
+ Sử dụng biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
+ Sử dụng công thức vận tốc: \(v = {v_0} + at\)
Lời giải chi tiết:
1.
Ta có: biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
\( \Rightarrow \overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)
Suy ra cách viết đúng là C.
2.
Theo bài ra, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 0,5kg;\,{v_0} = 0\left( {m/s} \right)\\F = 250N\\t = 0,020{\rm{s}}\end{array} \right.\)
Áp dụng định luật 2 Newton, gia tốc của chuyển động là:
\(a = \frac{F}{m} = \frac{{250}}{{0,5}} = 500\left( {m/{s^2}} \right)\)
Quả bóng bay đi với tốc độ là:
\(v = {v_0} + at = 0 + 500.0,020 = 10\left( {m/s} \right)\)
Chọn D
3.
Khối lượng của chiếc xe là:
\(m = \frac{F}{a} = \frac{{20}}{{0,4}} = 50\left( {kg} \right)\)
Dưới tác dụng của hợp lực 50 N, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là:
\(a = \frac{F}{m} = \frac{{50}}{{50}} = 1\left( {m/{s^2}} \right)\)
Vậy dưới tác dụng của hợp lực 50 N, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là \(1m/{s^2}\).
4.
Máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài vì máy bay càng nặng thì mức quán tính càng lớn, do vậy càng khó thay đổi vận tốc nên đường băng cần phải dài để máy bay đạt được vận tốc cất cánh.
BÀI 15. ĐỊNH LUẬT 2 NEWTON
I. Định luật 2 Newton
- 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.
\(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)
- Về mặt Toán học, định luật 2 Newton có thể viết là: \(\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)
- Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} ,\overrightarrow {{F_3}} \),... thì \(\overrightarrow F \) là hợp lực của các lực đó:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + ...\)
II. Khối lượng và quán tính
- Nếu có nhiều vật khác nhau lần lượt chịu tác dụng của cùng một lực không đổi, thì vật nào có khối lượng lớn hơn hơn sẽ có gia tốc nhỏ hơn
=> Vật có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc, tức càng có mức quán tính lớn hơn
=> Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật
III. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton
+ 1: tấm chắn sáng
+ 2: máng trượt đệm khí
+ 3: cổng quang điện 1
+ 4: cổng quang điện 2
+ 5: ròng rọc
+ 6: các quả nặng
+ 7: đồng hồ đo thời gian hiện số
+ 8: cân điện tử
+ 9: bơm khí
- Các bước tiến hành thí nghiệm
+ Bước 1: Cho lực kéo F có độ lớn tăng dần 1 N, 2 N và 3 N (bằng cách móc thêm các quả nặng vào đầu dây vắt qua ròng rọc).
+ Bước 2: Ghi lại độ lớn lực kéo F và tổng khối lượng của hệ (gồm xe trượt và các quả nặng), ứng với mỗi lần thí nghiệm.
+ Bước 3: Đo thời gian chuyển động t của xe, từ khi đồng hồ bắt đầu đếm từ lúc tấm chắn sáng đi qua cổng quang điện 1 và kết thúc đếm khi tấm chắn vượt quan cổng quang điện 2.
+ Bước 4: Gia tốc a được theo công thức \(d = {v_0}.t + \frac{1}{2}.a.{t^2}\) (đặt xe trượt có gắn tấm chắn sáng sao cho tấm chắn này sát với cổng quang điện 1 để v0 = 0; d = 0,5 m là khoảng cách giữa hai cổng quang điện trong thí nghiệm). Đo thời gian t ứng với mỗi lần thí nghiệm, ta tính được:
\(a = \frac{{2.d}}{{{t^2}}} = \frac{{2.0,5}}{{{t^2}}} = \frac{1}{{{t^2}}}\)
- Chú ý: Khi thực hiện phương án này, cần để đồng hồ bắt đầu đếm thời gian khi xe có vận tốc ban đầu bằng 0, cần đặt tấm chắn sáng sát cổng quang điện 1.
Sơ đồ tư duy về “Định luật 2 Newton”
Bình luận
Chia sẻ
- Bài 16. Định luật 3 Newton trang 67, 68 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 17. Trọng lực và lực căng trang 69, 70, 71 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 18. Lực ma sát trang 72, 73, 74, 75, 76 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 19. Lực cản và lực nâng trang 77, 78, 79 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học trang 80, 81, 82 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
>> Xem thêm
Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí 10 - Kết nối tri thức - Xem ngay
Các bài khác cùng chuyên mục
- Lí thuyết Bài 34. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 33. Biến dạng của vật rắn - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 32. Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 31. Động học của chuyển động tròn đều - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 29. Định luật bảo toàn động lượng - Vật lí 10
Danh sách bình luận