Title BÀI 15. ĐỊNH LUẬT 2 NEWTON HS.docx ✅

Trang9 Chương: ĐỘNG LỰC HỌC Bài: ĐỊNH LUẬT II NEWTON I.TÓM TẮT KIẾN THỨC 1.Định luật II Niu-tơn - Phát biểu: 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. - Biểu thức:  a = m F  hay  F = m  a ( Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì: →→→→→ 12... hlnFFFFF = ma→ ) -Đơn vị lực: 1 N = 1 kg. 1 m/s 2 2.Khối lượng và quán tính Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật II.PHÂN DẠNG BÀI TẬP 1.Dạng 1: Củng cố lí thuyết và vận dụng cơ bản 1.1. Phương pháp giải Bước 1: Viết biểu thức định luật II Newton  a = m F  hay  F = m  a Bước 2: Chuyển Biểu thức trên về dạng đại số để giải. 1.2. Bài tập minh họa Bài 1: Một khối lượng 200 g lúc đầu đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 2 m/s, người ta tác dụng một lực theo hướng chuyển động của vật có độ lớn 0,1 N. Tính: a. Gia tốc của vật. b. Vận tốc và quãng đường mà vật đi được sau 10 s. c. Quãng đường mà vật đi được và độ biến thiên vận tốc của vật từ đầu giây thứ 5 đến cuối giây thứ 10. Bài 2: Một lực tác dụng vào một vật trong khoảng thời gian 0,6 s làm vận tốc của nó thay đổi từ 8 cm/s đến 5 cm/s (lực cùng phương với chuyển động). Tiếp theo đó, tăng độ lớn của lực lên gấp đôi trong khoảng thời gian 2,2 s nhưng vẫn giữ nguyên hướng của lực. Hãy xác định vận tốc của vật tại thời điểm cuối. Bài 3: Một lực F truyền cho vật có khối lượng m 1 một gia tốc bằng 6 m/s 2 , truyền cho vật khác có khối lượng m 2 một gia tốc bằng 3 m/s 2 . Nếu đem ghép hai vật đó lại thành một vật thì lực đó truyền cho vật ghép một gia tốc bằng bao nhiêu? 1.3. Bài tập vận dụng Bài 1: Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 2,5 kg làm vận tốc của nó tăng dần từ 2 m/s đến 6 m/s trong 2 s. Lực tác dụng vào vật có độ lớn bằng bao nhiêu? Đs: 5N Bài 2: Lần lượt tác dụng lực có độ lớn 1F và 2F lên một vật khối lượng m, vật thu được gia tốc có độ lớn lần lượt là 1a và 2a. Biết 121,5F=F. Bỏ qua mọi ma sát. Tìm tỉ số 2 1 a a ? ĐS: 1,5 Bài 3: Một lực có độ lớn 3N tác dụng vào một vật có khối lượng 1,5kg lúc đầu đứng yên. Xác định quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2s. ĐS: 4 m. Bài 4: Một quả bóng có khối lượng 200g bay với vận tốc 72km/h đến đập vuông góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54km/h. Thời gian va chạm của bóng và tường là 0,05 s. Xác định độ lớn lực của tường tác dụng lên quả bóng. ĐS: F140 N. 2.Dạng 2: Chuyển động của vật trên phương ngang chịu tác dụng của nhiều lực 2.1. Phương pháp giải + Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật.
Trang9 + Viết biểu thức (véc tơ) của định luật II Niu-tơn cho vật. + Dùng phép chiếu để chuyển biểu thức véc tơ về biểu thức đại số. + Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các ẩn số. 2.2. Bài tập ví dụ Bài 1. Một vật có khối lượng 0,5 kg chuyển động nhanh dần đều với vận tốc ban đầu 2 m/s. Sau thời gian 4 giây nó đi được quãng đường 24 m. Biết rằng vật luôn chịu tác dụng của lực kéo F K và lực cản F C = 0,5 N. a. Tính độ lớn của lực kéo. b. Nếu sau thời gian 4 giây đó, lực kéo ngưng tác dụng thì sau bao lâu vật dừng lại? Bài 2. Một vật có khối lượng 2 kg đặt trên mặt bàn nằm ngang. Tác dụng lên vật một lực  F song song với mặt bàn. Cho g = 10m/s 2 . Tính gia tốc của vật trong mỗi trường hợp sau, biết rằng khi vật chuyển động luôn chịu tác dụng của lực ma sát ngược chiều chuyển động và có độ lớn bằng một nửa trọng lượng của vật. a. F = 7N. b. F = 14N. Bài 3. 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. 2.3. Bài tập vận dụng Bài 1. Một vật có khối lượng 3000 kg đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang. Tác dụng vào vật một lực kéo theo phương ngang có độ lớn 2000 N. Khi vật chuyển động luôn chịu một lực cản có độ lớn bằng 0,05 lần trọng lượng của nó. Cho g=10 m/s 2 . a. Tính gia tốc của vật ? b. Tính vận tốc và quãng đường vật đi được sau 12 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động? Đs: a. 1/6 m/s 2 b. 2 m/s.c. 12 m. Bài 2. Một ôtô có khối lượng 4 tấn đang chuyển động với vận tốc 18 km/h thì tăng tốc độ, sau khi đi được quãng đường 50 m, ôtô đạt vận tốc 54 km/h. Biết lực ma sát tác dụng vào ô tô bằng 5% trọng lượng ô tô. a.Tính lực kéo của động cơ ôtô trong thời gian tăng tốc. b.Thời gian từ lúc tăng tốc đến lúc đạt vận tốc 72 km/h và quãng đường ôtô đi được trong thời gian đó. Đs: a. 10000 N; b. 7,5 s, 93,75 m. Bài 3. Một vật có khối lượng m = 1500 g được đặt trên một bàn dài nằm ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là  = 0,2. Lấy g = 10 m/s 2 . Tác dụng lên vật một lực F = 4,5 N song song với mặt bàn. a. Tính gia tốc, vận tốc chuyển động của vật sau 2 giây kể từ khi tác dụng lực. b. Lực F chỉ tác dụng lên vật trong trong 2 giây. Tính quãng đường tổng cộng mà vật đi được cho đến khi dừng lại. Đs: a. 1 m/s 2 , 2m/s; b. 3 m. Bài 4: 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 của đầu tầu trong cả giai đoạn tăng tốc là 25.10 5 N. Tìm lực cản chuyển động. Đs: 20.10 5 N. Bài 5: Cho một ô tô khởi hành rời bến chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được đoạn đường 100m có vận tốc 36km/h. Biết khối lượng của xe là 1000kg và 2g10m/s . Cho lực cản bằng 10% trọng lượng xe. Tính lực phát động vào xe. Đs: 1500 N. 3.Dạng 3: Vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng
Trang9 3.1. Phương pháp giải Áp dụng phương pháp động lực học Bước 1: Chọn hệ quy chiếu Bước 2: Xác định các lực tác dụng vào vật Bước 3: Viết biểu thức định luật II Newton Bước 4: Chiếu biểu thức vừa viết lên các trục tọa độ đã chon Bước 5: Giải và biện luận các phương trình vừa tìm được. 3.2. Bài tập ví dụ Bài 1. Mặt phẳng AB nghiêng một góc 30 0 so với mặt phẳng ngang BC. Biết AB = 1 m, BC = 10,35 m, hệ số ma sát trên mặt phẵng nghiêng  1 = 0,1. Lấy g = 10 m/s 2 . Một vật khối lượng m = 1 kg trượt không có vận tốc ban đầu từ đỉnh A tới C thì dừng lại. a.Tính gia tốc của vật khi chuyển động trên mặt phẳng nghiêng b.Tính vận tốc của vật tại B và hệ số ma sát  2 trên mặt phẵng ngang. Bài 2. Một vật đang chuyển động trên đường ngang với vận tốc 20 m/s thì trượt lên một cái dốc dài 100 m, cao 10 m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt dốc là  = 0,05. Lấy g = 10 m/s 2 . a. Tìm gia tốc của vật khi lên dốc. Vật có lên được đỉnh dốc không, nếu có, tìm vận tốc của vật tại đỉnh dốc và thời gian lên dốc. b. Nếu trước khi trượt lên dốc, vận tốc của vật chỉ là 15 m/s thì chiều dài của đoạn lên dốc bằng bao nhiêu? Tính vận tốc của vật khi nó trở lại chân dốc. Bài 3. Một vật có khối lượng 30kg chuyển động lên một mặt dốc nghiêng một góc 30 0 so với mặt phẳng ngang. Lấy g = 10m/s 2 . 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/s 2 trên mặt dốc. 3.3. Bài tập vận dụng Bài 1. Một vật đặt ở chân mặt phẳng nghiêng một góc a = 30 0  so với phương nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,2. Vật được truyền một vận tốc ban đầu v 0  = 2 (m/s) theo phương song song với mặt phẳng nghiêng và hướng lên phía trên. Sau bao lâu vật lên tới vị trí cao nhất ? Đs: 0,3 s Bài 2. Cho một mặt phẳng nghiêng một góc α=30 0 . Đặt một vật có khối lượng 6kg rồi tác dụng một lực là 48N song song với mặt phẳng nghiêng làm cho vật chuyển động đi lên nhanh dần đều, biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,3. Xác định quãng đường vật đi được trong giây thứ 2. Đs: 0,6 m. Bài 3. 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 30 0 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. Đs: a. 2 m/s 2 , 10 m/s, 5 s; b. 3,33 s, 16,67 m. 4.Dạng 4: Một số câu hỏi và bài tập thực tế 4.1. Phương pháp giải Áp dụng các kiến thức, và kinh nghiệm thực tế để giải thích. 4.2. Bài tập ví dụ Bài 1. Con chó săn to khỏe và chạy nhanh ( v 1 = 90km / h) hơn con thỏ bé nhỏ và chạy chậm ( v 2 = 65km/h). Tuy thế, nhiều khi con thỏ bị chó săn rượt đuổi vẫn thoát nạn nhờ vận dụng “ chiến thuật “ luôn luôn đột ngột thay đổi hướng chạy làm chó săn lỡ đà. Hãy giải thích điều này? Trả lời: Con thỏ có khối lượng nhỏ hơn chó săn nên dễ dàng thay đổi vận tốc về hướng và độ lớn hơn. Do đó, khi thỏ đột thay đổi vận tốc thì chó săn không kịp thay đổi bị lỡ đà. Mức quán tính càng nhỏ thì mức độ thay đổi chuyển động càng nhanh và ngược lại. Bài 2. Tại sao ở các sân bay người ta thường thiết kế đường băng rất dài?
Trang9 Trả lời: Theo định luật II niw tơn ta có thể rút ra kết luận vật có khối lượng càng lớn thì quán tính càng lớn, máy bay có khối lượng lớn thì quán tính của nó cũng lớn. Đường băng dài để máy bay đặt vận tốc lớn cần thiết để cất cánh, hoặc để giảm vận tốc lúc hạ cánh. 4.3. Bài tập vận dụng Bài 1. Khi tham gia giao thông, xe máy khối lượng 100 kg có vận tốc 50 km/h, xe ô tô tải khối lượng 10000kg chạy cùng vận tốc. Để hai xe cùng chuyển động được một đoạn đường như nhau trước khi dùng lại thì lực hãm của ô tô phải bằng bao nhiêu lần lực hãm của xe máy? ĐS: 100 lần Bài 2. Một máy bay Boeing 747 có khối lượng 500 tấn, để có thể cất cánh vận tốc của máy bay phải đạt đến 250 km/h. Giả sử đường băng dài 4km, hỏi lực phát động của máy bay phải đạt tối thiểu là bao nhiêu? ĐS: 301580,2 N. III.CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1. Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của một vật là A. trọng lương. B. khối lượng. C. vận tốc. D. lực. Câu 2. Hãy chỉ ra kết luận sai. Lực là nguyên nhân làm cho A. hướng chuyển động của vật thay đổi. B. hình dạng của vật thay đổi. C. độ lớn vận tốc của vật thay đổi. D. vật chuyển động. Câu 3. Định luật II Niu-tơn cho biết A. lực là nguyên nhân làm xuất hiện gia tốc của vật. B. mối liên hệ giữa khối lượng và vận tốc của vật. C. mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và thời gian. D. lực là nguyên nhân gây ra chuyển động. Câu 4. Theo định luật II Niu-tơn thì A. khối lượng tỉ lệ nghịch với gia tốc của vật. B. khối lượng tỉ lệ thuận với lực tác dụng. C. gia tốc của vật là một hằng số đối với mỗi vật. D. độ lớn gia tốc của vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật. Câu 5. Phát biểu nào sau đây là sai? A. Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều khi lực tác dụng lên vật có độ lớn tăng dần. B. Lực tác dụng vào một vật càng lớn thì độ lớn gia tốc của vật càng lớn. C. Dưới tác dụng của cùng một lực, vật nào có khối lượng càng lớn thì độ lớn gia tốc của vật càng nhỏ. D. Vectơ gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực gây ra gia tốc đó. Câu 6. Chọn câu phát biểu đúng. A. Nếu thôi không tác dụng lực vào vật thì vật đang chuyển động sẽ dừng lại. B. Nếu chỉ có một lực tác dụng lên vật thì vận tốc của vật bị thay đổi. C. Vật nhất thiết phải chuyển động theo hướng của lực tác dụng. D. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không chuyển động được. Câu 7. Trong trường hợp nào dưới đây, vật chuyển động theo hướng của hợp lực tác dụng vào vật? A. Vật chuyển động tròn đều. B. Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều. C. Vật chuyển động thẳng chậm dần đều. D. Vật chuyển động thẳng đều. Câu 8. Các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau khi vật chuyển động A. thẳng. B. tròn đều. C. thẳng đều. D. biến đổi đều. Câu 9. Phát biểu nào sau đây sai? A. Tại một nơi nhất định trên Trái Đất, trọng lượng của một vật tỉ lệ thuận với khối lượng của nó. B. Trọng lực tác dụng lên một vật thay đổi theo vị trí của vật. C. Trọng lực là cách gọi khác của trọng lượng. D. Trọng lực tác dụng vào mọi phần của vật. Câu 10. Một chất điểm đang chuyển động thẳng đều thì chịu tác dụng của một lực không đổi. Kết luận nào sau đây đúng? A. Vận tốc của vật sẽ tăng. B. Vận tốc của vật sẽ giảm. C. Vận tốc của vật sẽ thay đổi. D. Vận tốc của vật không thay đổi. Câu 11. Một lực có độ lớn 1,0 N tác dụng vào một vật có khối lượng 2,0 kg lúc đầu đứng yên, trong khoảng thời gian 2,0 s. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đó là A. 2,0 m. B. 4,0m. C. 0,5 m. D. 1,0 m.