Title CHỦ ĐỀ 14 - ĐỊNH LUẬT I NEWTON - HS.docx ✅

BÀI 14: ĐỊNH LUẬT 1 NEWTON I. TÓM TẮT KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Thí nghiệm của Galilei Thả hòn bi lăn xuống từ máng nghiêng (1), khi lăn lên máng (2) hòn bi lăn đến một độ cao thấp hơn độ cao ban đầu Khi hạ thấp độ cao của máng nghiêng (2), hòn bi lăn trên máng 2 được một đoạn dài hơn - Ông cho rằng, hòn bi không lăn được đến độ cao ban đầu là vì có ma sát. - Ông tiên đoán rằng nếu không có ma sát và nếu máng nghiêng (2) nằm ngang thì hòn bi sẽ lăn mãi mãi với vận tốc không đổi. 2. Định luật 1 Newton Định luật 1 Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Ví dụ: Quả cầu đứng yên khi được treo vào một sợi dây. Quả cầu đứng yên khi được treo vào một sợi dây vì hợp lực tác dụng lên nó là trọng lực và lực căng dây cân bằng nhau. Ví dụ: Những nhà du hành vũ trụ bay với vận tốc thay đổi so với hệ quy chiếu Trái Đất nên họ phải chịu thêm một lực quán tính cân bằng với lực hấp dẫn. Do vậy, tổng các lực tác dụng lên họ bằng 0 trong hệ quy chiếu tàu vũ trụ. Khi đó, các vật thể chỉ cần tác động nhẹ sẽ di chuyển thẳng đều mãi mãi. Ví dụ: Tại sao người trượt ván có thể giữ nguyên vận tốc của mình. Người trượt ván chuyển động với vận không đổi vì hợp lực tác dụng lên người và ván trượt bằng không
3. Quán tính Quán tính của vật: là tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động của vật. - Do có quán tính mà mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn. - Định luật 1 Newton còn được gọi là định luật quán tính. Ví dụ: + Người ngồi trên xe đang chuyển động thẳng đều. Khi xe thắng gấp, người vẫn bảo toàn vận tốc nên người sẽ chúi về phía trước. + Khi bút bị nghẹt mực, chúng ta phải cầm bút vẩy. Bút và mực cùng chuyển động và khi bút đột ngột dừng lại, mực vẫn bảo toàn vận tốc nên mực văng ra khỏi bút. + Khi nỗ lực kéo xe, lúc đầu rất khó khăn vất vả, do quán tính, xe có xu thế đứng yên. Nhưng một khi bạn khiến nó hoạt động, lực cần để duy trì chuyển động sẽ nhỏ hơn rất nhiều từ đó quán tính giữ cho nó chuyển động.
BÀI TẬP VÍ DỤ DẠNG 1. XÁC ĐỊNH LỰC VÀ TRẠNG THÁI CHUYỂN ĐỘNG 1.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: Xác định xem vật đang ở trạng thái tĩnh hoặc chuyển động đều. Áp dụng định luật 1 Newton: một vật sẽ duy trì trạng thái tĩnh hoặc chuyển động đều trừ khi có lực tác dụng không cân bằng. 1.2 BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Một chiếc xe đang dừng trên mặt đường phẳng. Có lực nào tác dụng lên nó không? Hướng dẫn giải: Nếu xe đang đứng yên và không thay đổi trạng thái, lực tác dụng lên xe (như lực ma sát và lực kéo) đang cân bằng theo phương ngang, trọng lực và lực nâng của mặt đường cân băng nhau. Bài 2: Một quả bóng đang lăn trên mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc không đổi. Có lực nào tác dụng lên quả bóng không? Hướng dẫn giải: Quả bóng lăn với vận tốc không đổi trên mặt phẳng nhẵn xem như không có ma sat. Vì vậy chỉ trọng lực và phản lực của bàn (lực nâng của bàn) cân bằng nhau. Bài 3: Một người đang giữ một cuốn sách đứng yên trong tay. Cuốn sách có bị lực nào tác dụng không? Hướng dẫn giải: Cuốn sách đứng yên cho thấy lực trọng lực kéo xuống và lực nâng lên từ tay người giữ cuốn sách đang cân bằng. DẠNG 2. PHÂN TÍCH SỰ CÂN BẰNG LỰC VÀ QUÁN TÍNH 2.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI: Sử dụng định luật 1 để đảm bảo tất cả các lực tác dụng lên vật đều cân bằng, nghĩa là tổng lực bằng 0. 2.2 BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Một vật treo trên dây, lực căng của dây là 10 N. Vật có trọng lực là 10 N. Vật ở trạng thái cân bằng không? Hướng dẫn giải: Lực căng dây cân bằng với trọng lực, vì vậy vật đang ở trạng thái cân bằng. Bài 2: Một người đứng yên trên mặt đất. Trọng lực kéo xuống và lực nâng (phản lực) của mặt đất. Các lực có cân bằng không? Hướng dẫn giải: Trọng lực và lực nâng (phản lực) cân bằng, do đó người đứng yên và ở trạng thái cân bằng.
Bài 3: Một vật chịu tác dụng lực kéo 10 N trên mặt phẳng ngang nhẵn cho đến khi đạt vận tốc 5 m/s, thì ngừng lực tác dụng lực. Vận tốc của vật sẽ thay đổi như thế nào? Hướng dẫn giải: Vận tốc vật không đổi, vật chuyển động do quán tính với vận tốc 5m/s Bài 4: Mô tả và giải thích điều gì xảy ra đối với một hành khách ngồi trong ô tô ở các tình huống sau: a) Xe đột ngột tăng tốc. b) Xe phanh gấp. c) Xe rẽ nhanh sang trái. Hướng dẫn giải: a). Xe đột ngột tăng tốc Mô tả: Khi xe tăng tốc đột ngột, hành khách cảm thấy như mình bị đẩy về phía sau của xe. Giải thích: Khi xe tăng tốc, lực đẩy lên xe làm cho xe gia tốc. Theo Định luật 1 Newton, hành khách đang ở trạng thái nghỉ (hoặc chuyển động với tốc độ không thay đổi) sẽ tiếp tục giữ nguyên trạng thái này vì không có lực tác dụng trực tiếp lên cơ thể của họ để thay đổi vận tốc của họ theo hướng tăng tốc của xe. Do đó, hành khách cảm thấy như bị đẩy lùi lại về phía sau. Thực tế, cơ thể của họ vẫn đang ở trạng thái chuyển động cũ trong khi xe đã tăng tốc, gây ra hiện tượng cảm giác bị đẩy về phía sau. b. Xe phanh gấp Mô tả: Khi xe phanh gấp, hành khách cảm thấy như mình bị đẩy về phía trước. Giải thích: Khi xe phanh gấp, nó giảm tốc độ nhanh chóng. Theo Định luật 1 Newton, hành khách vẫn tiếp tục chuyển động với vận tốc cũ của xe trước khi phanh. Do đó, khi xe giảm tốc, cơ thể của hành khách vẫn có xu hướng tiếp tục chuyển động về phía trước với vận tốc cũ, gây ra cảm giác bị đẩy về phía trước. Đây là vì không có lực tác dụng trực tiếp lên cơ thể hành khách để làm giảm vận tốc của họ tương ứng với tốc độ giảm của xe. c. Xe rẽ nhanh sang trái Mô tả: Khi xe rẽ nhanh sang trái, hành khách cảm thấy như mình bị đẩy sang bên phải. Giải thích: Khi xe rẽ, xe thay đổi hướng chuyển động. Định luật 1 Newton cho biết cơ thể của hành khách muốn tiếp tục chuyển động theo đường thẳng (trạng thái chuyển động ban đầu được minh họa theo đường đứt nét) và không thay đổi hướng ngay lập tức. Khi xe rẽ sang trái, cơ thể của hành khách có xu hướng tiếp tục đi theo hướng cũ (theo đường thẳng). Do đó, hành khách cảm thấy như bị đẩy sang bên phải so với hướng rẽ của xe. Hiện tượng này xảy ra vì cơ thể của hành khách không thay đổi hướng theo sự thay đổi của xe ngay lập tức.