Title CHỦ ĐỀ 19. LỰC CẢN VÀ LỰC NÂNG - GV.Image.Marked.pdf ✅

Chủ đề 19: LỰC CẢN VÀ LỰC NÂNG • Yêu cầu cần đạt (Trích từ CTGDPT Vật lí 2018): – Mô tả được bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn được bằng hình vẽ: Lực cản khi một vật chuyển động trong nước (hoặc trong không khí); Lực nâng (đẩy lên trên) của nước. – Giải thích được lực nâng tác dụng lên một vật ở trong trong nước (hoặc trong không khí). • Cấu trúc nội dung: I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT ........................................................................... Lý thuyết chung của chủ đề + Phương pháp giải kèm ví dụ. II. BÀI TẬP PHÂN DẠNG THEO MỨC ĐỘ........................................................ (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT) 1. Câu trắc nhiệm nhiều phương án lựa chọn 2. Câu trắc nghiệm đúng sai 3. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn III. BÀI TẬP LUYỆN TẬP........................................................................... (Theo cấu trúc định dạng đề thi kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông từ năm 2025 – Quyết định số 764/QĐ - BGDĐT)
Chủ đề 19: LỰC CẢN VÀ LỰC NÂNG I . TÓM TẮT LÝ THUYẾT – PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Lực cản - Mọi vật chuyển động trong không khí, nước (gọi chung là chất lưu) luôn chịu tác dụng bởi lực cản. - Lực cản của chất lưu cản trở chuyển động của vật, có điểm đặt tại trọng tâm của vật, cùng phương và ngược chiều chuyển động của vật. - Lực cản này phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật. + Vật chuyển động càng nhanh thì độ lớn lực cản càng lớn. + Diện tích mặt cản càng lớn thì độ lớn của lực cản càng lớn. Lực cản nhỏ nhất khi vật có hình dạng thuôn (hình dạng khí động học) (như ô tô ở hình dưới). 2. Lực nâng - Khi vật chuyển động trong nước hay không khí thì ngoài lực cản (của nước, không khí), vật còn chịu tác dụng của lực nâng. - Lực đẩy Archimedes là trường hợp riêng của lực nâng vật đứng yên trong chất lưu, được tính bằng công thức . FA  gV Trong đó, FA : lực đẩy Archimedes (N),  : khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3 ), V : thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ. 3. Chuyển động của vật trong chất lưu Khi một vật được thả rơi trong chất lưu, chuyển động của vật được chia thành ba giai đoạn: Hướng chuyển động Lực cản của không khí
- Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một khoảng thời gian ngắn. - Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo. Lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần. - Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi. Khi đó, tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu. Chú ý: Sau khi chuyển động đều, nếu chịu thêm lực cản của chất lưu, vật sẽ chuyển động chậm dần. Tốc độ rơi giảm dần, lực cản giảm dần đến khi tổng lực tác dụng lên vật bằng không. Khi đó vật trở lại trạng thái chuyển động đều. PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: TÍNH LỰC ĐẨY ARCHIMEDES Áp dụng công thức tính lực đẩy Archimedes A F  gV  dV , với FA : lực đẩy Archimedes (N),  : khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3 ), d  g : trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3 ), V : thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ (m3 ). Ví dụ 1: Một vật có khối lượng 567 g làm bằng chất có khối lượng riêng 10,5 g/cm3 được nhúng hoàn toàn trong nước. Biết trọng lượng riêng của nước là 9970 kg/m3 . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 0,4 N. B. 0,5 N. C. 0,6 N. D. 0,7 N. Hướng dẫn giải: Thể tích của vật: 567 3 6 3 54 cm 54.10 m 10,5 v m V       Lực đẩy Archimedes: 6 FA dnV 9970.54.10 0,53838 N     DẠNG 2: TREO VẬT VÀO LỰC KẾ SAU ĐÓ NHÚNG CHÌM VẬT VÀO CHẤT LỎNG - Khi treo vật ngoài không khí, số chỉ lực kế bằng trọng lượng của vật. F1  P - Khi nhúng chìm vật vào chất lỏng, số chỉ lực kế là độ chênh lệch độ lớn của trọng lực và lực đẩy Archimedes. F2  P  FA Ví dụ 2: Một vật được móc vào một lực kế. Khi để ở ngoài không khí, lực kế chỉ 5N. Khi nhúng chìm hoàn toàn vật trong nước thì thấy lực kế chỉ 3,2 N. Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có độ lớn là A. 0,6 N. B. 1,8 N. C. 6,4 N. D. 8,2 N. Hướng dẫn giải: Khi vật treo ngoài không khí thì 1 F  P  5 N Khi nhúng chìm vật trong nước thì 2 F  P  FA  3,2 N 2 1 2  FA  P  F  F  F  5  3,2  1,8 N DẠNG 3: VẬT CÂN BẰNG TRONG CHẤT LỎNG - Vật cân bằng trong chất lỏng nên FA  P .
- Dựa trên biểu thức đó tính toán các đại lượng đề bài yêu cầu. Ví dụ 3: Một vật có thể tích V lơ lửng trên nước, một nửa thể tích của vật chìm trong nước. Hỏi trọng lượng riêng vật là bao nhiêu biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m3? A. 1000 N/m3 . B. 3000 N/m3 . C. 5000 N/m3 . D. 7000 N/m3 . Hướng dẫn giải: Vật lơ lửng nên FA  P 1 1 3 10000. . .10000 5000 N/m 2 2 n c v v v  d V  d V  V  d V  d   DẠNG 4: LỰC CẢN PHỤ THUỘC VÀO TỐC ĐỘ - Dựa trên biểu thức liên hệ giữa lực cản và tốc độ, tìm đại lượng mà đề bài yêu cầu. Ví dụ 4: Một con sứa đang bơi trong nước chịu tác dụng của lực cản F  0,6v (v là tốc độ tức thời tính theo đơn vị m/s). Giả sử con cá bơi theo phương ngang, để nó đạt được tốc độ 4 m/s thì độ lớn lực tối thiểu có giá trị là bao nhiêu? A. 1,2 N. B. 2,1 N. C. 2,4 N. D. 4,2 N. Hướng dẫn giải: Để đạt được tốc độ 4 m/s thì độ lớn lực tối thiểu có giá trị là F  0,6v  0,6.4  2,4 N