Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây
Mở đầu trang 55 Vật Lí 10:
Lời giải:
Chiếc xe chuyển động được từ khi đứng yên là do chịu lực kéo của chiếc xe cứu hộ.
Câu hỏi 1 trang 55 Vật Lí 10:
Lời giải:
Các lực mà em đã biết:
– Trọng lực
– Lực hấp dẫn
– Lực cản của nước, của không khí
– Lực ma sát
– Lực đàn hồi
Câu hỏi 2 trang 56 Vật Lí 10:
a) mặt bàn, b) mặt băng, c) mặt đệm không khí.
Lời giải:
Độ dài đoạn chuyển động của các vật trên các bề mặt tăng dần từ mặt bàn đến mặt băng và lớn nhất trên mặt đệm không khí.
Câu hỏi 3 trang 57 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Nhận định: Một vật nếu không chịu tác dụng của lực nào (vật tự do) thì vật đó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều mãi mãi.
– Giải thích: Các vật tự do trên thực tế có thể là các vật đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang hay các vệ tinh nhân tạo chuyển động đều quanh Trái Đất, … Sở dĩ các vật tự do đó tồn tại được là vì không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực nhưng tổng hợp lực bằng không.
Luyện tập trang 57 Vật Lí 10:
Lời giải:
Ví dụ: Một chiếc tủ lạnh đang đứng yên trên nền nhà, ta dùng tay đẩy tủ một lực vừa đủ nhưng chiếc tủ vẫn đứng yên mà không chuyển động.
Chứng tỏ lực không phải là nguyên nhân của chuyển động.
Vận dụng trang 57 Vật Lí 10:
Lời giải:
Nhìn vào hình vẽ thấy khoảng cách của quả bóng và người quan sát gần như không thay đổi nên có thể nhận định quả bóng đứng yên so với người quan sát đứng ở sân ga.
Do quả bóng ban đầu đứng yên nên nó có xu hướng giữ nguyên trạng thái đó, khi tàu chuyển động về phía trước thì bóng có xu hướng chuyển động về phía sau so với tàu, nên người quan sát thấy quả bóng gần như đứng yên so với mình.
Báo cáo kết quả thí nghiệm trang 59 Vật Lí 10:
– Dựa vào số liệu thu được, tính toán gia tốc trung bình của xe con cho 4 trường hợp lực kéo khác nhau tác dụng lên xe.
– Vẽ đồ thị 1 thể hiện sự phụ thuộc của gia tốc a (trục tung) vào lực tác dụng F (trục hoành) khi khối lượng của xe con được giữ không đổi.
Lời giải:
|
Số lượng gia trọng |
F (N) |
a (m/s2) |
||||||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
Trung bình |
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
Trung bình |
|
|
1 |
0,18 |
0,18 |
0,17 |
0,18 |
0,57 |
0,56 |
0,57 |
0,57 |
|
2 |
0,36 |
0,35 |
0,35 |
0,35 |
1,09 |
1,08 |
1,08 |
1,08 |
|
3 |
0,50 |
0,51 |
0,50 |
0,50 |
1,53 |
1,54 |
1,53 |
1,53 |
|
4 |
0,63 |
0,64 |
0,64 |
0,64 |
1,97 |
1,96 |
1,97 |
1,97 |
Vẽ đồ thị:
Câu hỏi 4 trang 59 Vật Lí 10:
Dựa vào đồ thị 1, trả lời các câu hỏi 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.
Lời giải:
a) Đồ thị 1 có dạng đường thẳng.
b) Khi khối lượng của vật không đổi, gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng.
Câu hỏi 5 trang 60 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Gia tốc của vật có 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.
Báo cáo kết quả thí nghiệm trang 61 Vật lí 10:
– Dựa vào số liệu thu được, tính gia tốc trung bình của hệ cho từng trường hợp.
– Vẽ đồ thị 2 thể hiện sự phụ thuộc của gia tốc a (trục tung) vào nghịch đảo khối lượng M (trục hoành) của hệ chuyển động (gồm xe con có tích hợp cảm biến gia tốc và cảm biến lực, quả nặng được treo vào móc và các gia trọng được đặt lên xe) khi lực tác dụng vào hệ có độ lớn không đổi.
Lời giải:
Tổng khối lượng của xe con m0 = 320,0 g.
Khối lượng của mỗi gia trọng m* = 20,0 g, lực kéo
|
Khối lượng của gia trọng được đặt lên xe m (kg) |
Khối lượng của hệ M = m0 + m* + m (kg) |
a (m/s2) |
|||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
Trung bình |
||
|
0,00 |
0,340 |
0,57 |
0,57 |
0,57 |
0,57 |
|
0,02 |
0,360 |
0,55 |
0,54 |
0,55 |
0,55 |
|
0,04 |
0,380 |
0,52 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
|
0,06 |
0,400 |
0,49 |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
|
0,08 |
0,420 |
0,47 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
Vẽ đồ thị 2
Câu hỏi 6 trang 61 Vật Lí 10:
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 lực tác dụng vào vật không đổi.
Lời giải:
a) Đồ thị 2 có dạng đường thẳng
b) Gia tốc của vật có mối liên hệ tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật khi lực tác dụng vào vật không đổi.
Câu hỏi 7 trang 62 Vật Lí 10:
Lời giải:
Trường hợp b có thể dễ dàng làm xe chuyển động từ trạng thái đứng yên. Vì xe máy có khối lượng nhỏ hơn khối lượng ô tô, khi tác dụng hai lực có độ lớn tương đương nhau thì gia tốc của xe máy lớn hơn gia tốc của ô tô, tức là độ thay đổi vận tốc của xe máy lớn hơn.
Câu hỏi 8 trang 62 Vật Lí 10:
Lời giải:
Công thức định luật II Newton:
a
→
=
F
→
m
Khi lực tác dụng vào vật không đổi, nếu vật có khối lượng càng lớn thì gia tốc càng nhỏ, tức là độ thay đổi vận tốc càng nhỏ, nghĩa là vật có quán tính càng lớn và ngược lại.
Ví dụ: trường hợp kéo một bao gạo và một bao trấu có khối lượng khác nhau (khối lượng bao gạo coi như lớn hơn khối lượng bao trấu) với hai lực có độ lớn tương đương, bao gạo sẽ khó di chuyển hơn so với bao trấu.
Luyện tập trang 62 Vật Lí 10:
Lời giải:
Khi xe dừng lại, tốc độ của xe bằng 0
Đổi: 90 km/h = 25 m/s
Gia tốc của xe khi hãm phanh:
a
=
v
2
−
v
0
2
2
s
=
0
2
−
25
2
2.70
=
−
4
,
46
m
/
s
2
Lực cản tối thiểu:
F
c
=
m
a
=
2500.
−
4
,
46
=
−
11150
N
Dấu “-“ cho biết đây là lực cản, ngược chiều chuyển động của xe, có tác dụng làm cho xe dừng lại.
Vận dụng trang 62 Vật Lí 10:
Lời giải:
Do viên bi có khối lượng như nhau, để viên bi đi được xa hơn tức là phải có lực tác dụng lớn hơn. Để có lực lớn hơn thì ta nên bóp ở cuối chai sẽ tạo ra lực đẩy mạnh hơn.
Lực bằng nhau – lực không bằng nhau
Câu hỏi 9 trang 63 Vật Lí 10:
Lời giải:
Hình 10.12: thùng hàng chuyển động trong trường hợp a và b là giống nhau, vì lực tác dụng có độ lớn bằng nhau, cùng hướng, vật có khối lượng giống nhau.
Hình 10.13: quyển sách chuyển động theo 2 hướng khác nhau (theo hướng của các lực).
Câu hỏi 10 trang 63 Vật Lí 10:
Lời giải:
Hình 10.4a) Lực nâng của tay vận động viên tác dụng vào tạ và lực hút của Trái Đất tác dụng vào tạ là cặp lực bằng nhau.
Hình 10.4b) Lực hút của Trái Đất tác dụng lên tên lửa và phản lực từ khí phía sau tác dụng lên tên lửa là cặp lực không bằng nhau.
Câu hỏi 11 trang 64 Vật Lí 10:
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?
Lời giải:
a) Khi ta đấm (tác dụng lực) vào bao cát thì tay ta có chịu lực tác dụng: đó là phản lực từ bao cát tác dụng ngược lại tay ta, làm cho ta có cảm giác đau.
b) Khi đưa hai cực cùng tên của hai nam châm thẳng lại gần nhau thì lực tác dụng lên từng nam châm là lực đẩy.
Luyện tập trang 65 Vật Lí 10:
Lời giải:
Do hai lực này tác dụng lên hai vật khác nhau nên xe vẫn chuyển động về phía trước được.
Vận dụng trang 65 Vật Lí 10:
Lời giải:
Ví dụ những hiện tượng trong đời sống liên quan đến định luật III Newton:
– Hiện tượng con người, động vật, xe cộ, … di chuyển đi lại được là do có lực ma sát giữa bàn chân (bánh xe) xuống mặt đất có chiều về phía sau, mặt đất tác dụng ngược lại một lực cùng phương, ngược chiều, lực đó giúp con người, động vật, xe cộ di chuyển được.
– Trong thể thao, vận động viên đánh tennis khi đập mặt vợt vào bóng thì làm bóng chuyển động, đồng thời bóng tác dụng ngược lại vào mặt vợt một lực làm mặt vợt bị biến dạng.
Bài 1 trang 65 Vật Lí 10: 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.
Lời giải:
Theo định luật I Newton, vật đang chuyển động sẽ có xu hướng bảo toàn trạng thái chuyển động cũ.
– Khi bị vấp ngã, phần cơ thể bên dưới bị giữ lại do chướng ngại vật, phần cơ thể phía trên vẫn có xu hướng bảo toàn trạng thái chuyển động nên sẽ bị đổ người về phía trước.
– Tương tự khi bị trượt chân, người vẫn có xu hướng giữ nguyên vận tốc cũ nên chân sẽ trượt về phía trước, do mất thăng bằng nên người sẽ đổ về phía sau.
Bài 2 trang 65 Vật Lí 10: Một máy bay chở khách có khối lượng tổng cộng là 300 tấn. Lực đẩy tối đa của động cơ là 444 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 của không khí.
Lời giải:
Đổi đơn vị: 300 tấn = 300000 kg, 444 kN = 444000 N, 285 km/h = 79,2 m/s
Gia tốc của máy bay:
a
=
F
m
=
444000
300000
=
1
,
48
m
/
s
2
Độ dài tối thiểu của đường băng:
s
=
v
2
−
v
0
2
2
a
=
79
,
2
2
−
0
2
2.1
,
48
=
2119
,
1
m
Bài 3 trang 65 Vật Lí 10:
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.
Lời giải:
– Trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên vật, có điểm đặt tại tâm vật, phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống. Phản lực là
P
‘
→
là lực hút của vật tác dụng lên trái đất, có điểm đặt tại tâm trái đất, phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên.
– Phản lực
N
→
là phản lực của mặt bàn tác dụng lên vật, có điểm đặt tại vật, phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên. Áp lực
Q
→
của vật tác dụng lên bàn chính là phản lực của
N
→
, có điểm đặt tại bàn, phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.