Trắc nghiệm vật lí 10 bài 3 chủ đề 2 cánh diều có đáp án — Không quảng cáo

Vật chuyển theo quán tính là vật chuyển động khi tất cả các lực tác dụng lên vật mất đi

Khi thôi tác dụng lực vào vật thì vật vẫn tiếp tục chuyển động thẳng vì vật có tính quán tính

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 0, thì vật nào đang đứng yên thì sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Từ định luật 1 Newton, ta thấy đáp án A, C, D đúng

=> B sai

Vận dụng lí thuyết đã học

Định luật 1 Newton còn được gọi là định luật quán tính

Tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động của vật, gọi là quán tính của vật.

Do xe ô tô phanh gấp, nửa trên của người ngồi trên xe không gắn với sàn xe sẽ bảo toàn vận tốc đang có, nên kết quả là bị đổ về phía trước

Tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động của vật, gọi là quán tính của vật.

Do chuyển động của vật được bảo toàn nên khi vật đang chuyển động với vận tốc là 5 m/s mà mất đi các lực thì vẫn sẽ tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 5 m/s.

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 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

A, C sai vì vi phạm định luật 1 Newton, lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động

B sai vì vật chuyển động tròn đều cần có lực hướng tâm

=> D đúng

Lí thuyết quán tính: quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.

+ Do phản xạ của người lái xe máy là không tức thời mà cần có một khoảng thời gian dù rất ngắn để nhận ra xe tải đã dừng và ấn chân vào phanh hoặc bóp phanh.

+ Do xe có quán tính, nên dù đã chịu lực hãm cũng không thể dừng lại ngay mà cần có thời gian để dừng hẳn.

=> Trong hai khoảng thời gian trên, xe máy kịp đi hết khoảng cách giữa hai xe và đâm vào xe tải.

Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.

Khi xe đang chạy nhanh mà phanh gấp, dây an toàn và cái tựa đầu giữ cho người ngồi không bị lao ra khỏi ghế về phía trước

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 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Không thể kiểm tra được định luật 1 Newton bằng thí nghiệm trong phong thí nghiệm do không loại bỏ được trọng lực và lực ma sát.

Ta có:

+ Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

+ Định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

=> Khi vật chịu tác dụng của một lực duy nhất thì nó sẽ bị biến dạng hoặc biến đổi vận tốc (do gia tốc đặc trưng cho sự biến đổi vận tốc của vật)

+ Vận dụng biểu thức định luật II Niutơn: \(F = ma\)

+ Vận dụng biểu thức: \({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}}\)

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của xe

Lực hãm xe có độ lớn \(F\)

+ Theo định luật II Niutơn, ta có gia tốc của các xe:

\({a_A} = \dfrac{{ - F}}{{{m_A}}};{a_B} = \dfrac{{ - F}}{{{m_B}}}\) (1)

(do các xe chuyển động chậm dần đều, lực hãm có chiều ngược chiều chuyển động)

+ Ta có: \({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}}\)

=> Quãng đường xe A và xe B đi được thêm là:

\({s_A} =  - \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_A}}};{s_B} =  - \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_B}}}\) (2)

Theo đầu bài, ta có:

\(\begin{array}{*{20}{l}}{{s_B} < {s_A} \leftrightarrow  - \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_B}}} <  - \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_A}}}}\\{ \leftrightarrow \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_B}}} > \dfrac{{v_0^2}}{{2{a_A}}} \to {a_A} > {a_B}}\end{array}\)

Kết hợp với (1), ta được:

\(\begin{array}{l} \to \dfrac{{ - F}}{{{m_A}}} > \dfrac{{ - F}}{{{m_B}}}\\ \leftrightarrow \dfrac{1}{{{m_A}}} < \dfrac{1}{{{m_B}}}\\ \to {m_B} < {m_A}\end{array}\)

+ Chọn chiều (+)

+ Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Vận dụng biểu thức độc lập với thời gian: \({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}}\)

Ta có:  \(v = 54km/h = 15m/s\)

+ Chọn chiều (+)  là chiều chuyển động, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.

Theo định luật II - Niutơn, ta có: \(\overrightarrow a  = \frac{{\overrightarrow F }}{m} \to a =  - \frac{F}{m} =  - \frac{{3000}}{{1000}} =  - 3m/{s^2}\)

+ Mặt khác, ta có:

\(\begin{array}{l}{v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}} \leftrightarrow 0 - {15^2} = 2.( - 3)s\\ \to {\rm{s}} = {\rm{37,5m}}\end{array}\)

+ Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Chọn gốc thời gian

+ Vận dụng phương trình vận tốc, thay t vào phương trình vận tốc

+ Theo định luật II Niutơn, ta có: \(a = \frac{F}{m} = 750m/{s^2}\)

+ Chọn gốc thời gian là lúc chân cầu thủ chạm vào bóng

+ Phương trình vận tốc của vật: \(v = {v_0} + at = 0 + 750.0,015 = 11,25\,m/s\)

+ Áp dụng biểu thức tính gia tốc: \(\overrightarrow a  = \dfrac{{\Delta \overrightarrow v }}{{\Delta t}}\)

+ Áp dụng định luật $III$ Niutơn: \({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

+ Áp dụng định luật $II$ Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Ta xét chuyển động của xe $A$ có vận tốc trước khi va chạm là \({v_A} = 2m/s\), sau va chạm xe A có vận tốc là \(v = 1m/s\)

Áp dụng biểu thức xác định gia tốc: \(a = \dfrac{{{v_2} - {v_1}}}{{\Delta t}} = \dfrac{{1 - 2}}{{0,4}} =  - 2,5m/s\)

+ Theo định luật $III$ Niu-tơn: \({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

+ Theo định luật $II$, ta có: $F = ma$

\(\begin{array}{l} \to {|F_{AB}|} = {|F_{BA}|} \leftrightarrow {m_A}{|a_A|} = {m_B}{a_B}\\ \to {a_B} = \dfrac{{{m_A}{|a_A|}}}{{{m_B}}} = \dfrac{{0,2.2,5}}{{0,1}} = 5m/{s^2}\end{array}\)

+ Áp dụng biểu thức tính gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

+ Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Ta có:

+ Ban đầu: \({a_1} = \frac{{\Delta {v_1}}}{{\Delta t}} = \frac{2}{5} = 0,4m/{s^2}\)

Mặt khác, ta có: \({F_1} = m{a_1} = 0,4m\)

+ Khi tăng \(F' = 2.{F_1} = {\rm{2}}{\rm{.0,4m}} = 0,8m\)

\( \to {{\rm{a}}_2} = \frac{{0,8m}}{m} = 0,8m/{s^2}\)

Lại có: \({a_2} = \frac{{\Delta {v_2}}}{{\Delta t}} = \frac{{\Delta {v_2}}}{8} = 0,8m/{s^2} \to \Delta {v_2} = 6,4m/s\)

+ Vận dụng biểu thức độc lập: \({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}}\)

+ Áp dụng biểu thức tính gia tốc: \(a = \dfrac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

+ Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Ta có:

\({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{as}} \to  - v_0^2 = 2{\rm{as}} = 3,6{\rm{a   }}(1)\)

Mặt khác: \(a = \dfrac{{v - {v_0}}}{{\Delta t}} \to  - {v_0} = at = 2a{\rm{          (2)}}\)

Từ (1) và (2) ta suy ra: \(a =  - 0,9{\rm{ }}m/{s^2}\)

+ Lực hãm phanh tác dụng lên ôtô: \(F = m.a{\rm{ }} =  - 450N\)

Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Theo định luật II Niutơn, ta có:

\(\begin{array}{l}{m_1} = \frac{F}{{{a_1}}};{m_2} = \frac{F}{{{a_2}}}\\ \to {a_3} = \frac{F}{{{m_3}}} = \frac{F}{{{m_1} + {m_2}}} = \frac{F}{{\frac{F}{{{a_1}}} + \frac{F}{{{a_2}}}}}\\ = \frac{{{a_1}{a_2}}}{{{a_1} + {a_2}}} = \frac{{2.3}}{{2 + 3}} = 1,2m/{s^2}\end{array}\)

Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Theo định luật II - Niutơn, ta có: \(F = ma\)

+ Khi \(m = {m_1} = 4kg\) thì \({a_1} = 3m/{s^2}\)

+ Khi \(m = {m_2}\) thì \({a_2} = 2m/{s^2}\)

Ta có, lực trong hai trường hợp là như nhau:

\(\begin{array}{l} \leftrightarrow {m_1}{a_1} = {m_2}{a_2} \leftrightarrow 4.3 = {m_2}.2\\ \to {m_2} = 6kg\end{array}\)

=> Khối lượng vật thêm vào là: \(6 - 4 = 2kg\)

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Vận dụng biểu thức quãng đường: \(s = {s_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

Gọi m và m’ lần lượt là khối lượng của xe và của kiện hàng.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe

+ Áp dụng định luật II Niutơn:

• cho xe: \({a_1} = \frac{F}{m}\) (1)
• cho xe và kiện hàng: \({a_2} = \frac{F}{{m + m'}}\) (2)

+ Quãng đường đi của xe trong hai trường hợp là: \(s = \frac{1}{2}{a_1}t_1^2 = \frac{1}{2}{a_2}t_2^2\) (3)

Từ (3), ta suy ra: \(\frac{{{a_1}}}{{{a_2}}} = \frac{{t_2^2}}{{t_1^2}} = \frac{{{{20}^2}}}{{{{10}^2}}} = 4\)

Từ (1) và (2), ta suy ra: \(\frac{{{a_1}}}{{{a_2}}} = \frac{{m + m'}}{m} \to m' = 3m = 3.50 = 150kg\)

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Vận dụng biểu thức xác định gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

+Áp dụng định luật II - Niutơn cho vật:

• Trên đoạn đường AB: \({a_1} = \frac{{{F_1}}}{m}\) (1)
• Trên đoạn đường BC: \({a_2} = \frac{{{F_2}}}{m}\) (2)

Lấy (2)/(1) ta được: \(\frac{{{a_2}}}{{{a_1}}} = \frac{{{F_2}}}{{{F_1}}}\) (3)

+ Mặt khác, ta có:

• \({a_1} = \frac{{{v_1} - {v_{01}}}}{t} = \frac{{10 - 0}}{t} = \frac{{10}}{t}\)
• \({a_2} = \frac{{{v_2} - {v_{02}}}}{t} = \frac{{15 - 10}}{t} = \frac{5}{t}\)

Thay vào (3), ta được: \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{\frac{5}{t}}}{{\frac{{10}}{t}}} = \frac{1}{2}\)

+ Vận dụng biểu thức xác định gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật, ta có:

+ Trong $6s$ đầu: \({a_1} = \dfrac{{{v_1} - {v_{01}}}}{{{t_1}}} = \dfrac{{5 - 8}}{6} =  - 0,5m/{s^2}\)

+ Trong $10s$ tiếp theo: \({a_2} = \frac{{{v_2} - {v_{02}}}}{{{t_2}}} = \dfrac{{{v_2} - 5}}{{10}}\) (1)

Ta có, với cùng một vật thì gia tốc a tỉ lệ thuận với lực tác dụng nên khi

\({F_2} = 2{F_1} \to {a_2} = 2{{\rm{a}}_1} = 2.( - 0,5) =  - 1m/{s^2}\)

Thay vào (1) ta được: \(\dfrac{{{v_2} - 5}}{{10}} =  - 1 \to {v_2} =  - 5m/s\)

+ Xác định các lực tác dụng lên vật

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Viết phương trình vận tốc của vật: \(v = {v_0} + at\)

+ Viết phương trình chuyển động: \(s = {s_0} + {v_o}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

+ Các lực tác dụng lên vật: trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \), lực hãm \(\overrightarrow {{F_h}} \)

+ Phương trình định luật II Niutơn cho vật: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow {{F_h}}  = m\overrightarrow a \) (1)

Chiếu (1) lên chiều dương, ta được: \( - {F_h} = ma\) (2)

+ Mặt khác, ta có phương trình vận tốc: \(v = {v_0} + at\)

khi xe dừng lại \(v = 0 \to {v_0} =  - at\) (3)

Khi đó, quãng đường đi được của xe: \(s = {v_o}t + \frac{1}{2}a{t^2} =  - a{t^2} + \frac{1}{2}a{t^2} =  - \frac{1}{2}a{t^2}\) (4)

Từ (4), ta suy ra: \(a = \frac{{ - 2{\rm{s}}}}{{{t^2}}} = \frac{{ - 2.9}}{{{3^2}}} =  - 2m/{s^2}\)

=> thay vào (2), ta có: Lực hãm \({F_h} =  - ma =  - 2000.( - 2) = 4000N\)

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Chọn hệ trục tọa độ, gốc thời gian, mốc thời gian

+ Viết phương trình chuyển động của mỗi xe: \(x = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\)

+ Vận dụng tính chất hàm số bậc hai

+ Độ lớn lực kéo của động cơ của:

• Xe 1 là: \({F_1} = {m_1}{a_1}\)
• Xe 2 là: \({F_2} = {m_2}{a_2}\)

+ Chọn trục tọa độ Ox trùng vời đường thẳng AB, gốc O trùng với A, mốc thời gian là lúc hai xe khởi hành

+ Phương trình chuyển động của hai xe:

• Xe 1: \({x_1} = 5t + \frac{1}{2}{a_1}{t^2}\)
• Xe 2: \({x_2} = 30 + \frac{1}{2}{a_2}{t^2}\)

Ta có, khoảng cách giữa hai xe:

\(\Delta x = {x_2} - {x_1} = 30 + \frac{1}{2}{a_2}{t^2} - \left( {5t + \frac{1}{2}{a_1}{t^2}} \right)\)

Theo đầu bài, ta có: \({a_2} = 2{{\rm{a}}_1}\)

\( \to \Delta x = 30 + {a_1}{t^2} - \left( {5t + \frac{1}{2}{a_1}{t^2}} \right) = \frac{1}{2}{a_1}{t^2} - 5t + 30\) (*)

Tam thức (*) có hệ số lớn hơn 0, ta suy ra: \(\Delta {x_{\min }} = \frac{{ - \Delta }}{{4{\rm{a}}}} = \frac{{ - (25 - 60{{\rm{a}}_1})}}{{2{{\rm{a}}_1}}}\)

Mặt khác, theo đầu bài:

\(\begin{array}{l}\Delta {x_{\min }} = 5m \leftrightarrow \frac{{ - (25 - 60{{\rm{a}}_1})}}{{2{{\rm{a}}_1}}} = 5\\ \to {a_1} = 0,5m/{s^2}\end{array}\)

=> Lực kéo của mỗi động cơ xe là:

\(\left\{ \begin{array}{l}{F_1} = {m_1}{a_1} = 1000.0,5 = 500N\\{F_2} = {m_2}{a_2} = 1000.2.0,5 = 1000N\end{array} \right.\)

+ Sử dụng biểu thức tính quãng đường: \(S = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2}\)

+ Vận dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Ta có: \(S = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2}\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 30 = 2.3 + 0,5.a{.3^2}\\ \Rightarrow a = \dfrac{{16}}{3}m/{s^2}\end{array}\)

Lực cản của không khí tác dụng vào vật có độ lớn bằng:

\(\begin{array}{l}P - {F_C} = ma\\ \Rightarrow {F_c} = p - ma \\= mg - ma = 50 - 5.\dfrac{{16}}{3} = 23,33N\end{array}\)

Định luật II Niutơn: 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.

\(\overrightarrow a  = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m}\)  hay \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Trong trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực thì \(\overrightarrow F \)  là hợp lực.

Theo định luật II Niuton ta có độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực

\( \Rightarrow \) Khi độ lớn hợp lực tác dụng lên vật tăng lên nhưng không đổi hướng thì gia tốc của vật sẽ tăng lên.

Vận dụng kiến thức đã học

Biểu thức định luật 2 Newton là: \(a = \frac{F}{m}\)

Từ biểu thức định luật 2 Newton => F = m.a; \(m = \frac{F}{a}\)

Biểu thức tính lực: F = m.a

Ta có: F = m.a

+ m có đơn vị là kg

+ a có đơn vị là m/s ²

=> F có đơn vị là kg.m/s ²

Vận dụng lí thuyết đã học trong sách giáo khoa

Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

Biểu thức định luật 2 Newton: \(a = \frac{F}{m}\)

Áp dụng định luật 2 Newton, ta có \(a = \frac{F}{m} = \frac{{50}}{5} = 10(m/{s^2})\)

Biểu thức định luật 2 Newton: \(a = \frac{F}{m}\)

Từ biểu thức định luật 2 Newton, ta có F = m.a = 30.3 = 90 (N)

Biểu thức tính trọng lực: P = m.g

Chọn chiều dưới từ dưới lên trên

Theo định luật 2 Newton ta có, \(\overrightarrow F  = \overrightarrow T  + \overrightarrow P \)

Chiếu lên chiều dương, có: F = T – P = T – m.g = 50 – 3.10 = 20 N

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

+ Biểu thức: \(a = \frac{F}{m}\)

Theo định luật 2 Newton, ta có gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực

=> Lực giảm thì gia tốc cũng giảm

+ Biểu thức định luật 2 Newton: \(a = \frac{F}{m}\)

+ Biểu thức tính quãng đường trong chuyển động biến đổi đều: \(s = {v_0}.t + \frac{1}{2}.a.{t^2}\)

+ Ban đầu vật đứng yên nên v ₀ = 0

+ Gia tốc của vật đó là: \(a = \frac{F}{m} = \frac{5}{2} = 2,5(m/{s^2})\)

+ Quãng đường vật đi được là: \(s = {v_0}.t + \frac{1}{2}.a.{t^2} = 0.1 + \frac{1}{2}.2,{5.1^2} = 1,25(m)\)

+ Biểu thức định luật 2 Newton: \(a = \frac{F}{m}\)

+ Biểu thức tính vận tốc trong chuyển động biến đổi đều: v = v ₀ + a.t

+ Gia tốc của quả bóng là: \(a = \frac{F}{m} = \frac{{300}}{{0,5}} = 600(m/{s^2})\)

+ Ban đầu, quả bóng đứng yên nên v ₀ = 0

=> Tốc độ của quả bóng là: v = v ₀ + a.t = 0 + 600.0,03 = 18 (m/s)

Định luật III - Niutơn: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối: \({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

Hai lực trực đối cân bằng là hai lực có cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều tác dụng vào hai vật khác nhau

Vận dụng định luật III - Niutơn: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối: \({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

Theo định luật III Niutơn: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối:

\({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

=> Lực của búa tác dụng vào đinh về độ lớn bằng lực của đinh tác dụng vào búa

+ Vận dụng định luật III Niutơn: \({\overrightarrow F _{AB}} =  - {\overrightarrow F _{BA}}\)

+ Áp dụng định luật II Niutơn: \(\overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

Gọi t - thời gian tương tác giữa hai xe

Độ lớn gia tốc của mỗi xe lần lượt là: \({a_1} = \frac{{{v_1}}}{t};{a_2} = \frac{{{v_2}}}{t}\)

Theo định luật III - Niutơn, ta có lực do xe 1 tác dụng vào xe 2 và lực do xe 2 tác dụng vào xe 1 bằng nhau về độ lớn

Áp dụng định luật II Niutơn, ta có:

\(\begin{array}{l}{m_1}{a_1} = {m_2}{a_2} \leftrightarrow {m_1}\frac{{{v_1}}}{t} = {m_2}\frac{{{v_2}}}{t}\\ \to {m_1}{v_1} = {m_2}{v_2}\\ \to {v_2} = \frac{{{m_1}{v_1}}}{{{m_2}}} = \frac{{2.4}}{3} = \frac{8}{3} \approx 2,67m/s\end{array}\)

- Định luật II Niu – tơn: 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.

\(\overrightarrow a  = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m}\) hay \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

- Định luật III Niu – tơn: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Biểu thức : \(\overrightarrow {{F_{BA}}}  =  - \overrightarrow {{F_{AB}}} \)

Gọi \(\overrightarrow {{F_{12}}\;} \) là lực mà thông qua lò xo, xe (1) tác dụng lên xe (2).

Theo định luật II Niuton: \({F_{12}} = {m_2}.{a_2} = {m_2}.\dfrac{{\Delta {v_2}}}{{\Delta t}} = {m_2}.\dfrac{{{v_2} - 0}}{{\Delta t}}\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\)

Gọi \(\overrightarrow {{F_{21}}\;} \) là lực mà thông qua lò xo, xe (2) tác dụng lên xe (1).

Theo định luật II Niuton: \({F_{21}} = {m_1}.{a_1} = {m_1}.\dfrac{{\Delta {v_1}}}{{\Delta t}} = {m_1}.\dfrac{{{v_1} - 0}}{{\Delta t}}\,\,\,\,\,\left( 2 \right)\)

Theo định luật III Niuton, về độ lớn: F ₁₂ = F ₂₁ (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra:

\({m_2}.\dfrac{{{v_2}}}{{\Delta t}}\, = {m_1}.\dfrac{{{v_1}}}{{\Delta t}} \Rightarrow {m_2} = \dfrac{{{v_1}}}{{{v_2}}}.{m_1} = \dfrac{{1,5}}{1}.400 = 600g\)

Vậy khối lượng xe lăn (2) là m ₂ = 600g.

+ Định luật II Niuton: 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: \(\overrightarrow a  = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m} \Rightarrow \overrightarrow F  = m\overrightarrow a \)

+ Định luật III Niuton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lên vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

\(\overrightarrow {{F_{BA}}}  =  - \overrightarrow {{F_{AB}}} \)

Trước va chạm:

Áp dụng định luật II Niuton cho từng viên bi:

Bi 1: \(\overrightarrow {{F_{21}}}  = {m_1}\overrightarrow {{a_1}}  = {m_1}.\dfrac{{\overrightarrow {{v_1}'}  - \overrightarrow {{v_1}} }}{{\Delta t}}\)

Bi 2: \(\overrightarrow {{F_{12}}}  = {m_2}\overrightarrow {{a_2}}  = {m_2}.\dfrac{{\overrightarrow {{v_2}'}  - \overrightarrow {{v_2}} }}{{\Delta t}}\)

Áp dụng định luật III Niuton ta có:

\(\overrightarrow {{F_{12}}}  =  - \overrightarrow {{F_{21}}}  \Leftrightarrow {m_2}.\left( {\overrightarrow {{v_2}'}  - \overrightarrow {{v_2}} } \right) =  - {m_1}.\left( {\overrightarrow {{v_1}'}  - \overrightarrow {{v_1}} } \right) \Leftrightarrow {m_2}.\left( {\overrightarrow {{v_2}'}  - \overrightarrow {{v_2}} } \right) = {m_1}\overrightarrow {{v_1}} \,\,\left( * \right)\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của viên bi 1.

Giả sử \(\overrightarrow {{v_2}'} \) cùng chiều dương.

Chiếu (*) lên chiều dương ta được: \({m_2}.\left( {{v_2}' + {v_2}} \right) = {m_1}{v_1}\)

Có: \(\left\{ \begin{array}{l}{m_1} = 0,5kg\\{m_2} = 0,2kg\\{v_1} = 3m/s\\{v_2} = 5m/s\end{array} \right. \Rightarrow 0,2.\left( {{v_2}' + 5} \right) = 0,5.3 \Rightarrow {v_2}' = 2,5m/s > 0\)

Vậy sau va chạm bi 2 chuyển động với v ₂ ’ = 2,5m/s cùng chiều dương.

+ Định luật II Niuton: \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

+ Định luật III Niuton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

\(\overrightarrow {{F_{BA}}}  =  - \overrightarrow {{F_{AB}}} \)

Theo định luật III Niuton ta có:

\({F_{AB}} = {F_{BA}} \Leftrightarrow {m_B}{a_B} = {m_A}{a_A}\)

Mà \({m_A} > {m_B} \Rightarrow {a_B} > {a_A}\)

Vận dụng lí thuyết đã học

Lời giải chi tiết:

Hai lực trực đối (lực và phản lực):

+ Tác dụng vào hai vật khác nhau

+ Cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn

Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Theo định luật 3 Newton, viên đá tác dụng vào tấm kính một lực thì tấm kính cũng tác dụng vào viên đá một lực. Hai lực này có độ lớn bằng nhau.

Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Theo định luật 3 Newton, khi tay người tác dụng vào xe hàng một lực thì xe hàng cũng tác dụng lại tay người một lực. Hai lực này bằng nhau, nhưng ngược chiều nhau.

Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Do tay của vận động viên đã tác dụng lên bao cát một lực nên bao cát cũng tác dụng trở lại tay một lực, hai lực có độ lớn bằng nhau, vì vậy khi vận động viên tác dụng lên bao cát càng mạnh thì tay của vận động sẽ càng đau.

Vận dụng lí thuyết trong sách giáo khoa

Đặc điểm của “lực” và “phản lực”

+ Cùng phương

+ Ngược chiều

+ Cùng độ lớn

+ Điểm đặt tại hai vật

Áp dụng các công thức:

+ Biểu thức định luật 3 Newton: \(\overrightarrow {{F_{12}}}  =  - \overrightarrow {{F_{21}}} \)

+ Biểu thức định luật 2 Newton: F = m.a

+ Biểu thức tính gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{v - {v_0}}}{{t - {t_0}}}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật 1

+ Vật 1: v ₀₁ = 5 m/s; v ₁ = - 2 m/s

+ Vật 2: v ₀₂ = 0 m/s; v ₂ = 1 m/s

Ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{12}} =  - {F_{21}} \Rightarrow {m_1}.{a_1} =  - {m_2}.{a_2}\\ \Rightarrow {m_1}.\frac{{\Delta {v_1}}}{{\Delta t}} =  - {m_2}.\frac{{\Delta {v_2}}}{{\Delta t}}\\ \Leftrightarrow {m_1}.({v_1} - {v_{01}}) =  - {m_2}.({v_2} - {v_{02}})\\ \Leftrightarrow {m_2} = \frac{{{m_1}.({v_1} - {v_{01}})}}{{{v_{02}} - {v_2}}}\\ \Leftrightarrow {m_2} = \frac{{2.( - 2 - 5)}}{{0 - 1}} \Leftrightarrow {m_2} = 14(kg)\end{array}\)

Áp dụng các công thức:

+ Biểu thức định luật 3 Newton: \(\overrightarrow {{F_{12}}}  =  - \overrightarrow {{F_{21}}} \)

+ Biểu thức định luật 2 Newton: F = m.a

+ Biểu thức tính gia tốc: \(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{v - {v_0}}}{{t - {t_0}}}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{12}} =  - {F_{21}}\\ \Rightarrow {F_{21}} =  - {m_1}.{a_1} =  - {m_1}.\frac{{\Delta {v_1}}}{{\Delta t}} =  - 0,1.\frac{{0,4 - 1}}{{0,2}} = 0,3(N)\end{array}\)