bài tập định tính vật lí lớp 10

đôi khi trong quá trình dạy học vật lí, ta mải mê với các công thức, con số, phương trình , định luật, khiến cho vật lí trở thành một môn học khô khan, khó nuốt mà quên mất rằng vật lí là môn học gắn liền với thực tiễn cuộc sống, các hiện tượng gần gũi mà bạn hay gặp trong đời sống hằng ngày có thể chứa đựng những kiến thức vật lí bổ ích mà bạn đã từng được học. tài liệu này sẽ giúp ích nhiều cho sinh viên và giáo viên giảng dạy vật lí.

Trang 1

1 Chuyển động cơ

Đây là bài học đầu tiên về chuyển động cơ học giúp học sinh hình thành cơ

sở đầu tiên về động học vì vậy cần làm rõ bản chất vật lý trong từng phần, cụ thể là các bài tập sau:

Bài 1:

Một số hành khách đang ngồi trong một khoang kín của tàu thủy đang dichuyển trên biển Họ không biết là họ có chuyển động cùng với tàu thủy trênbiển không hoặc không biết chuyển động như thế nào Cảm giác của họ cóđúng không? Tại sao?

Bài giải:

- Bài tập dạng giải thích hiện tượng:

Giải thích về cảm giác nhưng không phải dựa trên cơ sở tâm lý học mà

sử dụng kiến thức vật lý để xét xem đối tượng chuyển động như thế nào và điềukiện để xét một chuyển động nếu không đủ những điều kiện thì cảm giác củangười trên tàu là đúng

Phương pháp giải:

Đối với học sinh lớp 10 các em đã học những kiến thức cơ bản vềchuyển động và những khái niệm về động lực học, với bài tập này các em chỉcần suy nghĩ đơn giản là có thể giải được Đề giải bài tập cần thực hiện theocác bước sau:

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập

Theo đầu bài cả hành khách và tàu cùng chuyển động tức là có chuyểnđộng cơ, người và tàu được xem là chất điểm Rõ ràng tàu và người ngồi trongkhoang chuyển động với vận tốc khá lớn trong không gian Lý thuyết cần vậndụng là: Khi khảo sát một chuyển động của chất điểm ta chọn vật làm mốc gắnvào hệ quy chiếu và mốc thời gian

Bước 2 Phân tích hiện tượng

Hành khách và tàu cùng chuyển động với vận tốc khá lớn trong khônggian bao la của mặt biển khoảng cách đến bời và đảo cũng lớn nên không thểxem vật nào làm mốc Để dễ dàng hơn các em phải đặt ra những những câu hỏinhỏ từ đề bài: hành khách và tàu chuyển động như thế nào? Xung quanh có vật

gì gần đó có thể làm mốc không? Xác định một chuyển động thì ta phải làm gì?

Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Theo lý thuyết để khảo sát một chuyển động của chất điểm ta chọn vậtlàm mốc gắn vào hệ quy chiếu và mốc thời gian

Cả tàu và người cùng chuyển động mà cảm giác của phi công là khôngchuyển động vì không xác định vật làm mốc Cảm giác của hành khách là đúng

Bước 4 biện luận

Bài tập định tính phần “cơ học” vật lý lớp 10

Trang 2

Khi ta trên xe hay tàu chuyển động nếu không nhìn ra xung quanh tacũng có cảm giác không chuyển động Trường hợp trên nếu có nhiều vật thểxung quanh có thể là đứng yên hay chuyển động thì dễ dàng tìm được vật làmmốc và phi công thấy mình cùng tàu chuyển động.

Qua bài tập có thể mở rộng cho học sinh trường hợp tương tự như đi tàutrên biển, hành khách trên máy bay khi không nhìn xuống…Loại bài tập nàytương đối đơn giản giúp học sinh củng cố kiến thức vừa học và liên hệ với thựctế

Bài 2:

Từ tâm một cái đĩa đang quay người ta búng một viên bi lăn theo lòngmáng đặt trên một bán kính của đĩa Hỏi quỹ đạo của viên bi đối với đĩa và đốivới Trái Đất có hình gì?

Bài giải

- Bài tập dạng giải thích hiện tượng:

Chuyển động của viên bi trên đĩa đang quay không phải chỉ một quỹ đạođơn giản đối với bài này học sinh dễ bị nhầm vì cho rằng quỹ đạo là duy nhất

Từ những hiện tượng trong đời sống hàng ngày giúp học sinh phân tích rõ rànghơn

Phương pháp giải: Suy luận logic, thực hiên theo các bước sau:

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập

Viên bi sẽ được giữ cho chuyển động thẳng vào tâm của cái đĩa đangquay nên có các dạng quỹ đạo khác nhau so với đĩa và mặt đất Lý thuyết đãhọc quỹ đạo là những đường được vạch ra khi chất điểm chuyển động

Bước 2: Phân tích hiện tượng

Khảo sát chuyển động của bi so với đĩa và Trái Đất: đĩa quay tròn, viên

bi chuyển động thẳng vào tâm quả cầu

Bước 3: Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Kiến thức cần dùng là chất khi chuyển động sẽ vạch ra một đường trongkhông gian, đường đó là quỹ đạo của chất điểm Viên bi được xem là một chấtđiểm khi chuyển động sẽ vạch ra những quỹ đạo khác nhau đối với những đốitượng khác nhau Viên bi chuyển động trên máng là đường thẳng máng cốđịnh so với mặt đất nên quỹ đạo viên bi đối với trái đất là một đường thẳng.Nếu cố định viên bi thì quỹ đạo viên bi vạch lên đĩa là đường tròn Khi viên bitiến về tâm đĩa thì vạch nên đường xoắn ốc Vậy quỹ đạo viên bi đối với đĩa làđường xoắn ốc

Bước 4: Biện luận

Một chất điểm chuyển động đối với đối tượng khác nhau thì có thể cóquỹ đạo không giống nhau

Bài tập tương tự:

Trang 3

Giai đoạn đạn rời nòng súng và bay tới mục tiêu được xem là chất điểm.

2 Chuyển động thẳng đều

Đối với phần chuyển động của chất điểm các em dễ dàng nhận ra kiếnthức cơ bản vì bài này chủ yếu là những khái niệm cơ bản nên hiệu quả caonhất khi dùng bài tập suy luận đơn giản và câu hỏi thí nghiệm hoặc dùng đồ thị,

cụ thể là:

Bài 1:

Từ hai địa điểm AB cách nhau 35 km, có hai chiếc ôtô chuyển độngthẳng đều ngược chiều nhau lần lượt với vận tốc 20 km/h và 15 km/h Có mộtcon chim từ ôtô thứ nhất bay thẳng đều sang chạm vào ôtô thứ hai, rồi lại baythẳng đều sang chạm ôtô thứ nhất và cứ thế với vận tốc không đổi là 120 km/h.Biết thời gian chim chạm vào ôtô không đáng kể Hỏi khi hai hai xe gặp nhauthì chú chim bay được tổng quãng đường là bao nhiêu?

Bài giải

Bài tập dự đoán kết quả.

Học sinh có thể dùng kiến thức về chuyển động thẳng đều mà trả lờinhanh câu hỏi vừa nêu Đối với học sinh vừa đọc vào thấy rất phức tạp vì chim

có thể đổi hướng rất nhiều lần Kiến thức các em cần dùng là khái niệm vềchuyển động thẳng đều và mối liên hệ giữa quãng đường,vận tốc và thời gian

Để giải bài tập ta thực hiện theo các bước sau:

Trang 4

Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập

Các xe chuyển động thẳng đều tức là chuyển động thẳng trên một đườngthẳng trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảngthời gian bằng nhau bất kì

Bước 2: Phân tích hiện tượng

Hai xe chuyển động ngược chiều với hai ô tô cách nhau 100 m Mỗichuyển động là chuyển động thẳng đều Tốc độ của chim lớn hơn có thể đếnchạm vào xe nhiều lần và đại lượng cần tìm là quãng đường chim bay được

Bước 3: Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Trong chuyển động thẳng đều quãng đường tỉ lệ thuận với thời gian

s = v.t

Vì AB cách nhau 100 km nên để hai ôtô gặp nhau thì ôtô thứ nhất phải

đi được một đoạn 36 km và ôtô thứ hai chuyển động một đoạn 64 km, nghĩa là hai ôtô sẽ gặp nhau sau 1h Vậy sau 1h thì chim bay được 120km

Bước 4: biện luận

Chuyển động thẳng đều, khi tìm quãng đường ta cần có vận tốc và thời gian và thời gian cũng đã có nên việc tính toán rất đẽ dàng

Bài tập có thể đưa vào củng cố bài học hay đặt vấn đề Phát triển khả năng tư duy của học sinh

Bài 2:

Đồ thị biểu diễn sự biến thiên đường đi của ba

vật theo thời gian Các vật ấy chuyển động như thế

nào?

Bài giải

Bài tập giải thích dựa trên đồ thị

Từ hình vẽ đã cho có thể nêu lên tính chất của chuyển động và khai thác thông tin từ hình vẽ, cũng giải theo các bước:

Bước 1:Quan sát, thu thông tin từ hình

Đồ thị là những đường thẳng trong hệ trục (Oxt) các đường thẳng có độ dốc khác nhau

Bước 2: phân tích

Mỗi đường thẳng là biểu diễn chuyển động của một vật, độ dốc lần lượt

là II, I, III Góc xuất phát cũng khác nhau

Bước 3: Xây dựng lập luận và suy luận kết quả:

Cả ba đồ thị đều là những đường thẳng chứng tỏ các vật chuyển động đều Độ dốc của đồ thị hay góc hợp bởi đồ thị và trục thời gian cho phép so

Trang 5

sánh vận tốc của các vật chuyển động thẳng đều Vì vậy dựa vào hình ta thấyvật II chuyển động nhanh nhất vì có độ dốc lớn nhất, vật III chuyển động chậmnhất vì có độ dốc nhỏ nhất Giao điểm của đồ thị với trục Ox cho biết khoảngcách từ vật đến vị trí làm mốc trong hệ quy chiếu đã chọn tại thời điểm banđầu Còn giao điểm của đồ thị với trục thời gian Ot là thời điểm được chọn đểxác định chuyển động Giao điểm của các đồ thị với nhau cho biết thời điểmhai chuyển động gặp nhau tại một tọa độ xác định.

Đồ thị có thể nêu lên tích chất của chuyển động thẳng điều thông quacác đường: độ dốc, góc xuất phát…

Đối với bài học chủ yếu giúp các em khả năng tìm kiếm thông tin từ đồthị Hiện nay các bài viết khoa học đa số điều có đồ thị đi kèm theo vì một đồthị có thể tải rất nhiều thông tin khoa học

3 Chuyển động thẳng biến đổi

đều Bài tập định tính thí

nghiệm :

Ghép hai thước bẹt dài L(m) đủ lớn để có đủ thời gian khảo sát chuyểnđộng và tạo thành một cái máng chữ V Gác một đầu máng lên trên một quyểnsách để tạo thành một máng nghiêng Lựa chọn chiều dày quyển sách để chomột viên bi bắt đầu thả lăn từ đầu máng đi trọn chiều dài L(m) trong t(s)

Từ thí nghiệm chúng ta có thể đặt ra những câu hỏi định tính sau:

a/ Chuyển động của viên bi lăn trên máng nghiêng là chuyển động gì? Gia tốc bi chỉ phụ thuộc vào yếu tố nào?

Viên bi chuyển động trên máng nghiêng có thể quan sát thấy viên bichuyển động với vận tốc càng lớn Nếu tăng góc nghiêng thì sự biến đổi vậntốc càng lớn, tốc độ viên bi tăng nhanh hơn, nếu giảm góc nghiêng thì ngượclại

Chuyển động của bi lăn trên máng nghiêng, bỏ qua ma sát viên bi chịutác dụng của trọng lực, phản lực của máng nghiêng lên bi Dưới tác dụng củahợp lực không đổi thì gia tốc sinh ra là không đổi trong suốt thời gian chuyểnđộng lăn của bi trên máng nghiêng

Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Càng xuống thấp vận tốc bi càng tăng nên đây là một chuyển độngnhanh dần đều

Gia tốc không đổi và độ lớn của gia tốc trong trường hợp này chỉ phụthuộc vào độ dốc của máng nghiêng, nó càng tăng khi máng càng dốc Độ lớngia tốc chỉ phụ thuộc vào thành phần của trọng lực theo phương mặt phẳng

Trang 6

nghiêng, còn thành phần theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng đãtriệt tiêu với phản lực của máng Mà thành phần này tỉ lệ với độ dốc của máng

Trang 7

(góc α hợp bởi máng và mặt phẳng nằm ngang) Vậy gia tốc chỉ phụ thuộc vào góc α

Có thể khẳng định lập luận trên là đúng có thể dùng tính toán chứngminh hoặc thực nghiệm từ thí nghiệm điều này giáo viên và học sinh có thể tựlàm được

b/Quãng đường viên bi đi được trong những khoảng thời gian t/2 là bao nhiêu?

Nếu vội vã bạn sẽ dễ dàng đoán sai là quãng đường đó bằng nửa chiềudài của máng, tức L/2(m) Nhưng kết luận này chỉ đúng khi vật chuyển động thẳng đều (s tỉ lệ t), còn viên bi thì chuyển động nhanh dần đều là chưa đúng

Chuyển động của bi là chuyển động nhanh dần đều khác với chuyểnđộng thẳng đều nên quãng đường không tỉ lệ với thời gian còn có thêm thànhphần nữa là gia tốc Cần tính quãng S mà bi đi được trong nữa thời gian khi bi

đi hết quãng đường L

Quãng đường bi đi được là S = L với thời gian t bây giờ chỉ có t/2 chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu nên phải dùng công thức :

s =1 at2 2

Từ công thức tính quãng đường s =1 at2 ta thấy trong chuyển động nhanh

2

dần đều (S tỉ lệ t2) nên quãng đường đi được giảm đi so với chuyển động thẳngđều bằng 1 lần độ dài máng nghiêng

4

Bước 4: Biện luận:

+ Gia tốc a quyết định trạng thái của chuyển động Chuyển động với



gia tốc a bao hàm cả các chuyển động thẳng đều

+ Quy luật biến đổi của gia tốc xác định quy luật thay đổi của chuyểnđộng

Khi: a=0: chuyển động thẳng đều, a = const :chuyển động biến đổiđều,

a ≠ const :chuyển động biến đổi theo quy luật biến đổi của gia tốc a

b/Nếu thả hai viên bi cho lăn cùng lúc từ hai vị trí L và L/2 này thì chúng sẽ lăn xuống dưới mỗi lúc một rời xa nhau hơn hay mỗi lúc một lại gần nhau hơn?

Trang 8

Đặt hai viên bi ở hai vị trí khác nhau trên cùng một máng nghiêng.Nhiệm vụ đặt ra là dự đoán khoảng cách giữa chúng trong quá trình lăn.

Cả hai viên bi đều chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a và ta có

s =1 at2 thời gian như nhau s chỉ phụ thuộc vào a và a chỉ phụ thuộc vào α

2

Tính chất cơ bản của chuyển động trên mặt phẳng nghiêng là a chỉ phụthuộc vào độ dốc của mặt phẳng nghiêng.Với những vật được thả từ mặt phẳngnghiêng với độ dốc như nhau thì gia tốc của chúng sẽ bằng nhau Và cả haiviên bi đều được thả cùng lúc không vận tốc đầu nên chúng sẽ đi được nhữngquãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau Do đó,khoảng cách giữa các viên bi sẽ không thay đổi trong suốt quá trình chuyểnđộng

Bước 4:Biện luận:

Chuyển động vật trên mặt phẳng nghiêng không phụ thuộc vào khốilượng trên cùng một máng nghiêng có thể dùng hai viên khác nhau về khốilượng kết quả cũng tương tự

Bài 2:

Trong một chiếc ô tô đang chạy cứ sau 5 phút một lần , người ta ghi lại số chỉ của đồng hồ đo vận tốc Hỏi :

a)Số liệu đã ghi cho biết vận tốc gì ?

b) Căn cứ vào các số liệu trên có thể tính được vận tốc trung bình của

ô tô không ? Tại sao ?

Lời giải :

a)Số liệu đã ghi lại cho biết vận tốc tức thời tại thời điểm ghi số liệu

b)Không thể dùng số liệu trên để tính vận tốc trung bình được

Bài 3 :

Một học sinh đã tự đặt ra một bài toán như sau : Khi một toa xe điện đang có vận tốc 10m/s Người lái xe bắt đầu hãm phanh , toa xe chuyển động chậm dần đều cho đến khi dừng lại Kết quả thí nghiệm cho thấy toa xe đã đi được quãng đường 8m trong 2s Gia tốc của toa xe là bao nhiêu ?

Ba bạn học sinh đã sử dụng các công thức khác nhau và đưa ra 3 kết

quả không giống nhau :

0

Trang 9

4 Sự rơi tự do:

Sự rơi thự do là một hiện tượng mà ngoài thực tế mọi vật đều rơi nêncác em thường hay bị nhầm coi đó là sự rơi tự do Nên khi dạy giáo viên cầnnói rõ hơn về điều kiện rơi tự do Có thể đặt ra những bài tập có liên quan đếnthực tế để học sinh giải và tìm ra nguyên nhân

Bài 1:

Đặt một hòn đá và một chiếc lông chim thả cho chúng rơi không vận tốcđầu Hỏi trong không khí hai vật rơi như thế nào? Câu trả lời sẽ như thế nàonếu cho chúng rơi trong chân không?

Câu hỏi dự đoán hiện tượng rơi trong hai điều kiện khác nhau giúp họcsinh thấy được sự rơi ngoài thực tế đa số là chịu sức cản của không khí và cácyếu tố ảnh hưởng đến rơi tự do Đối với câu hỏi này có thể hướng dẫn học sinhgiải theo các bước sau:

Phân tích các thuật ngữ quá trình rơi tức là quá trình vật bị rơi về phíatâm Trái Đất dưới tác dụng của trọng lực Rơi trong không khí có tác động củamôi trường cụ thể là lực cản của không khí Rơi trong chân không thì không cóảnh hưởng bên ngoài chỉ có trọng lực

Hai vật cùng rơi lông chim và viên đá,viên gạch có khối lượng lớn hơnnên ngoài không khí viên gạch chịu ảnh hưởng của không khí ít hơn so vớilông chim Lực cản của không khí hướng lên tác dụng ngăn cản sự rơi Viêngạch chịu ảnh hưởng của lực này ít hơn so với lông chim làm lông chim rơichậm hơn Trong chân không cả hai vật rơi như nhau

Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác dụng củatrọng lực

Khi không có sức cản của không khí Các vật có hình dạng và khốilượng khác nhau đều rơi như nhau, Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều cógia tốc rơi tự do

Quá trình rơi ngoài không khí lực cản của không khí làm lông chim rơichậm hơn nên viên gạch Trong chân không các vật rơi nhanh như nhau nênchúng chuyển động như nhau

Rơi tự do chỉ phụ thuộc vào gia tốc trọng trường nên vật lớn, nhỏ haynặng, nhẹ đều như nhau Ngoài không khí vật càng nhẹ thì sẽ rơi chậm hơn sovới vật nặng vì đối với vật nặng lực cản không khi rất nhỏ so với khối lượngcủa chúng nên ta không nhận ra

Bài 2:

Trang 10

Một người đang cầm hai lò xo có độ cứng và chiều dài ban đầu nhưnhau Lần lượt móc hai quả nặng 0,5g, 20g vào lò xo thứ nhất và lò xo thứ hai.

So sánh chiều dài hai lò xo khi móc vật Nếu người đó vào thang máy và thảcho thang rơi tự do thì chiều dài của lò xo sẽ như thế nào?

Khi móc vật vào lò xo sẽ dãn ra tỉ lệ với khối lượng quả nặng khi rơi tự

do thì qui tắc này có thể không còn đúng nữa sử dụng tính chất rơi tự do đểgiải bài tập

Treo vào lò xo vật càng nặng thì độ dãn của nó càng tăng theo Khi vậtrơi tự do thì chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên và mội vật đều rơi như nhau,trường hợp này mội vật rơi vào trạng thái không trọng lượng

Độ dãn của lò xo tỉ lệ với lực tác dụng vào lò xo Móc vật nặng lò xodãn dài hơn so với vật nhẹ nên khi móc các vật vào thì lò xo thứ nhất ngắn hơn

lò xo thứ hai

Trường hợp rơi tư do xây dựng các đoạn luận sau:

Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác dụng củatrọng lực

Khi không có sức cản của không khí:

+ Các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.+ Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều có gia tốc rơi tự do

Người cùng với lò xo, quả nằng đều rơi tự do theo thang máy, chính vìvậy tất cả rơi vào trạng thái không trọng lượng các quả nặng không còn tácdụng lực vào lò xo nữa Vậy chiều dài của hai lo xo là như nhau

Bước 4: Biên luận

Lò xo dãn ra được hiểu là chống lại tác dụng của trọng lực của quả nặng,

ở trạng rơi tư do là trạng thái vật không trọng lượng nên các vật rơi như nhau

và không ảnh hưởng với nhau

Bài 3: [1]

Một ly nước đặt trong một thang máy Điều gì sẽ xảy ra nếu trong thờigian thang rơi tự do ta úp ngược cốc nước?

Bài tập dự đoán

Dùng kiến thức về rơi tự do học sinh dự đoán kết quả

Đọc kỹ đề ta thấy rơi tự do là một vật trong trạng thái chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Trang 11

Bình thường nếu úp ngược ly nước thì nước sẽ đổ xuống vì trọng lực.Khi nước và cốc đặt trong thang máy đang rơi tự do thì cốc nước cũng rơi tự docùng với thang máy

Bài tập này dùng tam đoạn luận như sao:

Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác dụngcủa trọng lực, trọng lượng khi vật đang rơi bằng không tức là ở trạng tháikhông trọng lượng Thang máy đang rơi tự do kéo theo cốc và nước trong cốccũng rơi tự do Vì vậy, nước không đổ ra ngoài, chúng chuyển động như nhau

và không có chuyển động tương đối với nhau

Khi rơi vật ở trạng thái không trọng lượng ví dụ: một vật đặt lên câncân chỉ trọng lượng của vật đó tức là bàn cân đã chống lại sự rơi nói cách khácphản lại trọng lực của trái tác dụng lên vật

Bài tập giải thích hiện tượng:

Học sinh tính vận tốc hạt mưa rơi trong điều kiện lý tưởng vì ngoài thực

tế hạt mưa chịu ảnh hưởng từ môi trường cụ thể hơn là lực cản của không khí

Ta tiến hành giải theo các bước sau:

Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

Một vật rơi tự do thì vận tốc được tính bởi công thức v = Nếu vậtđạt được vận tốc 121m/s thì có tính sát thương cao Hạt mưa rơi trong khôngkhí luôn chịu tác dụng của lực cản không khí, nó nhanh chóng đạt vận tốc giớihạn và rơi đều tới mặt đất với vận tốc đó (có độ lớn khoảng 7m/s với những hạtmưa có bán kính 1,5 mm) Vì vậy hạt mưa chỉ gây cảm giác gác da mà thôi

Bài 5:Tờ giấy khi vò lại rơi nhanh hơn lúc chưa vò Tại sao ?

Lời giải

Khi rơi tờ giấy chịu tác dụng của lực cản không khí Khi vò lại diện tích tiếpxúc nhỏ nên lực cản yếu đi và tờ giấy rơi nhanh hơn Trái với lực ma sát lựccản phụ thuộc vào diện tích vuông góc với vận tốc của vật chuyển động

5 Chuyển động tròn đều

Trang 12

Bài 1:

Một tàu thủy neo cố định tại một điểm trên đường xích đạo Đối với trụcquay của Trái Đất thì tàu thủy có chuyển động không? Chuyển động đó như thếnào? Nếu có thì chu kỳ của nó là bao nhiêu? [3]

Đối với học sinh lớp 10 đã nắm vững kiến thức về sự quay của trái đấtvận dụng kiến thức đó và kiến thức từ bài học các em có thể suy luận ra kế quả

Qua đề bài cần phân tích chuyển động của tàu thủy giống như một chấtđiểm trên đường tròn đang quay đều Chu kì của tàu là thời gian tàu đi hết mộtvòng tròn

Tàu neo cố định tức là không chuyển động so với trái đất mà Trái Đấtlại quay tròn, lúc này tàu sẽ chuyển động tròn đều Trái đất đều quay quanhtrục của nó với chu kỳ riêng, chu kỳ của nó bằng với chu kỳ của tàu

Chuyển động tròn đều có quỹ đạo là một đường tròn trong đó vật điđược những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhaubất kì Trái Đất quay tròn đều Vì vậy, tàu thủy cũng chuyển động tròn đều

Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian cần thiết để vật đi đượcmột vòng, chu kỳ Trái Đất là 24 h chu kỳ của tàu thủy bằng với chu kỳ TráiĐất Chu kỳ của tàu thủy là 24h

Không riêng vì tàu thủy tất cả nhũng vật cố định như nhà, cây cối…cũng chuyển đông tròn đều theo chu kỳ quay của Trái Đất, trừ điểm cực bắc vàcực nam của Trái Đất

Trục quay của máy tiện quay tròn với vận tốc góc lớn Bút bi dùng để vẽ

và vạch lên những đường trên trục quay Đồng hồ bấm giây dùng để đo thờigian Với các dụng cụ đó kết hợp với kiến thức đã học các em có thể xác địnhđược vận tốc của trục tức là xác định số vòng/giây

Trang 13

Giống như bài tập quỹ đạo của viên bi chuyển động trên máng thẳng từtâm của một cái đĩa đang quay ra ngoài thì quỹ đạo của bi đối với đĩa là đườngxoắc ốc Bài tập này nếu ta dùng bút vẽ dọc theo trục một đường thẳng thì vếtmực tạo trên trục có dạng xoắc có nhiều vòng giống như hình của lò xo Ta cóthể đếm được số vòng trên đó khi máy dừng lại Dùng đồng hồ xác định thờigian mà ta vạch tức là thời gian để trục tạo nên số vòng trên trục.

Vận tốc góc của chuyển động tròn là ω=n .( n là số vòng, t là thời

Lời giải

Vận tốc dài có phương tiếp tuyến với quỹ đạo Vậy, qua hiện tượng ta

có liên tương đến đại lượng vận tốc trong chuyển động tròn đều

Khi ngồi trên tàu, xe đạng chạy trong mưa ta thấy các giọt mưa rơi xiên

và đập vào mặt ta Hay ngồi trong ôtô có cửa kính thì ta thấy các giọt mưa rơixiên đập vào cửa kính theo những đường cong kể cả khi trời lặng gió Lẽ ra khilặng gió các giọt mưa phải rơi theo đường thẳng đứng, vậy tại sao lại có hiệntượng vô lí trên?

Trang 14

Bài tập giải thích hiện tượng:

Hiện tượng hạt mưa rơi nếu ngồi trúc mưa và trời không có gió thì hạtmưa rơi thẳng đứng, khi ngôi trên xe đang chuyển động thì thấy quỹ đạo lạikhác một hiện tượng khá thú vị trong đời sống mà các em thường hay gặp

Hiện tượng rất quen thuộc các em có thể quan sát dược hoặc đã gặp chỉcần liên tưởng đén quy tắc vật lý nào chia phối thôi Tiến hành hướng dẫn họcsinh theo các bước sau:

Người ngồi trên xe nên người và xe cùng một hệ quy chiếu, cả hai cungchuyển động các giọt mưa rơi xiên đập vào cửa kính theo những đường congtức là quỹ đạo chuyển động là đường cong Điều mà đề bài cho là nghịch lý làsao hạt mưa lạ có hai dạng quỹ đạo khác nhau như vậy

Thực ra chẳng có gì là vô lí cả, mà mà do ta đã so sánh chúng trong hai

hệ qui chiếu khác nhau nên mới có sự lẫn lộn đó Trong hệ qui chiếu gắn vớimặt đất thì các giọt mưa là rơi thẳng đứng khi trời lặng gió Còn trong hệ quichiếu của những người quan sát thấy hiện tượng giọt mưa rơi xiên là hệ quichiếu gắn liền với xe đang chuyển động với vận tốc v theo phương ngang Do



đó, hệ này sẽ chuyển động với vận tốc −v so với hệ gắn mặt đất

Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau.Vận tốc có tính tương đối

Vận tốc của giọt mưa là sự tổng hợp của vận tốc hai chuyển động : chuyển động thẳng đứng với vận tốc u tăng dần theo thời gian có gia tốc g vàmột chuyển động theo phương ngang với vận tốc −v nên vận tốc tổng hợp:

v th = u − v Vận tốc v th tại mỗi thời điểm có phương hợp với phương thẳngđứng một góc : tgα=v Chính vì vậy, người ngồi trong xe thấy mưa rơi xiên

u Bước 4: Biên luận

Khi các hệ quy chiếu khác nhau thì tính chất chuyển động không giốngnhau, cùng thời gian khi ta thuộc hệ quy chiếu này mà xét đến vật thì khi đứng

ở hệ quy chiếu khác thi không thể sử dụng tích chất chuyển cũ được

Trang 15

Ta thấy nếu so với người giọt mưa sẽ rơi thì giọt mưa sẽ rơi theophương xiên.

Bài 2:

Hai ôtô chuyển động cùng hướng trên một đường thẳng Khi ôtô thứnhất vượt qua ôtô thứ hai, người ngồi trên ôtô thứ nhất thấy ôtô thứ hai dườngnhư chạy giật lùi Hãy giải thích tại sao?

Bài tập giải thích

Giải thích hiện tượng khá quen thuộc như dự trên cơ sở lý thuyết sẽ lam

rõ bản chất của bài học hướng dẫn học sinh giải và lập luận như sau:

Do ôtô thứ nhất chuyển động nhanh hơn so với ôtô thứ hai nên khoảngcách từ ôtô thứ nhất đến ôtô thứ hai ngày càng tăng Người ngồi trên ôtô thứnhất đứng yên so so với ôtô thứ nhất và ô tô thứ nhất mỗi lúc càng xa ô tô thứhai Người quan sát và ô tô thứ hai thuộc hai hệ quy chiếu khác nhau tính tươngđối đã gây nên cảm giác đó

Chuyển động có tính tương đối Để biểu diễn tính tương đối của chuyểnđộng, cần xét chuyển động trong các quan hệ quán tính khác nhau chuyểnđộng đối với nhau, kết quả của nó là định lí cộng vận tốc và x , x và y , y

nên người trên ô tô thứ nhất thấy ôtô thứ hai ngày càng lùi ra xa so với người đó

Tính tương đối của chuyển động làm cho nó phong phú hơn khi ta chọncác hệ quy chiếu khác nhau Cũng tương tự giáo viên cũng có thể mở rộng “một phi công có thể bắt lấy viên đạn”…

tốc tối thiểu vmin của thuyền đối với nước để từ điểm A thuyền tới được điểm B

ở bờ bên kia, nằm phía dưới A theo dòng chảy một khoảng bằng S ?

Bài tập dự đoán

Những hiện tượng mà các em có thể ứng dụng khi ra khỏi lớp học và có

đủ kiến thức giải quyết những kinh nghiệm vượt sông

Trang 16

Ta phải hình dung chuyển động của thuyền được xét trong hệ qui chiếunào và nó chuyển động như thế nào? Vì thuyền cần phải tới bờ bên kia nên đểđơn giản ta xét hệ qui chiếu gắn với ờ sông là hệ qui chiếu quán tính đứng yên.Lúc này, chuyển động của thuyền đối với bờ là sự tổng hợp chuyển động củathuyền đối với nước và của nước đối với bờ (hay vận tốc dòng chảy) :

  

V = v + u với u,v có giá trị không đổi trong suốt quá trình chuyển động

Sử dụng các công thức cộng vận tốc.giải quyết từng yêu câu như sau:

Thuyền xuất phát từ A, thuyền muốn sang bờ

đổi nhưng để giá trị của v cực tiểu thì phải hướng vuông góc u

Các công thức tính và biến đổi toán học rất cần thuyết trong tìm ra mộtđiều kiện gì đó Vậy khi bơi thuyền sang sông để vận tốc của thuyền nhỏ nhất

so với nước thì bơi thẳng qua

Bài 4:

Ban ngày và ban đêm , khi nào chúng ta chuyển động quanh Mặt Trờinhanh hơn? Theo bạn có trường hợp như vậy không ? Hãy giải thích

Lời giải :Trong hệ Mặt Trời chúng ta thực hiện hai chuyển động đồng thời : quayquanh trục của Trái Đất và cùng với Trái Đất quay quanh Mặt Trời Vào nửađêm vận tốc quay cộng thêm vào vận tốc tịnh tiến của Trái Đất ( vì cùnghướng ) còn vào giữa trưa thì ngược lại hai vận tốc trừ lẫn nhau Vậy vào lúcnửa đêm chúng ta chuyển động trong hệ Mặt Trời nhanh hơn lúc trưa Điềunày quả thật đã xảy ra đối với chúng ta

Bài 5 : [2]

Trang 17

Quan sát một bánh xe đạp đang lăn trên đường ta thấy các nan hoa ởphía trên trục quay đang quay như hoà vào nhau, trong khi đó ta lại có thể phânbiệt từng nan hoa ở phần dưới của trục bánh xe Hãy giải thích?

Vận tốc có tính tương đối, chuyển động của nan hoa bánh xe cũng cótính tương đối Vì vận tốc so với đất của các điểm bên dưới trục quay nhỏhơn vận tốc những điểm bên trên trục quay

Bài tập tham khảo:

Bài 1

Hai chất điểm chuyển động với vận tốc lần lượt là

v1, v2 theo hai phương vuông góc

và cùng hướng về điểm giao nhau O Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai chất điểm?

Mội vật đều rơi nhau nhau nếu là rơi tự do, hạt mưa rơi trong khí quyển

có sức cản của không khí Lực cản của không khí đáng kể so với khối lượngcủa nó nếu hạt mưa là hạt nhỏ Vậy hạt mưa to rơi nhanh hơn

Bài 5:

Quan sát một bánh xe đạp đang lăn trên đường ta thấy các nan hoa ở phía trên trục quay đang quay như hoà vào nhau, trong khi đó ta lại có thể phân biệt từng nan hoa

ở phần dưới của trục bánh xe Hãy giải thích?

6 Trong những thí nghiệm chế tạo đạn của ngành kĩ thuật quân sự người ta thấy viên đạn hình nón luôn bay xa hơn viên đạn hình cầu trong những điều kiện như nhau Hãy giải thích tại sao?

7 Một khẩu súng tiểu liên đặt nòng súng theo phương ngang Khi súng bắn ra

một viên đạn, cái gì sẽ rơi xuống đất trước: đầu đạn hay vỏ đạn (catút)? Bỏ qua sức cản của không khí.

8 Một cậu bé từ trong toa xe lửa đang chuyển động, ném ra theo phương

ngang một mẩu phấn theo hướng ngược với hướng chuyển động của tàu với tốc độ

Trang 18

bằng tốc độ của tàu Viên phấn sẽ chuyển động thế nào đối với tàu và đối với người đứng dưới đất?

Ý nghĩa

Trong đời sống có rất nhiều dạng chuyển động, nó rất gần với học sinh

và dường như rất dễ dàng Tuy nhiên, nghiên cứu về những chuyển động cụ thểxác định theo những định luật vật lý thì rất khó khăn Để khảo sát một chuyểnđộng cần xét đến tọa độ, hướng của vecto Sử dụng hệ quy chiếu mốc thời gian

có ý nghĩa rất quan trọng Trong đời sống các hiện tượng tồn tại khách quan vàchịu sự chia phối của nhiều định luật Câu hỏi định tính giúp học sinh có cácnhìn tổng quát hơn khái quát hóa từ đó hình thành những lập luận, suy luậnlogic về các hiện tượng và dự đón chính xác các hiện tượng vật lý trong đờisống và trong kỹ thuật Từ đó, học sinh tìm ra những con đường mới hơn đểgiải quyết những yêu câu cần thiết khi các em tiếp xúc với hoàn cảnh cụ thể

Dựa vào kiến thức chương này đặc biệt tính tương đối của chuyển độnggiúp cho các em giải thích được những hiện tượng liên quan đến quỹ đạochuyển động, vận tốc chuyển động Dựa trên tính tương đối của chuyển độngcác em có hành động đúng hơn trong đời sống ví dụ: Hai học sinh mỗi em ngồitrên một xe đạp đang chạy ngược chiều nhau Với vận tốc mỗi xe khoảng 20km/h Thì không nên chạm tay nhau, hoặc chuyền một món đồ nào đó

Hiện nay, trên các phương tin truyền thông hay tạp chí khoa học Mộtbài viết khoa học luôn đi kèm với đồ thị Một đồ thị có thể diễn đạt tất cả nộidung của một hiện tượng Nên bài tập có biểu đồ, đồ thị cũng rất cần thiết giúpcho học sinh rèn luyện khả năng đọc và thể hiện biểu đồ

Bài tập định tính giúp các em hình thành những quan niệm đúng vềnhững hiện tượng chuyển động cơ trong đời sống, hình thành kỹ năng giảiquyết các bài tập có liên quan đến thực tế

6 Tổng hợp và phân tích lực Điều kiện cân bằng của một chất

điểm Bài 1

Một người chặt cây và hai người phụ kéo cho cây đổ, để cây đổ theo ýmuốn người ta phải dùng hai sợ dây cột tại một điểm trên cao rồi kéo về haiphía khác nhau không trùng với phương mà người đó mong muốn.Tại saokhông cột một sợi dây rồi kéo thẳng xuống nơi cây phải đổ mà phải cột hai dâynhư vậy và kéo hai sợ dây như thế nào để cho cây đổ chính xác?

Để giải thích phải dựa trên cơ sở tổng hợp lực để trách gây nguy hiểmkhi cho cây đổ khi chặt

Có thể dùng một sợ dậy kéo cây thẳng xuống thì chỉ có một lực Khikéo hai dây thì lực kéo xuống là tổng hợp của hai lực, dùng quy tắc hình bìnhhành để xác định điểm đổ của cây

Trang 19

Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằngmột lực có tác dụng giống hệt như toàn bộ các lực ấy

Trường hợp dùng một sợ dây lực nguyên vẹn nhưng gây nguy hiểm đốivới người kéo dây

Trường hợp kéo bằng hai sợ dây theo phương khác là để tạo ra một hợplực có tác dụng tương tự, không gây nguy hiểm đối với người kéo Để cây đổđúng thì áp dụng qui tắc hình bình hành Nếu hai lực đồng quy được biểu diễn

về độ lớn và về hướng bằng hai cạnh của một hình bình hành vẽ từ điểm đồngquy, thì hợp lực của chúng được biểu diễn về độ lớn và về hướng bằng đườngchéo của hình bình hành đó Vậy tổng hợp hai lực sao cho đường chéo hìnhbình hành tạo thành trùng với điểm cây phải đổ

Tổng hợp lực có rất nhiều ứng dụng tương tự như vậy là các trường hợpkéo thuyền

Bài 2:

Một người đứng giữa hai chiếc thuyền Mỗi chân đặt trên một thuyềndùng lực giữ hai thuyền lại Khi hai thuyền cạnh nhau (hai chân dang hẹn) thìngười đó thấy dàng hơn khi hai thuyền ở vị trí xa hơn (hai chân dang rộnghơn)? Giải thích hiện tượng trên?

Qua đề bài ta thấy có khái niệm lực Lực giữ hai thuyền lại làm haithuyền không chuyển động, Trọng lực của người đó bị tách thành hai lực theophương của hai chân làm thuyền trôi ra

Trọng lực chia thành hai lực thành phần theo hai chân của người đó Khihai thuyền ở gần (hai chân dang hẹn) khi đó hai lực thành phần theo hai chân sẽrất nhỏ hơn so với trọng lực hướng xuống, lực đẩy ra của hai thuyền do trọnglực của người là nhỏ

Trang 20

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụnggiống hệt như lực ấy Trọng lựctác dụng lên người được phân tích theo hai lực

có giá theo chân của người đó Trường hợp đầu hai chân hẹp nên lực thànhphần theo hai chân có tác dụng đẩy hai thuyên ra thì nhỏ Người trên thuyềnkhông cần dùng nhiều sức của mình để tạo ra một lực để giữ hai thuyền

Trường hợp hai, trọng lực của người đó tạo nên hai lực thành phần khálớn nên hai thuyền có xu hướng bị đẩy ra xa lớn hơn rất nhiều Người trênthuyền phải mất rất nhiều sức của mình để tạo ra một lực để giữ hai thuyền lại

Các lực thành phần được phân tích từ một lực có thể giá trị khác nhautùy theo giá của chúng, có thể thực chúng minh bằng thực nghiệm

Bài 3:

Một người đứng trên hai thuyền chịu tác dụng của Khi bửa củi, vớinhững khúc gỗ lớn ngừi ta thường đặt vào cái nêm cắm vào khúc củi sao đódùng búa đập mạnh vào nêm.Tại sao khi gõ mạnh búa vào một cái nêm hìnhtam giác đang cắm vào một khúc gỗ thì khúc gỗ bị bửa ra?

Xây dựng lập luận để giải bài toán như sao:

Phân tích lực thành hai lực thành phần lớn hơn lực phát động úng dụngvào thực tế

Dùng búa tác dụng vào nêm, tức là tạo một lực phát động, trên cơ sở đó

ta thu được hai lực thành phần có lợi

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụnggiống hệt như lực ấy

Giả sử AB = h: AB=BC=l ta có thể phân tích F do búa tác dụng vàonêm thành hai lực thành phần F1 và F2 vuông góc với hai má nêm Dựa vào

Trang 21

hình ta thấy rằng hai tam giác IF1 và ABC là hai tam giác đồng dạng vậy:

Trong thực tế có rất nhiều hiện tượng lực bị tách thành hai lực và có rất nhiều ứng dụng

7 Ba định luật

Niu-tơn Bài 1:

Khi ngồi trên xe lúc thì ta bị ngã về phía trước, lúc bị ngã về phía sau,khi ngã về bên phải, khi ngã về bên trái Tại sao lại như vậy, xe chuyển độngnhư thế nào ứng với từng trường hợp?

Khi ngồi trên xe có nhiều trường hợp xe đứng yên, bắt đầu chuyển động,

xe rẽ trái (phải), xe tăng, giảm tốc độ Mỗi hiện tượng trên đều bị chia phối bởiđịnh luật I Niutơn

Khi ngồi trên xe nếu xe và người đang đứng yên hai tăng tốc thì người

sẽ bị ngã về phía sau Khi xe ngừng lại hoặc giảm tốc độ thì người ngã về phíatrước khi xe rẽ trái thì người bị ngã về phía bên phải khi xe rẽ phải thì ngượclại

Bước 3: Xây dựng lập luận và suy luận kết quả

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

Người ngồi trên xe chịu ảnh hưởng của quán tính và có xu hướng bảo

toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.

Trong khi xe đang chuyển động, người ngồi trên xe cũng chuyển độngcùng với xe Nhưng khi xe thay đổi trạng thái chuyển động thì chỉ có thânngười tiếp xúc với xe là thay đổi chuyển động cùng với xe, phần trên của ngườithì chưa kịp thay đổi trạng thái chuyển động (do không tiếp xúc với xe) vẫn giữnguyên quán tính chuyển động ban đầu Vì vậy, khi xe đột ngột dừng lại (hoặctăng tốc) thì người sẽ có xu hướng chúi về phía trước (hay phía sau) ; khi xeđột ngột nghiêng sang trái (hay sang phải) thì người sẽ có xu hướng ngã về bênphải (hay bên trái)

Quán tính đã gây nên sự chậm trễ trong việc thay đổi trạng thái chuyểnđộng của vật

Bài 2:

Trang 22

Hai vật có khối lượng khác nhau đặt trên sàn không ma sát, nếu tác dụngvào hai vật những lực có cùng độ lớn để nó thu gia tốc Vật nào sẽ thay đổi vậntốc nhanh hơn?

Hai vật có khối lượng , xét m

1 > m2 , thu gia tốc tức là sẽ chuyển động hay thayđổi vận tốc Dùng định luật II niwton đề giải thích

Nếu tác dụng lực vào hai vật m1 và m2 hai vật sẽ chuyển động và mức độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào lục tác dụng

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

Vật nào có khối lượng lớn hơn thì càng khó thay đổi vận tốc của nó

Bài 4:

Dùng định luật III niw tơn làm thế nào đề đo được khối lượng của một vật thể?

Vận dụng định luật II niw tơn để đưa ra phương án tính khối lượng của các vật thể mà không cần dùng cân

Định luật III miw tơn là sự tương tác của hai vật Để giải được bài tập này phải dựa vào một vật khác có khối lượng đã biết

 

Theo định luật III niu tơn F AB = F BA

Về độ lớn F AB = F BA hay ma0 = ma

Trang 23

được Bước 4: Biên luận

Xây dựng lập luận như sau:

Sự khác nhau về khối lượng (hay mức quán tính) đã đưa đến sự khácnhau về mức độ thay đổi trạng thái chuyển động Con thỏ có khối lượng nhỏhơn chó săn nên dễ dàng thay đổi chuyển động hơn về hướng và độ lớn của vậntốc Do đó, khi thỏ đột thay đổi vận tốc thì chó săn không kịp thay đổi chuyểnđộng và bị lỡ đà Mức quán tính càng nhỏ thì mức độ thay đổi chuyển độngcàng nhanh và ngược lại

Bài 6: [1]

Giải thích vì sao trong khi tàu hoả đang chạy với vân tốc lớn, sau khi

ta nhảy lên rồi vẫn rơi lại chỗ cũ?

Lời giải

Có người nghĩ rằng tàu hoả đang chạy với vận tốc lớn, trong thời giansau khi người nhảy lên, tàu hoả đã chạy được một đoạn, do đó người phải rơixuống chỗ lùi lại một ít Tàu chạy càng nhanh, cự li cách chỗ cũ sau khi rơixuống càng xa Song thực tế, trong khi tàu hoả đang chạy với vận tốc lớn, saukhi nhảy lên vẫn rơi đúng vào chỗ cũ Nguyên nhân là do bất cứ vật nào cũng

có quán tính Trong tàu hoả đang chạy với vận tốc lớn, cho dù người đứng yênnhưng là đứng yên so với sàn toa, trên thực tế người ấy đang chuyển động vềphía trước cùng với tàu hoả với cùng vận tốc như tàu hoả Khi người ấy nhảylên, vẫn chuyển động về phía trước cùng tàu hoả với cùng một vận tốc Vì vậychỗ rơi xuống vẫn là chỗ cũ

Bài 7: [2]

Có một câu chuyện đùa như sau: Một con ngựa được học định luật IIINewton bèn từ chối không kéo xe nữa Nó nói: "Tôi có ráng sức kéo xe baonhiêu cũng là vô ích, bởi vì tôi kéo cái xe với lực bằng nào thì cái xe cũng kéolại tôi với lực bằng ấy Hai lực bằng nhau về độ lớn và ngược nhau về hướng sẽ

là lực cân bằng nên tôi và xe đều không nhúc nhích!" Bạn nghĩ gì khi nghechuyện này? Liệu những điều trong câu chuyện có thực không?

Lời giải

Trang 24

Lực ngựa kéo xe và lực xe kéo ngựa đặt vào hai vật khác nhau nênkhông thể cân bằng lẫn nhau Lực làm cả ngựa lẫn xe di chuyển là lực ma sátgiữa chân ngựa và mặt đất khi nó ráng sức đẩy mặt đất để tiến lên.

Các vật như bàn, ghế, tủ, đều là những vật có khối lượng vận dụngđịnh luật vạn vật hấp dẫn để giải thích mâu thuẫn của trường hợp trên

Nếu một vật có khối lượng đều hút nhau bởi một lực đó là lực hấp dẫn.Thực sự chúng có hút với nhau nhưng lực hút này rất nhỏ và những vật trên vũtrụ đều hấp dẫn với nhau Các vật như bàn, ghế, tủ, còn chịu nhiều ảnh hưởngcủa lực khác nhau như: phản lực, lực ma sát, lực hấp dẫn từ những vật khác…

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn Cácvật để trong phòng không chỉ chịu tác dụng của lực hấp dẫn giữa các vật màcòn chịu tác dụng của trọng lực, phản lực và lực ma sát với mặt nền… Các lựcnày triệt tiêu lẫn nhau nên các vật vẫn đứng yên, không bị hút lại gần nhau

Bài 2

Bán kính của hỏa tinh: r = R

1, 9

khối lượng của hỏa tinh là m =M , trong

9

đó M là khối lượng của Trái Đất, R là bán kính của Trái Đất tính gia tốc rơi tự

do trên bề mặt hỏa tinh Gia tốc rơi của trái đất là g Bỏ qua sự tự quay củahành tinh

Lời giải

Mọi vật có khối lượng thì có lực hấp dẫn và chính là nguyên nhân gây ra gia tốc rơi tự do Các hành tinh khác nhau thì gia tốc rơi tự do cũng khác nhau.Xét trên hỏa tinh ta có các dữ kiện r =

tinh

R

1, 9

, m =M

9 ,bỏ qua sự tự quay của hành

Trên bề mặt các hành tinh đề có tồn tại gia tốc rơi tự do, gia tốc này phụ thuộc vào khối lượng và khoảng cách của vật đến tâm của hành tinh ấy

Trang 25

Từ khối lượng và khảng cách tới hành tinh thì ta tìm được gia tốc rơi tự

Gia tốc rơi tự do trên hỏa tinh nho hơn trên Trái Đất, vì khối lượng của

nó nhỏ hơn khối lượng của Trái Đất

Bài 3:

Một quả nặng có trọng lượng mg, có thể làm số chỉ của lực kế nhỏ hơn hoặc lớn hơn trọng lượng quả cân treo vào nó không ?

Lời giải

Khi lực kế không chuyển động, số chỉ của lực kế đúng bằng trọng lượngquả cân mg Vận dụng định luật vận vật hấp dẫn và các tính chất chuyển độngnhanh dần đều và chậm dần đều để giải bài tập

Khi kéo lực kế lên, xuống, nhanh dần đều hay chậm dần đều với gia tốc



thì thành phần gia tốc này cũng góp phần làm thay đổi trọng lượng của vật

Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn trái đất và vật đó P = mg , qua cân

có khối lượng m chỉ của lực kế đúng bằng trọng lượng quả cân mg

Khi lực kế không chuyển động:

Khi kéo lực kế lên với gia tốc a, phương trình chuyển động của quả cân

là :

F − mg = ma

⇒ F = m(g + a) > mg

Vậy chỉ số của lực kết lớn hơn trọng lượng mg

Khi kéo lực kế xuống với gia tốc a, phương trình chuyển động của quả cân là :

−F + mg = ma

⇒ F = m(g − a) < mg

a

Trang 26

Vậy: chỉ số của lực kết nhỏ hơn trọng lượng mg.

Trọng lượng của một vật là lực do sức hút của Trái Đất gây ra, ép lêngiá đỡ hoặc làm căng dây treo Nó phụ thuộc vào trạng thái chuyển động củavật

Bài 4:

Lực hấp dẫn giữa hai vật có thay đổi không nếu ta đặt xen vào giữa hai vật một vật thứ ba ?

Lời giải

Lực hấp dẫn giữa hai vật chỉ phụ thuộc vào tích khối lượng của hai vật

và khoảng cách giữa hai vật mà không phụ thuộc vào sự tồn tại của vật thứ ba.Lực hút của Mặt Trời lên Mặt Trăng lớn hơn lực hút của Trái Đất lênMặt Trăng khoảng hai lần Nhưng tại sao Mặt Trăng lại là vệ tinh của Trái Đất

mà nó không phải là hành tinh quay quanh Mặt Trời?

9 Lực đàn hồi lò xo Định luật

Húc Bài 1:

Treo vật lần lượt vào hai lò xo ta thấy độ dãn của các lò xo khác nhau

Có thể kết luận gì về sự khác nhau giữa độ cứng của hai lò xo không ?

Treo một vật thể vào hai lò xo rút ra kết luận

Khi treo cùng một vật vào hai lò xo khác nhau cùng độ dài thì lúc treo vào thì độ dài lúc sau sẽ khác nhau

Vật có khối lượng không đổi, khi treo lần lượt vào hai lò xo thì lực đànhồi xuất hiện ở các lò xo là như nhau Do đó, độ cứng của các lò xo sẽ tỉ lệnghịch với độ dãn của các lò xo Vì thế, lò xo dãn ra nhiều hơn thì có độ cứngnhỏ hơn

Lực đàn hồi sinh ra là như nhau đối với những lực tác dụng bằng nhau

Bài 2:

Tại sao viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn lót gạch nhưng lại nằm yên khi rơi xuống cát ?

Lời giải

Giải thích về sự đàn hồi và không đàn hồi

Trang 27

Viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn lót gạch, sàn gạch cótính chất cứng tác dụng lực lớn lên viên bi thép khi va trạm làm biến dạng viên

bi Viên bi thép nằm yên khi rơi xuống lực tương tác giữa bi và mặt cát nhỏtrong quá trình va trạm

Lực đàn hồi xuất hiện ở bề mặt khi có lực tác dụng vào các vật làm nóbiến dạng

Va chạm giữa hòn bi với sàn nhà mang đặc tính biến dạng đàn hồi nênsinh ra lực đàn hồi và làm cho viên bi nảy lên Còn va chạm giữa viên bi và lớpcát là va chạm mềm mang đặc tính biến dạng không đàn hồi nên không có lựcđàn hồi xuất hiện và viên bi không thể nảy lên được

Sự nảy lên hay không nẩy lên của vật va chạm hay tổng quát trạng tháichuyển động thay đổi như thế nào là phụ thuộc tính chất bề mặt và cấu trúc vậtchất của vật va chạm Tính chất đó được biểu diễn bằng tính đàn hồi

Bài 3: [1]

Một trong số những ứng dụng của lò xo là làm lực kế tại sao mỗi lực kếđều có một giới hạn nhất định?

Xây dựng lập luận đề giải;

Lò xo là bộ phận chính của lực kế Mỗi lò xo đều có một giới hạn đànhồi nhất định, nếu treo vào lò xo một vật có khối lượng hay một lực lớn hơngiới hạn cho phép thì lò xo không tự trở về hình dạng ban đầu được vì vậy mỗimột lực kế có ghi một giá trị lớn nhất nếu vượt quá giá trị đó thì lò xo bị hỏng

Bài 4:

Dùng một sợi dây cao su nhỏ để treo một vật, dây cao su dãn nhưngkhông đứt Khi cầm dây giật mạnh đột ngột thì dây bị đứt Hãy giải thích tạisao ?

Lời giải

Dây chịu tác dụng của trọng lực của vật làm dây dãn mà không đứt là vìcòn nằm trong giới hạn đàn hồi của dây cao su Nhưng khi cầm dây giật mạnhđột ngột thì lực sinh tác dụng lên dây lớn hơn rất nhiều so với trọng lực của vật

và vượt qua giới hạn đàn hồi cho phép của dây cao su nên dây đứt Trong giớihạn đàn hồi, lực đàn hồi sinh ra giúp vật lấy lại hình dạng và kích thước banđầu Nhưng khi vượt qua giới hạn đàn hồi thì vật không thể lấy lại hình dạng vàkích thước ban đầu

Bài 5:

Hệ số đàn hồi của một sợi dây cao su có chiều dài l0 , khối lượng m là k.Dây tạo thành vòng và quay với vận tốc góc ω trong mặt phẳng nằm ngang

Trang 28

quanh một trục thẳng đứng qua tâm của vòng Xác định bán kính của vòng dây đang quay ?

Lời giải

Xét đoạn ∆l trên vòng dây, có chu vi là l = 2πR

Khối luongj của đoạn dây ∆l

Tại sao đi trên đường đất sét trơn trợt vào trời nắng ráo dễ dàng hơn khi

đi vào trời mưa? Nếu bạn đi trên xe ôtô bị sa lầy trên quãng đường trơn trợt thìbạn có thể nêu ý kiến gì giúp đưa xe ra khỏi chỗ lầy không ? Giải thích ?Lời giải

F

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	287,42 KB

bài tập định tính vật lí lớp 10

Chuyển động ném ngang Bài 1:

Công và Công suất Bài 1: