200N, ngược hướng chuyển động ban đầu của bóng 18.Một vật có khối lượng 3kg đang chuyển động thẳng đều với vận tốc vo=2m/s thì bắt đầu chịu tác dụng của một lực 12N cùng chiều véc tơ vo.[r]
(1)Chương II ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Bài : TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM I Lực Cân lực.Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng vật này lên vật khác mà kết là gây gia tốc cho vật làm cho vật biến dạng - Hai lực cân là hai lực cùng tác dụng lên vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều - Đơn vị lực là Niutơn (N) II Tổng hợp lực Định nghĩa.: Tổng hợp lực là thay các lực tác dụng đồng thời vào cùng vật lực có tác dụng giống hệt các lực Lực thay này gọi là hợp lực Qui tắc hình bình hành Nếu hai lực đồng qui làm thành hai cạnh hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng qui biểu diễn hợp lực chúng F F1 F2 III Điều kiện cân chất điểm.Muốn cho chất điểm đứng cân thì hợp lực các lực tác dụng lên nó phải không F F1 F2 0 IV Phân tích lực Định nghĩa.Phân tích lực là thay lực hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt lực đó Các lực thay gọi là các lực thành phần Phân tích lực thành hai lực thành phần trên hai phương cho trước BÀI TẬP Dạng 1: Tổng hợp các lực tác dụng lên vật Cách giải: - Nếu lực cùng phương, cùng chiều thì lực tổng hợp: F = F + F2 và có chiều cùng chiều với lực - Nếu lực cùng phương, ngược chiều thì lực tổng hợp: Nếu lực không cùng phương thì lực tổng hợp: F F1 - F2 F F F 2 và có chiều cùng chiều với lực có độ lớn lớn 2.F1.F2 cos và có chiều theo quy tắc hình bình hành Bài 1: Một vật có trọng lượng 60N treo vào vòng nhẫn O ( coi là chất điểm) Vòng nhẫn giữ yên dây OA và OB Biết OA nằm ngang hợp với OB góc 450 Tìm lực căng dây OA và OB Bài 2: Cho F1 = F2 = 30 N, α=60 Hợp lực ⃗F , F⃗ là bao nhiêu ? vẽ hợp lực 1.Chỉ kết luận sai các kết luận sau: A Lực là nguyên nhân làm cho vật chuyển động bị biến dạng C Lực là tác dụng lên vật gây gia tốc cho vật B Lực là đại lượng vectơ D Có thể tổng hợp các lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành Chọn câu đúng? A Khi thấy vận tốc vật thay đổi thì chắn là có lực tác dụng lên vật B Nếu không chịu lực nào tác dụng thì vật phải đứng yên C Khi không còn lực nào tác dụng lên vật nữa, thì vật chuyển động thì dừng lại D Vật chuyển động là nhờ có lực tác dụng lên nó Khi vật chịu tác dụng lực thì nó sẽ: a) biến dạng mà không biến đổi vận tốc b) chuyển động thẳng mãi c) biến đổi vận tốc mà không bị biến dạng d) bị biến dạng biến đổi vận tốc Các lực tác dụng lên vật gọi là cân A hợp lực tất các lực tác dụng lên vật không duïng leân vaät laø haèng soá C vật chuyển động với gia tốc không đổi B hợp lực tất các lực tác D vật đứng yên 5.Chọn câu sai Hợp lực hai lực thành phần F1 , F2 có độ lớn là: 2 A.F = F1 + F2 B. F1 F2 F F1+ F2 Hai lực cân không thể có : A cùng hướng C F = F1 + F2 D F = B cùng phương C cùng giá √ F 21 + F22 D cùng độ lớn Cho hai lực đồng quy có độ lớn 9N và 12N Biết góc hai lực là 90 Hợp lực có độ lớn là (2) A 1N B 2N C 15 N D 25N Cho hai lực đồng quy có cùng độ lớn 10N Góc hai lực bao nhiêu để hợp lực có độ lớn 10N? A 900 B 1200 C 600 D 00 9:Cho2 lực đồng quy có độ lớn 150Nvà200N.Trong cácgiá trị nào sau đây la độ lớn hợp lực A.40 N B.250N C.400N D.500N 10: Một chất điểm đứng yên tác dụng ba lực F1= 4N, F2= 5N và F3= 6N.Trong đó F1, F2 cân với F3 Hợp lực hai lực F1, F2 bao nhiêu ? A 9N B 1N C 6N D không biết vì chưa biết góc hai lực còn lại 11 Một chất điểm đứng yên tác dụng 2lực F1 = 6N, F2 = 8N Để hợp lực chúng là 10N thì góc 2lực đó baèng: A 90 o B 30 o C 45 o D 60 o 12: Một chất điểm chịu tác dụng lực F1 =3N, F2 = 4N Biết ⃗F ⃗ vuông góc với F2 , đó hợp lực hai lực này laø: A 1N B 7N C 5N D 25N 13: cho hai lực đồng quy có độ lớn F1= F2 = 20N Tìm độ lớn hợp lực hai lực chúng hợp với góc α =0 A 20N B 30N C.40N D 10N 14: cho hai lực đồng quy có độ lớn F1= F2 = 20N Tìm độ lớn hợp lực hai lực chúng hợp với góc α =180 A 20N B 30N C.0N D 10N Bài10 : BA ĐỊNH LUẬT NIUTƠN I Định luật I Newton Định luật I Newton Nếu vật không chịu tác dụng lực nào chịu tác dụng các lực có hợp lực không Thì vật đứng yên tiếp tục đứng yên, chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng Quán tính.Là tính chất vật có xu hướng bảo toàn vận tốc nó hướng và độ lớn Ví dụ: - Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều, xe rẽ sang trái, tất các hành khách nghiêng sang phải theo hướng chuyển động cũ - Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều, xe đột ngột hãm phanh, tất các hành khách trên xe bị chúi phía trước II Định luật II Newton Định luật Gia tốc vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn lực và tỉ lệ F a m hay F m a nghịch với khối lượng vật Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng F1 , F2 , , Fn thì F là hợp lực các lực đó : F F1 F2 Fn Khối lượng và mức quán tính a) Định nghĩa Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật b) Tính chất khối lượng + Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương và không đổi vật + Khối lượng có tính chất cộng Trọng lực Trọng lượng a) Trọng lực - Trọng lực là lực Trái Đất tác dụng vào vật, gây cho chúng gia tốc rơi tự Trọng lực kí hiệu là P - Ở gần trái đất trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống Điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật gọi là trọng tâm vật b) Trọng lượng Độ lớn trọng lực tác dụng lên vật gọi là trọng lượng vật, kí hiệu là P Trọng lượng vật đo lực kế c) Công thức trọng lực P m g III Định luật III Newton (3) Sự tương tác các vật Khi vật tác dụng lên vật khác lực thì vật đó bị vật tác dụng ngược trở lại lực Ta nói vật có tương tác Định luật Trong trường hợp, vật A tác dụng lên vật B lực, thì vật B tác dụng lại vật A lực Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn ngược chiều FBA FAB Lực và phản lực.Một hai lực tương tác hai vật gọi là lực tác dụng còn lực gọi là phản lực Đặc điểm lực và phản lực : + Lực và phản lực luôn luôn xuất (hoặc đi) đồng thời + Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn ngược chiều Hai lực có đặc điểm gọi là hai lực trực đối + Lực và phản lực không cân vì chúng đặt vào hai vật khác BÀI TẬP Dạng 2: Áp dụng định luật Niu-tơn Cách giải: - ⃗ F a F m.a m Định luật II Niu-tơn: - Định luật III Niu-Tơn: FAB FBA Bài 1: Một ôtô có khối lượng chuyển động với v = 54km/h thì hãm phanh, chuyển động chậm dần Biết lực hãm 3000N.a/ Xác định quãng đường xe dừng lại b/ Xác định thời gian chuyển động dừng lại Bài 2: Một bóng m = 0,4kg nằm yên trên mặt đất Một cầu thủ dá bóng với lực 300N Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,015s Tính tốc độ bóng lúc bay Bài 3: Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đứng yên, vA = 20m/s sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v = 10m/s, thời gian xảy va chạm là 0,4s Tính gia tốc viên bi, biết m A = 200g, mB = 100g Bài 4: Một vật đứng yên, truyền lực F thì sau 5s vật này tăng v = 2m/s Nếu giữ nguyên hướng lực mà tăng gấp lần độ lớn lực F vào vật thì sau 8s, vận tốc vật là bao nhiêu? Bài 5: Lực F1 tác dụng lên viên bi khoảng t = 0,5s làm thay đổi vận tốc viên bi từ đến cm/s Tiếp theo tác dụng lực F2 = 2.F1 lên viên bi khoảng t =1,5s thì vận tốc thời điểm cuối viên bi là? ( biết lực tác dụng cùng phương chuyển động) Bài 6: Một ôtô có khối lưọng 500kg chuyển động thẳng thì hãm phanh chuyển động chậm dần 2s cuối cùng 1,8 m Hỏi lực hãm phanh tác dung lên ôtô có độ lớn là bao nhiêu? Bài 7: Lực F truyền cho vật khối lượng m1 thì vật có gia tốc a1 = 2m/s2, truyền cho vật khối lượng m2 thì vật có a2 = 3m/s2 Hỏi lực F truyền cho vật có khối lượng m3 = m1 + m2 thì vật có gia tốc là bao nhiêu? Định luật I Niutơn xác nhận rằng: A Với lực tác dụng có phản lực trực đối B Vật giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động thẳng nó không chịu tác dụng vật nào khácHoặc chịu tác dụng các lực câ C Khi hợp lực tác dụng lên vât không thì vật không thể chuyển động D Do quán tính nên vật chuyển động có xu hướng dừng lại Một viên bi chuyển động trên mặt sàn nằm ngang, phẳng, nhẵn (ma sát không đáng kể) Nhận xét nào sau đây là sai? A Gia tốc vật không B Hợp lực tác dụng lên vật không C Gia tốc vật khác không D Vận tốc trung bình có giá trị vận tốc tức thời thời điểm nào Chọn đáp án đúng Khi xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách A dừng lại B ngả người phía sau C chúi người phía trước D ngả người sang bên cạnh :Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật là: a) trọng lương b) khối lượng c) vận tốc d ) lực 5: Điều nào sau đây là sai nói tính chất khối lượng? A Khối lượng là đại lượng vô hướng , dương và không đổi vật, B Khối lượng có tính chất cộng C Vật có khối lượng càng lớn thì mức độ quán tính càng nhỏ và ngược lại D Khối lượng đo đơn vị (kg) 6: vật chuyển động nhiên các lực tác dụng lên nó thì A vật dừng lại B vật đổi hướng chuyển động (4) C vật chuyển động chậm dần dừng lại D vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc ban đầu Chọn đáp án đúng Công thức định luật II Niutơn: A ⃗F =m⃗a ⃗F =ma B F=m⃗a C D ⃗F =−m⃗a Nếu vật chuyển động có gia tốc mà lực tác dụng lên nó giảm thì gia tốc vật A tăng lên B giảm C không thay đổi D Gia tốc vật thay đổi nào độ lớn lực tác dụng lên vật tăng lên hai lần và khối lượng vật giảm lần? A.Gia tốc vật tăng lên hai lần B Gia tốc vật giảm hai lần C Gia tốc vật tăng lên bốn lần D Gia tốc vật không đổi 10 Một vật có khối lượng 800g trượt xuống mặt phẳng nghiêng, nhẵn với gia tốc 2,0 m/s2 Lực gây gia tốc này bao nhiêu? A 16N B 1,6N C 1600N D 160N 11 Một vật có khối lượng 2,0kg lúc đầu đứng yên,chịu tác dụng lực 1,0N khoảng thời gian 2,0 giây Quãng đường mà vật khoảng thời gian đó là: A 0,5m B.2,0m C 1,0m D 4,0m 12:Một vật có khối lượng 50kg chuyển động nhanh dần với vận tốc ban đầu 0,2m/s và quãng đường 50cm vận tốc đạt 0,9m/s thì lực tác dụng 13 :Một lực không đổi tác dụng vào vật có khối lượng 5kg làm vận tốc nó tăng dần từ 2m/s đến 8m/s 3s Độ lớn lực tác dụng vào vật là :a) N b) N c) 10 N d) 50 N 14:Một ô tô khối lượng chuyển động với tốc độ 72km/h thì hãm phanh, thêm 500m dừng lại Chọn chiều dương là chiều chuyển động Lực hãm tác dụng lên xe là:a) 800 N b) 800 N c) 400 N d) -400 N 15 Một bóng có khối lượng 500g , bị đá lực 250N Nếu thời gian bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,02s thì bóng bay với vận tốc bằng:A 0,01 m/s B 2,5 m/s C 0,1 m/s D 10 m/s 16.Quả bóng có khối lượng 200g bay đập vuông góc vào tường với vận tốc 10m/s bật ngược trở lại theo phương cũ với vận tốc 5m/s,thời gian va chạm là 0,1 s.Lực mà tường tác dụng vào bóng có độ lớn: A.30N B.10N C.3N D.5N 17:Một bóng , khối lượng 500g bay với tốc độ 20 m/s đập vuông góc vào tường và bay ngược lại với tốc độ 20m/s.Thời gian va đập là 0,02 s Lực bóng tác dụng vào tường có độ lớn và hướng: A 1000N , cùng hướng chuyển động ban đầu bóng B 500N , cùng hướng chuyển động ban đầu bóng C 1000N , ngược hướng chuyển động ban đầu bóng D 200N, ngược hướng chuyển động ban đầu bóng 18.Một vật có khối lượng 3kg chuyển động thẳng với vận tốc vo=2m/s thì bắt đầu chịu tác dụng lực 12N cùng chiều véc tơ vo Hỏi vật chuyển động 12m thời gian là bao nhiêu? A 1s B 2,5s C 2,5s D 2s 19 Một người thực động tác nằm sấp, chống tay xuống sàn nhà để nâng người lên Hỏi sàn nhà đẩy người đó nào? A Không đẩy gì B Đẩy xuống C Đẩy lên D Đẩy sang bên 20 Cặp “lực và phản lực” định luật III Niutơn: A Tác dụng vào cùng vật B Tác dụng vào hai vật khác C Không cần phải độ lớn D Phải độ lớn không cần phải cùng giá 21:Chọn phát biểu đúng Người ta dùng búa đóng cây đinh vào khối gỗ : A Lực búa tác dụng vào đinh lớn lực đinh tác dụng vào búa B Lực búa tác dụng vào đinh độ lớn lực đinh tác dụng vào búa C Lực búa tác dụng vào đinh nhỏ lực đinh tác dụng vào búa D Tùy thuộc đinh di chuyển nhiều hay ít mà lực đinh tác dụng vào búa lớn hay nhỏ lực búa tác dụng vào đinh 22 Khi ngựa kéo xe, lực tác dụng vào ngựa làm nó chuyển động phía trước là lực nào ? A Lực mà ngựa tác dụng vào xe B Lực mà xe tác dụng vào ngựa C Lực mà ngựa tác dụng vào mặt đất D Lực mà mặt đất tác dụng vào ngựa 23 Một người có trọng lượng 500N đứng trên mặt đất Lực mà mặt đất tác dụng lên người đó có độ lớn là : A 500N B bé 500N C lớn 500N 24 "Lực và phản lực" có đặc điểm nào sau đây ? D phụ thuộc vào gia tốc trọng trường g A Là hai lực cân B Cuøng ñieåm ñaët C Là hai lực cùng giá, cùng chiều và cùng độ lớn D Luôn xuất đồng thời (5) 25: lực tác dụng và phản lực luôn A khác chất B cùng hướng với C xuất và đồng thời D cân 26 tai nạn giao thông ôtô tải đâm vào ôtô chạy ngược chiều A lực mà ôtô tải tác dụng lên ôtô lớn lực mà ôtô tác dụng lên ôtô tải B lực mà ộtô tải tác dụng lên ôtô nhỏ lực mà ôtô tác dụng lên ôtô tải C ôtô tải nhận gia tốc lớn ôtô D ôtô nhận gia tốc lớn ôtô tải Bài 11 : LỰC HẤP DẪN ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN I Lực hấp dẫn.Mọi vật vũ trụ hút với lực, gọi là lực hấp dẫn - Lực hấp dẫn Mặt Trời và các hành tinh giữ cho các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời - Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian các vật II Định luật vạn vật hấp dẫn Định luật : Lực hấp dẫn hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Hệ thức : Fhd G Trong đó: + m1 và m2 là khối lượng hai chất điểm (kg) + r là khoảng cách hai chất điểm (m) + Fhd độ lớn lực hấp dẫn (N) + G số hấp dẫn, có giá trị là 6,67.10-11 (N.m2/kg2) m1 m2 r2 Định luật áp dụng cho các trường hợp: + Hai vật là hai chất điểm + Hai vật đồng chất hình cầu với khoảng cách chúng tính từ tâm vật này đến tâm vật III Trọng lực là trường hợp riêng lực hấp dẫn Trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn Trái Đất và vật đó Trọng lực đặt vào điểm đặc biệt vật, gọi là trọng tâm vật m.M Độ lớn trọng lực (trọng lượng) : P = G R h GM Gia tốc rơi tự : g = R h Nếu gần mặt đất (h << R) : P0 = G m.M GM R ; go = R BÀI TẬP Dạng 1: Vận dụng công thức tính lực hấp dẫn và gia tốc trọng trường Cách giải: - Lực hấp dẫn : Fhd G m1.m2 m m 6, 67.10 11 2 r r Trọng lượng vật khối lượng m vật trên mặt đất: P G m1.M m.g R2 P G - Trọng lượng vật khối lượng m vật độ cao h so với mặt đất : Gia tốc rơi tự vật vật mặt đất: g G.M R2 g - m1.M mg h ( R h)2 Gia tốc rơi tự vật vật độ cao h so với mặt đất: G.M ( R h) Bài 1: Tính gia tốc rơi tự vật độ cao h = 5R ( R = 6400km), biết gia tốc rơi tự mặt đất là 9,8m/s (6) Bài 2: Một vật có m = 10kg đặt mặt đáy có trọng lượng là 100N Khi đặt nơi cách mặt đất 3R thì nó có trọng lượng là bao nhiêu? Bài 3: Nếu khối lượng vật tăng gấp đôi để lực hấp dẫn chúng không đổi thì khoảng cách chúng phải là bao nhiêu? Bài 4: Tìm gia tốc rơi tự vật độ cao nửa bán kính TĐ Cho biết gia tốc rơi tự trên bề mặt đất là 9,81m/s Bài 5: Gia tốc rơi tự trên bề mặt mặt trăng là 1,6m/s và RMT = 1740km Hỏi độ cao nào so với mặt trăng thì g = 1/9 gMT Bài 6: Một vật có m = 20kg Tính trọng lượng vật 4R so với mặt đất, R = RTĐ Biết gia tốc trọng trường trênbề mặt TĐ là 10m/s2 Chọn đáp án đúng.Trọng lượng vật trọng lực vật A lúc nào B vật chuyển động có gia tốc so với Trái đất C vât đứng yên chuyển động so với Trái Đất D không Gia tốc rơi tự và trọng lượng vật càng lên cao càng giảm vì: A Gia tốc rơi tự tỷ lệ thuận với độ cao B Gia tốc rơi tự tỷ lệ nghịch với độ cao vật C Khối lượng vật giảm D Khối lượng vật tăng Hệ thức định luật vạn vật hấp dẫn là: m m m m Fhd =G 2 Fhd = 2 r r A B C Fhd =G m1 m2 r D Fhd = m1 m2 r 4:Chọn câu đúng Lực hấp dẫn hòn đá trên mặt đất tác dụng vào Trái Đất thì có độ lớn: A) lớn trọng lượng hòn đá B) nhỏ trọng lượng hòn đá C) trọng lượng hòn đá D) 5:Một vật có khối lượng 8,0kg trượt xuống mặt phẳng nghiêng nhẵn với gia tốc 2,0m/s Lực gây gia tốc này bao nhiêu ? So sánh độ lớn lực này với trọng lực vật Lấy g = 10m/s a) 16N ; nhỏ b) 4N ; lớn c) 16N ; nhỏ d) 160N ; lớn Hai tàu thuỷ có khối lượng 50.000 cách 1km.Lực hấp dẫn chúng là: A 0,166 10-9N B 0,166 10-3 N C 0,166N D 1,6N 7: Hai tàu thuỷ có khối lượng m1 =m2= 5.10 kg, lực hấp dẫn chúng là 166,75.10 - 3N Khi đó hai tàu thuỷ đặt cách khoảng là:A 1km B 106km D 106m C 1m 8.Với các quy ước thông thường SGK, gia tốc rơi tự vật gần mặt đất tính công thức : a) g GM / R b) g GM / R h 2 c) g GMm / R d) g GMm / R h Ở trên mặt đất vật có trọng lượng 10N Khi chuyển vật tới điểm cách tâm Trái Đất 2R ( R là bán kính Trái Đất ) thì nó có trọng lượng bao nhiêu?A 1N B 2,5N C 5N D 10N 10:Một vật trên mặt đất có trọng lượng 9N Khi điểm cách tâm Trái Đất 3R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bao nhiêu ?a) 81N b) 27N c) 3N 11 Khi giảm khoảng cách hai vật lần thì lực hấp dẫn chúng: A giaûm laàn B taêng laàn C taêng laàn D giaûm laàn d) 1N 12.Cần phải tăng hay giảm khoảng cách hai vật bao nhiêu để lực hút tăng lần Chọn phương án trả lờI đúng các phương án sau.A.Tăng lần B.Tăng √6 lần C.Giảm lần D.Giảm √6 lần 13:Gia tốc rơi tự vật càng lên cao thì: a) càng tăng b) càng giảm c) giảm tăng d) không thay đổi 14 :Biết bán kính Trái Đất là R Lực hút Trái Đất đặt vào vật vật mặt đất là 45N, lực hút là 5N thì vật độ cao h bằng: a) 2R b) 9R c) R / d) R / 15 Chọn đáp án đúng.Trong giới hạn đàn hồi lò xo, lò xo biến dạng hướng lực đàn hồi đầu lò xo A hướng theo trục và hướng vào B hướng theo trục và hướng ngoài C hướng vuông góc với trục lò xo D luôn ngược với hướng ngoại lực gây biến dạng 16 Chọn đáp án đúng Giới hạn đàn hồi vật là giới hạn đó vật A còn giữ tính đàn hồi B không còn giữ tính đàn hồi (7) C bị tính đàn hồi D bị biến dạng dẻo (8)