CHỦ ĐỀ 2 BÀI 2 MỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP

Mở đầu: Ở phần trước, ta biết gia tốc mà vật có được là do có lực tác dụng lên vật. Khi biết vật đang chịu tác dụng bởi những lực nào, chúng ta có thể dự đoán vật sẽ chuyển động ra sao. Như vậy, điều quan trọng là xác định được các lực tác dụng lên một vật. Hãy lấy ví dụ về vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực.

Đáp án chuẩn: 

VD:  Thuyền buồm

+ Lực gió tác dụng lên buồm thuyền.

+ Lực ma sát giữa thân thuyền và nước tác dụng lên thuyền theo hướng ngược lại chuyển động.

+ Trọng lực của Trái Đất kéo thuyền xuống dưới.

I. VẬT CHUYỂN ĐỘNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA CÁC LỰC CÂN BẰNG VÀ KHÔNG CÂN BẰNG.

Câu 1: Quan sát hình 2.1 và cho biết người nào tác dụng lực đẩy, người nào tác dụng lực kéo lên cái tủ? Hãy biểu diễn lực tác dụng của mỗi người lên tủ.

Đáp án chuẩn: 

Người A tác dụng dụng lực kéo (mũi tên xanh), người B tác dụng lực đẩy (mũi tên đỏ) lên chiếc tủ.

Câu 2: Xác định hướng và độ lớn của hợp lực tác dụng lên ô tô trong các trường hợp dưới đây và trạng thái chuyển động của ô tô.

Đáp án chuẩn: 

a)  Độ lớn: 100 N

Hướng từ trái sang phải.

b) Độ lớn bằng 0

c) Độ lớn bằng 100 N

Câu 3: Biểu diễn trọng lực tác dụng lên quả táo (G là trọng tâm)

Đáp án chuẩn: 

II. MỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP 

1. Trọng lực

a) Trọng lực và trọng lượng

Vận dụng 1: Để xác định trọng tâm của một vật phẳng, ta có thể thực hiện như sau (hình 2.4): Treo vật ở đầu một sợi dây mềm, mảnh nối với điểm P của vật. Đưa dây dọi tới sát dây treo vật, dùng dây dọi để làm chuẩn, đánh dấu đường thẳng đứng PP’ kéo dài của dây treo trên vật. Treo vật ở điểm Q và lặp lại quá trình như trên, đánh dấu được đường thẳng đứng QQ’. Giao điểm G của PP’ và QQ’ là trọng tâm của vật phẳng.

Hãy xác định trọng tâm của mỗi vật phẳng trong hình 2.5

Đáp án chuẩn: 

b) Trọng lượng và khối lượng

Câu 4: Tính độ lớn trọng lực tác dụng lên bạn.

Đáp án chuẩn: 

Ví dụ bạn nặng 45 kg, khi đó trọng lực tác dụng lên bạn có độ lớn là:

P = mg = 45.9,8 = 441 N

Câu 5: Từ bảng 2.1, xác định gia tốc rơi tự do ở vị trí thực hiện phép đo. Lấy kết quả đến 3 chữ số có nghĩa.

Đáp án chuẩn: 

Gia tốc rơi tự do ở vị trí thực hiện phép đo là 9,80 m/s²

Vận dụng 2: Xác định số chỉ đo trọng lượng của các quả cân trong Bảng 2.1 khi chúng được đưa lên bề mặt Mặt Trăng. Lấy gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng là 1,6 m/s²

Đáp án chuẩn: 

1 quả cân: P = 0,08 (N)

2 quả cân: P = 0,16 (N)

3 quả cân: P = 0,24 (N)

4 quả cân: P = 0,32 (N)

5 quả cân: P = 00,40 (N).

Câu 6: Ma sát có lợi hay có hại tùy thuộc vào tình huống và quan điểm. Theo bạn, lực ma sát có lợi hay gây hại trong các trường hợp sau đây:

- Trục bánh xe chuyển động

- Viết bảng

- Ô tô phanh gấp

Nêu biện pháp làm tăng hoặc làm giảm ma sát trong mỗi trường hợp trên.

Đáp án chuẩn: 

- Trục bánh xe chuyển động: ma sát có hại

=> Biện pháp: bôi trơn bằng dầu của xe

- Viết bảng: ma sát có lợi

=> Biện pháp: làm bảng nhám đi thì viết sẽ dễ dàng

- Ô tô phanh gấp: ma sát có lợi.

=> Biện pháp: cho cát trên mặt đường.

3. Lực cân bằng của nước hoặc không khí

Câu 7: Một thùng hàng nặng 54,0 kg đặt trên mặt sàn nằm ngang và phải cần lực đẩy ít nhất bằng 108 N để làm thùng hàng bắt đầu chuyển động.

a) Tính độ lớn lực ép giữa sàn và thùng hàng.

b) Tìm lực ma sát nghỉ cực đại tác dụng lên thùng hàng.

Đáp án chuẩn: 

a) Lực ép giữa sàn nhà và thùng hàng là 540 N.

b) Lực ma sát nghỉ cực đại tác dụng lên thùng hàng là 108 N.

Luyện tập: Tốc độ ổn định của vật rơi phụ thuộc vào trọng lượng, hình dạng và kích thước mặt ngoài của vật. Đối với côn trùng, lực cản của không khí lớn hơn nhiều so với trọng lượng của chúng, do đó tốc độ ổn định của chúng khá thấp. Côn trùng có thể bị cuốn lên trời hàng km do các luồng không khí bốc lên. Sau đó, chúng rơi trở lại Trái Đất mà không bị thương.

Hãy lấy ví dụ tương tự

Đáp án chuẩn: 

Ví dụ: Với máy bay giấy, lực cản không khí lớn hơn nhiều so với trọng lượng của chiếc máy bay giấy, do đó tốc độ ổn định của máy bay giấy rất thấp. Vì vậy, máy bay giấy có thể bay lơ lửng trên không, sau đó máy bay giấy rơi trở lại mặt đất

Vận dụng 3: Chế tạo hệ thống dù để thả một quả trứng từ độ cao 10 m xuống đất mà trứng không vỡ. Các nội dung cần báo cáo sau thử nghiệm:

- Khoảng thời gian chuyển động của hệ thống dù để quả trứng không vỡ khi chạm đất.

- Hình dạng và kích thước của hệ thống dù 

Đáp án chuẩn: 

Vật liệu: Túi nilong (vì nó mỏng, nhẹ);  Dây dù

 Khoảng thời gian chuyển động của hệ thống dù để quả trứng không vỡ khi chạm đất; hình dạng và kích thước của hệ thống dù , học sinh tự làm thực hành và rút ra kết luận.

Câu 7: Hãy giải thích vì sao ở vùng nước ngập ngang người thì bơi sẽ đỡ tốn sức hơn lội

Đáp án chuẩn: 

Người ở vùng nước ngập ngang có độ sâu lớn hơn so với người chìm trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét của người ở vùng nước ngập ngang lớn hơn người chìm trong nước. 

4. Lực đẩy archimedes

Tìm hiểu thêm: Archimedes (287 TCN - 212 TCN) được nhà vua giao nhiệm vụ tìm ra vương miện bằng vàng có bị pha thêm bạc hay không. Giai thoại kể rằng ông đã tìm ra lời giải trong lúc tắm. Khi đó, Archimedes reo lên: "Euréka" (có nghĩa là: tìm ra rồi) và sung sướng chạy ra ngoài. Đây là mẩu chuyện vui về một nhà vật lí nhưng có ý nghĩa sâu sắc. Không phải may mắn ngẫu nhiên mà chính việc luôn luôn suy nghĩ về liên hệ giữa cái cần tìm và cái đã biết đã giúp Archimedes tìm ra lời giải. Say mê nghiên cứu là phẩm chất hàng đầu của nhà khoa học và thành quả cũng chỉ có thể được tạo thành từ sự say mê, miệt mài ấy.

Bạn hãy tìm đọc câu chuyện về Archimedes và lí giải của ông giúp dẫn tới công thức tính độ lớn lực đẩy của chất lỏng lên vật

Đáp án chuẩn: 

Khi ông đang tắm thì cơ thể của ông được nâng lên và một phần nước trào ra ngoài bồn tắm, vì vậy ông mới có suy nghĩ rằng đã có một lực đẩy trong chất lỏng đẩy cơ thể của ông lên. Cuối cùng Acsimet đã tìm ra bí mật của lực đẩy, phát biểu nguyên lý lực đẩy mang tên ông-lực đẩy Acsimet

Câu 8: So sánh lực đẩy Archimedes tác dụng lên cùng một vật khi nó ở hai vị trí (1) và vị trí (2) trong hình 2.11. Biết rằng ở (1) thì vật đang chuyển động lên trên, ở (2) thì vật đang nằm cân bằng trên mặt thoáng.

Đáp án chuẩn: 

Lực đẩy acsimet của vật trong hình (1) lớn hơn lực đẩy acsimet của vật trong hình (2)

Vận dụng 4: Đặt một cái bát bằng kim loại lên mặt nước như thế nào để nó nổi trên bề mặt? Từ đó, rút ra nguyên tắc để chế tạo tàu, thuyền.

Đáp án chuẩn: 

Nguyên tắc: Nếu tàu càng lớn thì trọng lượng nước mà tàu chiếm chỗ càng lớn, sức đẩy mà tàu thu được cũng càng lớn, vì vậy nguyên tắc chế tạo tàu, thuyền đó là làm càng lớn, càng nhiều khoang tàu thì tàu và thuyền sẽ càng dễ nổi.