CHỦ ĐỀ 2 BÀI 2 MỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP

I. Liên hệ giữa gia tốc với lực và khối lượng.

Câu 1: Từ số liệu của bảng 1.1, hãy chỉ ra mối liên hệ giữa gia tốc của xe với lực tác dụng lên nó.

Giải nhanh: 

Từ số liệu của bảng 1.1, ta thấy lực tác dụng lên xe càng tăng thì độ lớn của gia tốc càng lớn.

=> Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với tổng các lực tác dụng vào vật.

Câu 2: Để khảo sát sự phụ thuộc của gia tốc vào khối lượng, ta cần thực hiện thí nghiệm như thế nào?

Giải nhanh: 

Để khảo sát sự phụ thuộc của gia tốc vào khối lượng, ta cần thực hiện thí nghiệm cho các xe có khối lượng m khác nhau. Sau đó, tổng hợp các kết quả đo giá trị a của gia tốc khi cảm biến lực cho giá trị như nhau.

Câu 3: Ngoài lực động cơ, thời gian tắng tốc của xe tô tô phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như điều kiện mặt đường thử nghiệm, khối lượng xe, điều kiện thời tiết, lốp xe, độ cao so với mực nước biển,... Mẫu xe điện có thời gian tăng tốc nhanh nhất được thử nghiệm đã tăng tốc từ 0 km/h đến 97 km/h trong 1,98 giây. Hãy tính gia tốc của xe và lực để tao ra gia tốc đó. Coi xe chuyển động biến đổi đề và khối lượng của mẫu xe này là 2,00 tấn.

Giải nhanh: 

 Đổi 97 km/h= 26,94 m/s

Ta có a= (v-v₀)/t= (26,94m-0)/1,98s= 13.61 (m/s²)

Mà F=m.a = 2000kg. 13,61m/s² = 27220 (kg.m/s²)

II. Đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất

Câu 1: Thông số của một mẫu xe ô tô được cung cấp như bảng dưới đây.

a, Hãy đổi các thông số về độ dài, khối lượng, tốc độ ở bảng trên sang giá trị theo đơn vị đo trong hệ SI.
b, Tính lực tác dụng để mẫu xe trên chở đủ tải trọng và tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến tốc độ tối ưu trên 2 giây.

Giải nhanh: 

a, Đổi dữ liệu sang đơn vị hệ SI

b, Để xe trên chở đủ tải trọng và tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến tốc độ tối ưu trên 2 giây thì gia tốc của xe là: a = (v-v₀)/t = (22,22-0)/2= 11,11 (m/s²)
Lực tác dụng là F=m.a= (2140+710).11,11=31663,5 (N)

Câu 2: Hãy chỉ ra tổ hợp đơn vị cơ sở của đơn vị dẫn xuất niuton.

Giải nhanh: 

Ta có F= m.a với m có đơn vị là kg và a có đơn vị là m/s² 
=>F=1kg.1m/s²  =1N
Vậy đơn vị dẫn xuất của Niu tơn là kgm/s²

Câu 3: Chứng tỏ rằng các công thức ở chủ đề trước không vi phạm về đơn vị

a,

b,

Lời giải:

a, Giả sử thời gian là 1s, v0 là 1m/s, a là 1m/s² 
 
S= 1m/s .1s + 1m/s².(1s)²/2 = 2,5 m 

S Có đơn vị là mét nên không vi phạm về đơn vị.

b, Giả sử v=2 m/s, v₀= 1m/s 

s=0,5m
S có đơn vị là mét nên không vi phạm về đơn vị.

Câu 5: 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

Giải nhanh: 

Công thức  P=mg
g = 1,6 m/s² 

1 quả cân: P = 0,05.1,6 = 0,08 (N)

2 quả cân: P = 0,10.1,6 = 0,16 (N)

3 quả cân: P = 0,15.1,6 = 0,24 (N)

4 quả cân: P = 0,20. 1,6 = 0,32 (N)

5 quả cân: P = 0,25.1,6 = 0,40 (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.

Giải nhanh: 

Trục bánh xe chuyển động: ma sát có hại

• Để làm giảm ma sát ở trục bánh xe thì ta có thể bôi trơn bằng dầu của xe

 Viết bảng: ma sát có lợi

• Để làm tăng ma sát ta có thể làm bảng nhám đi thì viết sẽ dễ dàng

Ô tô phanh gấp: ma sát có lợi.

•  Để làm tăng ma sát trong trường hợp này thì ta có thể cho cát trên mặt đường.

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.

Giải nhanh: 

a) Trọng lượng của thùng hàng là:

P = m.g = 54.10 = 540 (N)

=> Lực ép giữa sàn nhà và thùng hàng là 540 N.

b) Lực có độ lớn ít nhất để đẩy vật bắt đầu chuyển động là 108 N

=> Lực ma sát nghỉ cực đại tác dụng lên thùng hàng là 108 N.

Câu 8: 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

Giải nhanh: 

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

Câu 9: 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 

Giải nhanh: 

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

Giải nhanh: 

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. Vì vậy người ở vùng nước ngập ngang bơi sẽ đỡ tốn sức hơn người bơi lội.

Đối với người bơi ở vùng nước ngập ngang thì có lực cản của nước ít hơn người bơi ngập trong nước.

Câu 11: 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

Giải nhanh: 

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 12: 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.

Giải nhanh: 

Trong hình (1), ta thấy vật ngập trong nước.

Trong hình (2), ta thấy một phần của vật ngập trong nước, một phần ở ngoài không khí.

=> Trọng lượng của phần chất lỏng trong hình (1) lớn hơn trọng lượng phần chất lỏng trong hình (2)
Vì vậy lực đẩy acsimet của vật trong hình (1) lớn hơn lực đẩy acsimet của vật trong hình (2)

Câu 13: 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.

Giải nhanh: 

Nguyên tắc chế tạo tàu: 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.

II. MỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP

Hai lực cùng phương, ngược chiều, tác dụng vào cùng một vật và có độ lớn bằng nhau là hai lực cân bằng.

Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật. Trọng lực đặt vào trọng tâm của vật, có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, độ lớn gọi là trọng lượng và tính bằng P = mg.

Lực ma sát luôn ngược hướng chuyển động.

Vật chuyển động trong nước hoặc không khí chịu tác dụng lực cản của môi trường ngược hướng chuyển động.

Lực đẩy Archimedes có xu hướng đẩy vật lên phía trên khối chất lỏng hoặc chất khí.

Lực căng dây xuất hiện khi dây bị kéo căng, có phương dọc theo dây, chiều chống lại xu hướng bị kéo dãn. Lực đàn hồi của lò xo là lực căng của lò xo.

Vật rơi nhanh dần dưới tác dụng của trọng lực thì lực cản của không khí cũng tăng dần. Khi lực cản bằng trọng lực thì vật đạt tốc độ ổn định.