Slide bài giảng vật lí 10 chân trời bài 11. Một số lực trong thực tiễn

Tóm lược nội dung

BÀI 11 MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN

Câu 1: Ta biết rằng có thể làm biến dạng hoặc thay đổi trạng thái chuyển động của vật. Trong thực tế, một vật thường chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau. Ví dụ khi chuyển động, ô tô vừa chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau. Ví dụ khi chuyển động, ô tô vừa chịu lực của lực kéo động cơ, vừa chịu tác động của lực ma sát giữa bánh xe với mặt đường, trọng lực do Trái Đất tác dụng và áp lực do mặt đường tạo ra. Những lực này có đặc điểm gì?

Trả lời rút gọn:

điểm đặt tại ô tô, phương nằm ngang hoặc thẳng đứng và có độ lớn.

1. Trọng lực

Câu 1: Khi thả một vật từ độ cao h, vật luôn rơi xuống. Lực nào đã gây ra chuyển động rơi của vật?

Trả lời rút gọn:

Trọng lực hay còn gọi là lực hút trái đất đã gây ra chuyển động rơi của vật.

Câu 2: Hai bạn đang đứng ở vị trí A và B trên Trái Đất như Hình 11.3. hãy vẽ vectơ trọng lực tác dụng lên mỗi bạn.

Trả lời rút gọn:

Câu 3: Để xác định trọng tâm của một vật phẳng, người ta có thể làm như sau: Buộc dây vào một lỗ nhỏ ở mép của vật rồi treo vật thẳng đứng. Khi vật cân bằng, dùng bút đánh dấu phương của sợi dây lên vật. Sau đó ta thay đổi điểm treo và thực hiện tương tự. Giao điểm của hai đường kẻ chính là trọng tâm của vật mà ta cần xác định. Dựa vào phương pháp trên, hãy tiến hành thí nghiệm xác định trọng tâm của một vật phẳng bất kì.

Trả lời rút gọn:

Thực hiện thí nghiệm này với chiếc thước kẻ đã bị đục lỗ.

2. Lực ma sát

Câu 1: Quan sát Hình 11.5, em hãy dự đoán chuyển động của thùng hàng khi chịu tác dụng của các lực có cùng một độ lớn trong hai trường hợp.

Trả lời rút gọn:

Thùng hàng a không di chuyển, thùng hàng b di chuyển về phía trước.

Câu 2: Sau khi ta dừng tác dụng lực vào thùng hàng, ta quan sát thấy thùng hàng tiếp tục chuyển động và dừng lại sau khi đi được một đoạn. Em hãy giải thích tại sao thùng hàng dừng lại.

Trả lời rút gọn:

Thùng hàng chịu lực ma sát có chiều ngược lại với chiều chuyển động nên thùng hàng di chuyển một đoạn rồi dừng hẳn

Câu 3: Nêu điểm giống và khác nhau của ba loại lực ma sát: ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ.

Trả lời rút gọn:

- Giống nhau:

+ Đều có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt.

+ Đều có phương tiếp tuyến và ngược chiều chuyển động

- Khác nhau:

+ Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi vật nằm yên trên bề mặt

+ Lực ma sát trượt xuất hiện khi vật di chuyển

+ Lực ma sát lăn xuất hiện khi vật lăn trên một bề mặt.

Câu 4: Dựa vào các Hình 11.5, 11.6, hãy vẽ hình biểu diễn lực ma sát tác dụng lên các vật.

Trả lời rút gọn:

Lực ma sát:

+ Điểm đặt: trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt

+ Phương tiếp tuyến và ngược chiều chuyển động của vật.

Câu 5: Giải thích ý nghĩa của chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc khi nói về chiều của lực ma sát.

Trả lời rút gọn:

Khi ta áp dụng một lực lên vật và vật đứng yên, lực ma sát xuất hiện, ngược chiều với lực tác động của chúng ta.

Câu 6: Dựa vào kinh nghiệm cuộc sống của em, hãy phân tích lợi ích và tác hại của lực ma sát.

Trả lời rút gọn:

Lợi ích của lực ma sát là giữ vật cố định và dừng chuyển động, trong khi tác hại của nó là làm mòn bề mặt và cản trở chuyển động của vật.

Câu 7: Quan sát Hình 11.9 và giải thích cơ chế vật lý giúp con người có thể bước đi.

 

Trả lời rút gọn:

Khi bàn chân tác động lên mặt đường, hai lực chính là lực ma sát nghỉ và áp lực của chân. Theo định luật III của Newton, phản lực từ mặt đường lên chân bao gồm lực ma sát nghỉ và áp lực của mặt đường. Cả hai phản lực này cùng thúc đẩy sự tiến về phía trước.

Câu 8: Dựa vào kiến thức đã học, hãy cho biết các trường hợp trong Hình 11.10 là ứng dụng đặc điểm gì của lực ma sát và nêu cụ thể loại lực ma sát được đề cập.

Trả lời rút gọn:

- Hình 11.10a:đặc điểm cản trở của lực ma sát lăn.

- Hình 11.10b:đặc điểm cản trở của lực ma sát nghỉ

- Hình 11.10c: đặc điểm cản trở của lực ma sát trượt.

3. Lực căng dây

Câu 1: Cho ví dụ minh họa tính chất của lực căng dây xuất hiện tại mọi điểm trên dây.

Trả lời rút gọn:

Ví dụ: Kéo vật bằng ròng rọc

Chuyển động của con lắc đơn được treo vào một sợi dây không dãn.

Câu 2: Hình 11.13 mô tả quá trình kéo gạch từ thấp lên cao qua hệ thống ròng rọc. Xem chuyển động của thùng gạch là đều, hãy xác định lực căng tác dụng lên vật nâng và ròng rọc bằng hình vẽ. Từ đó hãy chỉ ra điểm đặt, phương, chiều và độ lớn của lực căng dây. Biết lượng gạch trong mỗi lần kéo có khối lượng 20 kg và lấy g = 10 m/s²
 

Trả lời rút gọn:

Ta có lực căng dây tác dụng lên vật nâng:

 T = P = m.g = 20.10 = 200 (N)

Lực căng:

+ Điểm đặt: tại vật

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ dưới lên trên

+ Độ lớn: 200 N.

4. Lực đẩy Archimedes

Câu 1: Quan sát Hình 11.15, tìm hiểu và trình bày một giai thoại khoa học liên quan.

 

Trả lời rút gọn:

. Bằng cách sử dụng nguyên lý về lượng nước trào ra khi nhúng các vật vào nước, ông đã phát hiện ra rằng lượng nước trào ra khi nhúng chiếc vương miện không giống như khi nhúng vàng hoặc sắt. Điều này cho thấy chiếc vương miện không phải là hoàn toàn bằng vàng ròng hoặc sắt. Thay vào đó, có vẻ như thợ kim hoàn đã trộn thêm một lượng nhỏ bạc vào trong vàng khi đúc chiếc vương miện. Kết quả này đã giải quyết được sự nghi ngờ của quốc vương về nguyên liệu của chiếc vương miện. Đồng thời, câu chuyện cũng là minh chứng cho sự sáng tạo và tinh thần phân tích của Acsimet trong việc giải quyết vấn đề khó khăn.

Câu 2: Hãy vẽ vectơ lực đẩy Archimedes tác dụng lên vương miện trong Hình 11.15.

Trả lời rút gọn:

Câu 3: Dựa vào công thức (11.8) để giải thích sự xuất hiện của lực đẩy tác dụng lên một vật trong chất lỏng (hoặc chất khí).

Trả lời rút gọn:

Δp=ρ.g.Δh

Khi một vật chìm trong chất lỏng, nó làm chất lỏng dâng lên một độ cao, tạo ra độ chênh lệch độ cao Δh. Áp suất của chất lỏng tác động lên vật là Δp, và là lực đẩy của chất lỏng lên vật

=> một vật chìm trong chất lỏng có thể trải qua một lực đẩy lên từ chất lỏng xung quanh nó.

Câu 4: Kỷ lục thế giới về lặn tự do ( không có bình dưỡng khí ) được thực hiện bởi một nữ thợ lặn người Slovenia khi cô lặn xuống biển với độ sâu 114m. Hãy tính độ chênh lệch áp suất tại vị trí này so với mặt thoáng của nước biển. Lấy giá trị trung bình khối lượng riêng của nước biển là 1025 kg/m³, g=9,8m/s²

Trả lời rút gọn:

Ta có Δh = 114 m; ρ = 1025 kg/m³ ; g = 9,8 m/s² .

=> Độ chênh lệch áp suất đối với mặt thoáng của nước biển là:

Δp= ρ.g.Δh= 1025.9,8.114= 1145130(N/m² )

Câu 5: Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định được độ lớn lực đẩy Archimedes và khối lượng riêng ρ của một chất lỏng với các dụng cụ: lực kế, vật nặng, chậu nước.

Trả lời rút gọn:

Thiết kế phương án thí nghiệm

+ Bước 1: Đo lực kế chỉ giá trị P

+ Bước 2: Đo lại lực kế khi vật chìm trong nươc ( P1)

+ Bước 3: Tính lực đẩy Acsimet: F_A = P – P₁

+ Bước 4: Tính khối lượng riêng: ρ=FA/(g.h)
Câu 6: Xét hai hệ như Hình 11P.1, hãy vẽ sơ đồ lực tác dụng lên vật m1 , m2 trong trường hợp a và vật m trong trường hợp b; gọi tên các lực này

Trả lời rút gọn:

+: phản lực 

+ : trọng lực

+ : lực căng

Câu 7: Vào năm 231 trước Công nguyên, nhà vua Hy Lạp cổ đại Hieron (Hai-ơ-rôn) nghi ngờ thợ kim hoàn trộn lẫn những kim loại khác ngoài vàng khi đúc vương miện cho ông. Archimedes đã tiến hành thí nghiệm như Hình 11P.2 để giải đáp thắc mắc của nhà vua. Dựa vào các kiến thức đã học hãy giải thích cách tiến hành trên. Biết rằng người thợ này đã dùng bạc thay thế cho một phần vàng và bạc có khối lượng riêng nhỏ hơn vàng.

Trả lời rút gọn:

Bước 1: Đo trọng lượng  của vàng và vương miện 

Bước 2: Nhúng chìm cả hai vật vào trong chất lỏng, ta thấy cán cân bị lệch về phía khối vàng

=> Vương miện đã bị trộn lẫn kim loại, không phải hoàn toàn bằng vàng. Trong trường hợp này, vương miện đã trộn  thêm bạc

Câu 8: Tác dụng lực đẩy theo phương ngang rất khó để làm khối nặng di chuyển trượt trên mặt sàn. Thay vì vậy, ta thường đặt vật tựa trên các con lăn như Hình 11P.3 và đẩy với cùng lực đó thì vật chuyển động dễ dàng. Giải thích tại sao.

Trả lời rút gọn:

Khi vật được đặt lên các con lăn, di chuyển trở nên dễ dàng hơn do giảm ma sát giữa vật và mặt sàn.