Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 14: Định luật 1 Newton
Video bài giảng Định luật 1 Newton – Kết nối tri thức
Giải vật lí 10 trang 60 Tập 1 Kết nối tri thức
I. Lực và chuyển động
Câu hỏi trang 60 Vật Lí 10: Một quyển sách đang nằm yên trên mặt bàn. Ta phải đẩy nó thì nó mới dịch chuyển và khi ngừng đẩy thì nó dừng lại. Nếu em đặt mình vào thời của nhà khoa học Hy Lạp Aristotle (384-322 TCN), khi mà mọi người còn chưa biết đến ma sát, thì em sẽ trả lời câu hỏi nêu ra như thế nào?
Phương pháp giải:
Tự đặt bản thân mình vào thời của nhà khoa học.
Trả lời:
Khi mọi người chưa biết đến ma sát, thì em sẽ trả lời là có một loại lực nào đó đã giữ chân quyển sách lại.
Giải vật lí 10 trang 61 Tập 1 Kết nối tri thức
II. Định luật 1 Newton
Câu hỏi trang 61 Vật Lí 10: Quan sát các vật trong Hình 14.2.
1. Giải thích tại sao quả cầu đứng yên.
2. Tại sao người trượt ván có thể giữ nguyên vận tốc của mình
Phương pháp giải:
Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều
Trả lời:
1.
Quả cầu chịu tác dụng của hai lực, đó là trọng lực P và lực căng T, hai lực này có phương thẳng đứng, chiều đối nhau và độ lớn bằng nhau, nên quả cầu có hợp lực bằng 0, vì vậy quả cầu đứng yên
2.
Do ván trượt chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, nên khi ván trượt chuyển động thì sẽ là chuyển động thẳng đều, vì vậy ván có thể giữ nguyên vận tốc của mình.
III. Quán tính
Hoạt động trang 61 Vật Lí 10: Thí nghiệm Hình 14.3 giúp minh họa quán tính của vật
Chuẩn bị: Một tấm ván dài khoảng 1 m làm mặt phẳng nghiêng, xe lăn, vật nhỏ đặt trên xe lăn, vật chắn (có thể dùng quyển sách dày) (Hình 14.3).
Tiến hành:
– Đặt các vật nhỏ lên xe lăn. Giữ các vật và xe đứng yên trên đỉnh mặt phẳng nghiêng.
– Thả cho xe trượt xuống dốc, dọc theo mặt phẳng nghiêng.
– Quan sát hiện tượng xảy ra đối với xe và các vật trên xe.
Thảo luận:
1. Giải thích tại sao khi xe trượt xuống dốc và bị cản lại ở cuối dốc thì vật nhỏ bị văng về phía trước.
2. Làm thế nào để giữ cho vật trên xe không bị văng đi?
Phương pháp giải:
Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều
Trả lời:
1.
Khi xe đang trượt xuống dốc và bị cản lại ở cuối dốc thì theo quán tính xe vẫn di chuyển về phía trước thêm một đoạn nữa, do vậy khi bị cản lại thì xe vẫn bị văng về phía trước
2.
Dùng sợi dây một đầu nối vào xe một đầu còn lại nối vào một vật để làm giảm tốc độ của xe.
Câu hỏi 1 trang 61 Vật Lí 10: Mô tả và giải thích điều gì xảy ra đối với một hành khách ngồi trong ô tô ở các tình huống sau:
a) Xe đột ngột tăng tốc.
b) Xe phanh gấp
c) Xe rẽ nhanh sang trái
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật I Newton
Trả lời:
a) Đối với một hành khách đang ngồi trong ô tô, khi xe đột ngột tăng tốc thì hành khách sẽ ngã người về phía sau.
b) Khi xe phanh gấp thì hành khách sẽ ngã người về phía trước
c) Khi xe rẽ nhanh sang trái thì người sẽ nghiêng về phía bên phải
Câu hỏi 2 trang 61 Vật Lí 10: Một vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s dưới tác dụng của các lực. Nếu bỗng nhiên các lực này mất đi thì:
A. Vật dừng lại ngay.
B. Vật đổi hướng chuyển động.
C. Vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại
D. Vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3 m/s.
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật I Newton
Trả lời:
Nếu vật đang chuyển động với vận tốc là 3 m/s dưới tác dụng của các lực, bỗng nhiên các lực mất đi thì xe sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi, và vận tốc của xe vẫn là 3 m/s
Chọn D.
Câu hỏi 3 trang 61 Vật Lí 10: Một vật đang nằm yên trên mặt bàn nằm ngang. Tại sao ta có thể khẳng định rằng bàn đã tác dụng một lực nên nó.
Phương pháp giải:
Áp dụng định luật I Newton
Trả lời:
Vật có khối lượng để trên mặt bàn, chắc chắn rằng vật có trọng lượng, và trọng lượng luôn hướng xuống dưới, vật vẫn nằm yên nên hợp lực tác dụng lên vật phải bằng 0, suy ra vật phải chịu thêm một lực khác ngược chiều với trọng lực, và đó chính là phản lực từ bàn tác dụng lên vật.
Giải vật lí 10 trang 62 Tập 1 Kết nối tri thức
Câu hỏi 1 trang 62 Vật Lí 10: Khi ngồi trên ô tô, tàu lượn cao tốc hoặc máy bay, hành khách luôn được nhắc thắt dây an toàn. Giải thích điều này.
Phương pháp giải:
Vận dụng định luật I Newton
Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều
Trả lời:
Khi ngồi trên ô tô, tàu lượn cao tốc hoặc máy bay, hành khách luôn được nhắc thắt dây an toàn, vì khi các phương tiện di chuyển với tốc độ nhanh về phía trước, theo quán tính thì người ngồi trên các phương tiện sẽ lao người về phía sau. Khi các phương tiện gặp vấn đề, sẽ phanh gấp, lúc này theo quán tính, cơ thể sẽ lao về phía trước, nhờ có dây an toàn mà cơ thể vẫn giữ lại được cơ thể chúng ta, tránh trường hợp bị ngã, nguy hiểm đến con người.
Câu hỏi 2 trang 62 Vật Lí 10: Để tra đầu búa vào cán, nên chọn cách nào dưới đây? Giải thích tại sao.
a) Đập mạnh cán búa xuống đất như Hình 14.4a.
b) Đập mạnh đầu búa xuống đất như Hình 14.4b.
Phương pháp giải:
Vận dụng định luật I Newton
Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều
Trả lời:
Để tra đầu búa vào cán, ta nên chọn cách đập cán búa xuống đất như Hình 14.4a
Vì khi bị gõ mạnh xuống đất, cán búa bị giữ lại còn đầu búa vẫn chuyển động theo quán tính và ngập sâu vào cán.
Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực
Bài 15: Định luật 2 Newton
Bài 16: Định luật 3 Newton
Bài 17: Trọng lực và lực căng
Lý thuyết Định luật 1 Newton
I. Lực và chuyển động
– Galilei bố trí thí nghiệm như hình bên dưới, rồi thả hòn bi cho lăn xuống máng nghiêng số 1. Ông nhận thấy hòn bi lăn lên máng số 2 đến một độ cao thấp hơn độ cao ban đầu (hình a)
Minh họa thí nghiệm của Galilei
– Khi hạ thấp độ nghiêng của máng 2, ông thấy hòn bi lăn trên máng 2 được một đoạn dài hơn (hình b). Ông cho rằng hòn bi không lăn được đến độ cao ban đầu vì có ma sát.
– Ông tiên đoán rằng nếu không có ma sát và nếu máng nghiêng số 2 nằm ngang thì hòn bi sẽ lăn mãi mãi với vận tốc không đổi (hình c).
II. Định luật 1 Newton
– Năm 1687, nhà vật lí người Anh Newton đã khái quát kết quả nghiên cứu của mình, đồng thời phát triển các ý tưởng của Galilei thành một định luật chuyển động, sau này được gọi là định luật 1 Newton
– Nội dung định luật 1 Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động thì sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
– Ví dụ
+ Quả cầu đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên vì hợp lực tác dụng lên nó bằng 0
III. Quán tính
1. Quán tính
– Quán tính là tính chất của vật, luôn có xu hướng bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động của vật đó.
– Do có quán tính mà mọi vật đều có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
– Định luật 1 Newton còn có tên gọi khác là định luật quán tính
Ví dụ
+ Một người đang đạp xe và di chuyển về phía trước, bất ngờ vì một lý do nào đó khiến xe dừng chuyển động (đụng vật cản), thì theo định luật 1 Newton, người đó vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước.
+ Một hành khách ngồi trong một chiếc xe đang di chuyển về phía trước, khi chiếc xe dừng lại đột ngột, hành khách bị xô về phía trước.
+ Nếu một hành khách xuống xe buýt khi xe chưa dừng hẳn, thì hành khách đó thường sẽ bước dài chân về chiều chuyển động của xe để không bị ngã.
+ Một vận động viên chạy trong một cuộc đua sẽ tiếp tục chạy thêm một đoạn nữa ngay cả sau khi đạt đến vạch đích.
2. Ứng dụng của quán tính trong đời sống
+ Khi cho hạt đường vào hũ nhựa, trong quá trình đó, người ta thường nhấc hũ đường lên và gõ nhẹ xuống mặt bàn, theo quán tính, các hạt đường sẽ di chuyển xuống, nhờ đó mà người ta có thể cho thêm nhiều đường hơn.
+ Khi tra đầu búa vào cán, người ta thường đập mạnh cán búa xuống đất, vì theo quán tính, đầu búa sẽ di chuyển xuống.
