Ngày soạn: 19/11/2022
TIẾT 41-42. ĐỊNH LUẬT II NIU TƠN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về định luật II Niu Tơn.
2. Mức độ cần đạt:
- Vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
Định luật II Niu-tơn.
Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn tỷ lệ thuận với
a=
F
hay F = m.a
m
độ lớn của lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.
(2.1)
r
r
Fhl
F
Trong bài toán cụ thể lực
có thể là một lực hoặc hợp lực ( ) của các lực đã
học.
2. Vận dụng kiến thức:
DẠNG 2: ĐỊNH LUẬT II NIU -TƠN
A. PHƯƠNG PHÁP
- Phương pháp giải của dạng bài tập động lực học trong hệ quy chiếu gắn với
mặt đất.
+ Tóm tắt, đổi đơn vị.
+ Vẽ hệ trục tọa độ 0xy phù hợp (thường trục 0x cùng hướng chuyển động, 0y
hướng lên).
+ Xác định và vẽ các véc tơ lực tác dụng lên vật.
r r r
r
r
F = F1 + F2 + ... + Fn = m.a (*)
+ Áp dụng định luật II Niu tơn:
+ Chiếu phương trình (*) lên trục 0x, 0y.
+ Sử dụng các cơng thức động học và một số công thức động học, các lực cơ
học liên quan để tìm ra kết quả.
- Lưu ý:
+ Phải nắm rõ các đặc điểm của các lực cơ bản, phân biệt được lực ma sát nghỉ,
trượt , lăn.
+ Phương pháp trên dùng cho các vật trong cùng một hệ quy chiếu gắn với mặt
đất.
+ Đối với hệ vật tiếp xúc nhau hoặc nối với nhau bằng vật khơng co dãn thì
phân tích lực thì viết phương trình định luật II Niu tơn cho từng vật (thường các
véc tơ gia tốc chạy theo chiều nào đó để đảm bảo các gia tốc cùng dấu). Sau đó
chiếu phương trình định luật II Niu tơn lên từng hệ trục ta chọn (có thể chọn 2
hệ trục tọa độ cho 2 vật chuyển động theo hai phương khác nhau).
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Trong các cách viết của định luật II Niu tơn sau đây, cách viết nào đúng?
r
r
r
r
r
r
r
F = m.a
F = −m.a
F = m.a
−F = m.a
A.
.
B.
.
C.
.
D.
.
r
r
F = m.a
Lời giải:
Theo BT định luật II Niu tơn
Câu 2. Định luật II Niu – tơn được phát biểu
A. Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, có độ lớn tỷ lệ
nghịch với độ lớn của lực và khối lượng của vật.
B. Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, có độ lớn tỷ lệ thuận
với độ lớn của lực và khối lượng của vật.
C. Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, có độ lớn tỷ lệ
nghịch với độ lớn của lực và tỷ lệ thuận với khối lượng của vật.
D. Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, có độ lớn tỷ lệ
thuận với độ lớn của lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Lời giải:
Theo ĐL II Niu tơn: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ
lớn tỷ lệ thuận với độ lớn của lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Câu 3. Nếu một vật đang chuyển động nhanh dần cùng chiều dương 0x có gia
tốc a1 mà lực tác dụng lên vật giảm đi thì vật sẽ thu được gia tốc a 2 như thế
nào?
A. lớn hơn.
B. nhỏ hơn.
C. không thay đổi.
D. bằng
0.
Lời giải:
Theo ĐL II Niu tơn a tỉ lệ thuận với lực. Nên lực giảm thì a cũng giảm
Nhận xét: Ở đây đầu bài cần phải cho rõ là chuyển động nhanh dần hay chậm
dần theo chiều dương 0x. Nếu chuyển động chậm dần cùng chiều dương 0x thì
lực giảm thì gia tốc lớn.
Câu 4. Câu nào sau đây đúng?
A. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật khơng thể chuyển động được.
B. Khơng cần có lực tác dụng vào vật thì vật vẫn chuyển động trịn đều được.
C. Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật.
D. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật.
Lời giải:
Theo ĐL II Niu tơn : F = m.a Suy ra có lực thì có gia tốc vì vậy chuyển động bị
biến đổi đi.
Câu 5. Một vật đang chuyển động nhanh dần dưới tác dụng của lực F 1 có gia
a2
a1
tốc a1. Nếu tăng lực tác dụng thành F 2 = 2F1 thì tỉ số gia tốc
của vật bằng
bao nhiêu ?
A. 2.
B. 4.
C. 0,5.
D. 0,25.
Lời giải:
F2 a2
=
=2
⇒ F1 a1
ĐL II Niu tơn: Lực F tỉ lệ thuận gia tốc a
Câu 6. Một vật khối lượng 8 kg trượt xuống một mặt phẳng nghiêng nhẵn với độ
lớn gia tốc 2 m/s2. Lực gây ra gia tốc này bằng bao nhiêu?
So sánh độ lớn của lực này với trọng lượng của vật. Lấy g = 10m/s2.
A. 1,6 N, nhỏ hơn. B. 16 N, nhỏ hơn.
C. 160 N, lớn hơn.
D. 4 N, lớn
hơn.
Lời giải:
ĐL II Niu tơn: F = ma = 16N; Trọng lượng P = mg = 80N
Câu 7. Một ô tô đang chạy với tốc độ 60km/h thì người lái xe hãm phanh, xe đi
được tiếp quãng đường 50m thì dừng lại. Hỏi nếu ô tô tô với tốc đô 120km/h,
vẫn lực hãm trên thì sau bao lâu kể lừ lúc hãm phanh xe dừng lại?
A. 12 s.
B. 25/18 s.
C. 24 s.
D. 10/3s.
Lời giải:
2
2
2
a = (v -v0 )/2S = - 25/9 m/s . Lực khơng đổi thì gia tốc khơng đổi a2 = a1 = 25/9 m/s2
⇒
v2 = v02 + a2.t2
t2 = - v02/ a = 12s
Nhận xét: Học sinh hay bị nhầm lẫn khi không đổi đơn vị từ km/h ra m/s
Nếu không đổi đơn vị thì kết quả là đáp án D
Câu 8. Một quả bóng, khối lượng 0,5 kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu
thủ đá bóng với một lực 250N. Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,02s. Quả
bóng bay đi với tốc độ
A. 0,01m/s.
B. 0,1m/s.
C. 2,5 m/s.
D. 10 m/s.
Lời giải:
⇒
ĐL II Niu tơn: a = F/m = 500 m/s2
v = v0 + a.t = 0 + 500.0,02 = 10m/s
r
F
Câu 9. Theo phương ngang, lực
lần lượt truyền cho vật có khối lượng m 1 có
2
gia tốc a1 = 2m/s , truyền cho vật có khối lượng m2 có gia tốc a2 = 6m/s2. Hỏi
r
m = m1 + m2
F
nếu lực
truyền cho vật có khối lượng
thì gia tốc a của nó sẽ là bao
nhiêu?
2
3
A. 8 m/s2.
B. 1,5 m/s2.
C. m/s2.
D. 12 m/s2.
Lời giải:
a .a
F
F
F
F
m1 = ; m2 =
⇒ a=
=
= 1 2 = 1,5m/ s2
a1
a2
m1 + m2 F + F a1 + a2
a1 a2
Nhận xét: Loại bài tập này cần xác định: lực không đổi, a tỉ lệ nghịch với m
1 1 1
1 1 1
= +
= −
a3 a1 a2
a4 a1 a2
Nếu m3 = m1 + m2 thì
; Nếu m4 = m1 - m2 thì
Câu 10. Người ta đẩy một cái thùng gỗ nặng 55kg theo phương nằm ngang với
lực 220N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang. Biết lực ma sát
cản trở chuyển động có độ lớn Fms=192,5N. Tính gia tốc của thùng?
A. 0,5 m/s2.
B. 7,5 m/s2.
C. 0,5 m/s2.
D. 4 m/s2.
Lời giải:
r r
F − Fms
r F + Fms
a=
⇒ a=
= 0,5m/ s2
m
m
Theo phương ngang
Câu 11. Một người dùng một dây kéo một vật có khối lượng m=100kg trên sàn
nằm ngang. Dây kéo nghiêng một góc 300 so với phương ngang. Biết vật bắt
đầu trượt từ trạng thái nghỉ, chuyển động nhanh dần đều và đạt vận tốc 1m/s
khi đi được 1m. Lực ma sát của sàn lên vật khi vật trượt có độ lớn 125N. Lực
căng của dây khi vật trượt bằng?
A. 175N.
N.
B.
50 3
N.
C. 75N.
D.
202
Lời giải:
Gia tốc a = (v -v )/2S = 0,5 m/s
2
2
0
Theo phương ngang
2
r r
ma+ Fms
r
F + Fms = ma ⇒ F.cos300 − Fms = ma ⇒ F =
= 202,07N
cos300
Câu 12. Một vật bắt đầu trượt không ma sát từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc
300 so với phương ngang, chiều cao của đỉnh mặt phẳng nghiêng là 10m. Lấy g
=10m/s2. Vận tốc ở chân dốc và thời gian chuyển động của vật trên mặt phẳng
nghiêng bằng bao nhiêu?
α
2
2
A. 10
m/s; 5
s.
10 m/s; 2s.
B. 13,16m/s; 1,52s.
C. 5
y
Lời giải:
ĐL II Niu tơn:
x
0
2
s.
D.
r
P
r r
r
P + N = ma ⇒ P.sin300 = ma
⇒ a = g.sin300 = 5m/ s2 ⇒
2
r
N
m/s;
(v2-v02)=2aS = 2a.h/sin300
⇒
2
2
⇒
v = 10
m/s
t = v/a = 5
s
Nhận Xét:
+ Bài này cần lưu ý việc xác định quãng đường S và phân tích trọng lực theo
phương 0x.
Quãng đường đi trên mặt phẳng nghiêng là S = h/sin300 = 20m, Px = P.sin300
Câu 13. Vật m chuyển động lên mặt phẳng nghiêng góc 450 so với phương
r
F
ngang dưới tác dụng của lực kéo
song song mặt phẳng ngang. Bỏ qua ma sát
giữa vật và mặt phẳng nghiêng. Vật bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với
gia tốc a = 2m/s2 từ trạng thái nghỉ. Biết độ cao đỉnh mặt phẳng nghiêng là
10m, Lấy g =10m/s2. Thời gian chuyển động của vật khi lên đến đỉnh mặt phẳng
nghiêng?
A. 7,52 s.
B. 3,76 s.
C. 10
Lời giải:
S=
h
t2
2h
=
a
⇒t=
; 3,76s
0
⇒
sin45
2
a.sin450
Chọn B
2
m/s2.
D. 5
2
m/s2.
Câu 14. Có ba khối vật giống hệt nhau được nối với nhau bằng hai dây và được
đặt trên một mặt phẳng nằm ngang khơng ma sát như hình vẽ. Hệrvật được
r
F
F
tăng tốc bởi lực , hợp lực tác dụng lên khối ở giữa là bao nhiêu
A. 0.
B.
2F
3
.
F
3
C. .
Lời giải:
m3
r
T'2
rm2 r
T2 T'1
Áp dụng ĐL II Niu – tơn sau khi chiếu lên chiều lực
Vật m1: F – T1 = m.a Vật m2: T1’ – T2 = m.a
m.a = F/3
r
F
r
T1
D. F.
m1
r
F
ta có
Vật m3: T2’ = m.a
⇒
T1’ – T2 =
Chọn đáp án C
Nhận Xét: + Bài hệ vật này rất dễ nhầm vì nhìn vào sự phân tích lực thấy có
hai véc tơ ngược chiều cùng tác dụng lên m2 thì vội vàng kết luận là hợp lực tác
dụng lên m2 bằng 0.
+ Để tránh nhầm thì phải tư duy mỗi sợi dây nối có lực căng khác
nhau nhưng chúng có khối lượng và gia tốc như nhau và phải tìm hợp lực (T 2 –
T1’) chứ khơng phải tìm một lực căng.
3. Luyện tập:
Câu 1: Một xe tải khối lương m = 2000kg đang chuyển động thì hãm phanh
chuyển động chậm dần đều và dừng lại sau khi đi thêm được 9m trong 3s. Lực
hãm tác dụng vào ô tô là bao nhiêu?
A. 8000N
B. 6000N
C.
2000N
D. 4000N
Câu 2: Người ta dùng dây cáp để kéo một chiếc ơ tơ có khối lượng 1500kg
2
chuyển động. Hỏi lực kéo phải bằng bao nhiêu để xe có gia tốc 1,75m/s ?
A. 1750N
B. 2625N
C. 2250N
D.
3500N
Câu 3: Một lực F không đổi tác dụng lên xe lăn trong khoảng thời gian t làm xe
đi được 2,5m. Nếu đặt thêm vật
m = 250g lên xe thì cũng trong khoảng thời gian trên xe chỉ đi được 2m khi chịu
tác dụng của lực F. Hỏi khối lượng của xe là bao nhiêu?
A. 0,4kg
B. 0,5kg
C.
0,75kg
D. 1kg
Câu 4: Một xe lăn khối lượng m chịu tác dụng của một lực không đổi thì xe
chuyển động được đoạn đường s trong 10s. Nếu đặt lên xe một vật khối lượng
m' = 1,5kg thì xe đi hết đoạn đường s trên trong 15s. Bỏ qua ma sát. Khối lượng
m của xe lăn là bao nhiêu?
A. 1,5kg
B. 1kg
C.
1,2kg
D. 2kg
Câu 5: Lực F tác dụng vào vật m làm vật thu được gia tốc a , khi tác dụng vào
1
1
vật m thì vật thu được gia tốc a . Nếu lực đó tác dụng vào vật m = m +m thì
2
2
1
2
vật m thu được gia tốc bao nhiêu?
a = a .a
B. a = (a .a )/(a +a )
C.
a
=
A.
1 2
1 2
1 2
a +a
D. a = (a +a )/a a
1 2
1 2 1 2
Câu 6: Một xe khối lượng m = 500kg đang chuyển động thì hãm phanh chuyển
động chạm dần đều, biết quảng đường xe đi được trong giây cuối cùng của
chuyển động là 1m. Lực hãm tác dụng vào xe là bao nhiêu?
A. 2000N
B. 2500N
C. 1500N
D. 1000N
Câu 7: Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt bàn nằm ngang, khi bng tay
hai quả bóng lăn được những quảng đường 9m và 4m rồi dừng lại. Biết sau khi
tương tác hai quả bóng chuyển động cùng gia tốc. Mối liên hệ giữa khối của hai
quả bóng là:
m = 1,5m
B. m = 1,5m
C. m = 2,25m
D.
m
=
A. 1
2
2
1
2
1
1
2,25m
2
Câu 8: Một vật khối lượng m = 1kg năm cân bằng trên một phẳng nghiêng góc
2
600 Biết g = 10m/s . Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật là:
3
A. 10N
B. 5N
C. 20N
D. 5
N
Câu 9: Một lực tác dụng vào vật trong thời gian 0,6s thì vận tốc của vật giảm từ
9m/s đến 6m/s. Nếu tăng độ lớn của lực lên gấp đôi nhưng vẫn giữ nguyên
hướng của lực thì trong bao lâu nữa vật đó dừng lạI
A. 0,9s
B. 0,6s
C.
1,2s
D. 0,3s
Câu 10: Một quả bóng khối lượng 0,5kg đang bay theo phương ngang với vận
tốc 20m/s thì va theo phương vng góc vào bức tường thẳng đứng và bay
ngược trở lại với vận tốc 15m/s. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,02s.
Lực của quả bóng tác dụng vào tường là bao nhiêu
A. 750N
B. 375N
C.
875N
D. 575N
Câu 11: Hai xe lăn A và B tương tác với nhau bằng một lò xo nén. Khối lượng
của xe A là 100g, sau khi tương tác trong cùng một khoảng thời gian xe A đi
được 1m còn xe B đi được 40cm. Khối lượng của xe b là bao nhiêu?
A. 250g
B. 400g
C.
650g
D. 150g
Câu 12: Một ôt tô khối lượng 1000kg đang chạy với vận tốc 72km/h. Muốn xe
dừng lại trong 10s thì phải tác dụng vào xe một lực hãm bằng bao nhiêu?
A. 3000N
B. 1500N
C.
1000N
D. 2000N
Câu 13: (10.22) Một vật có khối lượng m = 1kg chuyển động với vận tốc 5m/s
đến va chạm vào vật thứ 2 đang đứng yên. Sau va chạm vật thứ nhất chuyển
động ngược lại với vận tốc 1m/s, còn vật thứ hai chuyển động với vận tốc 2m/s.
Hỏi khối lượng của vật thứ hai là bao nhiêu?
A. 1,5kg
B. 3kg
C.
2kg
D. 2,5kg
Câu 14: Một quả bóng có khối lượng m = 700g đang nằm yên trên sân cỏ. Sau
khi bị cầu thủ tác dụng lực nó có vận tốc 10m/s. Biết khoảng thời gian va chạm
Dt
là
= 0,02s. Lực đá của cầu thủ là bao nhiêu?
A. 700N
B. 350N
C.
175N
D. 450N
Câu 15: Một vật có khối lượng 50kg chuyển động nhanh dần đều với vận tốc
ban đầu 0,2m/s và khi đi được quãng đường 50cm vận tốc đạt được 0,9m/s thì
lực tác dụng .
A.38,5N
B.38N
C.24,5N
D.34,5N
Ngày soạn: 19/11/2022
TIẾT 41-42. ĐỊNH LUẬT III NIU TƠN
Buổi 13 :BA ĐỊNH LUẬT NIU – TON(B2)
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về định luật III Niu Tơn.
2. Mức độ cần đạt:
- Vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
Vật m1 tương tác m2 thì:
uur
uur
F12 = − F21
∆v2
∆v1
Độ lớn: F12 = F21 ⇔ m2a2 = m1a1 ⇒ m2 ∆t = m1 ∆t
2. Vận dụng kiến thức:
Dạng 3. ĐỊNH LUẬT III NEWTON
Bài 7: Một xe lăn chuyển động trên mặt phẳng nằm với vận tốc 50cm/s. Một xe
khác chuyển động với vận tốc 150cm/s tới va chạm với nó từ phía sau. Sau va
chạm hai xe chuyển động với cùng vận tốc 100cm/s. Hãy so sánh khối lượng
của hai xe.
ĐS: m1=m2
Bài 8: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3,6 km/h đến đụng vào xe B
đang đứng yên. Sau va chạm xe A dội lại với vận tốc 0,1 m/s ; còn xe B chạy với
vận tốc 0,55 m/s. Cho mB=200g. Tìm mA.
ĐS:
100g
Bài 9: Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu 1 chuyển
động với vận tốc 4m/s đến va chạm vào quả cầu 2 đang đứng yên. Sau va chạm
cả hai quả cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với cùng vận tốc
2 m/s. Tính tỉ số khối lượng của hai quả cầu.
ĐS: m1/m2=1
C. BÀI TẬP VỀ NHÀ
Bài 1.
Một xe lăn bằng gỗ có khối lượng
tốc
v = 3( m/s)
m2 = 600( g)
0,2( s)
m = 300( g)
đang chuyển động với vận
thì va chạm vào một xe lăn bằng thép có khối lượng
đang đứng yên trên bàn nhẵn nằm ngang. Sau thời gian va
0,5( m/s)
chạm
xe lăn thép đạt vận tốc
theo hướng của v. Xác định
lực F tác dụng vào xe lăn gỗ khi tương tác và vận tốc của nó ngay sau
khi va chạm ?
ĐS:
Bài 2.
2( m/s)
.
Một xe A đang chuyển động với vận tốc
3,6( km/h)
đến đụng vào xe B
đang đứng yên. Sau va chạm xe A dọi lại với vận tốc
chạy với vận tốc
khối lượng xe A ?
ĐS:
Bài 3.
mA = 100( g)
0,55( m/s)
0,1( m/s)
. Cho biết khối lượng xe B là
, còn xe B
mB = 200( g)
. Tìm
.
Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu
4( m/s)
( 1)
( 2)
chuyển động với vận tốc
đến va chạm vào quả cầu
đang
đứng yên. Sau va chạm, cả hai quả cầu cùng chuyển động theo hướng
cũ của quả cầu
quả cầu ?
m1
ĐS:
Bài 4.
m2
( 1)
với cùng vận tốc
2( m/s)
. Tính tỉ số khối lượng của hai
=1
.
Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt phẳng ngang. Khi bng tay,
9( m)
4( m)
hai quả bóng lăn được những qng đường
và
rồi dừng lại.
Biết sau khi rời nhau, hai quả bóng chuyển động chậm dần đều với
cùng gia tốc. Tính tỉ số khối lượng của hai quả bóng ?
m1
ĐS:
Bài 5.
m2
= 1,5
.
Hai chiếc xe lăn có thể chuyển động trên đường nằm ngang, đầu của xe
A gắn một lò xo nhẹ. Đặt hai xe sát vào nhau để lò xo bị nén rồi sau đó
bng tay thì thấy hai xe chuyển động ngược chiều nhau. Quãng đường
4
xe A đi được gấp lần quãng đường xe B đi được (tính từ lúc thả đến
lúc dừng lại). Cho rằng lực cản tỉ lệ với khối lượng của xe. Xác định tỉ số
khối lượng của xe A và xe B ?
m1
ĐS:
m2
= 0,5
.
Bài 6.
Hai xe lăn đặt nằm ngang, đầu xe A có gắn một lị xo nhẹ. Đặt hai xe
sát nhau để lị xo bị nén rồi bng ra. Sau đó hai xe chuyển động, đi
s1 = 1( m) ; s2 = 2( m)
được những quãng đường
trong cùng một khoảng
thời gian. Bỏ qua ma sát. Tính tỉ số khối lượng của hai xe ?
m1
ĐS:
Bài 7.
m2
=2
.
Một quả bóng khối lượng
h = 0,8( m)
ĐS:
Bài 8.
D t = 0,5( s)
. Xác định lực trung bình do sàn tác dụng lên
.
200( g)
15( m/s)
Một quả bóng khối lượng
bay với vận tốc
đến đập vng
góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với cùng vận tốc. Thời gian
va chạm giữa bóng và tường là
quả bóng ?
ĐS:
Bài 9.
được thả rơi tự do từ độ cao
. Khi đập vào sàn nhẵn bóng thì nẩy lên đúng độ cao h. Thời
gian và chạm là
bóng ?
16( N)
m = 100( g)
120( N)
0,05( s)
. Tính lực của tường tác dụng lên
.
Một quả bóng khối lượng
200( g)
bay với vận tốc
90( km/h)
đến đập
vng góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc
. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là
tác dụng lên quả bóng ?
ĐS:
160( N)
0,05( s)
.
Đã duyệt
Ngày 20/11/2022
Tổ phó chun mơn
54( km/h)
. Tính lực của tường
Nguyễn Văn Ngọc