Với giải sách bài tập Vật Lí 10 Chủ đề 2: Lực và chuyển động sách Cánh diều hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 10. Mời các bạn đón xem:
Giải SBT Vật Lí lớp 10 Chủ đề 2: Lực và chuyển động
• Với một vật có khối lượng không đổi, giá trị a của gia tốc tỉ lệ thuận với giá trị F của lực tác dụng lên vật.
• 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.
• Định luật I Newton: Vật sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều mãi mãi trừ khi có hợp lực khác không tác dụng lên vật.
• Định luật II Newton: Với một vật có khối lượng không đổi, gia tốc của nó tỉ lệ thuận với độ lớn của hợp lực và có cùng hướng với hợp lực tác dụng lên vật.
• Định luật III Newton: Khi hai vật tương tác, mỗi vật tác dụng một lực lên vật kia, hai lực này cùng nằm dọc theo một đường thẳng, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.
• Chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng:
• Tổng hợp hai vectơ lực F1 và F2 thì được hợp lực F có độ lớn được tính qua biểu thức:
Và hướng của hợp lực so với hướng của F1 được xác định bởi:
• Lực F được phân tích thành hai thành phần vuông góc của nó:
và
• Hợp lực của hai lực F1 và F2 song song, cùng chiều là một lực F song song, cùng chiều với hai lực ấy, có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần và điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt O1, O2 của F1, F2 thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
• Mômen M của một lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đó và được tính bằng tích độ lớn của lực với khoảng cách từ trục quay đến đường thẳng chứa vectơ lực (giá của lực).
• Ngẫu lực là hai lực song song, ngược chiều, bằng nhau về độ lớn, tác dụng vào một vật và giá của hai lực cách nhau một khoảng d.
• Mômen của ngẫu lực bằng: M = Fd
• Điều kiện cân bằng tổng quát của một vật rắn gồm:
- Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không.
- Tổng mômen của các lực tác dụng lên vật đối với trục quay bất kì bằng không.
I. Lực và gia tốc
A. gia tốc của vật không đổi.
B. gia tốc của vật giảm.
C. gia tốc của vật tăng.
D. gia tốc và vận tốc của vật đều giảm.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Một vật đang chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của lực kéo mà lực đó đột ngột giảm độ lớn thì gia tốc của vật giảm vì gia tốc tỉ lệ thuận với lực kéo.
A. nhỏ hơn lực hãm lên xe con.
B. bằng lực hãm lên xe con.
C. lớn hơn lực hãm lên xe con.
D. có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn lực hãm lên xe con.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Do xe tải có khối lượng lớn hơn xe con, muốn hai xe dừng lại cùng lúc thì gia tốc gây ra cho xe tải phải lớn hơn gia tốc gây ra cho xe con. Kết quả là lực hãm của xe tải phải lớn hơn lực hãm của xe con.
A. 250 N.
B. 375 N.
C. 1,35 kN.
D. 13,5 kN.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Đổi 54 km/h = 15 m/s
Gia tốc:
Lực tác dụng lên quả bóng:
A. Khoảng 2,00 s.
B. Khoảng 7,20 s.
C. Khoảng 10,0 s.
D. Khoảng 15,0 s.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
Gia tốc:
Thời gian để xe tăng tốc từ trạng thái nghỉ (v0 = 0) lên đến tốc độ v = 108 km/h là
A. kg/m2.
B. kg/s2.
C. kg.m2/s.
D. kg.m/s2.
Lời giải
Đáp án đúng là: D
Từ công thức: F = m.a
Ta có đơn vị tương ứng: 1N = 1kg . 1m/s2.
Lời giải
Khảo sát quan hệ giữa lực tác dụng và khối lượng của xe khi gia tốc không đổi,thực hiện bằng bộ thí nghiệm với xe kĩ thuật số được gắn cảm biến đo lực và đo tốc độ. Ta có thể thay đổi khối lượng của xe bằng cách thay các xe khác nhau, thay đổi lực tác dụng lên xe bằng các treo thêm vật nặng ở phía đầu dây vắt qua ròng rọc.
- Tiến hành thí nghiệm: Thực hiện thí nghiệm với các xe có khối lượng khác nhau, xác định các kết quả đo lực khi gia tốc của xe như nhau.
Lập bảng lực tác dụng lên xe theo khối lượng xe (số liệu minh họa)
Từ số liệu bảng trên, ta thấy khối lượng và lực tác dụng tỉ lệ thuận với nhau.
Bài 2.7 trang 20 SBT Vật lí 10: Tính lực cần thiết để ô tô khối lượng 1,8 tấn có gia tốc 2,0m/s2.
Lời giải
Lực tác dụng: F = ma = 1800.2 = 3600 N
Lời giải
Gia tốc:
Lời giải
Khối lượng tổng cộng của người và xe là 70 kg.
Gia tốc:
Vận tốc của xe sau 5 s:
Bài 2.10 trang 20 SBT Vật lí 10: Chứng tỏ rằng biểu thức sau không vi phạm về đơn vị:
Áp suất chất lỏng = khối lượng riêng x gia tốc rơi tự do x độ sâu
Lời giải
Bài 2.11 trang 20 SBT Vật lí 10: Một ô tô có các thông số gồm:
Khi ô tô chở đủ tải trọng, nó có thể tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến tốc độ tối ưu trong 3,00 giây. Tính độ lớn lực tác dụng lên ô tô khi tăng tốc.
Lời giải
Khối lượng xe khi chở đủ tải trọng: m = 3,05.103kg
Gia tốc của xe khi tăng tốc:
Lực tác dụng lên xe khi tăng tốc:
II. Một số lực thường gặp
Bài 2.12 trang 21 SBT Vật lí 10: Cặp lực nào sau đây là cặp lực cân bằng?
A. Hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng phương, ngược chiều.
B. Hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng phương, cùng chiều.
C. Hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn.
D. Hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Cặp lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng phương, ngược chiều và có cùng độ lớn.
Bài 2.13 trang 21 SBT Vật lí 10: Vật có trọng tâm không nằm trên vật là
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Hình B có trọng tâm nằm ngoài vật (tâm của hình tròn).
Bài 2.14 trang 21 SBT Vật lí 10: Trường hợp nào sau đây đã thực hiện biện pháp làm giảm ma sát?
A. Đế giày, dép thường có các rãnh khía.
B. Quần áo được là phẳng sẽ giảm bám bụi hơn quần áo không được là.
C. Mặt bảng viết phấn có độ nhám.
D. Rải cát lên mặt đường bị loang dầu.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
A, C, D – tăng ma sát
B – giảm ma sát giữa các hạt bụi và quần áo.
A.
B.
C.
D.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Vận tốc của tàu tăng nhanh sau đó dần ổn định và có tốc độ không đổi
A – vận tốc tăng đều
B – vận tốc giai đoạn đầu tăng chậm
C – thỏa mãn yêu cầu
D – vận tốc giảm dần
a. Hình nào biểu diễn các lực tác dụng lên ô tô khi đang tăng tốc sang phải theo phương ngang? Giải thích?
b. Hình còn lại biểu diễn các lực tác dụng lên ô tô khi hãm phanh. Hãy gọi tên các lực tác dụng lên ô tô trên hình biểu diễn đó.
Lời giải
a. Hình 2.1a biểu diễn các lực tác dụng lên ô tô khi đang tăng tốc sang phải theo phương ngang, do lực theo phương ngang hướng sang phải lớn hơn lực theo phương ngang hướng sang trái.
b. Các lực tác dụng lên ô tô gồm: Trọng lực (hướng xuống), phản lực của mặt đường (hướng lên) và lực hãm (theo phương ngang hướng sang trái).
Bài 2.17 trang 22 SBT Vật lí 10: Một vật được treo vào đầu một sợi dây như hình 2.2.
a. Nêu cách làm để chứng tỏ có lực khác cân bằng với trọng lực đã tác dụng lên vật khi vật được treo đứng yên.
b. Sợi dây treo quá mảnh, dây đứt. Vật sẽ chuyển động như thế nào? Nhận xét về các lực tác dụng lên vật ngay trước khi biến đổi chuyển động do dây đứt.
c. Sợi dây treo là dây cao su co giãn tốt. Dùng tay kéo vật mạnh xuống dưới cho dây giãn ra và thả tay. Vật sẽ chuyển động như thế nào? Nhận xét về các lực tác dụng lên vật ngay trước khi thả tay.
Lời giải
a. Dây cân bằng do có trọng lực tác dụng lên vật cân bằng với lực căng dây. Để chứng tỏ có lực khác cân bằng với trọng lực ta sẽ làm cho dây ngừng tác dụng lên vật (cắt, bỏ dây treo) thì vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên sẽ rơi xuống.
b. Dây đứt, vật sẽ rơi xuống. Các lực tác dụng lên vật không cân bằng nên gây ra gia tốc khiến vật đang đứng yên thì chuyển động rơi xuống.
c. Thả tay, vật sẽ bật lên. Các lực tác dụng lên vật không cân bằng nên gây ra gia tốc khiến vật đang đứng yên thì chuyển động lên trên.
Lời giải
Cùng một vật (khối lượng không đổi), khi ở chân núi có trọng lượng khác với khi ở đỉnh núi do gia tốc rơi tự do thay đổi theo độ cao.
a. Một lít nước.
b. Một quyển vở 120 trang.
c. Một học sinh lớp 10.
d. Xe tải loại 20 tấn.
Lời giải
a. Khối lượng khoảng 1kg, trọng lượng khoảng 10 N.
b. Khối lượng khoảng 150 g, trọng lượng khoảng 1,5 N.
c. Khối lượng khoảng 45 kg, trọng lượng khoảng 450 N.
d. Khối lượng khoảng 20 tấn, trọng lượng khoảng 200 000 N.
Bài 2.20 trang 22 SBT Vật lí 10: Dùng mũi tên biểu diễn các lực sau:
a. Lực đẩy của nước lên cột mốc phao trên mặt biển.
b. Lực cản trở chuyển động của khúc gỗ đang được kéo trên mặt đường.
c. Lực của sợi dây cáp nối giữa xe cứu hộ và ô tô gặp sự cố.
d. Lực gây khó khăn nếu cầm ô khi đi xe máy.
Lời giải
a. Lực đẩy Archimedes tác dụng lên cột mốc phao, phương thẳng đứng, hướng lên.
b. Lực ma sát tác dụng lên khúc gỗ, phương dọc theo mặt đường, ngược chiều chuyển động của khúc gỗ.
c. Lực căng dây tác dụng lên ô tô được kéo và cả lên xe cứu hộ, phương dọc theo sợi dây, chiều chống lại xu hướng bị kéo giãn của sợi dây.
d. Lực cản của không khí tác dụng lên cái ô có phương ngang, ngược chiều chuyển động.
a. Quả bóng di chuyển lên trên.
b. Quả bóng rơi ngược trở lại.
Lời giải
Khi quả bóng tennis đang chuyển động, nó chịu tác dụng của hai lực:
- Trọng lực có phương thẳng đứng, luôn hướng xuống cả khi bóng bay lên hay rơi xuống.
- Lực cản của không khí: phương thẳng đứng, ngược chiều chuyển động của quả bóng nên sẽ hướng xuống khi quả bóng bay lên và sẽ hướng lên khi quả bóng rơi xuống.
a. Khi quả bóng di chuyển lên trên.
b. Khi quả bóng di chuyển xuống dưới.
Lời giải
Khi ô tô chuyển động ổn định thì lực cản của không khí cân bằng với lực kéo, tức là:
Fc = F = 500 N hay 0,2v2 = 500
Từ đó, ta tính được tốc độ khi ổn định của ô tô này là: v = 50 m/s.
a. Ván trượt.
b. Quần áo.
c. Độ dốc.
d. Cơ bắp của vận động viên..
Lời giải
Để tăng tốc độ của người trượt tuyết, đối với từng yếu tố dưới đây, ta cần:
a. Ván trượt: xuất hiện lực ma sát giữa ván trượt với mặt dốc → làm giảm lực ma sát bằng cách làm nhẵn mặt tiếp xúc của ván trượt.
b. Quần áo: xuất hiện lực cản của không khí khi chuyển động nhanh → làm giảm lực cản bằng cách mặc quần áo gọn gàng, ôm sát cơ thể.
c. Độ dốc: khi độ dốc càng lớn thì chuyển động trượt xuống càng nhanh nhưng cũng cần lưu ý các điều kiện an toàn.
d. Cơ bắp của vận động viên: tạo ra lực đẩy cho chuyển động, khi lực đẩy càng mạnh sẽ giúp ván trượt nhanh hơn.
a. Nếu một người có khối lượng lớn hơn người kia thì người nào nên nhảy trước? Giải thích.
b. Nếu hai người có khối lượng như nhau, thì người thứ nhất và người thứ hai cần làm gì để hai người có thể bắt cặp được với nhau?
Lời giải
a. Người có khối lượng lớn hơn nên nhảy sau, người này có thể đạt được tốc độ ổn định lớn hơn nên dễ bắt kịp người nhảy trước.
b. Nếu hai người có khối lượng như nhau, thì người thứ nhất cần nằm ngang để tăng lực cản và giảm tốc độ ổn định của mình, người thứ hai cần giữ người theo phương thẳng đứng với đầu hướng xuống dưới để tăng tốc độ ổn định và bắt kịp người thứ nhất.
Lời giải
Số chỉ lực kế giảm chứng tỏ nước tác dụng lực đẩy 0,6 N lên quả cân.
a. P > FA |
1. Vật chuyển động lên trên mặt thoáng (nổi lên) |
b. P = FA |
2. Vật chuyển động xuống dưới đáy (chìm xuống) |
c. P < FA |
3. Vật nằm lơ lửng trong chất lỏng (đứng yên) |
Lời giải
a – 2, b – 3, c – 1
a. Mô tả các lực tác dụng lên quả cân.
b. Một học sinh nói rằng nếu giữ quả cân đứng yên thì số chỉ của lực kế chính là trọng lượng của quả cân. Điều này có đúng không? Tại sao?
Lời giải
a. Các lực tác dụng lên quả cân gồm:
- trọng lực: có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.
- lực căng của sợi dây: có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên.
b. Đúng. Khi quả cân đứng yên thì trọng lực và lực căng dây là hai lực cân bằng:
P = T.
Mà dây nhẹ, không giãn nên lực căng tại mọi điểm trên dây có độ lớn như nhau. Do đó, số chỉ của lực kế đo T cũng đồng thời cho biết trọng lượng của quả cân.
Khi viên bi chuyển động xuống thì nước di chuyển từ bên dưới viên bi lên trên, qua khe giữa viên bi và thành ống. Để kiểm tra xem lực cản của nước thay đổi như thế nào khi kích thước viên bi thay đổi, người ta tiến hành thí nghiệm và xác định được tốc độ chuyển động của viên bi tỉ lệ với chênh lệch tiết diện giữa ống và viên bi:
Trong đó, và k là hằng số
Hãy lập phương án thực hiện thí nghiệm khảo sát này với các thiết bị gợi ý sau:
- Ống nhựa mềm chứa đầy nước.
- Giá đỡ, kẹp, nam châm (để lấy bi sắt ra khỏi ống);
- Một số bi sắt có kích thước khác nhau;
- Đồng hồ bấm giờ;
- Thước mét.
Lời giải
Phương án thí nghiệm:
Bước 1: Lắp ống nhựa lên giá theo hình chữ U, đổ đầy nước. Đánh dấu hai vị trí cách nhau một khoảng L trên cùng một nhánh ống.
Bước 2: Đo đường kính trong D của ống.
Bước 3: Đo đường kính d của viên bi sắt.
Bước 4: Thả viên bi vào ống và đo thời gian t để nó rơi quãng đường L từ vạch trên xuống vạch dưới.
Bước 5: Lặp lại bước 4 cho các viên bi còn lại. Nếu cần, dùng nam châm để lấy các viên bi ra khỏi ống.
Kết quả được ghi vào bảng sau:
III. Ba định luật Newton về chuyển động
Bài 2.29 trang 25 SBT Vật lí 10: Chọn câu phát biểu đúng
A. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật.
B. Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật.
C. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không chuyển động.
D. Không cần có lực tác dụng thì vật vẫn chuyển động nhanh dần được.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
A – đúng, lực là nguyên nhân làm vật biến đổi chuyển động
B, C, D – sai vì khi vật đang chuyển động, nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng không thì vật sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều mãi.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Gia tốc gây ra cho vật:
Thời gian cần thiết để vật đứng yên là
A. người đó tác dụng lên sàn một lực hướng lên.
B. người đó không tác dụng lực lên sàn.
C. sàn tác dụng lên người đó một lực hướng lên.
D. sàn không tác dụng lực lên người đó.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Người tác dụng lên sàn một lực hướng xuống thì sàn tác dụng lên người một lực hướng lên, có độ lớn bằng lực người tác dụng lên sàn.
a. Tại sao lúc đầu quả cầu tăng tốc?
b. Tại sao sau một thời gian thì quả cầu chuyển động đều?
Lời giải
Lực tác dụng lên quả cầu gồm trọng lực và lực cản của dầu.
a. Lúc đầu, lực cản nhỏ hơn trọng lực, hợp lực tác dụng lên quả cầu có hướng của trọng lực sẽ làm quả cầu chuyển động xuống nhanh dần.
b. Tốc độ của quả cầu tăng dần thì lực cản của dầu lên quả cầu tăng dần. Khi độ lớn lực cản bằng trọng lực thì quả cầu chịu tác dụng của hai lực cân bằng nên chuyển động với tốc độ không đổi. Lúc này, do tốc độ quả cầu không đổi nên lực cản của dầu lên quả cầu cũng không đổi. Trạng thái chuyển động đều của quả cầu là trạng thái ổn định.
a. Xác định độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng.
b. Nếu khối lượng quả bóng tăng gấp đôi thì cần lực có độ lớn bằng bao nhiêu để quả bóng vẫn bay đi với vận tốc 30 m/s?
Lời giải
Trong thời gian tiếp xúc với chân cầu thủ, quả bóng đã được tăng tốc từ 0 đến 30 m/s, tức là quả bóng đã có gia tốc:
a. Độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng:
b. Vận dụng , để quả bóng có khối lượng gấp đôi vẫn có gia tốc như trên thì F phải tăng gấp đôi, tức là cần lực có độ lớn
a. Bạn A giẫm lên ngón chân của bạn B.
b. Xe đạp đâm vào tường gạch và dừng lại.
c. Dùng tay ném một quả bóng lên không trung.
Trong mỗi trường hợp, hãy nêu rõ vật mà mỗi lực tác dụng và hướng của lực.
Lời giải
Cặp lực – phản lực cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn, xuất hiện và mất đi đồng thời.
a. Lực do A tác dụng lên ngón chân của B và phản lực do ngón chân của B tác dụng lên bàn chân của A.
b. Xe tác dụng lực lên tường và phản lực của tường tác dụng lên xe.
c. Lực do tay tác dụng làm quả bóng bay lên và phản lực do quả bóng tác dụng lên tay.
a. Tính lực tác dụng lên xe trong quá trình chạy thử.
b. Xe đạt tốc độ tối đa 320 m/s và duy trì được trên đoạn đường thẳng của đường thử nghiệm. So sánh lực phát động và lực cản tác dụng lên xe trong khoảng thời gian này.
Lời giải
Gia tốc của xe trên đường thử nghiệm:
a. Lực tác dụng lên xe:
b. Xe chuyển động thẳng đều nên lực phát động và lực cản tác dụng lên xe là hai lực cân bằng.
- Bố trí thiết bị thí nghiệm như hình 2.6. Ở mỗi vị trí M và N, móc kẹp kẹp 10 miếng thép, mỗi miếng thép có khối lượng 50 g.
- Lần lượt chuyển các miếng thép được kẹp ở M đến kẹp tại N. Nâng N lên cho đến khi M vừa chạm sàn thì thả N ra và đo thời gian t để N chạm sàn. Ghi lại thời gian t và sự khác biệt n giữa số lượng miếng thép ở M và ở N theo mẫu sau:
a. So sánh gia tốc của M và của N. Nêu cách tính gia tốc a trong bảng ghi kết quả ở trên.
b. Một bạn học sinh nhận xét rằng dù độ chênh lệch khối lượng giữa N và M được thay đổi khi làm thí nghiệm nhưng tổng khối lượng được buộc vào dây không đổi. Vì thế, chênh lệch trọng lượng giữa N và M là độ lớn lực tác dụng lên cả hệ 20 miếng thép và gây ra gia tốc a nên a tỉ lệ thuận với n. Hãy áp dụng biểu thức định luật II Newton lần lượt cho khối lượng treo tại N và tại M để chứng tỏ:
Với g là gia tốc rơi tự do và bỏ qua ma sát.
c. Thực hiện thí nghiệm để kiểm tra lại kết quả trên.
Lời giải
a. Dây không giãn nên cả hệ thống buộc vào dây sẽ chuyển động với cùng gia tốc. Vật tại N chuyển động xuống dưới, vật tại M chuyển động lên trên theo chuyển động của dây.
Gia tốc a được tính bằng:
b. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của dây.
Vật tại N chịu tác dụng của trọng lực PN và lực căng T của dây, chuyển động theo hướng của trọng lực nên:
(1)
Vật tại M chịu tác dụng của trọng lực PM và lực căng T của dây, chuyển động theo hướng của lực căng dây nên:
(2)
Từ (1) và (2) ta rút ra được biểu thức tính gia tốc a cần chứng minh:
c. Học sinh tự thực hiện thí nghiệm và rút ra kết quả.
IV. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng
A. Trọng lực tác dụng lên sắt lớn hơn.
B. Khối lượng riêng của bông nhỏ hơn.
C. Mật độ phân tử của sắt lớn hơn mật độ phân tử của bông.
D. Khối lượng của sắt lớn hơn khối lượng của phần bông có cùng thể tích.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
A – sai vì chưa biết rõ khối lượng của sắt và bông trong tình huống này và vị trí so sánh (ở nơi nào trên Trái Đất hay ở một hành tinh khác).
B, C, D – đúng
A. 7,83 m.
B. 7,83 km.
C. 78,3 m.
D. 78,3 km.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Áp suất:
A. Áp suất lên quả 2 là lớn nhất vì có thể tích lớn nhất.
B. Áp suất lên quả 1 là lớn nhất vì có thể tích nhỏ nhất.
C. Áp suất lên quả 3 là lớn nhất vì sâu nhất.
D. Áp suất lên ba quả như nhau vì cùng bằng thép và cùng ở trong nước.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Áp suất của chất lỏng tác dụng lên một điểm phụ thuộc vào độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng chất lỏng.
Quả cầu 3 ở vị trí sâu nhất nên h lớn nhất, khi đó áp suất lên quả 3 là lớn nhất.
Lời giải
Thể tích quả cầu:
Nếu quả cầu thép đặc thì sẽ có khối lượng:
Giá trị này lớn hơn khối lượng của quả cầu nên quả cầu rỗng.
Phần rỗng có khối lượng:
Do đó, thể tích phần rỗng của quả cầu là:
Lời giải
Diện tích bị ép của mặt sàn:
Áp suất do ghế tác dụng lên sàn:
Lời giải
Áp suất lên miếng vá ở độ sâu 1,2m là
Do trong tàu cũng có áp suất khí quyển p0 nên để giữ được miếng vá từ phía trong, thì lực tối thiểu bằng áp lực của nước lên miếng vá:
Bài 2.43 trang 28 SBT Vật lí 10: Vì sao càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm?
Lời giải
Càng lên cao, mật độ khí quyển càng giảm, lực hút của Trái Đất lên các phân tử khí càng giảm và bề dày của khí quyển tính từ điểm đo áp suất càng giảm nên áp suất khí quyển càng giảm.
a. Tính chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập phương.
b. Tính lực đẩy lên khối lập phương do chênh lệch áp suất này gây ra. Lực này chính là lực đẩy Archimedes của nước lên khối lập phương. Cách tính lực đẩy của nước lên khối lập phương có gì khác nếu cả khối nằm trong nước?
c. Giải thích tại sao nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì có thể xác định được chất liệu của nó qua thí nghiệm này.
Lời giải
a. Do mặt trên của khối lập phương không nằm trong nước, không chịu tác dụng của áp suất nước nên chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập là:
b. Lực đẩy của nước lên đáy của khối lập phương:
Nếu cả khối lập phương nằm trong nước thì lực đẩy của nước lên khối lập phương là hợp lực của áp lực lên mặt đáy và lên mặt trên của khối. Vì áp suất của nước lên đáy lớn hơn lên mặt trên nên hợp lực có chiều đẩy khối lập phương lên.
c. Khối lập phương chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Archimedes của nước. Vì vật nằm yên trên mặt thoáng nên hai lực này là hai lực cân bằng, ta có:
F = P = 60 N
Nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì trọng lượng của vật được tính qua khối lượng riêng của chất liệu:
Do đó, ta có thể tính được tức là xác định được chất liệu của khối lập phương.
a. Nhận xét về áp suất tại các điểm thuộc hai nhánh ống nhưng đều ở mực chất lỏng L?
b. So sánh khối lượng riêng của hai chất lỏng A và B.
Lời giải
a. Áp suất của chất lỏng A ở nhánh bên phải bằng tổng áp suất của chất lỏng B và một phần chất lỏng A ở nhánh bên trái.
b. Xét các điểm thuộc hai nhánh ống nằm ở mực chất lỏng M như hình 2.45G sẽ có cùng áp suất, tức là:
V. Tổng hợp lực và phân tích lực
A. nhỏ hơn 6 N.
B. lớn hơn 8 N.
C. nhận giá trị bất kì.
D. nhận giá trị trong khoảng từ 2 N đến 14 N.
Lời giải
Đáp án đúng là: D
Độ lớn hợp lực thỏa mãn:
A. 12 N.
B. 16 N.
C. 20 N.
D. không xác định được vì thiếu thông tin.
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Ban đầu vật đứng yên, hợp lực của chúng bằng 0.
Nếu ngừng tác dụng lực 20 N lên vật thì hợp lực tác dụng lên vật có độ lớn là 20 N
Trọng lực tác dụng lên vật là 700 N thì thành phần Px kéo vật trượt xuống có độ lớn là:
A. 350 N.
B. 606 N.
C. 700 N.
D. không xác định được vì thiếu thông tin.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
a. Vẽ giản đồ vectơ thể hiện các lực tác dụng lên người đó lúc mở dù.
b. Xác định hợp lực tác dụng lên người đó lúc mở dù.
c. Hợp lực có tác dụng gì đối với người đó?
Lời giải
a. Giản đồ vectơ như hình 2.49G.
b. Hai lực trên cùng một đường thẳng và ngược chiều nên hợp lực F có độ lớn:
F = 2 000 – 1 000 = 1 000 (N)
Và có chiều của lực lớn hơn, tức là cùng chiều với lực kéo của dù lên người đó (hướng lên).
c. Hợp lực ngược chiều với chiều chuyển động rơi nên gây ra gia tốc ngược chiều chuyển động khiến tốc độ rơi giảm dần, người đó rơi chậm lại.
Hình 2.11b biểu diễn giản đồ vectơ để xác định hợp lực của hai lực đó.
a. Tính độ lớn của hợp lực.
b. Sử dụng công thức lượng giác để tính góc của hợp lực so với phương ngang.
Lời giải
a. Hợp lực là cạnh huyền của tam giác vuông trong giản đồ vectơ. Sử dụng công thức Pythagoras, ta tính được độ lớn của hợp lực:
b. Góc giữa hợp lực và phương ngang được xác định bởi:
a. Biểu diễn các lực tác dụng lên viên đá.
b. Dùng giản đồ vectơ xác định hợp lực của hai lực lên viên đá.
c. Xác định độ lớn hợp lực tác dụng lên viên đá và tính góc của hợp lực so với phương ngang.
Lời giải
a. Hình 2.51G.a biểu diễn các lực tác dụng lên viên đá
b. Hình 2.51G.b biểu diễn giản đồ vectơ lực. là hợp lực tác dụng lên viên đá.
c. Sử dụng định lí Pythagoras tính được độ lớn của hợp lực:
Góc θ của hợp lực so với phương ngang được xác định bởi:
a. Con tàu có đang ở trạng thái cân bằng không? Vì sao?
b. Lực đẩy Archimedes của nước lên tàu là bao nhiêu?
c. Lực cản của nước đối với tàu là bao nhiêu?
Lời giải
a. Vì tàu đang chuyển động với vận tốc không đổi nên nó đang ở trạng thái cân bằng.
b. Lực đẩy Archimedes của nước lên tàu cân bằng với trọng lực của tàu:
FA = P = 1 000 kN
c. Lực cản của nước cân bằng với lực đẩy của động cơ:
Fc = Fđ = 50 kN
a. Tính độ lớn hợp lực tác dụng lên thiết bị.
b. Thiết bị đó có ở trạng thái cân bằng không?
Lời giải
a. Các lực tác dụng lên thiết bị như trong hình 2.53G.
Thành phần của hợp lực trên phương thẳng đứng:
Thành phần của hợp lực trên phương ngang:
Fx = Fđ = 1,5N
Độ lớn hợp lực tác dụng lên thiết bị:
b. Độ lớn hợp lực khác 0 nên thiết bị không ở trạng thái cân bằng.
Ta cũng có thể dễ dàng nhận thấy trên mỗi phương thẳng đứng và phương ngang, vật chịu tác dụng của các lực không cân bằng.
Bài 2.54 trang 30 SBT Vật lí 10: Cho lực 100 N như hình 2.13.
a. Dùng hình vẽ xác định thành phần nằm ngang và thành phần thẳng đứng của lực này.
b. Tính độ lớn của mỗi thành phần của lực.
c. Kiểm tra kết quả câu b bằng cách sử dụng định lí Pythagoras để chứng tỏ rằng hợp lực của hai thành phần bằng lực ban đầu (100 N).
Lời giải
a. Các thành phần của lực được xác định như hình 2.54G.
b. Độ lớn của các thành phần:
c.
a. Xác định thành phần theo phương ngang và theo phương thẳng đứng của lực này.
b. Giải thích tại sao hai thành phần này có độ lớn bằng nhau.
Lời giải
Các thành phần của lực được xác định như hình dưới.
a. Độ lớn của các thành phần:
b. Hai thành phần có độ lớn bằng nhau vì góc hợp bởi các thành phần với hợp lực đều bằng 450.
a. Gọi tên các lực tác dụng lên vận động viên và có độ lớn được cho trên hình 2.14.
b. Tính thành phần theo phương mặt dốc của trọng lực tác dụng lên vận động viên.
c. Tính hợp lực theo phương mặt dốc tác dụng lên vận động viên và giải thích tại sao người đó đang xuống dốc nhanh dần.
d. Giải thích tại sao phản lực của mặt đất lên vận động viên không giúp tăng tốc của chuyển động.
e. Chứng tỏ rằng thành phần theo phương vuông góc với mặt dốc của trọng lực bằng phản lực của mặt đất lên vận động viên.
Lời giải
a. Các lực tác dụng lên vận động viên gồm:
- Trọng lực P = 350 N.
- Phản lực của mặt đất: N = 329 N
- Lực ma sát: Fms = 60 N
b. Thành phần theo phương mặt dốc của trọng lực:
c. Theo phương mặt dốc có thành phần Px và lực ma sát tác dụng lên vận động viên.
Vì Px > Fms nên hợp lực theo phương mặt dốc có chiều hướng xuống dốc và có độ lớn:
Hợp lực theo phương mặt dốc cùng chiều chuyển động nên tạo ra gia tốc hướng xuống dọc theo mặt dốc, vì thế người đó trượt xuống nhanh dần.
d. Phản lực của mặt đất theo phương vuông góc với mặt dốc nên không có tác dụng đối với chuyển động dọc theo mặt dốc của vận động viên.
e. Vận động viên không chuyển động theo phương vuông góc với mặt dốc nên các lực tác dụng lên người đó theo phương này là các lực cân bằng.
Ta có thể kiểm tra được:
a. Giải thích tại sao khi vừa thả ra thì vòng chuyển động thẳng đứng xuống dưới.
b. Học sinh này đổi các quả cân có trọng lượng P vào dây treo 6 N thì hệ thống cân bằng khi thả ra. Tính P.
c. Thực hiện lại thí nghiệm trên để kiểm tra.
Lời giải
a. Biểu diễn giản đồ vectơ như hình dưới.
Hệ thống sẽ cân bằng nếu vòng kim loại chịu tác dụng của các lực cân bằng trên mỗi phương, tức là: T3x = T1 và T3y = T2
Với góc nghiêng 530 được giữ lúc đầu thì:
Như vậy, khi vừa được thả ra thì vòng chịu tác dụng của hai lực cân bằng theo phương ngang, còn theo phương thẳng đứng thì hợp lực có chiều của lực T2 nên vòng sẽ chuyển động thẳng đứng xuống dưới.
b. Để hệ cân bằng khi thay T2 bằng P thì:
c. Học sinh tự thực hiện thí nghiệm để kiểm tra
VI. Mô men lực. Điều kiện cân bằng của vật
A. X = 11 N.
B. X = 36 N.
C. X = 47 N.
D. Không xác định được vì thiếu thông tin.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Áp dụng công thức momen về điều kiện cân bằng của vật rắn.
A. Giá của lực không đi qua trục quay.
B. Giá của lực song song với trục quay.
C. Giá của lực đi qua trục quay.
D. Giá của lực có phương bất kì.
Lời giải
Đáp án đúng là: A
Lực sẽ gây tác dụng làm quay đối với vật khi giá của lực không đi qua trục quay.
Bài 2.60 trang 32 SBT Vật lí 10: Cặp lực nào trong hình 2.17 là ngẫu lực?
A. Hình a.
B. Hình b.
C. Hình c.
D. Hình d.
Lời giải
Đáp án đúng là: B
Ngẫu lực là hệ gồm hai lực cùng phương, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau, cùng tác dụng lên một vật nhưng có vị trí điểm đặt khác nhau.
Bài 2.61 trang 32 SBT Vật lí 10: Hai thanh dầm thép đồng chất, có trọng tâm tại A và B, đặt chồng lên nhau như hình 2.18. Thanh dài hơn có trọng lượng 10 kN.
a. Xác định hợp lực (độ lớn P và giá) của các trọng lực tác dụng lên hai thanh dầm.
b. Hai thanh dầm được đặt lên các cột đỡ tại O1 và O2. Để hệ đứng yên thì hợp lực của các lực đỡ bởi hai cột phải cân bằng với hợp lực xác định ở câu a. Hỏi mỗi cột đỡ chịu một lực bằng bao nhiêu?
Lời giải
a. Áp dụng quy tắc hợp lực song song, cùng chiều cho hai trọng lực và của hai thanh, ta xác định được hợp lực như hình 2.61G, trong đó:
Hai thanh dầm đồng chất, dựa vào hình vẽ ta có thể thấy thanh A có khối lượng bằng một nửa khối lượng thanh B
- Độ lớn P = P1 + P2 = 5 + 10 = 15 (kN)
- Giá của đi qua điểm O chia đoạn thẳng AB theo tỉ lệ:
Mà khoảng cách giữa giá của và là nên khoảng cách từ giá của đến giá của và lần lượt là và .
b. Hợp lực của các lực đỡ bởi hai cột phải cân bằng với
Tức là: F = P = 15 kN, ngược chiều và có giá trùng với giá của .
Vì là hợp lực của hai lực đỡ và song song, cùng chiều nên:
Ta xác định được lực mà mỗi cột đỡ phải chịu là:
F1 = 8,75 kN và F2 = 6,25 kN
Bài 2.62 trang 32 SBT Vật lí 10: Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của trọng lực tại tâm của đĩa. Hỏi khi khoét một lỗ tròn bán kính (hình 2.19) thì trọng tâm của đĩa sẽ ở vị trí nào?
Lời giải
Trọng tâm của đĩa bị khoét là điểm đặt hợp lực của trọng lực PK của hình tròn tâm K bán kính và trọng lực PI của phần đĩa còn lại sau khi khoét đi hai lỗ tròn đối xứng qua I.
Ta có:
Vì đĩa phẳng đồng chất nên trọng lượng mỗi phần đĩa tỉ lệ với diện tích. Gọi P là trọng lượng của đĩa nguyên, ta có:
Áp dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều cho các trọng lực PI và PK, ta xác định được điểm đặt O của hợp lực sẽ chia đoạn thẳng IK theo tỉ lệ:
Bài 2.63 trang 33 SBT Vật lí 10: Một xe đẩy chở đất như trong hình 2.20. Xét với trục quay là trục bánh xe, hãy:
a. Tính mômen lực gây ra bởi trọng lực P = 400 N tác dụng lên đất trong xe. Mômen lực này có tác dụng làm quay theo chiều nào?
b. Tính độ lớn F2 của lực do tay người tác dụng lên càng xe để tạo ra mômen lực bằng với mômen của trọng lực. Mômen lực của có tác dụng làm xe quay theo chiều nào?
Lời giải
a. Mômen của trọng lực đối với trục quay là trục bánh xe:
Mômen này có tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ.
b.
Để tạo ra mômen lực bằng với mômen của trọng lực:
Do đó, F2 = 66,7 N
Mômen lực của có tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ.
Bài 2.64 trang 33 SBT Vật lí 10: Một thanh cứng đồng chất chịu tác dụng của bốn lực như hình 2.21.
Thanh có thể quay quanh trục tại P. Với mỗi lực, hãy xác định:
a. Mômen của lực đó đối với trục quay tại P.
b. Tác dụng làm quay của mỗi lực theo chiều nào.
Lời giải
a. Mômen của lực bằng không do lực này đi qua trục quay.
Mômen của lực F2 có độ lớn bằng:
Mômen của lực F3 có độ lớn bằng:
Mômen của lực F4 có độ lớn bằng:
b. Các lực có tác dụng làm thanh quay cùng chiều kim đồng hồ.
Lực không có tác dụng làm quay
Lực có tác dụng làm thanh quay ngược chiều kim đồng hồ.
Bài 2.65 trang 33 SBT Vật lí 10: Một người dùng búa để nhổ đinh như hình 2.22.
a. Biểu diễn các lực tác dụng lên búa.
b. Chỉ ra điểm tựa mà búa có thể quay xung quanh điểm đó khi nhổ đinh.
c. Biết lực cản của gỗ lên đinh là 1 000 N. Xác định độ lớn tối thiểu của lực mà người đó cần tác dụng để nhổ được đinh.
Lời giải
a. Các lực tác dụng lên búa gồm do tay tác dụng lên cán búa và là lực cản của gỗ lên búa (qua đinh).
b. Khi nhổ đinh, búa quay quanh điểm tựa O như hình vẽ.
c. có tác dụng làm búa quay quanh O theo chiều kim đồng hồ, có tác dụng làm búa quay quanh O ngược chiều kim đồng hồ. Lực cần tác dụng để nhổ được đinh tối thiểu gây ra mô men lực bằng mô men lực cản của gỗ:
Bài 2.66 trang 33 SBT Vật lí 10: Ô tô đang chuyển động với vận tốc không đổi khi trục truyền động của ô tô tác dụng mômen lực 200 Nm lên bánh xe (hình 2.23). Bán kính của bánh xe là 0,18 m.
a. Mô tả tác dụng của mômen lực này đối với bánh xe và đối với cả xe.
b. Xác định độ lớn thành phần lực theo phương ngang mà bánh xe tác dụng lên mặt đường.
Lời giải
a. Mômen lực của trục truyền động làm quay bánh xe. Bánh xe quay sẽ tác dụng lực lên mặt đường. Lực do mặt đường tác dụng trở lại bánh xe sẽ gây ra mômen lực làm bánh xe quay, đẩy xe chuyển động về phía trước.
b. Lực do bánh xe tác dụng lên mặt đường do mômen lực của trục truyền động gây ra nên thành phần theo phương ngang mà bánh xe tác dụng lên mặt đường là:
Fx = 200 : 0,18 = 1 111 (N)
Bài 2.67 trang 34 SBT Vật lí 10: Hình 2.24 cho thấy một bức tranh được treo bằng dây vào một chiếc đinh cố định trên tường. Bức tranh ở trạng thái cân bằng.
a. Biểu diễn ba vectơ lực tác dụng lên bức tranh.
b. Lực căng của dây là 45 N. Hãy tính thành phần theo phương thẳng đứng của mỗi lực căng dây và trọng lượng của bức tranh.
Lời giải
a. Lực tác dụng lên bức tranh gồm trọng lực và hai lực căng dây như hình 2.67G.
b. Bức tranh đứng yên nên:
Khi đó, thành phần của các lực trên mỗi phương sẽ cân bằng.
Mỗi lực căng dây có thể phân tích thành hai phần:
- Thành phần theo phương ngang của hai lực căng cân bằng với nhau:
- Thành phần theo phương thẳng đứng:
Tổng độ lớn của hai thành phần theo phương thẳng đứng của lực căng sẽ cân bằng với trọng lực.
Ta có:
Bài 2.68 trang 34 SBT Vật lí 10: Một cuốn sách khối lượng 1,5 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng 200 so với phương ngang (Hình 2.25).
a. Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên sách. Coi các lực đặt vào trọng tâm cuốn sách.
b. Tính thành phần của trọng lực có tác dụng kéo cuốn sách trượt xuống dốc.
Lấy g = 9,81 m/s2.
c. Xác định độ lớn lực ma sát tác dụng lên cuốn sách.
d. Xác định thành phần pháp tuyến của lực tiếp xúc giữa sách và bề mặt mặt phẳng nghiêng.
Lời giải
a. Các lực tác dụng lên sách gồm: Trọng lực, phản lực của mặt phẳng nghiêng, lực ma sát.
Quyển sách nằm yên nên:
b. Dọc theo phương của mặt phẳng nghiêng thì thành phần của trọng lực có tác dụng kéo cuốn sách trượt xuống dốc sẽ là:
c. Thành phần này của trọng lực cân bằng với lực ma sát.
Do đó, Fms = 5,03 N.
d. Thành phần pháp tuyến của lực tiếp xúc giữa sách và bề mặt mặt phẳng nghiêng là phản lực. Lực này cân bằng với thành phần theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng của trọng lực:
Bài 2.69 trang 34 SBT Vật lí 10: Một cân đòn sử dụng khối lượng trượt 100 g để cân vật M. Cân đạt được sự cân bằng khi hệ vật nằm ở vị trí như hình 2.26. Xác định khối lượng của vật M được cân trong trường hợp này.
Lời giải
Cân đạt được trạng thái cân bằng do mômen lực tạo bởi trọng lượng của quả cân (khối lượng trượt) và của vật M đảm bảo theo quy tắc mômen, tức là:
M.g.0,2 = 0,1.g.0,3
Vậy M = 0,15 kg = 150 g.
Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
SBT Vật Lí 10 Chủ đề 1: Mô tả chuyển động
SBT Vật Lí 10 Chủ đề 2: Lực và chuyển động
SBT Vật Lí 10 Chủ đề 3: Năng lượng