Lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 11: Một số lực trong thực tiễn sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 11 từ đó học tốt môn Lí 10.
Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 11: Một số lực trong thực tiễn
Video giải Vật lí 10 Bài 11: Một số lực trong thực tiễn - Chân trời sáng tạo
Giải vật lí 10 trang 66 Chân trời sáng tạo
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học
Lời giải:
Những lực trên đều có đặc điểm là có điểm đặt tại ô tô, phương nằm ngang hoặc thẳng đứng và có độ lớn.
I. Trọng lực
Lời giải:
Lực đã gây ra chuyển động rơi của vật là lực hấp dẫn của Trái Đất (trọng lực).
Phương pháp giải:
Trọng lực có:
- Điểm đặt: tại một vị trí đặc biệt gọi là trọng tâm.
- Hướng: hướng vào tâm Trái Đất.
- Độ lớn: P = m.g
Lời giải:
Lời giải:
Các em tự thực hành.
II. Lực ma sát
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ
Lời giải:
Trong hình 11.5, khi chị tác dụng của các lực có cùng độ lớn, thùng hàng a không di chuyển, thùng hàng b di chuyển về phía trước.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học
Lời giải:
Do thùng hàng đã chịu lực ma sát có chiều ngược lại với chiều chuyển động nên thùng hàng di chuyển một đoạn rồi dừng hẳn.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học trong KHTN 6
Lời giải:
- 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.
Phương pháp giải:
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
Lời giải:
Lời giải:
Chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc khi nói về chiều của lực ma sát là khi ta tác dụng lực vào vật có xu hướng như thế nào mà vật vẫn đứng yên thì tại vật xuất hiện lực ma sát ngược chiều với chiều tác dụng vào vật.
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức thực tế
Lời giải:
- Lợi ích của lực ma sát: Giúp cố định các vật trong không gian; giúp các vật đang trượt hay lăn dừng lại.
- Tác hại của lực ma sát:
+ Làm mòn bề mặt của các vật
+ Cản trở chuyển động của các vật...
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ
Lời giải:
Khi chân người bước đi, áp lực của mặt đường lên chân và áp lực của chân lên mặt đường cùng phương, ngược chiều và có cùng độ lớn nên hai lực này triệt tiêu. Lực ma sát nghỉ do chân tác dụng lên mặt đường và lực ma sát nghỉ do mặt đường tác dụng lên chân cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn nên chúng cũng triệt tiêu. Lực do mặt đường tác dụng lên chân không bị triệt tiêu, vì vậy mà con người có thể bước đi được.
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ và vận dụng kiến thức đã học
Lời giải:
- Hình 11.10a: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát lăn.
- Hình 11.10b: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát nghỉ
- Hình 11.10c: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát trượt.
Giải vật lí 10 trang 70 Chân trời sáng tạo
III. Lực căng dây
Phương pháp giải:
Liên hệ thực tiễn
Lời giải:
Ví dụ:
+ Kéo vật bằng ròng rọc
+ Chuyển động của con lắc đơn được treo vào một sợi dây không dãn.
Phương pháp giải:
Lực căng có đặc điểm:
+ Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật
+ Phương trùng với chính sợi dây
+ Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây.
Lời giải:
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.
IV. Lực đẩy Archimedes (Ác-si-mét)
Phương pháp giải:
Quan sát hình và tìm hiểu trên Internet
Lời giải:
Giai thoại: Acsimet và câu chuyện về chiếc vương miện
Một ngày tháng tư năm 231 trước công nguyên, quốc vương Hỉeon đã triệu tập Acsimet vào cung để giải quyết một vấn đề mà quốc vương rất đau đầu. Đó là quốc vương có một chiếc vương miện do một thợ kim hoàn đúc thành, quốc vương giao cho thợ kim hoàn 15 lạng vàng nhưg quốc vương hoài nghi rằng chiếc vương miện này liệu có được 15 lạng vàng hay không. Vì vậy quốc vương muốn làm sáng tỏ điều này. Sau khi Acsimet nghe xong yêu cầu của quốc vương, biết rằng đây là một vấn đề khó giải quyết, vì vậy ông đã xin bệ hạ một ít ngày suy nghĩ. Acsimet mang chiếc vương miện về nhà để tìm hiểu. Sau 2 tháng, ông vẫn không tìm ra được kết quả. Bỗng một hôm, ông vừa đi vào bồn tắm, dìm người vào bồn chứa đầy nước sạch, bỗng ông chú ý đến một phần nước của bồn tắm trào ra khi ông dìm mình trong bồn tắm, đột nhiên một ý nghĩ trong đầu ông khiến ông hét tướng lên: “Ơ rê ca! Ơ rê ca” (Tìm ra rồi, tìm ra rồi) và rồi ông chạy ra khỏi bồn tắm, chạy ra đường, mừng rỡ khôn tả.
Ông ăn mặc chỉnh tề vào gặp quốc vương và đưa ra lí giải:
+ Có 3 vật có trọng lượng bằng nhau: sắt, vàng, vương miện
+ Ông lần lượt nhúng ngập chúng vào một chiếc bình được đổ nước, và đo lượng trào ra.
=> Kết quả là lượng nước trào ra khi nhúng ngập chiếc vương miện nhiều hơn khi nhúng ngập tảng vàng, ít hơn tảng sắt
=> Chiếc vương miện không phải hoàn toàn bằng vàng ròng, cũng không phải bằng sắt. Khi thợ kim hoàn làm chiếc vương miện này chắc chắn đã trộn không ít bạc vào trong vàng.
Lời giải:
Phương pháp giải:
Dựa vào công thức: để giải thích
Lời giải:
Công thức (11.8):
Khi một vật chìm trong chất lỏng thì sẽ làm chất lỏng dâng lên một độ cao , thì áp suất của chất lỏng tác dụng lên vật sẽ là Độ chênh lệch áp suất này chính là lực đẩy của chất lỏng lên vật.
Phương pháp giải:
Biểu thức độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm có độ sâu khác nhau trong chất lỏng:
Trong đó:
+ : độ chênh lệch áp suất (N/m2 )
+ ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3 )
+ g: gia tốc trọng trường (m/s2 )
+ Δh: độ chênh lệch độ cao giữa hai điểm (m)
Lời giải:
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:
Lời giải:
Thiết kế phương án thí nghiệm
+ Bước 1: Treo vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị P
+ Bước 2: Nhúng vật nặng chìm trong chậu nước, lực kế chỉ giá trị P1
+ Bước 3: Tính lực đẩy Acsimet: FA = P – P1
+ Bước 4: Tính khối lượng riêng:
Bài tập (trang 73)
Lời giải:
+ : phản lực
+ : trọng lực
+ : lực căng
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học
Lời giải:
+ Có 3 vật có trọng lượng bằng nhau: sắt, vàng, vương miện
+ Ông lần lượt nhúng ngập chúng vào một chiếc bình được đổ nước, và đo lượng trào ra.
=> Kết quả là lượng nước trào ra khi nhúng ngập chiếc vương miện nhiều hơn khi nhúng ngập tảng vàng, ít hơn tảng sắt
=> Chiếc vương miện không phải hoàn toàn bằng vàng ròng, cũng không phải bằng sắt. Khi thợ kim hoàn làm chiếc vương miện này chắc chắn đã trộn không ít bạc vào trong vàng.
Lời giải:
Nếu để vật lên các con lăn thì bề mặt tiếp xúc giữa vật với mặt sàn sẽ giảm, lực ma sát là lực ma sát lăn, như vậy lực đẩy sẽ lớn hơn, vật di chuyển dễ dàng hơn.
Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động
Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
Bài 13: Tổng hợp lực - Phân tích lực
Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật
Lý thuyết Một số lực trong thực tiễn
1. Trọng lực
Vật luôn rơi với gia tốc có độ lớn không đổi gọi là gia tốc rơi tự do. Lực làm cho vật rơi chính là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật gọi là trọng lực . Theo biểu thức của định luật II Newton, ta có
Quả táo chịu tác dụng của trọng lực
- Trọng lực là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật
- Trọng lực có:
+ Điểm đặt: tại một vị trí đặc biệt gọi là trọng tâm
+ Hướng: hướng vào tâm Trái Đất
+ Độ lớn: P = m.g
2. Lực ma sát
a. Các loại lực ma sát
- Ma sát nghỉ: Lực ma sát nghỉ có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với xu hướng chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc. Độ lớn của lực ma sát nghỉ bằng độ lớn của lực tác dụng gây ra xu hướng chuyển động.
- Ma sát trượt: Lực ma sát trượt có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với chuyển động của vật. Độ lớn của lực ma sát trượt:
+ Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật.
+ Phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai bề mặt tiếp xúc.
+ Tỉ lệ với độ lớn của áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc: .
Với µ là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc
- Ma sát lăn: Lực ma sát xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật lăn trên một bề mặt.
b. Ứng dụng của lực ma sát
- Lực ma sá có tác dụng cản trở chuyển động của vật nhưng đôi khi tác dụng này lại mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống.
Ma sát giúp thùng hàng không bị trượt, quẹt được diêm
Ma sát làm mòn lốp xe, nhưng cũng đồng thời giúp xe dừng lại
3. Lực căng dây
- Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn với hai đầu dây những lực căng có đặc điểm:
+ Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật
+ Phương trùng với chính sợi dây
+ Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây
Với những dây có khối lượng không đáng kể thì lực căng ở hai đầu dây luôn có cùng một độ lớn
Lực căng dây xuất hiện trên sợi dây
4. Lực đẩy Ac - si - met
a. Lực đẩy Ac – si – met
- Lực đẩy Ac - si – met tác dụng lên vật có điểm đặt tại vị trí trùng với trọng tâm của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ, có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ
b. Biểu thức xác định độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm có độ sâu khác nhau trong chất lỏng
- Áp suất p: là đại lượng được xác định bằng độ lớn áp lực F trên một đơn vị diện tích S của mặt bị ép theo công thức:
Đơn vị của áp suất trong hệ SI là Pa (1Pa = 1N/m2)
- Khối lượng riêng của một chất: là đại lượng được xác định bằng khối lượng m của vật tạo thành từ chất đó trên một đơn vị thể tích V của vật theo công thức:
Đơn vị của khối lượng riêng trong hệ SI là kg/m3
- Độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng:
Thợ lặn càng xuống sâu thì áp suất của nước càng lớn