Lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 3: Ba định luật Newton về chuyển động sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 3 từ đó học tốt môn Lí 10.

Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 3: Ba định luật Newton về chuyển động

Video bài giảng Ba định luật Newton về chuyển động - Cánh diều

Giải vật lí 10 trang 57 Cánh diều

Mở đầu trang 57 Vật Lí 10: Ta đã biết rằng nếu một vật bị biến đổi chuyển động (có gia tốc) thì phải có lực tác dụng lên nó. Điều này khá dễ hình dung khi ta tác dụng lực lên xe đẩy thì xe tăng tốc. Khi ngừng đẩy, xe sẽ chuyển động như thế nào?

Lời giải:

Khi ngừng đẩy thì xe sẽ chuyển động chậm dần rồi dừng lại.

I. Định luật I Newton

Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10: Một vật đang chuyển động có cần lực để giữ cho nó tiếp tục chuyển động không?

Lời giải:

Nếu như vật chuyển động mà còn chịu tác dụng của lực ma sát giữa vật và bề mặt tiếp xúc thì khi đó vẫn cần lực để giữ cho nó chuyển động.

Tuy nhiên nếu như lực ma sát trên là rất nhỏ hoặc không đáng kể thì khi vật đang chuyển động sẽ không cần lực tác dụng để giữ cho nó tiếp tục chuyển động.

Giải vật lí 10 trang 58 Cánh diều

Câu hỏi 2 trang 58 Vật Lí 10: Hãy giải thích vì sao khi xe phanh gấp thì người ngồi trên ô tô bị nghiêng về phía trước và nêu ý nghĩa của việc đeo dây an toàn khi ngồi trên ô tô.

Lời giải:

Ta dựa vào kiến thức: Các vật đều không thể thay đổi vận tốc ngay lập tức, mà luôn có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động hay đứng yên đang có.

Khi xe phanh gấp thì người ngồi trên ô tô bị nghiêng về phía trước vì khi đó chiếc xe có thể dừng lại, nhưng người ngồi trên xe vẫn có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động về phía trước nên lúc đó người sẽ bị nghiêng về phía trước.

Ý nghĩa của việc đeo dây an toàn khi ngồi trên xe sẽ giữ người ở trên ghế, giúp cho người không bị lao về phía trước hạn chế thương vong.

II. Định luật II Newton

Luyện tập 1 trang 58 Vật Lí 10: Vận dụng mối liên hệ ở phương trình (1) để giải thích các hiện tượng sau:

a) Xe đua thường có khối lượng nhỏ.

b) Người chơi quần vợt muốn bóng chuyển động thật nhanh để ghi điểm thì đánh càng mạnh.

c) Hãy giải thích lí do tốc độ giới hạn quy định cho xe tải thường nhỏ hơn của xe con.

Lời giải:

a) Xe đua thường có khối lượng nhỏ vì khi xe có khối lượng càng nhỏ thì mức quán tính của xe càng nhỏ và gia tốc của xe càng lớn giúp cho xe dễ dàng thay đổi chuyển động, 

b) Người chơi quần vợt muốn bóng chuyển động thật nhanh để ghi điểm thì đánh càng mạnh vì khi có lực tác dụng càng lớn vào vật làm cho gia tốc của vật càng lớn tức độ thay đổi vận tốc lớn và làm cho bóng chuyển động càng nhanh.

c) Tốc độ giới hạn quy định cho xe tải thường nhỏ hơn của xe con vì xe tải có khối lượng lớn hơn xe con, tức là mức quán tính lớn của xe tải lớn hơn xe con. Nếu xe tải chuyển động với tốc độ càng cao, khi muốn thay đổi chuyển động phải mất thời gian dài hơn, đồng nghĩa với việc nếu xảy ra va chạm hoặc tình huống giao thông bất ngờ xe tải không thể xử lí kịp, dẫn đến các hậu quả đáng tiếc.

Giải vật lí 10 trang 59 Cánh diều

Câu hỏi 3 trang 59 Vật Lí 10: Biểu diễn hợp lực và gia tốc của người nhảy dù khi đang rơi chưa bung dù và khi dù đã bung ra.

Lời giải:

+ Khi chưa bung dù, người chịu tác dụng của trọng lực (mũi tên màu hồng) và lực cản không khí (mũi tên màu vàng). Người vẫn rơi xuống nên hợp lực cùng hướng với trọng lực và có độ lớn bằng hiệu độ lớn của trọng lực và độ lớn của lực cản không khí. 

+ Khi bung dù, hệ người và dù chịu tác dụng của trọng lực (người và dù đều chịu tác dụng của trọng lực được biểu diễn bằng mũi tên màu hồng và màu đen), lực cản không khí tác dụng lên người và dù (được biểu diễn bằng mũi tên màu vàng và màu xanh). Khi đó, độ lớn của lực cản của không khí lớn hơn trọng lượng của người và dù nên hợp lực có cùng hướng với lực cản, gia tốc hướng lên ngược chiều chuyển động làm người rơi chậm dần.

Luyện tập 2 trang 59 Vật Lí 10: Một vật rơi xuống, khi va chạm với mặt đất thì giảm tốc đột ngột về không trong khoảng thời gian rất ngắn.

a) Hãy xác định hướng của hợp lực tác dụng lên vật khi va chạm với mặt đất.

b) Hãy giải thích vì sao một cốc thủy tinh nếu rơi xuống đệm cao su thì không bị vỡ như khi rơi xuống mặt sàn cứng. Biết thời gian nếu cốc va chạm với mặt sàn cứng là 0,01 giây, thời gian nếu cốc va chạm với đệm cao su là 0,20 giây.

Lời giải:

a) Ví dụ quả bóng rơi xuống chạm đất. Quả bóng khi đó chịu tác dụng của trọng lực (mũi tên màu xanh) và phản lực do mặt đất tác dụng lên quả bóng (mũi tên màu vàng). Hợp lực cùng hướng với trọng lực, hướng thẳng đứng xuống dưới.

b) Khi cốc thủy tinh rơi xuống đệm cao su, thời gian tiếp xúc của cốc với đệm khá dài nên vật đủ thời gian để thay đổi vận tốc về giá trị nhỏ hơn (công thức $a=\frac{v-v_o}{t}$ ), dẫn đến gia tốc sẽ nhỏ, khi đó hợp lực tác dụng lên cốc sẽ nhỏ đi rất nhiều và làm cho cốc không bị vỡ. Ngược lại nếu cốc rơi xuống mặt sàn cứng, thời gian va chạm là quá nhỏ dẫn đến gia tốc lớn, hợp lực tác dụng lên cốc lớn và làm cho cốc bị vỡ.

Giải vật lí 10 trang 60 Cánh diều

III. Định luật III Newton

Câu hỏi 4 trang 60 Vật Lí 10: Hãy biểu diễn cặp lực – phản lực giữa hai cực từ gần nhau của hai nam châm ở hình 3.3

Lời giải:

Hai nam châm có các cực khác nhau đặt gần nhau thì sẽ hút nhau, cực từ N của nam châm bên trái tác dụng lực hút lên cực từ S của nam châm bên đồng thời cực từ S của nam châm bên phải cũng tác dụng lực hút lên cực từ N của nam châm bên trái. Hai lực là cặp lực và phản lực, có điểm đặt tại 2 vật khác nhau, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Vận dụng trang 60 Vật Lí 10: Hãy chỉ ra cặp vật tương tác và hướng của lực tương tác giữa chúng trong các trường hợp sau:

a) Khi đóng đinh, tay ta cảm nhận được lực dội lại.

b) Bóng đập vào tường bị bật ra.

c) Chân ta đạp vào mặt đất để bước đi.

d) Quả bóng bay bơm căng được thả ra khi không buộc kín thì sẽ bay vụt đi.

Lời giải:

a) Khi đóng đinh, tay ta cảm nhận được lực dội lại.

- Vì tay ta tác dụng 1 lực vào đinh (thông qua chiếc búa) thì đồng nghĩa chiếc đinh sẽ tác dụng lại một lực vào tay ta (thông qua chiếc búa).

- Cặp vật tương tác là búa – đinh.

- Hướng của lực mà búa tác dụng vào đinh sẽ ngược với hướng của lực mà đinh tác dụng vào búa.

b) Bóng đập vào tường bị bật ra.

- Vì bóng tác dụng 1 lực vào tường, tường sẽ tác dụng một lực ngược lại vào bóng.

- Cặp vật tương tác là bóng – tường.

- Hướng của lực mà bóng tác dụng vào tường từ ngoài vào, lực mà tường tác dụng vào bóng từ trong ra.

c) Chân ta đạp vào mặt đất để bước đi.

- Cặp vật tương tác là bàn chân – mặt đất.

- Hướng của lực mà chân tác dụng vào mặt đất là hướng về phía sau, hướng của lực mà mặt đất tác dụng vào bàn chân là hướng về phía trước (trường hợp người đi tiến lên phía trước).

d) Quả bóng bay bơm căng được thả ra khi không buộc kín thì sẽ bay vụt đi.

- Cặp vật tương tác là quả bóng – không khí trong quả bóng.

- Hướng của lực mà quả bóng tác dụng lên không khí là từ bên trong quả bóng ra bên ngoài, hướng của lực mà không khí tác dụng lên quả bóng là từ ngoài đẩy vào trong.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 2: Một số lực thường gặp

Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

Bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật