TÍNH LỰC HẤP DẪN GIỮA HAI VẬT
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn:
\({F_{h{\rm{d}}}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = G\frac{{mM}}{{{r^2}}}\) => Các đại lượng cần tính.a
Với \(G = 6,{67.10^{ - 11}}N{m^2}/k{g^2}\)
- Điều kiện áp dụng định luật:
+ Hai vật coi như hai chất điểm.
+ Vật hình cầu, đồng chất, khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm của hai vật.
2. BÀI TẬP VÍ DỤ
Bài 1: Hai tàu thủy có khối lượng 40000 tấn ở cách nhau 1 km. Tính lực hấp dẫn giữa chúng.
Hướng dẫn giải
Đổi 40000 tấn = 4.107 kg và 1 km = 1000 m
Áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn ta có độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng là:
\({F_{h{\rm{d}}}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}} = 6,{67.10^{ - 11}}\frac{{{{\left( {{{4.10}^7}} \right)}^2}}}{{{{1000}^2}}} = 0,1068N\)
Bài 2: Nếu khối lượng của hai vật đều tăng gấp đôi để lực hấp dẫn giữa chúng không đổi thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật vạn vật hấp dẫn, ta có:
Lực hấp dẫn lúc đầu giữa hai vật là: \({F_1} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r_1}^2}}\)
Lực hấp dẫn giữa hai vật sau khi khối lượng hai vật tăng gấp đôi là:
\({F_2} = G\frac{{2{m_1}2{m_2}}}{{{r_2}^2}} = G\frac{{4{m_1}{m_2}}}{{{r_2}^2}}\)
Theo đề bài thì lực hấp dẫn không đổi, tức \({F_1} = {F_2}\)
\( \Rightarrow G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r_1}^2}} = G\frac{{4{m_1}{m_2}}}{{{r_2}^2}} \Leftrightarrow {r_2} = 2{{\rm{r}}_1}\)
3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Hai vật có kích thước nhỏ X và Y cách nhau một khoảng d mét. Khối lượng X gấp 4 lần Y. Khi X hấp dẫn Y với 1 lực 16N. Nếu khoảng cách giữa X và Y bị thay đổi thành 2d thì Y sẽ hấp dẫn X với một lực bằng
A. 1N.
B. 4N.
C. 8N
D. 16N
Câu 2. Một quả bóng được thả rơi gần bề mặt Trái Đất chạm đất sau 5s với vận tốc có độ lớn là 50m/s. Nếu quả bóng được thả với cùng độ cao như vậy trên hành tinh X. Sau 5s, vận tốc của nó có độ lớn là 31m/s. Lực hút của hành tinh X đó bằng mấy lần lực hút của Trái Đất?
A. 0,16 lần.
B. 0,39 lần.
C. 1,61 lần.
D. 0,62 lần.
Câu 3. Hai quả cầu mỗi quả có khối lượng 200kg,bán kính 5m đặt cách nhau 100m. Lực hấp dẫn giữa chúng lớn nhất bằng
A. 2,668.10-6 N.
B. 2,204.10-8 N.
C. 2,668.10-8 N
D. 2,204.10-9 N
Câu 4. Hai vật có khối lượng bằng nhau đặt cách nhau 10cm thì lực hút giữa chúng là 1,0672.10-7N. Khối lượng của mỗi vật là
A. 2kg.
B. 4kg
C. 8kg
D. 16kg
Câu 5*. Trên hành tinh X, gia tốc rơi tự do chỉ bằng 0,25 gia tốc rơi tự do trên Trái Đất. Bỏ qua sự thay đổi gia tốc trọng trường theo độ cao.Nếu thả vật từ độ cao h trên Trái Đất mất thời gian là t thì cũng ở độ cao đó vật sẽ rơi trên hành tinh X mất thời gian là
A. 5t.
B.2t.
C. t/2.
D. t/4.
Câu 6. Chia một vật khối lượng M thành 2 phần m1 và m2 rồi đặt chúng ở một khoảng cách xác định thì lực hấp dẫn giữa m1 và m2 lớn nhất khi
A. m1 = 0,9M; m2 = 0,1M.
B. m1 = 0,8 M; m2 = 0,2M.
C. m 1 = 0,7M; m2 = 0, 3M
D. m1 = m2 = 0,5M.
Câu 7. Một vật có khối lượng 2 kg. Nếu đặt vật trên mặt đất thì nó có trọng lượng là 20 N. Biết Trái Đất có bán kính R, để vật có trọng lượng là 5 N thì phải đặt vật ở độ cao h so với tâm Trái Đất là
A. R.
B. 2R.
C. 3R.
D. 4R.
Câu 8. Tìm lực căng T của dây khi buộc một vật có trọng lượng là 10N di chuyển lên trên với vận tốc không đổi?
A. 3,5N.
B. 5,0N.
C. 7,1N
D.10N.
Câu 9. Hai túi mua hàng dẻo, nhẹ, có khối lượng không đáng kể, cách nhau 2m. Mỗi túi chứa 15 quả cam giống hệt nhau và có kích thước không đáng kể. Nếu đem 10 quả cam ở túi này chuyển sang túi kia thì lực hấp dẫn giữa chúng
A. bằng 2/3 giá trị ban đầu.
B. bằng 2/5 giá trị ban đầu.
C. bằng 5/3 giá trị ban đầu.
D. bằng 5/9 giá trị ban đầu
Câu 10. Hai quả cầu đồng chất đặt cách nhau một khoảng nào đó. Nếu bào mòn sao cho bán kính mỗi quả cầu giảm đi một nửa thì lực hấp dẫn giữa chúng sẽ giảm đi
A. 4 lần.
B. 8 lần.
C. 16 lần.
D. 64 lần.
ĐÁP ÁN
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| B | D | C | B | B | D | B | D | D | D |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề Tính lực hấp dẫn giữa hai vật môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
