PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ÁP DỤNG BA ĐỊNH LUẬT NIUTON
I. KIẾN THỨC CƠ BẢN
1. Định luật I Niutơn (định luật quán tính)
\(\overrightarrow F = 0 \Rightarrow \overrightarrow a = 0\):
Suy ra: v = 0 (đứng yên) hoặc v không đổi (chuyển động thẳng đều).
Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} \)
2. Định luật II Niutơn
Biểu thức: \(\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m} \Rightarrow \overrightarrow F = m\overrightarrow a \)
Độ lớn: \(a = \frac{F}{m} \Rightarrow F = ma\)
3. Định luật III Niutơn
Vật m1 tương tác với vật m2 thì: \(\overrightarrow {{F_{12}}} = - \overrightarrow {{F_{21}}} \)
Độ lớn: \({F_{12}} = {F_{21}} \Leftrightarrow {m_2}{a_2} = {m_1}{a_1}\)
II. PHƯƠNG PHÁP
1. Phương pháp động lực học
Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu gắn với vật (cụ thể hóa bằng hệ trục tọa độ vuông góc; trục tọa độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động, trục tọa độ Oy vuông góc với phương chuyển động).
Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ (phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc).
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niutơn.
\(\overrightarrow {{F_{hl}}} = \sum\limits_{i = 1}^n {\overrightarrow {{F_i}} } = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = m\overrightarrow a \) (*)
Bước 5: Chiếu phương trình (*) lên các trục tọa độ Ox, Oy:
\(\left\{ \begin{array}{l}Ox:{F_{1{\rm{x}}}} + {F_{2{\rm{x}}}} + ... + {F_{n{\rm{x}}}} = ma\left( 1 \right)\\Oy:{F_{1y}} + {F_{2y}} + ... + {F_{ny}} = 0\left( 2 \right)\end{array} \right.\)
III. BÀI TẬP VÍ DỤ
Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chạy với vận tốc v0 thì hãm phanh, xe đi thêm quãng đường 15 m trong 3s thì dừng hẳn. Tính:
a) Vận tốc v0
b) Lực hãm phanh. Bỏ qua các lực cản bên ngoài.
Hướng dẫn giải
Chọn hệ trục tọa độ Oxy gắn với vật như hình vẽ.
Các lực tác dụng lên vật gồm:\(\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,\overrightarrow {{F_h}} \)
Phương trình định luật II Niuton cho vật là:
\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_h}} = m\overrightarrow a \) (*)
Chiếu phương trình (*) lên trục Oy ta được:
N – P = 0 => N = P (1)
Chiếu phương trình (*) lên trục Ox ta được:
\( - {F_h} = ma\)(2)
a)
Áp dụng công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:
\(\left\{ \begin{array}{l}s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} \Leftrightarrow 15 = 3{v_0} + \frac{1}{2}a{.3^2}\\v = {v_0} + at \Leftrightarrow 0 = {v_0} + 3{\rm{a}}\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{v_0} = 10m/s\\a = - \frac{{10}}{3}m/{s^2}\end{array} \right.\)
Vậy v0 = 10 m/s
b)
Từ phương trình (2) \({F_h} = - ma = - {2.10^3}.\left( { - \frac{{10}}{3}} \right) = 6666,7N\)
IV. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Chọn câu trả lời đúng?. Một vật có khối lượng 20kg,bắt đầu chuyển động dưới tác dụng của một lực kéo, đi được quãng đường s trong thời gian 10s. Đặt thêm lên nó một vật khác có khối lượng 10kg. Để đi được quãng đường s và cũng với lực kéo nói trên, thời gian chuyển động phải bằng bao nhiêu?
A. t/ = 12,25s.
B. t/ = 12,50s.
C. t/ = 7,07s.
D. t/ = 12,95s.
Câu 2. Dưới tác dụng của một lực F có độ lớn không đổi theo phương ngang xe chuyển động thẳng đều với không vận tốc đầu và đi được quãng đường 2,5m trong thời gian t. Nếu đặt thêm vật có khối lượng 250g lên xe thì xe chỉ đi được quãng đường 2m trong thời gian t. Bỏ qua ma sát. Khối lượng của xe là
A.15kg. B. 1kg. C. 2kg. D. 5kg.
Câu 3. Một ôtô chạy với vận tốc 60km/h thì người lái xe hãm phanh, xe đi tiếp quãng đường 5m thì dừng lại. Lực hãm phanh trong hai trường hợp bằng nhau. Nếu ôtô đang chạy với vận tốc 120km/h thì quãng đường đi được từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại là
A.100m.
B. 70,7m.
C. 141m.
D. 200m.
Câu 4. Lực F1 tác dụng lên vật trong khoảng thời gian 2s làm vận tốc vât thay đổi từ 5m/s đến 7m/s. Lực F2 tác dụng lên vật trong khoảng thời gian 6s làm vận tốc thay đổi từ 1m/s đến 4m/s. Tỉ số hai lực bằng
A.0,5. B. 1,5. C. 2. D. 1.
Câu 5. Một chiếc xe nặng 500kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh để xe chuyển động chậm dần đều. Biết trong giây cuối cùng xe đi được 1m. Độ lớn lực hãm phanh bằng
A.250N. B. 500N. C. 1000N. D. 1250N.
Câu 6. Xe có khối lượng m = 800kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Biết quãng đường đi được trong giây cuối cùng của chuyển động là 1,5m. Hỏi lực hãm của xe nhận giá trị nào trong các giá trị sau?
A. Fh = 240N.
B. Fh = 2400N.
C. Fh = 2600N.
D. Fh = 260N.
Câu 7. Một vật có khối lượng 2kg đang đứng yên trên mặt ngang thì được kéo bởi một lực F. Lực F có độ lớn bằng 9N có phương nằm ngang. Sau 10s ngừng tác dụng lực F. Biết lực cản tác dụng vào vật luôn bằng 5N. Quãng đường đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi dừng hẳn bằng
A.100m.
B. 180m.
C. 120m.
D. 150m.
Câu 8. Đo những quãng đường đi được của một vật chuyển động thẳng trong những khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau và bằng 2s, người ta thấy quãng đường sau dài hơn quãng đường trước 20m. Khối lượng của vật là 100g. Lực tác dụng lên vật có độ lớn bằng
A.1N. B. 0,5N. C. 0,8N. D. 1,2N.
Câu 9. Một quả bóng có khối lượng 0,2kg bay với tốc độ 25m/s đến đập vuông góc tường rồi bật ngược trở lại theo phương cũ với tốc độ 15m/s. Khoảng thời gian va chạm 0,05s. Coi lực này là không đổi trong suốt thời gian tác dụng. Lực của tường tác dụng lên quả bóng có độ lớn bằng
A.50N. B. 90N. C. 160N. D. 230N.
Câu 10. Một vật có khối lượng m1 đang chuyển động với tốc độ 5,4km/h đến va chạm với vật có khối lượng m2 = 250g đang đứng yên. Sau va chạm vật m1 dội ngược lại với tốc độ 0,5m/s còn vật m2 chuyển động với tốc độ 0,8m/s. Biết hai vật chuyển động cùng phương. Khối lượng m1 bằng
A.350g. B. 200g. C. 100g. D. 150g.
Câu 11. Hai quả cầu chuyển động trên cùng một đường thẳng đến va chạm vào nhau với vận tốc lần lượt bằng 1m/s và 0,5 m/s. Sau va chạm cả hai vật cùng bật trở lại với vận tốc lần lượt là 0,5 m/s và 1,5 m/s. Quả cầu 1 có khối lượng 1kg. Khối lượng của quả cầu 2 là
A. m2 = 75kg.
B. m2 = 7,5kg.
C. m2 = 0,75kg.
D. m2 = 0,5kg.
Câu 12. Một lực tác dụng vào một vật trong khoảng thời gian 3s làm vận tốc của nó tăng từ 0 đến 24m/s (lực cùng phương chuyển động). Sau đó tăng độ lớn lực lên gấp đôi trong khoảng thời gian 2s và giữ nguyên hướng của lực. Vận tốc của vật tại thời điểm cuối bằng
A. 40cm/s.
B. 56m/s.
C. 32m/s.
D. 72cm/s.
ĐÁP ÁN
| Câu | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| ĐA | A | B | D | A | C | B | B | B | C | C | C | B |
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập áp dụng ba định luật Niuton 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.
