Vật Lý 10 Cánh diều Bài 2: Một số lực thường gặp

- Gia tốc mà vật có được là do có lực tác dụng lên vật

- Một số ví dụ về vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực

- Lực tác dụng lên vật gây ra biến dạng hoặc làm biến đổi chuyển động của vật đó.

Hai người tác dụng lực để dịch chuyển cái tủ

- Hai lực nằm dọc theo một đường thẳng, ngược chiều, tác dụng vào cùng một vật và có độ lớn bằng nhau là hai lực cân bằng.

- Ví dụ: Hai lực cân bằng như hình dưới đây

Hai lực cân bằng

- Tác dụng của hai lực cân bằng lên vật triệt tiêu nhau. Ta nói lực tổng hợp của hai lực đó bằng không.

- Lực tổng hợp của các lực tác dụng lên vật được gọi là hợp lực.

- Lực tổng hợp của hai lực không cân bằng khác không và có hướng phụ thuộc vào hướng của hai lực thành phần

- Ví dụ: Lực không cân bằng như các hình sau

Hợp lực F = 100N > 0 => Ô tô tăng tốc	Hợp lực F = -100N < 0 => Ô tô chuyển động chậm dần

a. Trọng lực và trọng lượng

- Quan sát thí nghiệm dưới đây ta thấy các vật đều rơi về phía Trái đất

- Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật, đặt tại trọng tâm của vật và hướng thẳng đứng, chiều từ trên xuống như hình dưới đây

+ Điểm đặt: tại tâm quả táo

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ trên xuống dưới

Biểu diễn trọng lực

- Trọng lượng là độ lớn của lực gây ra gia tốc rơi tự do của vật: \(P = mg\)

Trong đó:

+ m là khối lượng (kg)

+ g là gia tốc trọng trường với g = 10m/s²

b. Trọng lượng và khối lượng

- Khối lượng của vật càng lớn thì trọng lượng của vật càng lớn nên gia tốc rơi tự do là như nhau tại một vị trí xác định.

- Khối lượng của một vật không thay đổi khi vật di chuyển đến các vị trí khác nhau. Tuy nhiên trọng lượng của vật thay đổi ở các vị trí khác nhau, vì gia tốc ở các vị trí khác nhau là khác nhau.

- Lực ma sát là lực cản sự trượt hoặc lăn của vật này so với vật khác. Ví dụ như hình dưới đây

Lực ma sát

- Lực ma sát được chia thành: Lực ma sát trượt, lực ma sát lăn và lực ma sát nghỉ.

- Nếu một vật đang trượt trên bề mặt của một vật khác thì lực ma sát tác dụng ngược hướng với chuyển động trượt đó, đây là lực ma sát trượt.

- Nếu một vật đứng yên trên một bề mặt nhưng có xu hướng trượt theo một hướng nào đó thì lực ma sát sẽ tác dụng ngăn nó trượt theo hướng đó. Đây là lực ma sát nghỉ.

Lực ma sát cản trở chuyển động của thùng hàng

- Nguyên nhân gây ra lực ma sát giữa các bề mặt là do lực hút hay còn gọi là lực bám dính giữa vùng tiếp xúc của các bề mặt

- Lực ma sát trượt gần như không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.

- Lực ma sát trượt tỉ lệ với lực ép vuông góc giữa các bề mặt lại với nhau.

- Tỉ số độ lớn của lực ma sát trượt F_ms và độ lớn lực ép vuông góc N là không đổi:

\(\mu  = \frac{{{F_{ms}}}}{N}\)

- Lực ma sát nghỉ khi vật bắt đầu trượt gọi là lực ma sát nghỉ cực đại: \({F_{mst}} \le \,{F_{msn\,cuc\,dai}}\)

* Một số trường hợp ma sát có lợi và có hại trong thực tế

- Ma sát có hại: Trục bánh xe chuyển động: ma sát có hại, vì ma sát làm giảm độ trơn của trục bánh xe, khiến xe chuyển động khó khăn như hình dưới đây

Trục bánh xe chuyển động

- Ma sát có lợi:

+ Viết bảng ma sát có lợi, nếu không có ma sát thì không thể viết được chữ

+ Ô tô phanh gấp: ma sát có lợi, nếu không có ma sát thì ô tô khó có thể dừng được và không tránh được chướng ngại vật dẫn đến tai nạn

- Khi một vật chuyển động trong môi trường không khí hoặc trong nước, có ma sát giữa bề mặt vật đó với môi trường.

- Vật dồn không khí hoặc nước ra xung quanh khi nó chuyển động.

⇒ Những hiệu ứng này tạo nên lực cản của môi trường lên vật chuyển động.

Lực cản F_c của không khí lên ô tô đang chuyển động

- Lực cản luôn ngược hướng và có tác dụng cản trở chuyển động của vật.

- Mỗi vật ở trong chất lỏng hoặc chất khí đều chịu một lực nâng hướng lên trên. Lực nâng này được gọi là lực Archimedes

- Điểm đặt của lực này ở phần vật nằm trong chất lỏng hoặc chất khí.

- Độ lớn lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng của phần chất lỏng hoặc chất khí mà vật chiếm chỗ.

Trọng lực P và lực đẩy Archimedes F_A tác dụng lên vật trong chất lỏng

- Trạng thái nổi lên hay chìm xuống của vật ở trong nước phụ thuộc và chênh lệch độ lớn giữa trọng lực và lực đẩy Archimesdes tác dụng lên vật.

Lực căng dây T₁, T₂ tác dụng lên điểm treo và lên vật

- Khi kéo căng một sợi dây thì trong sợi dây xuất hiện lực 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.

Bài tập 1: Một vật ở trên Trái Đất thì có trọng lượng 100 N. Khi chuyển vật đó lên Mặt Trăng thì trọng lượng của vật đó là 16 N. Gia tốc rơi tự do trên Mặt Trăng gần với giá trị nào nhất? Biết gia tốc rơi tự do trên Trái Đất là g = 9,8 m/s².

Hướng dẫn giải:

Trọng lượng của vật trên Trái Đất là: \(P = mg = 100\,N\)

Trọng lượng của vật trên Mặt Trăng là: \(P' = mg' = 16\,N\)

Ta có: \(\frac{g}{{g'}} = \frac{{100}}{{16}} \Rightarrow g' = \frac{{16}}{{100}}g = \frac{{16}}{{100}}.9,8 = 1,568\,m/{s^2}\)

Bài tập 2: Lực cản của chất lưu tác dụng lên một vật chuyển động phụ thuộc vào yếu tố nào?

Hướng dẫn giải:

Lực cản của chất lưu tác dụng lên một vật chuyển động phụ thuộc vào các yếu tố:

- Hình dạng của vật.

- Kích thước của vật.

- Trọng lượng của vật

Bài tập 3: Một thùng hàng có khối lượng 54,0 kg được đặt trên mặt sàn nằm ngang và phải cần lực đẩy ít nhất bằng 108 N để làm thùng hàng bắt đầu chuyển động. Độ lớn lực ép giữa sàn và thùng hàng.

Hướng dẫn giải:

Thùng hàng có khối lượng nên chịu tác dụng của trọng lực (lực hút của Trái Đất).

Thùng hàng đặt trên mặt sàn nằm ngang thì lực ép bằng trọng lượng (độ lớn của trọng lực). Khi đó độ lớn lực ép giữa sàn và thùng hàng là: P = mg = 54.9,8 = 529,2 N.

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực cân bằng, không cân bằng.

- Mô tả được bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn được bằng hình vẽ một số lực thường gặp như: Trọng lực, Lực ma sát, Lực cản khi một vật chuyển động trong nước (hoặc trong không khí), Lực nâng (đẩy lên trên) của nước, Lực căng dây.

- Nêu được trọng lực tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó, độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật được gọi là trọng lượng của vật; trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực.

- Tính được trọng lượng của vật bằng tích khối lượng của vật với gia tốc rơi tự do.

- Giải thích được lực nâng tác dụng lên một vật ở trong nước (hoặc trong không khí).

- Mô tả được một cách định tính chuyển động rơi trong trường hợp trọng lực đều khi có sức cản của không khí.

- Thực hiện được dự án hay đề tài nghiên cứu ứng dựng sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng của vật.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 2 Bài 2 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 2 Bài 2 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 48 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 1 trang 48 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 2 trang 49 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 3 trang 50 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng 1 trang 50 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 4 trang 51 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 5 trang 51 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng 2 trang 52 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 6 trang 53 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Luyện tập trang 53 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Tìm hiểu thêm trang 54 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng 3 trang 54 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 7 trang 55 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Tìm hiểu thêm trang 55 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 8 trang 55 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng 4 trang 56 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!