Giải bài tập Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Một số lực trong thực tiễn

Ta biết rằng có thể làm biến dạng hoặc thay đổi trạng thái chuyển động của vật. Trong thực tế, một vật thường chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau. Ví dụ khi chuyển động, ô tô vừa chịu tác dụng của nhiều lực khác nhau. Ví dụ khi chuyển động, ô tô vừa chịu lực của lực kéo động cơ, vừa chịu tác động của lực ma sát giữa bánh xe với mặt đường, trọng lực do Trái Đất tác dụng và áp lực do mặt đường tạo ra. Những lực này có đặc điểm gì?

Khi thả một vật từ độ cao h, vật luôn rơi xuống. Lực nào đã gây ra chuyển động rơi của vật?

Hai bạn đang đứng ở vị trí A và B trên Trái Đất như Hình 11.3. hãy vẽ vecto trọng lực tác dụng lên mỗi bạn.

Để xác định trọng tâm của một vật phẳng, người ta có thể làm như sau: Buộc dây vào một lỗ nhỏ ở mép của vật rồi treo vật thẳng đứng. Khi vật cân bằng, dùng bút đánh dấu phương của sợi dây lên vật. Sau đó ta thay đổi điểm treo và thực hiện tương tự. Giao điểm của hai đường kẻ chính là trọng tâm của vật mà ta cần xác định. Dựa vào phương pháp trên, hãy tiến hành thí nghiệm xác định trọng tâm của một vật phẳng bất kì.

Quan sát Hình 11.5, em hãy dự đoán chuyển động của thùng hàng khi chịu tác dụng của các lực có cùng một độ lớn trong hai trường hợp.

Sau khi ta dừng tác dụng lực vào thùng hàng, ta quan sát thấy thùng hàng tiếp tục chuyển động và dừng lại sau khi đi được một đoạn. Em hãy giải thích tại sao thùng hàng dừng lại.

Nêu điểm giống và khác nhau của ba loại lực ma sát: ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ.

Dựa vào các Hình 11.4, 11.7, hãy vẽ hình biểu diễn lực ma sát tác dụng lên các vật trong Hình 11.5 và 11.6.

Giải thích ý nghĩa của chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc khi nói về chiều của lực ma sát.

Dựa vào kinh nghiệm cuộc sống của em, hãy phân tích lợi ích và tác hại của lực ma sát.

Quan sát Hình 11.9 và giải thích cơ chế vật lí giúp con người có thể bước đi.

Dựa vào kiến thức đã học, hãy cho biết các trường hợp trong Hình 11.10 là ứng dụng đặc điểm gì của lực ma sát và nêu cụ thể loại lực ma sát được đề cập.

Cho ví dụ minh họa tính chất của lực căng dây xuất hiện tại mọi điểm trên dây.

Hình 11.13 mô tả quá trình kéo gạch từ thấp lên cao qua hệ thống ròng rọc. Xem chuyển động của thùng gạch là đều, hãy xác định lực căng tác dụng lên vật nâng và ròng rọc bằng hình vẽ. Từ đó hãy chỉ ra điểm đặt, phương, chiều và độ lớn của lực căng dây. Biết lượng gạch trong mỗi lần kéo có khối lượng 20 kg và lấy g = 10 m/s².

Quan sát Hình 11.15, tìm hiểu và trình bày một giai thoại khoa học liên quan.

Hãy vẽ vectơ lực đẩy Archimedes tác dụng lên vương miện trong Hình 11.15.

Dựa vào công thức (11.8) để giải thích sự xuất hiện của lực đẩy tác dụng lên một vật trong chất lỏng (hoặc chất khí).

\({\rm{\Delta }}p = \rho .g.{\rm{\Delta }}h\)

Kỉ lục thế giới về lặn tự do không có bình dưỡng khí) được thực hiện bởi một nữ thợ lặn người Slovenia khi cô lặn xuống biển tới độ sâu 114 m. Hãy tính độ chênh lệch áp suất tại vị trí này so với mặt thoáng của nước biển. Lấy giá trị trung bình khối lượng riêng của nước biển là 1025 kg/m³ và g = 9,8 m/s².

Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định được độ lớn lực đẩy Archimedes và khối lượng riêng ρ của một chất lỏng với các dụng cụ: lực kế, vật nặng, chậu nước.

Xét hai hệ như hình 11P.1, hãy vẽ sơ đồ lực tác dụng lên vật m1, m2 trong trường hợp a và vật m trong trường hợp b; gọi tên các lực này.

Vào năm 231 trước Công nguyên, nhà vua Hy Lạp cổ đại Hỉeon (Hai-ơ-rôn) nghi ngờ thợ kim hoàn trộn lẫn những kim loại khác ngoài vàng khi đúc vương miện cho ông. Archimedes đã tiến hành thí nghiệm như Hình 11P.2 để giải đáp thắc mắc của nhà vua. Dựa vào các kiến thức đã học hãy giải thích cách tiến hành trên. Biết rằng người thợ này đã dùng bạc thay thế cho một phần vàng và bạc có khối lượng riêng nhỏ hơn vàng.

Tác dụng lực đẩy theo phương ngang rất khó để làm khối nặng di chuyển trượt trên mặt sàn. Thay vì vậy, ta thường đặt vật tựa trên các con lăn như Hình 11P.3 và đẩy với cùng lực đó thì vật chuyển động dễ dàng. Giải thích tại sao.

Điều nào sau đây là sai khi nói về trọng lực?

A. Trọng lực được xác định bằng biểu thức \(\vec P = m\vec g\)

B. Điểm đặt của trọng lực là trọng tâm của vật.

C. Trọng lực tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.                             

D. Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật.

Tại cùng một địa điểm, hai vật có khối lượng m₁ < m₂, trọng lực tác dụng lên hai vật lần lượt là P₁ và P₂ luôn thỏa mãn điều kiện

A. P₁ = P₂

B. \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} < \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}}\)

C. P₁ > P₂

D. \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}}\)

Chỉ ra phát biểu sai. Độ lớn của lực ma sát trượt

A. phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc của vật.                         

B. không phụ thuộc vào tốc độ của vật

C. tỉ lệ với độ lớn của áp lực.

D. phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai mặt tiếp xúc.

Hệ số ma sát trượt

A. không phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai mặt tiếp xúc.

B. luôn bằng với hệ số ma sát nghỉ.               

C. không có đơn vị.

D. có giá trị lớn nhất bằng 1.

Một xe có khối lượng m = 5 tấn đang đứng yên trên mặt phẳng nghiêng 30⁰ so với phương ngang. Độ lớn của lực ma sát tác dụng lên xe

A. lớn hơn trọng lượng của xe.                                  

B. bằng trọng lượng của xe.

C. bằng độ lớn của thành phần trọng lực vuông góc với mặt phẳng nghiêng.

D. bằng độ lớn của thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng.

Câu nào sau đây là sai khi nói về lực căng dây?

A. Lực căng dây có bản chất là lực đàn hồi.             

B. Lực căng dây có điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.              

C. Lực căng dây có phương trùng với chính sợi dây, chiều hướng từ hai đầu vào phần giữa của dây. 

D. Lực căng dây có thể là lực kéo lên hoặc lực nén.

Khi treo vật trên sợi dây nhẹ cân bằng thì trọng lực tác dụng lên vật

A. cùng hướng với lực căng dây

B. cân bằng với lực căng dây

C. hợp với lực căng dây một góc 90⁰

D. bằng không

Một ngọn đèn có khối lượng m = 1 kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Lấy g = 9,8 m/s². Dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 8 N. Nếu treo ngọn đèn này vào một đầu dây thì

A. lực căng sợi dây là 9 N và sợi dây sẽ bị đứt.                                

B. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây sẽ bị đứt.                             

C. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây không bị đứt.                                   

D. lực căng sợi dây là 4,9 N và sợi dây không bị đứt.

Một vật đang lơ lửng ở trong nước chịu tác dụng của những lực nào?

A. Lực đẩy Archimedes và lực cản của nước.                                  

B. Lực đẩy Archimedes và lực ma sát.                                  

C. Trọng lực và lực cản của nước.                            

D. Trọng lực và lực đẩy Archimedes.

Thể tích của một miếng sắt là 2 dm³. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³. Lấy g = 9,8 m/s². Lực đẩy tác dụng lên miếng sắt khi nhúng chìm trong nước có giá trị là

A. 25 N

B. 20 N

C. 19,6 N

D. 19600 N

Theo định luật III Newton, các vật tương tác với nhau bằng các cặp lực trực đối gọi là lực và phản lực. Vậy một vật đặt nằm yên trên mặt bàn nằm ngang như Hình 11.1 thì phản lực của trọng lực \(\vec P\) là lực nào?

Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 70 kg khi ở trên Trái Đất. Hãy xác định trọng lượng của nhà du hành vũ trụ này trên Mặt Trăng, biết độ lớn gia tốc trong trường trên Mặt Trăng bằng 1/6 gia tốc trọng trường ở Trái Đất (9,8 m/s²).

Một vật đang nằm yên trên một mặt phẳng ngang thì có chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ hay không? Giải thích.

Một người đi xe đạp trên đường nằm ngang với vận tốc không đổi. Giải thích tại sao người đó có thể đi với vận tốc không đổi.

Đặt một vật nằm yên trên tấm ván ban đầu nằm ngang có một đầu gắn vào bản lề quay được. Nâng chậm đầu còn lại của tấm ván lên cao, ta thấy lúc đầu vật vẫn nằm yên trên mặt phẳng nghiêng và khi nâng tấm ván tới một góc nghiêng \({\alpha _0}\) nào đó thì vật bắt đầu trượt. Lặp lại thí nghiệm nhiều lần, ta vẫn thu được kết quả trên. Hãy giải thích hiện tượng xảy ra.

Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt trên mặt sàn nằm ngang. Một người tác dụng một lực 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn có giá trị 0,2. Lấy giá trị của gia tốc trọng trường là 9,8 m/s². Tính gia tốc của vật.

Xét một tảng băng có phần thể tích chìm dưới nước khoảng 90%. Hãy ước tính khối lượng riêng của tảng băng, biết khối lượng riêng của nước biển là 1020 kg/m³.

Một vật có trọng lượng riêng 22000 N/m³. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 30 N. Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu? Lấy trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³.

Một vật làm bằng sắt và một vật làm bằng hợp kim có cùng khối lượng được nhúng vào cùng một chất lỏng. Hỏi lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật nào lớn hơn và lập tỉ số giữa hai lực đẩy Archimedes này? Biết khối lượng riêng của sắt và hợp kim lần lượt là 7874 N/m³ và 6750 N/m³.