Lớp 10 Vật lý 10 - Kết nối tri thức

Lý thuyết Vật lý 10 bài 15 KNTT

Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết Vật lý lớp 10 bài 15: Định luật II Newton được Khoahoc sưu tầm và tổng hợp các câu hỏi lí thuyết và trắc nghiệm có đáp án đi kèm nằm trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 10 sách Kết nối tri thức. Mời quý thầy cô cùng các bạn tham khảo tài liệu dưới đây.

1. Định luật II Newton

- Từ những quan sát và thử nghiệm cho thấy gia tốc của một vật không chỉ phụ thuộc vào lực tác dụng mà còn phụ thuộc vào khối lượng của vật.

- Mối liên hệ giữa ba đại lượng: gia tốc, lực và khối lượng đã được Newton khái quát trong một phương trình vectơ đơn giản gọi là định luật II Newton:

Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}

  • Xét về mặt Toán học, định luật II Newton có thể viết là \overrightarrow F = m\overrightarrow a
  • Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng \overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} , \overrightarrow {{F_3}}... thì {\overrightarrow F } là hợp lực của các lực đó:
  • \overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} + ...

Phát biểu định luật II Newton

Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tộc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m}

Ý nghĩa của định luật II Newton: là cơ sở giúp xác định các lực bằng nhau và không bằng nhau:

  • Hai lực bằng nhau khi lần lượt tác dụng vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vectơ gia tốc bằng nhau (giống nhau về hướng và bằng nhau về độ lớn).
  • Hai lực không bằng nhau: Khi tác dụng lần lượt vào cùng một vật sẽ gây ra lần lượt hai vectơ gia tốc khác nhau (về hướng hoặc độ lớn).

2. Khối lượng và quán tính

- Lúc đầu, khối lượng chỉ được hiểu là một đại lượng dùng để chỉ lượng của chất chứa trong vật. Nhưng định luật II Newton còn cho ta một cách hiểu mới về khối lượng.

- Thật vậy, theo định luật II Newton, nếu có nhiều vật khác nhau lần lượt chịu tác dụng của cùng một lực không đổi thì vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ có gia tốc nhỏ hơn. 

Nhận xét:

  • Khi vật có khối lượng càng lớn thì gia tốc của vật càng nhỏ, tức vật càng khó thay đổi vận tốc, nghĩa là vật có quán tính càng lớn.
  • Ngược lại, vật có khối lượng càng nhỏ thì càng dễ thay đổi vận tốc, nghĩa là vật có quán tính càng nhỏ.

Khi đó ta nói:

  • Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
  • Khối lượng trong định luật II Newton còn được gọi là khối lượng quán tính.
  • Khối lượng là đại lượng vô hướng dương, không đổi với mỗi vật và có tính chất cộng được.

3. Ví dụ minh họa định luật II Newton

Ví dụ: Đẩy một xe chở hàng cho nó chuyển động và nhận xét xem gia tốc của xe tăng hay giảm, nếu:

a) Giữ nguyên lực đẩy nhưng khối lượng xe tăng lên (Hình a và b).

b) Giữ nguyên khối lượng nhưng lực đẩy tăng lên (Hình b và c).

Giải thích

a) Khi giữ nguyên lực đẩy nhưng khối lượng xe tăng lên thì gia tốc của xe giảm.

b) Khi giữ nguyên khối lượng nhưng lực đẩy tăng lên thì gia tốc của xe tăng.

Ví dụ: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chạy với vận tốc v_0 thì hãm phanh, xe đi thêm quãng đường 15 m trong 3s thì dừng hẳn. Tính:

a) Vận tốc v_0.

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 Newton 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:

\begin{matrix} \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} \Leftrightarrow 15 = 3{v_0} + \dfrac{1}{2}a{{.3}^2}} \\ {v = {v_0} + at \Leftrightarrow 0 = {v_0} + 3a} \end{array}} \right. \hfill \\ \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{v_0} = 10m/s} \\ {a = - \dfrac{{10}}{3}m/{s^2}} \end{array}} \right. \hfill \\ \end{matrix}

Vậy v_0 = 10 m/s

b) Từ phương trình (2) {F_h} = - ma = - {2.10^3}.\left( { - \frac{{10}}{3}} \right) = 6666,7N

  • 44 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 10 KNTT