Giải SGK Vật Lí 10 - Kết Nối Tri Thức
Giải SGK bài 15 Định luật 2 Newton Vật lí 10 Kết nối tri thức
Trong bài viết này HocThatGioi sẽ cùng bạn đi tìm đáp án và phương pháp tốt nhất giải quyết toàn bộ các bài tập trong SGK Vật lí 10. Qua bài Giải SGK bài 15 Định luật 2 Newton Vật lí 10 Kết nối tri thức trang 63, 64, 65, 66. Hy vọng các bạn có thể hiểu được trọn vẹn bài học sau khi xem hết các phương pháp giải và lời giải cực chi tiết mà HocThatGioi trình bày ở dưới.
Giải SGK Mục 1,2 trang 63, 64 Vật lí 10 Kết nối tri thức
Cùng HocThatGioi tìm ra đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở Mục 1, 2 của trang 63, 64 trong bài Định luật 2 Newton ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi trang 64
$1$. Nêu một số ví dụ cho thấy khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn. Điều này có ý nghĩa gì trong thực tiễn?
$2$. Cho đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các lực tác dụng lên một vật và gia tốc gây ra tương ứng (Hình $15.1$). Khối lượng của vật là:
$A$. $1,0$ $kg$ $B$. $2,0$ $kg$
$C$. $0,5$ $kg$ $D$. $1,5$ $kg$
$2$. Cho đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các lực tác dụng lên một vật và gia tốc gây ra tương ứng (Hình $15.1$). Khối lượng của vật là:
$A$. $1,0$ $kg$ $B$. $2,0$ $kg$
$C$. $0,5$ $kg$ $D$. $1,5$ $kg$
Phương pháp giải:
$1$. Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
$2$. Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\alpha = \frac{F}{m}$
$1$. Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
$2$. Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\alpha = \frac{F}{m}$
Lời giải chi tiết:
$2$. Từ đồ thị ta thấy:
Khi $F = 0,5 N$ thì $a = 1,0 m/s^{2}$ suy ra khối lượng của vật là: $\alpha = \frac{F}{m} \Rightarrow m = \frac{F}{\alpha } = \frac{0,5}{1} = 0,5 (kg)$
Vậy, chọn $C$.
$1$. – Ví dụ:
+ Một người sử dụng cùng một lực để đẩy một thùng giấy vụn sẽ đẩy nhanh hơn so với khi đẩy một thùng gạo, do khối lượng của thùng gạo lớn hơn khối lượng của thùng giấy vụn, làm khó thay đổi vận tốc hơn.
+ Ô tô tải rất nặng so với xe máy hay ô tô con nên có mức quán tính lớn hơn rất nhiều. Ở cùng trạng thái bắt đầu chuyển động thì ô tô tải cần nhiều thời gian hơn mới đạt vận tốc lớn.
$\Rightarrow $ Khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn.
– Ý nghĩa trong thực tiễn:
Cho phép ta so sánh được khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. Chúng sẽ có khối lượng bằng nhau nếu như dưới tác dụng của hợp lực như nhau, chúng có gia tốc như nhau.
+ Một người sử dụng cùng một lực để đẩy một thùng giấy vụn sẽ đẩy nhanh hơn so với khi đẩy một thùng gạo, do khối lượng của thùng gạo lớn hơn khối lượng của thùng giấy vụn, làm khó thay đổi vận tốc hơn.
+ Ô tô tải rất nặng so với xe máy hay ô tô con nên có mức quán tính lớn hơn rất nhiều. Ở cùng trạng thái bắt đầu chuyển động thì ô tô tải cần nhiều thời gian hơn mới đạt vận tốc lớn.
$\Rightarrow $ Khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn.
– Ý nghĩa trong thực tiễn:
Cho phép ta so sánh được khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. Chúng sẽ có khối lượng bằng nhau nếu như dưới tác dụng của hợp lực như nhau, chúng có gia tốc như nhau.
Khi $F = 0,5 N$ thì $a = 1,0 m/s^{2}$ suy ra khối lượng của vật là: $\alpha = \frac{F}{m} \Rightarrow m = \frac{F}{\alpha } = \frac{0,5}{1} = 0,5 (kg)$
Vậy, chọn $C$.
Giải SGK hoạt động trang 64
Thí nghiệm được thiết lập như Hình $15.2$.
Dụng cụ:
– Một xe trượt có khối lượng $M = 200 g$ được buộc vào một sợi dây vắt qua rãnh của ròng rọc. Coi dây không dãn và có khối lượng không đáng kể.
– Một hộp đựng $10$ quả nặng giống nhau, có cùng khối lượng $m = 50 g$.
– Một máng trượt đệm khí với các lỗ nhỏ thổi không khí (nhằm giảm tối đa ma sát khi xe di chuyển trên máng trượt).
– Bộ đếm thời gian gồm: một đồng hồ điện tử, hai cổng quang (đặt cách nhau $0,5 m$) và tấm chắn sáng dài $10 cm$.
– Vật ở thí nghiệm này phải được hiểu là hệ vật gồm xe trượt và các quả nặng. Như vậy khối lượng của vật có thể là $(M + m)$, $(M + 2.m)$, … còn lực kéo $F$ là trọng lượng của các quả nặng, cụ thể là $F_{1} = m.g$, $F_{2} = 2.m.g$
Dụng cụ:
– Một xe trượt có khối lượng $M = 200 g$ được buộc vào một sợi dây vắt qua rãnh của ròng rọc. Coi dây không dãn và có khối lượng không đáng kể.
– Một hộp đựng $10$ quả nặng giống nhau, có cùng khối lượng $m = 50 g$.
– Một máng trượt đệm khí với các lỗ nhỏ thổi không khí (nhằm giảm tối đa ma sát khi xe di chuyển trên máng trượt).
– Bộ đếm thời gian gồm: một đồng hồ điện tử, hai cổng quang (đặt cách nhau $0,5 m$) và tấm chắn sáng dài $10 cm$.
– Vật ở thí nghiệm này phải được hiểu là hệ vật gồm xe trượt và các quả nặng. Như vậy khối lượng của vật có thể là $(M + m)$, $(M + 2.m)$, … còn lực kéo $F$ là trọng lượng của các quả nặng, cụ thể là $F_{1} = m.g$, $F_{2} = 2.m.g$
Tiến hành:
Bước $1$: Lực kéo $F$ có độ lớn tăng dần $1 N$, $2 N$ và $3 N$ (bằng cách móc thêm các quả nặng vào đầu dây vắt qua ròng rọc).
Bước $2$: Ghi vào Bảng $15.1$ độ lớn lực kéo $F$ và tổng khối lượng của hệ (gồm xe trượt và các quả nặng đặt vào xe), ứng với mỗi lần thí nghiệm.
Bước $3$: Đo thời gian chuyển động $t$ của xe; từ khi đồng hồ bắt đầu đếm từ lúc tấm chắn sáng đi qua cổng quang điện $1$ và kết thúc đếm khi tấm chắn vượt qua cổng quang điện $2$.
Bước $4$: Gia tốc a được tính từ công thức: $d = v_{0}.t + \frac{1}{2}.a.t^{2}$ (đặt xe trượt có gắn tấm chắn sáng sao cho tấm chắn này sát với cổng quang điện $1$ để $v_{0}= 0$; $d = 0,5 m$ là khoảng cách giữa hai cổng quang điện trong thí nghiệm). Đo thời gian t ứng với mỗi lần thí nghiệm, ta tính được: $a = \frac{2.d}{t^{2}} = \frac{2.0,5}{t^{2}} = \frac{1}{t^{2}} (m/s^{2})$. Ghi giá trị của gia tốc a vào Bảng $15.1$.
Bước $1$: Lực kéo $F$ có độ lớn tăng dần $1 N$, $2 N$ và $3 N$ (bằng cách móc thêm các quả nặng vào đầu dây vắt qua ròng rọc).
Bước $2$: Ghi vào Bảng $15.1$ độ lớn lực kéo $F$ và tổng khối lượng của hệ (gồm xe trượt và các quả nặng đặt vào xe), ứng với mỗi lần thí nghiệm.
Bước $3$: Đo thời gian chuyển động $t$ của xe; từ khi đồng hồ bắt đầu đếm từ lúc tấm chắn sáng đi qua cổng quang điện $1$ và kết thúc đếm khi tấm chắn vượt qua cổng quang điện $2$.
Bước $4$: Gia tốc a được tính từ công thức: $d = v_{0}.t + \frac{1}{2}.a.t^{2}$ (đặt xe trượt có gắn tấm chắn sáng sao cho tấm chắn này sát với cổng quang điện $1$ để $v_{0}= 0$; $d = 0,5 m$ là khoảng cách giữa hai cổng quang điện trong thí nghiệm). Đo thời gian t ứng với mỗi lần thí nghiệm, ta tính được: $a = \frac{2.d}{t^{2}} = \frac{2.0,5}{t^{2}} = \frac{1}{t^{2}} (m/s^{2})$. Ghi giá trị của gia tốc a vào Bảng $15.1$.
Thảo luận:
$a$) Dựa vào số liệu trong Bảng $15.1$, hãy vẽ đồ thị chỉ sự phụ thuộc của gia tốc $a$:
– Vào $F$ (ứng với $m + M = 0,5 kg$), (Hình $15.3a$). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao?
– Vào $\frac{1}{m+M}$ (ứng với $F = 1 N$), (Hình $15.3b$). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao?
$b$) Nêu kết luận về sự phụ thuộc của gia tốc vào độ lớn của lực tác dụng và khối lượng của vật.
$a$) Dựa vào số liệu trong Bảng $15.1$, hãy vẽ đồ thị chỉ sự phụ thuộc của gia tốc $a$:
– Vào $F$ (ứng với $m + M = 0,5 kg$), (Hình $15.3a$). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao?
– Vào $\frac{1}{m+M}$ (ứng với $F = 1 N$), (Hình $15.3b$). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao?
$b$) Nêu kết luận về sự phụ thuộc của gia tốc vào độ lớn của lực tác dụng và khối lượng của vật.
Phương pháp giải:
Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị.
Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị.
Lời giải chi tiết:
– Khi $(m + M)$ không đổi, $F$ tăng thì a cũng tăng $\Rightarrow $ Gia tốc $a$ tỉ lệ thuận với lực $F$.
– Khi $F$ không đổi, $a$ giảm thì $(m+M)$ tăng $\Rightarrow $ Gia tốc $a$ tỉ lệ nghịch với khối lượng.
$\Rightarrow $ Kết luận: Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng.
$a$) Đồ thị biểu diễn cho hai trường hợp:
Nhận xét: mỗi quan hệ giữa các đại lượng ở hai đồ thị trên đều là đường thẳng
b) Ta có:– Khi $(m + M)$ không đổi, $F$ tăng thì a cũng tăng $\Rightarrow $ Gia tốc $a$ tỉ lệ thuận với lực $F$.
– Khi $F$ không đổi, $a$ giảm thì $(m+M)$ tăng $\Rightarrow $ Gia tốc $a$ tỉ lệ nghịch với khối lượng.
$\Rightarrow $ Kết luận: Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng.
Giải SGK câu hỏi trang 66
1. Trong các cách viết hệ thức của định luật $2$ $Newton$ sau đây, cách viết nào đúng?
$A$.$ \overrightarrow{F}=m.a$
$B$. $\overrightarrow{F}=−m.\overrightarrow{a}$
$C$. $\overrightarrow{F}=m.\overrightarrow{a}$
$D$. $\overrightarrow{-F}=m.\overrightarrow{a}$
$2$. Một quả bóng khối lượng $0,5 kg$ đang nằm trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực $250 N$. Thời gian chân tác dụng vào bóng là $0,02 s$. Quả bóng bay đi với tốc độ:
$A$. $0,01 m/s$ $B$. $0,10 m/s$
$C$. $2,50 m/s$ $D$. $10,00 m/s$
$3$. Dưới tác dụng của hợp lực $20 N$, một chiếc xe đồ chơi chuyển động với gia tốc $0,4m/s^{2}$. Dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc bao nhiêu?
$4$. Tại sao máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài?
$A$.$ \overrightarrow{F}=m.a$
$B$. $\overrightarrow{F}=−m.\overrightarrow{a}$
$C$. $\overrightarrow{F}=m.\overrightarrow{a}$
$D$. $\overrightarrow{-F}=m.\overrightarrow{a}$
$2$. Một quả bóng khối lượng $0,5 kg$ đang nằm trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực $250 N$. Thời gian chân tác dụng vào bóng là $0,02 s$. Quả bóng bay đi với tốc độ:
$A$. $0,01 m/s$ $B$. $0,10 m/s$
$C$. $2,50 m/s$ $D$. $10,00 m/s$
$3$. Dưới tác dụng của hợp lực $20 N$, một chiếc xe đồ chơi chuyển động với gia tốc $0,4m/s^{2}$. Dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc bao nhiêu?
$4$. Tại sao máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài?
Phương pháp giải:
$1$. Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
$2$. + Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
+ Sử dụng công thức vận tốc: $v = v_{0} + at$
$3$.Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
$4$. + Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$:$\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
+ Sử dụng công thức vận tốc: $v=v_{0}+at$
$1$. Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
$2$. + Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
+ Sử dụng công thức vận tốc: $v = v_{0} + at$
$3$.Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
$4$. + Sử dụng biểu thức định luật $2$ $Newton$:$\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}$
+ Sử dụng công thức vận tốc: $v=v_{0}+at$
Lời giải chi tiết:
1. Ta có: biểu thức định luật 2 Newton: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m} \Rightarrow \overrightarrow{F} = m.\overrightarrow{a}$
Suy ra cách viết đúng là $C$.
$2$. Theo bài ra, ta có: $\begin{cases} m = 0,5 kg; v_{0} = 0 (m/s)\\ F = 250N \\ t = 0,020s\end{cases} $
Áp dụng định luật $2$ $Newton$, gia tốc của chuyển động là: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}= \frac{250}{0,5} = 500 (m/s^{2})$
Quả bóng bay đi với tốc độ là: $v = v_{0} + at = 0 + 500. 0,020 = 10 (m/s)$
Chọn $D$
$3$. Khối lượng của chiếc xe là: $m = \frac{F}{a}= \frac{20}{0,4} = 50 (kg)$
Dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là:
$a = \frac{F}{m}= \frac{50}{50} = 1 (m/s^{2})$
Vậy dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là $1 (m/s^{2})$.
$4$. Máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài vì máy bay càng nặng thì mức quán tính càng lớn, do vậy càng khó thay đổi vận tốc nên đường băng cần phải dài để máy bay đạt được vận tốc cất cánh.
1. Ta có: biểu thức định luật 2 Newton: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m} \Rightarrow \overrightarrow{F} = m.\overrightarrow{a}$
Suy ra cách viết đúng là $C$.
$2$. Theo bài ra, ta có: $\begin{cases} m = 0,5 kg; v_{0} = 0 (m/s)\\ F = 250N \\ t = 0,020s\end{cases} $
Áp dụng định luật $2$ $Newton$, gia tốc của chuyển động là: $\overrightarrow{a} = \frac{\overrightarrow{F}}{m}= \frac{250}{0,5} = 500 (m/s^{2})$
Quả bóng bay đi với tốc độ là: $v = v_{0} + at = 0 + 500. 0,020 = 10 (m/s)$
Chọn $D$
$3$. Khối lượng của chiếc xe là: $m = \frac{F}{a}= \frac{20}{0,4} = 50 (kg)$
Dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là:
$a = \frac{F}{m}= \frac{50}{50} = 1 (m/s^{2})$
Vậy dưới tác dụng của hợp lực $50 N$, chiếc xe sẽ chuyển động với gia tốc là $1 (m/s^{2})$.
$4$. Máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài vì máy bay càng nặng thì mức quán tính càng lớn, do vậy càng khó thay đổi vận tốc nên đường băng cần phải dài để máy bay đạt được vận tốc cất cánh.
Bài giải SGK bài 15 Định luật 2 Newton Vật lí 10 Kết nối tri thức đã giải quyết tất cả các bài tập luyện tập, trả lời các hoạt động, giải các bài tập,… Và đặc biệt, đã đưa ra phương pháp giải chi tiết nhất, thông minh nhất. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Các bạn đã rất thông minh và chăm chỉ. Hy vọng các bạn có một buổi học thật thú vị và tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích. Chúc các bạn học tốt.
