20 ví dụ về các định luật của Newton
Định luật thứ nhất của Newton
1. Nếu tổng lực tác dụng lên một vật bằng không, thì...
(1) vật thể sẽ không tăng tốc
(2) các vật thể luôn ở trạng thái nghỉ
(3) sự thay đổi vận tốc của vật thể bằng không
(4) Không thể có vật thể chuyển động theo đường thẳng với tốc độ không đổi
Sự thật là…
A. (1), (2) và (3)
B. Chỉ (1) và (3)
C. (2) và (4) chỉ
D. (4) chỉ
E. (1), (2), (3) và (4)
Cuộc thảo luận
Đáp án đúng là:
(1) Vật thể sẽ không tăng tốc
Lực tổng hợp gây ra gia tốc cho vật. Nếu lực tổng hợp bằng không, vật sẽ không có gia tốc.
(2) Các vật thể luôn ở trạng thái nghỉ
Định luật thứ nhất của Newton phát biểu rằng nếu lực tổng hợp tác dụng lên một vật bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ vẫn đứng yên và vật đang chuyển động đều (chuyển động thẳng đều) sẽ tiếp tục chuyển động với tốc độ không đổi.
(3) Sự thay đổi vận tốc của vật thể bằng không
Sự thay đổi vận tốc bằng gia tốc. Sự thay đổi vận tốc của một vật bằng 0, có nghĩa là gia tốc của vật bằng 0. Nếu gia tốc bằng 0, thì lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng 0.
Đáp án đúng là A.
Các vật thể trong thang máy
2. Khi Sandi ở trong thang máy đứng yên, trọng lượng của anh ấy là 500 N. Gia tốc trọng trường = 10 ms⁻² . Khi thang máy tăng tốc, lực căng dây trở thành 750 N. Do đó, gia tốc của thang máy là…
A. 5,0 ms –2
B. 7,5 ms –2
C. 10,0 ms –2
D. 12,5 ms –2
E. 15,0 ms –2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Trọng lượng của mã (w) = 500 Newton = 500 kg ms –2 (thang máy ở trạng thái đứng yên)
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m s –2
Khối lượng mật khẩu (m) = 500 / 10 = 50 kg
Lực căng dây (T) = 750 N (thang máy tăng tốc)
Khối lượng của thang máy được bỏ qua.
Câu hỏi: Gia tốc của thang máy
Hàm:
Thang máy đang đứng yên, không có gia tốc (a = 0). Lực hướng lên là dương, lực hướng xuống là âm.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 Newton
Nếu thang máy tăng tốc xuống dưới, lực căng trong dây cáp sẽ nhỏ hơn 500 Newton. Ngược lại, nếu thang máy tăng tốc lên trên, lực căng trong dây cáp sẽ lớn hơn 500 Newton.
Lực căng trong dây cáp trở thành 750 N, khiến thang máy tăng tốc hướng lên trên. Các lực cùng chiều với chuyển động của thang máy được coi là dương, và các lực ngược chiều được coi là âm.
T – w = ma
750 – 500 = 50 a
250 = 50 a
a = 250/50
a = 5,0 ms –2
Đáp án đúng là A.
3. Một người có khối lượng 60 kg đang ở trong thang máy chuyển động xuống dưới với gia tốc 3 ms⁻² . Nếu gia tốc trọng trường là 10 ms⁻² , thì độ lớn của lực pháp tuyến do sàn thang máy tác dụng lên người đó là...
A. 180N
B. 200N
C. 340N
D. 420N
E. 600 N
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Khối lượng (m) = 60 kg
Gia tốc của người và thang máy (a) = 3 m/ s²
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Trọng lực (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton
Câu hỏi: Lực pháp tuyến (N)
Hàm:
Trong thang máy có hai lực tác dụng lên một người, đó là trọng lực (w) và lực pháp tuyến do sàn thang máy tác dụng lên người đó (N). Có ba đại lượng vectơ, đó là trọng lực, lực pháp tuyến và gia tốc thang máy, trong đó trọng lực hướng xuống, lực pháp tuyến hướng lên và gia tốc thang máy hướng xuống. Đại lượng vectơ hướng xuống được chọn có dấu dương và đại lượng vectơ hướng lên được chọn có dấu âm.
∑ F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Newton
Đáp án đúng là D.
4. Reza, có khối lượng 40 kg, đang ở trong một thang máy đang di chuyển lên trên. Nếu lực của sàn thang máy tác dụng lên chân Reza là 520 N và gia tốc trọng trường là 10 ms⁻² , thì gia tốc của thang máy là...
A. 1,0 ms -2
B. 1,5 ms -2
C. 2,0 ms -2
D. 2,5 ms -2
E. 3,0 ms -2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Khối lượng (m) = 40 kg
Lực pháp tuyến (N) = 520 N
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Lực hấp dẫn (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Câu hỏi: Gia tốc của thang máy
Hàm:
∑ F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/ s²
Gia tốc của thang máy là 3 m/s² . Dấu âm có nghĩa là thang máy đang chuyển động lên trên.
5. Một người có khối lượng 60 kg đang ở trong thang máy chuyển động xuống dưới với gia tốc 3 ms⁻² . Lực mà bàn chân của người đó tác dụng lên sàn thang máy là bao nhiêu?
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Khối lượng cơ thể (m) = 60 kg
Trọng lượng của người (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ) = 600 kg m/s² = 600 Newton
Gia tốc thang máy (a) = 3 m/s² , hướng xuống.
Câu hỏi: Lực tác động lên sàn thang máy của bàn chân người là bao nhiêu?
Hàm:
Thang máy chuyển động xuống dưới với gia tốc (a) là 3 m/s² . Lực cùng hướng với chuyển động của thang máy là dương, lực ngược hướng với chuyển động của thang máy là âm.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Newton
Đây là lực pháp tuyến mà sàn thang máy tác dụng lên người. Người đó đứng yên trong thang máy nên độ lớn của lực pháp tuyến bằng trọng lượng biểu kiến của người đó. Trọng lượng biểu kiến bằng áp lực của bàn chân người đó lên sàn.
Hệ thống tải dây ròng rọc
6. Hai vật A và B, mỗi vật có khối lượng lần lượt là 6 kg và 2 kg, được buộc bằng một sợi dây qua một ròng rọc như hình vẽ. Nếu bỏ qua ma sát giữa dây và ròng rọc và g = 10 ms⁻² , thì lực căng trong dây là...
A. 20N
B. 24N
C. 27N
D. 30N
E. 50 N
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m A = 6 kg, m B = 2 kg, g = 10 m/s 2
w A = m A g = (6 kg)(10 m/s 2 ) = 60 kg m/s 2
w B = m B g = (2 kg)(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2
Câu hỏi: Lực căng của sợi dây (T) là bao nhiêu?
Hàm:
w A > w B , do đó hệ thống chuyển động ngược chiều kim đồng hồ (m A chuyển động xuống, m B chuyển động lên).
Gia tốc
ΣF = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) a
40 = (8) a
a = 40 / 8 = 5 m/ s²
Sức căng dây
m A di chuyển xuống
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T 2 = 30 Newton
m B di chuyển lên
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T 1 = 30 Newton
Lực căng dây (T) = 30 Newton.
Đáp án đúng là D.
7. Hãy nhìn vào hình bên cạnh! Ma sát của dây và ròng rọc được bỏ qua. Nếu khối lượng A = 5 kg, g = 10 m s⁻² và A chuyển động xuống với gia tốc 2,5 m s⁻² , thì khối lượng của B là bao nhiêu?
A. 0,5 kg
B. 1 kg
C. 1,5 kg
D. 2 kg
E. 3 kg
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Khối lượng A (m A ) = 5 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Gia tốc A hay gia tốc hệ thống (a) = 2,5 m/ s²
Trọng lượng A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 Newton
Câu hỏi: Khối lượng của B là bao nhiêu (m B )?
Hàm:
Khối A di chuyển xuống dưới, do đó trọng lượng của A (w A ) lớn hơn trọng lượng của B (w B ).
Áp dụng định luật thứ hai của Newton:
ΣF = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
50 – (m B )(10) = (5 + m B ) (2,5)
50 – 10 m B = 12,5 + 2,5 m B
50 – 12,5 = 2,5 m B + 10 m B
37,5 = 12,5 m B
m B = 3 kg
Đáp án đúng là E.
8. Hai vật có khối lượng 2 kg và 3 kg được buộc bằng một sợi dây rồi gắn vào một ròng rọc có khối lượng được bỏ qua như hình vẽ.
Nếu độ lớn của gia tốc trọng trường = 10 ms⁻² , thì lực căng dây tác dụng lên hệ thống là...
A. 20N
B. 24N
C. 27N
D. 30N
E. 50 N
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m 1 = 2 kg, m 2 = 3 kg, g = 10 m/s 2
w 1 = (m 1 )(g) = (2 kg)(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2 hoặc 20 Newton
w 2 = (m 2 )(g) = (3 kg)(10 m/s 2 ) = 30 kg m/s 2 hoặc 30 Newton
Câu hỏi: Lực căng của sợi dây (T) là bao nhiêu?
Hàm:
w 2 > w 1, do đó hệ thống chuyển động theo chiều kim đồng hồ (m 2 chuyển động xuống, m 1 chuyển động lên).
Gia tốc
ΣF = ma
w 2 – w 1 = (m 1 + m 2 ) a
30 – 20 = (2 + 3 ) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/ s².
Sức căng dây
m 2 di chuyển xuống
w 2 – T 2 = m 2 a
30 – T 2 = (3)(2)
30 – T 2 = 6
T 2 = 30 – 6
T 2 = 24 Newton
m 1 di chuyển lên
T 1 – w 1 = m 1 a
T 1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T 1 = 20 + 4
T 1 = 24 Newton
Lực căng dây (T) = 24 Newton.
Đáp án đúng là B.
9. Hai khối được nối với nhau bằng một ròng rọc trơn và khối lượng của ròng rọc được bỏ qua như hình vẽ. Khối lượng A = m A , khối lượng B = m B và khối B rơi với gia tốc a. Nếu gia tốc trọng trường là g, thì độ lớn của lực căng dây tác dụng lên khối B là…
A. T = mB.a
B. T = m A (a – g)
C. T = m A (g – a)
D. T = m B (a – g)
E. T = m B (g – a)
Cuộc thảo luận
Bề mặt phẳng nhẵn nên không có lực ma sát nào cản trở chuyển động của khối A. Lực làm chuyển động hệ thống các khối là trọng lượng của khối B.
Tính gia tốc của hệ thống:
Tính lực căng của dây (T):
Hãy xem xét chuyển động của một trong các vật thể, ví dụ như A. A di chuyển sang phải.
Thay thế m A trong phương trình 1 bằng m A trong phương trình 2.
Đáp án đúng là E.
10. Một khối có khối lượng 10 kg được đặt trên một mặt sàn nhám và sau đó được kéo bởi một lực nằm ngang F. Nếu hệ số ma sát tĩnh là μs = 0,5 và hệ số ma sát động μk = 0,3. Xác định độ lớn của lực ma sát khi khối vật sắp chuyển động. (g = 10 m/s²)2)
Cuộc thảo luận
Khối vật sẽ di chuyển chính xác khi độ lớn của lực kéo bằng độ lớn của lực ma sát tĩnh cực đại. Ma sát tĩnh tác dụng lên một vật (ngăn cản sự chuyển động của vật) khi vật đang bị kéo nhưng chưa di chuyển. Ma sát tĩnh đạt giá trị cực đại khi vật sắp chuyển động (vật chưa di chuyển, vật gần như đang chuyển động). Ngược lại, ma sát động tác dụng lên một vật (ngăn cản sự chuyển động của vật) khi vật đã đang chuyển động.
Ai cũng biết rằng:
Câu hỏi: Lực ma sát tĩnh tối đa (f)s)?
Hàm:
Nếu vật thể nằm trên một mặt phẳng như trong hình, thì độ lớn của lực pháp tuyến bằng trọng lượng của vật thể.
Lực pháp tuyến (N) = trọng lực (w) = 100 Newton
Công thức tính lực ma sát tĩnh tối đa:
Hệ số ma sát động không được sử dụng trong các phép tính.
11. Hai khối được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ chịu lực kéo ngang F = 20 N (xem hình). Nếu g = 10 m/s²-2 Giả sử hệ số ma sát động giữa khối vật và mặt phẳng là 0,1, hãy xác định độ lớn gia tốc của khối vật...
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Câu hỏi: Gia tốc (a) của khối vật?
Hàm:
12. Khối A có khối lượng 2 kg và khối B có khối lượng 4 kg được bố trí như hình vẽ. Nếu hệ số ma sát của sàn gấp 3 lần hệ số ma sát của khối B, thì khối A sẽ chuyển động với gia tốc 5 m/s².-2Vậy tỉ lệ lực ma sát giữa khối A và mặt sàn so với lực ma sát giữa khối A và khối B là… g = 10 m/s2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Yêu cầu:
So sánh lực ma sát giữa khối A và sàn nhà (f)s A) với lực ma sát giữa các khối A và B (fs B)?
Hàm:
13. Hãy nhìn vào hình bên cạnh! Khối lượng của mỗi khối là m.1 = 2 kg và m2 = 3 kg và khối lượng của ròng rọc được bỏ qua. Nếu mặt phẳng là nhẵn và g = 10 m/s²-2Khi đó, gia tốc của hệ thống là ….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 6,0 ms-2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 ms-2
w2 = tôi2 g = (3)(10) = 30 kg m/s2 hoặc 30 Newton
Câu hỏi: Gia tốc của hệ (a)?
Hàm:
14. Một vật có khối lượng được nối bằng một sợi dây đi qua một ròng rọc trơn như hình vẽ. Nếu m1 = 2 kg, m2 = 3 kg và g = 10 ms-2Khi đó, độ lớn của lực căng dây T là…
A. 10,2N
B. 13,3N
C. 15,5N
D. 18,3N
E. 24,0 N
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m1 = 2 kg, m2 = 3 kg, g = 10 ms-2
w1 = (2)(10) = 20 Newton
w2 = (3)(10) = 30 Newton
Câu hỏi: Độ lớn của lực căng dây (T) là bao nhiêu?
Hàm:
w2 = 30 Newton lớn hơn w1 = 20 Newton, do đó m2 di chuyển xuống, m1 tiến lên.
Công thức định luật thứ hai của Newton:
Lực căng của sợi dây là bao nhiêu?
Theo hướng chuyển động của hệ thống hoặc hướng gia tốc của hệ thống, hướng của lực hấp dẫn m2 hướng xuống, hướng của lực căng dây tác dụng lên m2 lên đầu trang:
w2 - T2 = tôi2 a
30 - T2 = (3)(2)
30 - T2 = 6
T2 = 30 - 6
T2 = 24 Newton
Hướng trọng lực m1 hướng xuống, hướng của lực căng dây tác dụng lên m1 lên đầu trang:
T1 - w1 = (m1(a)
T1 – 20 = (2)(2)
T1 - 20 = 4
T1 = 4 + 20
T1 = 24 Newton
Lực căng dây (T) = T1 =T2 = 24 Newton.
15. Hai khối, mỗi khối có khối lượng 4 kg, được nối với nhau bằng một sợi dây và một ròng rọc như hình vẽ. Bề mặt và ròng rọc đều nhẵn. Nếu khối B được kéo bằng một lực ngang 50 N, gia tốc của khối B là… (g = 10 m/s²)2)
A. 1,25 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
mA = 4 kg, mB = 4 kg, g = 10 m/s2
wA = (mA)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Câu hỏi: Tăng tốc hệ thống?
Hàm:
Công thức định luật thứ hai của Newton:
Gia tốc của cả hai khối đều là 1,25 m/s.2Hướng chuyển động của hai khối bằng hướng của lực căng F.
16. Hãy nhìn vào hình bên cạnh! Khối lượng của các khối là m1 = 6 kg và m2 = 4 kg, và khối lượng của ròng rọc được bỏ qua. Nếu mặt phẳng là nhẵn và g = 10 m s⁻² , thì gia tốc của hệ là….
A. 0,5 ms-2
B. 2,0 ms-2
C. 2,5 ms-2
D. 4,0 ms-2
E. 5,0 ms-2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m1 = 6 kg, m2 = 4 kg, g = 10 m/s2
w1 = tôi1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 hoặc 60 Newton
w2 = tôi2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 hoặc 40 Newton
Câu hỏi: Gia tốc của hệ thống (a)?
Hàm:
m1nằm trên một bề mặt phẳng, nhẵn, không ma sát, do đó hệ thống được vận hành bởi trọng lực khối 2.
Áp dụng Định luật thứ hai của Newton :
∑F = ma
w2 = (m1 +m2) Các
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m / s2
Đáp án đúng là D.
17. Hai khối, mỗi khối có khối lượng 2 kg, được nối với nhau bằng một sợi dây và một ròng rọc như hình vẽ. Mặt phẳng và ròng rọc đều nhẵn. Nếu khối B được kéo bằng một lực ngang 40 N, gia tốc của khối B là… (g = 10 m/ s² )
A. 5 m/s2
B. 7,5 m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
Cuộc thảo luận :
Ai cũng biết rằng:
mA = tôiB = 2 kg, g = 10 m/s2, F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
Câu hỏi: Gia tốc của khối (a)?
Hàm:
Bề mặt của khối gỗ nhẵn, do đó lực tác động lên chuyển động của khối gỗ chỉ là một lực rất nhỏ. lực F và trọng lượng của khối A.
Áp dụng định luật thứ hai của Newton:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB) Các
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20/4
a = 5 m / s2
Đáp án đúng là A.
Mặt phẳng nghiêng
18. Một khối vật có khối lượng 2 kg nằm trên một mặt phẳng nghiêng nhẵn với góc nghiêng = 30°.o, sao cho khối vật chuyển động với gia tốc không đổi. Nếu g = 10 m/s²-2Khi đó, độ lớn của lực làm chuyển động khối vật là...
A. 5N
B. 6N
C. 7N
D. 8N
E. 10 N
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, theta = 30o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20 N
Câu hỏi: Lực nào làm cho khối vật chuyển động?
Hàm:
Lực làm chuyển động khối vật là wx.
wx = w sin teta
wx = (20 N)(sin 30o)
wx = (20 N)(0,5)
wx = 10 N.
Lực làm chuyển động khối vật là 10 Newton.
Đáp án đúng là E.
19. Hai khối được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ chịu lực kéo ngang F = 24 N. g = 10 m/s²-2 và mặt sàn trơn trượt. Độ lớn gia tốc của khối vật theo định luật II của Newton đối với mỗi vật là...
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m1 = 2 kg, m2 = 4 kg, F = 24 N
Câu hỏi: Gia tốc của khối (a) là bao nhiêu?
Hàm:
Độ lớn gia tốc của khối vật là 4 m/s.2.
20. Khi ở trong thang máy đứng yên, cân nặng của Sandi là 500 N. Gia tốc trọng trường = 10 m/s²-2Khi thang máy tăng tốc, lực căng trong dây cáp trở thành 750 N. Do đó, gia tốc của thang máy là...
A. 5,0 ms-2
B. 7,5 ms-2
C. 10,0 ms-2
D. 12,5 ms-2
E. 15,0 ms-2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
w = 500 N, g = 10 m/s2, T = 750 N
Câu hỏi: Gia tốc thang máy (a)?
Hàm:
Mật khẩu hàng loạt:
w = mg
500 = m (10)
m = 500/10
m = 50 kg
Khối lượng của thang máy chưa được biết nên tổng khối lượng của thang máy và các vật dụng bên trong bằng khối lượng của đoạn mã.
Theo định luật thứ nhất của Newton, nếu thang máy đứng yên thì lực tổng hợp bằng 0.
Lực căng của dây (T) khi thang máy đứng yên = 500 N.
Khi thang máy tăng tốc, lực căng dây (T) trở thành 750 N hoặc tăng thêm 250 N.
Gia tốc của thang máy là 5 m/s.2 và hướng của gia tốc bằng hướng chuyển động của thang máy là hướng lên trên.
Nguồn câu hỏi:
Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề
