Mở đầu SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 57): Ta đã biết rằng nếu một vật bị biến đổi chuyên động (có gia tốc) thì phải có lực tác dụng lên nó. Điều này khá dễ hình dung khi ta tác dụng lực lên xe đây thì xe tăng tốc. Khi ngừng đây, xe sẽ chuyên động như thể nào?
Trả lời:
- Khi ngừng đẩy xe vẫn tiếp tục chuyển động thêm một đoạn rồi mới dừng lại.
I. Định luật I Newton
Câu hỏi 1 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 57): Một vật đang chuyển động có cần lực để giữ cho nó tiếp tục chuyển động không?
Trả lời:
- Một vật đang chuyển động không cần lực để giữ cho nó tiếp tục chuyển động.
Câu hỏi 2 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 58): Hãy giải thích vì sao khi xe phanh gấp thì người ngồi trên ô tô bị nghiêng về phía trước và nêu ý nghĩa của việc đeo dây an toàn khi ngồi trên ô tô.
- Ta dựa vào kiến thức: Các vật đều không thể thay đổi vận tốc ngay lập tức, mà luôn có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động hay đứng yên đang có.
- Khi xe phanh gấp thì người ngồi trên ô tô bị nghiêng về phía trước vì khi đó chiếc xe có thể dừng lại, nhưng người ngồi trên xe vẫn có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động về phía trước nên lúc đó người sẽ bị nghiêng về phía trước.
- Ý nghĩa của việc đeo dây an toàn khi ngồi trên xe sẽ giữ người ở trên ghế, giúp cho người không bị lao về phía trước hạn chế thương vong.
II. Định luật II Newton
Luyện tập 1 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 58): Vận dụng mối liên hệ ở phương trình (1) để giải thích các hiện tượng sau:
a) Xe đua thường có khối lượng nhỏ.
b) Người chơi quần vợt muốn bóng chuyển động thật nhanh để ghi điểm thì đánh càng mạnh.
c) Hãy giải thích lí do tốc độ giới hạn quy định cho xe tải thường nhỏ hơn của xe con.
Lời giải:
a) Do gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng nên xe đua có khối lượng càng nhỏ thì gia tốc sẽ càng lớn giúp dễ dàng thay đổi tốc độ hơn => xe chuyển động nhanh hơn.
b) Do lực tác dụng và gia tốc tỉ lệ thuận với nhau nên muốn tăng gia tốc thì phải tăng lực tác dụng => Muốn bóng chuyển động nhanh thì đánh càng mạnh.
c) Gọi khối lượng của xe tải là m1; khối lượng của xe con là m2.
Dưới tác dụng của cùng một lực F, ta có:
a1=F/m1 và a2 =F/m2 (1)
Mà m1 > m2 (2)
Từ (1) và (2) suy ra: a1 < a2
Do đó, tốc độ giới hạn quy định cho xe tải thường nhỏ hơn của xe con.
Câu hỏi 3 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 59): Biểu diễn hợp lực và gia tốc của người nhảy dù khi đang rơi chưa bung dù và khi dù đã bung ra.
Trả lời:
+ Khi chưa bung dù, người chịu tác dụng của trọng lực (mũi tên màu hồng) và lực cản không khí (mũi tên màu vàng). Người vẫn rơi xuống nên hợp lực cùng hướng với trọng lực và có độ lớn bằng hiệu độ lớn của trọng lực và độ lớn của lực cản không khí.
+ Khi bung dù, hệ người và dù chịu tác dụng của trọng lực (người và dù đều chịu tác dụng của trọng lực được biểu diễn bằng mũi tên màu hồng và màu đen), lực cản không khí tác dụng lên người và dù (được biểu diễn bằng mũi tên màu vàng và màu xanh). Khi đó, độ lớn của lực cản của không khí lớn hơn trọng lượng của người và dù nên hợp lực có cùng hướng với lực cản, gia tốc hướng lên ngược chiều chuyển động làm người rơi chậm dần.
Luyện tập 2 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 59): Một vật rơi xuống, khi va chạm với mặt đất thì giảm tốc độ đột ngột về không trong khoảng thời gian rất ngắn.
a) Hãy xác định hướng của hợp lực tác dụng lên vật khi va chạm với mặt đất.
b) Hãy giải thích vì sao một cốc thủy tinh nếu rơi xuống đệm cao su thì không bị vỡ như khi rơi xuống mặt sàn cứng. Biết thời gian nếu cốc va chạm với mặt sàn cứng là 0,01 giây, thời gian nếu cốc va chạm với đệm cao su là 0,20 giây.
Lời giải:
a) Hợp lực cùng hướng với trọng lực, hướng thẳng đứng xuống dưới.
b) Do thời gian va chạm với mặt sàn cứng nhanh hơn rất nhiều lần so với khi va cham với đệm cao su. Thời gian va chạm ngắn => vận tốc nhanh => lực tác dụng mạnh làm cốc vỡ. Còn khi va chạm với đệm cao su, thời gian va chạm dài để cho cốc kịp thay đổi vận tốc nên cốc không bị vỡ.
III. Định luật III Newton
Câu hỏi 4 SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 60): Hãy biểu diễn cặp lực – phản lực giữa hai cực từ gần nhau của hai nam châm ở hình 3.3
Trả lời:
- Hai nam châm có các cực khác nhau đặt gần nhau thì sẽ hút nhau, cực từ N của nam châm bên trái tác dụng lực hút lên cực từ S của nam châm bên đồng thời cực từ S của nam châm bên phải cũng tác dụng lực hút lên cực từ N của nam châm bên trái. Hai lực là cặp lực và phản lực, có điểm đặt tại 2 vật khác nhau, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.
Vận dụng SGK Giải Vật Lí 10 Cánh diều Bài 3 (trang 60): Hãy chỉ ra cặp vật tương tác và hướng của lực tương tác giữa chúng trong các trường hợp sau:
a) Khi đóng đinh, tay ta cảm nhận được lực dội lại.
b) Bóng đập vào tường bị bật ra.
c) Chân ta đạp vào mặt đất để bước đi.
d) Quả bóng bay bơm căng được thả ra khi không buộc kín thì sẽ bay vụt đi.
Lời giải:
a) Cặp vật tương tác: chiếc búa - cái đinh
=> Hướng lực tương tác: ngược nhau
b) Cặp vật tương tác: quả bóng – bức tường
=> Hướng lực tương tác: ngược nhau
c) Cặp vật tương tác: bàn chân – mặt đất
=> Hướng lực tác dụng: ngược nhau
d) Cặp vật tương tác: bóng bay – không khí
=> Hướng lực tương tác: ngược nhau