Toptailieu biên soạn và sưu tầm lời giải bài tập Vật Lí 10 Bài 14: Định luật 1 Newton sách Kết nối tri thức hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 14 từ đó học tốt môn Lí 10.

Vật Lí 10 Kết nối tri thức Bài 14: Định luật 1 Newton

Khởi động trang 60 Vật lí 10: Hình bên cho thấy một trong hai con tàu vũ trụ Voyager đang làm nhiệm vụ thăm dò các hành tinh nằm xa Trái Đất trong hệ Mặt Trời. Chúng được phóng lên từ mũi Canaveral, Florida (Hoa Kì) vào năm 1977 và hiện nay cả hai con tàu đã ra khỏi hệ Mặt Trời, đang tiếp tục hoạt động và gửi thông tin về Trái Đất.

Điều gì đã giúp cho tàu Voyager tiếp tục chuyển động rời xa Trái Đất, mặc dù trên thực tế không còn lực nào tác dụng lên chúng nữa?

Lời giải:

Theo định luật 1 Newton, tàu Voyager không chịu tác dụng của lực nào nên nó đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều rời xa Trái Đất. Hay nói cách khác, quán tính đã giúp cho tàu Voyager tiếp tục chuyển động rời xa Trái Đất.

I. Lực và chuyển động

Câu hỏi trang 60 Vật lí 10: Một quyển sách đang nằm yên trên mặt bàn. Ta phải đẩy nó thì nó mới dịch chuyển và khi ngừng đẩy thì nó dừng lại. Nếu em đặt mình vào thời của nhà khoa học Hy Lạp Aristotle (384-322 TCN), khi mà mọi người còn chưa biết đến ma sát, thì em sẽ trả lời câu hỏi nêu ra như thế nào?

Phương pháp giải:

Tự đặt bản thân mình vào thời của nhà khoa học.

Lời giải:

Khi mọi người chưa biết đến ma sát, thì em sẽ trả lời là có một loại lực nào đó đã giữ chân quyển sách lại.

II. Định luật 1 Newton

Câu hỏi trang 61 Vật lí 10

Câu hỏi trang 61 Vật lí 10: Quan sát các vật trong Hình 14.2.

Câu hỏi 1 trang 61 Vật lí 10: Giải thích tại sao quả cầu đứng yên.

Phương pháp giải:

Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

Quả cầu chịu tác dụng của hai lực, đó là trọng lực P và lực căng T, hai lực này có phương thẳng đứng, chiều đối nhau và độ lớn bằng nhau, nên quả cầu có hợp lực bằng 0, vì vậy quả cầu đứng yên

Câu hỏi 2 trang 61 Vật lí 10: Tại sao người trượt ván có thể giữ nguyên vận tốc của mình

Phương pháp giải:

Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

Do ván trượt chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, nên khi ván trượt chuyển động thì sẽ là chuyển động thẳng đều, vì vậy ván có thể giữ nguyên vận tốc của mình.

III. Quán tính

Câu hỏi trang 61 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 61 Vật lí 10: Mô tả và giải thích điều gì xảy ra đối với một hành khách ngồi trong ô tô ở các tình huống sau:

a) Xe đột ngột tăng tốc.

b) Xe phanh gấp

c) Xe rẽ nhanh sang trái

Phương pháp giải:

Áo dụng định luật I Newton

Lời giải:

a) Đối với một hành khách đang ngồi trong ô tô, khi xe đột ngột tăng tốc thì hành khách sẽ ngã người về phía sau.

b) Khi xe phanh gấp thì hành khách sẽ ngã người về phía trước

c) Khi xe rẽ nhanh sang trái thì người sẽ nghiêng về phía bên phải

Câu hỏi 2 trang 61 Vật lí 10: Một vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s dưới tác dụng của các lực. Nếu bỗng nhiên các lực này mất đi thì:

A. Vật dừng lại ngay.

B. Vật đổi hướng chuyển động.

C. Vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại

D. Vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3 m/s.

Phương pháp giải:

Áo dụng định luật I Newton

Lời giải:

Nếu vật đang chuyển động với vận tốc là 3 m/s dưới tác dụng của các lực, bỗng nhiên các lực mất đi thì xe sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi, và vận tốc của xe vẫn là 3 m/s

Chọn D.

Câu hỏi 3 trang 61 Vật lí 10: Một vật đang nằm yên trên mặt bàn nằm ngang. Tại sao ta có thể khẳng định rằng bàn đã tác dụng một lực nên nó.

Phương pháp giải:

Áo dụng định luật I Newton

Lời giải:

 Vật có khối lượng để trên mặt bàn, chắc chắn rằng vật có trọng lượng, và trọng lượng luôn hướng xuống dưới, vật vẫn nằm yên nên hợp lực tác dụng lên vật phải bằng 0, suy ra vật phải chịu thêm một lực khác ngược chiều với trọng lực, và đó chính là phản lực từ bàn tác dụng lên vật.

Hoạt động trang 61 Vật lí 10

Hoạt động trang 61 Vật lí 10: Thí nghiệm Hình 14.3 giúp minh họa quán tính của vật

Chuẩn bị: Một tấm ván dài khoảng 1 m làm mặt phẳng nghiêng, xe lăn, vật nhỏ đặt trên xe lăn, vật chắn (có thể dùng quyển sách dày) (Hình 14.3).

Tiến hành:

- Đặt các vật nhỏ lên xe lăn. Giữ các vật và xe đứng yên trên đỉnh mặt phẳng nghiêng.

- Thả cho xe trượt xuống dốc, dọc theo mặt phẳng nghiêng.

- Quan sát hiện tượng xảy ra đối với xe và các vật trên xe.

Thảo luận:

Hoạt động 1 trang 61 Vật lí 10: Giải thích tại sao khi xe trượt xuống dốc và bị cản lại ở cuối dốc thì vật nhỏ bị văng về phía trước.

Phương pháp giải:

Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

Khi xe đang trượt xuống dốc và bị cản lại ở cuối dốc thì theo quán tính xe vẫn di chuyển về phía trước thêm một đoạn nữa, do vậy khi bị cản lại thì xe vẫn bị văng về phía trước

Hoạt động 2 trang 61 Vật lí 10: Làm thế nào để giữ cho vật trên xe không bị văng đi?

Phương pháp giải:

Định luật I Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

 Dùng sợi dây một đầu nối vào xe một đầu còn lại nối vào một vật để làm giảm tốc độ của xe.

Câu hỏi trang 62 Vật lí 10

Câu hỏi 1 trang 62 Vật lí 10: Khi ngồi trên ô tô, tàu lượn cao tốc hoặc máy bay, hành khách luôn được nhắc thắt dây an toàn. Giải thích điều này.

Phương pháp giải:

Vận dụng định luật I Newton

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

Khi ngồi trên ô tô, tàu lượn cao tốc hoặc máy bay, hành khách luôn được nhắc thắt dây an toàn, vì khi các phương tiện di chuyển với tốc độ nhanh về phía trước, theo quán tính thì người ngồi trên các phương tiện sẽ lao người về phía sau. Khi các phương tiện gặp vấn đề, sẽ phanh gấp, lúc này theo quán tính, cơ thể sẽ lao về phía trước, nhờ có dây an toàn mà cơ thể vẫn giữ lại được cơ thể chúng ta, tránh trường hợp bị ngã, nguy hiểm đến con người.

Câu hỏi 2 trang 62 Vật lí 10: Để tra đầu búa vào cán, nên chọn cách nào dưới đây? Giải thích tại sao.

a) Đập mạnh cán búa xuống đất như Hình 14.4a.

b) Đập mạnh đầu búa xuống đất như Hình 14.4b.

Phương pháp giải:

Vận dụng định luật I Newton

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

Lời giải:

Để tra đầu búa vào cán, ta nên chọn cách đập cán búa xuống đất như Hình 14.4a

Vì khi bị gõ mạnh xuống đất, cán búa bị giữ lại còn đầu búa vẫn chuyển động theo quán tính và ngập sâu vào cán.

Em có thể trang 62 Vật lí 10

Em có thể 1 trang 62 Vật lí 10: Dùng khái niệm quán tính để giải thích hiện tượng trong Hình 14.5: Khi dùng tay kéo từ từ tờ giấy và khi giật mạnh tờ giấy.

Lời giải:

- Khi kéo từ từ tờ giấy thì cả cốc và tờ giấy đều sẽ chuyển động.

- Khi giật mạnh tờ giấy thì cốc vẫn đứng yên tại chỗ, vì theo quán tính cốc không kịp thay đổi trạng thái nên nó đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên.

Em có thể 2 trang 62 Vật lí 10: Giải thích được nguyên nhân của nhiều vụ tai nạn giao thông liên quan đến quán tính. Chuẩn bị một bài thuyết trình (dài khoảng 15 phút) về đề tài sau đây: Rất nhiều vụ tai nạn giao thông có nguyên nhân từ quán tính. Em hãy nêu một số ví dụ về điều đó và cách phòng tránh những tai nạn này.

Lời giải:

- Nguyên nhân của nhiều vụ tai nạn giao thông liên quan đến quán tính: đó là do các phương tiện giao thông đang chạy với tốc độ cao, khi gặp tình huống bất ngờ thì phanh gấp. Một số tình huống có thể xảy ra như sau:

+ Xe không dừng lại ngay được mà vẫn tiếp tục chuyển động thêm một đoạn do có quán tính. Va chạm với phương tiện giao thông khác gây ra các thiệt hại về người và tài sản.

+ Xe dừng lại đột ngột, tuy nhiên theo quán tính xe có xu hướng bảo toàn vận tốc nên có thể bị lật nhào, gây ra các va đập cực mạnh, gây ra các hậu quả cực kì nghiêm trọng cho người trong xe và các người tham gia giao thông khác.

- Ví dụ về những vụ tai nạn giao thông có nguyên nhân từ quán tính:

+ Xe đang chạy với tốc độ cao, dừng, hãm phanh đột ngột.

Xe phanh gấp

+ Tăng tốc (xe máy, ô tô, …) đột ngột.

+ Xe đang chạy mà rẽ sang trái, sang phải đột ngột, quá gấp.

Chuyển hướng bất ngờ

+ Xe chở quá tải, xe chạy ba, xe lạng lách…

Xe chở quá tải

- Để phòng tránh những tai nạn này, chúng ta cần:

+ Chạy đúng tốc độ quy định.

+ Luôn giữ khoảng cách an toàn với các phương tiện giao thông khác.

+ Bật xi nhan ở khoảng cách phù hợp trước khi muốn chuyển làn, rẽ phải, rẽ trái, …

+ Không chở quá số người quy định.

Lý thuyết Bài 14: Định luật 1 Newton

I. Lực và chuyển động

- Bố trí thí nghiệm như hình vẽ, rồi thả hòn bi cho lăn xuống theo máng nghiêng 1

=> Hòn bi lăn ngược lên máng 2 đến một độ cao thấp hơn độ cao ban đầu.

- Khi hạ thấp độ nghiêng của máng 2

=> Hòn bi lăn trên máng 2 được một đoạn dài hơn

=> Suy đoán: nếu không có ma sát và nếu máng nghiêng 2 nằm ngang thì hòn bi sẽ lăn mãi mãi với vận tốc không đổi.

II. Định luật 1 Newton

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

III. Quán tính

1. Quán tính

- Tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động của vật gọi là quán tính của vật

+ Do có quán tính mà mọi vật có xu hướng bảo toán vận tốc cả về hướng và độ lớn.

+ Định luật 1 Newton được gọi là định luật quán tính.

2. Ứng dụng của quán tính trong đời sống

- Giải thích một số hiện tượng trong đời sống:

+ Nguyên nhân của nhiều vụ tai nạn

+ Ngồi trên xe khi phanh gấp thì người lại hướng về phía trước,...

Sơ đồ tư duy về “Định luật 1 Newton”