CÁC LỰC CƠ HỌC

I. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC

1. Lực hấp dẫn

1.1. Lực hấp dẫn

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.

1.2 Định luật vạn vật hấp dẫn

Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tichshai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

Trong đó: gọi là hằng số hấp dẫn.

Phạm vị áp dụng định luật:

- Khoảng cách giữa các vật rất lớn so với khoảng cách giữa chúng (chất điểm).

- Các vật đồng chất hình cầu. Khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm.

1.3 Trọng lực. Công thức tính gia tốc trọng trường theo độ cao.

Trọng lực của một vật: là lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật đó.

Trọng lực đặt tại một điểm đặc biệt của vật gọi là trọng tâm.

Độ lớn của trọng lực gọi là trọng lượng của vật

Công thức tính gia tốc trọng trường theo độ cao so với mặt đất

với h là độ cao so với mặt đất, R là bán kính Trái đất.

Ở gần mặt đất (

2. Lực đàn hồi

2.1 Hướng và điểm đặt của lực đang hồi của lò xo

- Lực đàn hồi xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc với lò xo, làm nó biến dạng.

- Khi bị dãn, lực đàn hồi hướng dọc theo trục của lò xo vào phía trong. Khi bị nén, lực đàn hồi hướng dọc theo trục của lò xo vào phía trong ra ngoài.

2.2. Định luật Húc

Giới hạn đàn hồi

Lực lớn nhất tác dụng vào lò xo mà khi ngừng tác dụng lực, lò xo còn tự lấy được hình dạng, kích thước cũ gọi là giới hạn đàn hồi của lò xo.

Định luật Húc

Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

Trong đó:

+ k là độ cứng (hệ số đàn hồi) của lò xo, phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và chất liệu của lò xo. Đơn vị của độ cứng là N/m.

+ là độ biến dạng của lò xo; là chiều dài tự nhiên và chiều dài khi biến dạng của lò xo.

Khi lò xo bị dãn A ; khi lò xo bị nén .

3. Lực ma sát

3.1. Lực ma sát trượt

Khái niệm

Lực ma sát trượt xuất hiện khi một vật trượt trên bề mặt của một vật khác, có tác dụng cản trở chuyển động của vật.

Đặc điểm về độ lớn

- Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật.

- Tỉ lệ với độ lớn của áp lực

- Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của các mặt tiếp xúc.

Công thức của lực ma sát trượt

: Hệ số ma sát trượt, không có đơn vị, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạngcủa các mặt tiếp xúc.

N: áp lực của vật lên bề mặt tiếp xúc.

3.2. Lực ma sát lăn

Xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt của vật khác, có tác dụng cản trớ chuyển động của vật.

Lực ma sát lăn rất nhỏ so với lực ma sát trượt, nên khi ma sát trượt có hại, người ta thường dùng con lăn, ổ bi đặt xen vào giữa hai mặt tiếp xúc.

3.3. Lực ma sát nghỉ

Xuất hiện khi một vật đứng yên nhưng có xu hướng chuyển động.

Lực ma sát nghỉ luôn cân bằng với lực tác dụng theo phương song song với mặt tiếp xúc khi vật còn chưa chuyển động.

Lực ma sát nghỉ có một giá trị cực đại. Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn lực ma sát nghỉ cực đại thì vật sẽ trượt. Trong thực tế, lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH

Dạng 1: Lực hấp dẫn

Ví dụ 1: Trái Đất và Mặt Trăng có khối lượng lần lượt là và khoảng cách giữa hai tâm của chúng là .Xác định lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng.

A. B. C. D..

Lời giải:

Áp dụng Định luật vạn vật hấp dẫn:

Đáp án D

STUDY TIPS

Nên rèn luyện kỹ năng bấm máy tính và thói quan sát đơn vị trong khi làm bài Vật lý.

Ví dụ 2: Cho gia tốc trọng trường trên mặt đất là và bán kính Trái Đất R = 6370km. Tại độ cao nào gia tốc trọng trường giảm chỉ còn một nửa so với tại mặt đất?

A. 3185 km. B. 2638,5 km. C. 1592,5 km. D. 4504,3 km.

Lời giải:

Tại mặt đất:

Tại độ cao h:

Đáp án B.

Ví dụ 3: Tính lực hấp dẫn lớn nhất giữa hai quả cầu đặc bằng chì giống nhau có bán kính R = 50 cm. Biết khối lượng riêng của chì là

A. B. C. D.

Lời giải:

G và m không đổi nên lực hấp dẫn giữa hai quả cầu lớn nhất khi khoảng cách giữa chúng nhỏ nhất.

Tức là

Khối lượng của 2 quả cầu:

Lực hấp dẫn lớn nhất:

Đáp án A.

Ví dụ 4: Cho tam giác vuông cân ABC vuông tại C,có cạnh huyền AB = R. Tại ba đỉnh A, B và C của tam giác, người ta đặt 3 chất điểm có khối lượng lần lượt là m, 2m và 3m. Tìm lực hấp dẫn tác dụng lên chất điểm tại C.

A. B. C. D.

Lời giải:

Vì tam giác ABC cân tại C nên ta có

Ta có:

Đáp án B.

Ví dụ 5: Kim tinh (còn gọi là sao Thái Bạch, sao Hôm hoặc sao Mai) được gọi là “hành tinh sinh đôi” với Trái Đất do khối lượng, kích thước gần giống với Trái Đất. Biết Trái Đất và Kim Tinh có đường kính lần lượt là 12740 km và 12090km. Khối lượng của Kim Tinh bằng 81,5% khối lượng của Trái Đất. Tính gia tốc rơi tự đo trên bề mặt của Kim Tinh biết gia tốc rơi tự do trên bề mặt của Trái Đất có giá trị

A. B. C. D.

Lời giải:

Gia tốc trên bề mặt Kim Tinh:

Gia tốc trên bề mặt Trái Đất:

Ta có:

Đáp án C.

Dạng 2: Lực đàn hồi

+ Khi treo một vật vào lò xò thẳng đứng, từ điều kiện cân bằng ta có:

+ Khi vật cân bằng trên mặt phẳng nghiêng góc so với mặt phẳng ngang:

Độ cứng tương ứng với lò xo ghép

- Ghép song song:

- Ghép nối tiếp:

+ Từ một lò xo cắt thành nhiều phần: (xem chủ đề 6).

Ví dụ 1: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30 cm, khi lò xo bị kéo bằng lực 5N thì chiều dài của lò xo là 36 cm. Hỏi chiều dài của lò xo là bao nhiêu khi nó bị nén một lực 10N?

A. 18 cm. B. 20 cm. C. 24 cm. D. 42 cm.

Lời giải:

Chiều dài lúc sau của lò xo là

Đáp án A.

Ví dụ 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên . Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới một quả cân có khối lượng , thì lò xo dài 31 cm. Treo thêm vào đầu dưới một quả cân nữa có khối lượng , chiều dài lò xo khi này là 32 cm. Lấy .Chiều dài tự nhiên và độ cứng k của lò xo là:

A. 30 cm; 100N/m. B. 30 cm; 1N/m. C. 29 cm; 100N/m. D. 29 cm; 1N/m.

Lời giải:

Từ điều kiện cân bằng của các quả nặng trong hai trường hợp suy ra:

Thay số ta được

Đáp án A.

Ví dụ 3: Một con lắc lò xo gồm quả cầu khối lượng 100g gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng 50 N/m và chiều dài tự nhiên 12 cm. Đặt con lắc trên một mặt phẳng nghiêng một góc so với mặt phẳng ngang thì chiều dài lò xo khi đó là 11 cm. Bỏ qua ma sát, lấy . Tính góc .

A. B. C. D.

Lời giải:

Trọng lực được phân tích thành 2 lực thành phần:

Thành phần nén lò xo, do đó lò xo gây ra lực đàn hồi chống lại lực nén này (định luật III Niuton).

Tại vị trí cân bằng ta có cân bằng với

Đáp án D.

STUDY TIPS

Có thể dùng công thức tính nhanh ở trên

Dạng 3: Lực ma sát

- Khi vật trước trên bề mặt nằm ngang, không có lực tác dụng xiên góc so với phương ngang thì:

- Khi vật đặt trên một mặt phẳng có góc nghiêng thì:

Ví dụ 1: Một toa tàu có khối lượng 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo . Hãy xác định hệ số ma sát giữa toa tàu và mặt đường. Lấy

Lý Thuyết Và Trắc Nghiệm Bài Các Lực Cơ Học Vật Lí 10 Có Lời Giải Và

0 giây trước

Xem tiếp toàn bộ tài liệu