Lý thuyết Ba định luật niu tơn chi tiết nhất

Ba định luật Niu tơn là một trong những kiến thức trọng tâm, cơ bản nhất của chương trình Vật lý ở cấp trung học phổ thông. Cùng tìm hiểu về nội của ba định luật Niu tơn vật lý 10. Mong với bài viết này, các bạn sẽ nắm rõ lý thuyết và các dạng bài tập về ba định luật Niu tơn!

A. Tóm tắt lý thuyết vật lý 10 bài 10 ba định luật Niu tơn. Phát biểu nội dung ba định luật Niu tơn

I - Định luật I Niu - tơn

1. Nội dung định luật

- Một vật trong các trường hợp:

+ Không có bất cứ một lực nào tác động vào 

+ Các lực tác động vào nhưng hợp của các lực bằng không

Thì vật vẫn giữ nguyên trạng thái, có nghĩa là vật sẽ tiếp tục trong trạng thái đứng yên nếu trước đó vật đứng yên, nếu vật đang trong trạng thái chuyển động thì sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

2. Khái niệm quán tính

- Tính chất của mọi vật mang chiều hướng giữ nguyên vận tốc về hai đặc điểm là độ lớn và hướng vận tốc thì được gọi là quán tính của một vật

 Ví dụ về ba định luật Niu tơn

+ Một người đang ngồi trên một chiếc xe trong trạng thái chuyển động thẳng đều. Nếu xe đột ngột gặp vật cản phải hãm phanh, người ngồi có xu hướng chúi đầu về phía trước.

+ Xe đạp đang trong trạng thái di chuyển, nếu người đạp đột ngột dừng đạp thì xe còn chuyển động một quãng đường nhất định nữa rồi mới dừng lại.

II - Định luật II Niu - tơn 

1. Nội dung định luật

Trong một vật:

- Lực tác động lên vật có hướng cùng hướng với gia tốc của vật

- So với độ lớn của vật, độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận nhưng ngược lại với khối lượng của vật, độ lớn của gia tốc tỉ lệ nghịch

- Ta có công thức thể hiện mối tương quan giữa gia tốc, khối lượng và lực của một vật như sau:

\(\overrightarrow{a}= \dfrac{\overrightarrow{F}}{m}\) hay \(\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}\)

- Khi có nhiều lực cùng một lúc tác động lên vật thì hợp lực của lực đó bằng tổng của từng lực tác động lên vật.

\(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_{1}}+\overrightarrow{F_{2}}+\overrightarrow{F_{3}}+...+\overrightarrow{F_{n}}\)

2. Khối lượng và mức quán tính

- Trong một vật, mức quán tính của một vật được đặc trưng bởi một đại lượng là khối lượng.

- Tính chất khối lượng của một vật:

+ Trong một vật, khối lượng của một vật là một đại lượng vô hướng, mang giá trị dương và là một hằng số không biến thiên đối với mỗi vật.

+ Một trong những tính chất của khối lượng là cộng dồn, có nghĩa là nếu một vật được tạo ghép bởi nhiều vật mang khối lượng khác nhau thì khối lượng của vật bằng tổng khối lượng của các vật tạo ghép nên nó.

3. Khái niệm trọng lực và trọng lượng

a, Khái niệm trọng lực

- Khi vật chịu tác dụng của lực Trái Đất thì lực tác dụng lên vật đó được gọi là trọng lực và kí hiệu là \(\overrightarrow{P}\). Trọng lực luôn gây ra cho vật gia tốc rơi tự do.

- Đặc điểm của trọng lực:

+ Càng gần vị trí của Trái Đất, trọng lực mang đặc điểm về phương và chiều là phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống.

+ Thông thường, trọng lực được đặt tại trọng tâm của vật.

b, Trọng lượng

- Trong một vật, trọng lượng của vật là độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật. 

- Trọng lượng được kí hiệu là P 

- Muốn đo trọng lượng của một vật thì ta dùng lực kế và trọng lượng được tính toán theo một công thức:

\(\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{g}\)

III - Định luật III Niu - tơn

1. Nội dung của định luật 

- Khái niệm về sự tương tác qua lại giữa hai vật: Khi một vật chịu tác dụng của một vật khác lên mình thì nó cũng đồng thời tác dụng ngược lại vào vật kia một lực.

Ví dụ: Hai người đứng cạnh nhau. Nếu người đứng sau đẩy người thứ nhất về phía trước thì chính người đó sẽ bị đẩy lại phía sau.

- Định luật III Niu - tơn phát biểu rằng: Ở tất cả mọi người hợp (không có ngoại lệ) nếu vật A bị vật B tác dụng lên bằng một lực thì chính lực A cũng sẽ tác dụng ngược lại trở vào B một lực. Đặc điểm về phương hướng và độ lớn của hai lực này là bằng nhau về độ lớn, cùng phương và ngược chiều nhau.

\(\overrightarrow{F_{AB}}=-\overrightarrow{F_{BA}}\)

- Công thức về độ lớn:

\(F_{AB}=F_{BA}\) <=> \(m_{A}a_{A}= m_{B}a_{B}\) <=> \(m_{A}\dfrac{\left | \Delta v_{A} \right |}{\Delta t}= m_{B}\dfrac{\left | \Delta v_{B} \right |}{\Delta t}\)

2. Khái niệm lực và phản lực 

- Khi hai vật tương tác với nhau luôn xuất hiện hai lực, một trong hai lực tác dụng giữa hai vật được gọi là lực và lực còn lại sẽ được gọi là phản lực

- Những đặc điểm của lực và phản lực:

+ Xuất hiện và mất đi đồng thời 

+ Xét về phương hướng và độ lớn: Lực và phản lực có độ lớn bằng nhau, cùng phương và ngược chiều. Những cặp lực có đặc điểm như vậy thì có tên gọi là hai lực trực đối.

+ Vì lực và phản lực được sinh ra ở hai vật khác nhau nên nó không phải là hai lực cân bằng nhau (Hai lực cân bằng là hai lực trực đối nhưng không đúng với trường hợp ngược lại)

- Khái niệm về nội lực và ngoại lực:

+ Trong một hệ, lực được sinh ra từ các vật tác dụng qua lại lẫn nhau thì được gọi là nội lực. Nội lực có đặc điểm là xuất hiện từng cặp trực đối với nhau nên nội lực không gây ra gia tốc cho hệ

+ Ở bên ngoài hệ, nếu một vật sinh ra lực tác dụng lên các vật trong hệ thì được gọi là ngoại lực.

B. Giải bài tập lí bài định luật Niu tơn

I - Các dạng bài tập về ba định luật Niu tơn

1. Dạng 1: Định luật II Niu - tơn

Bài 1: Khởi hành một chiếc ô tô có khối lượng là 2 tấn trong trạng thái không chở hàng với một gia tốc là \(a=0,36m/s^2\). Gia tốc sẽ là \(a=0,18m/s^2\) nếu chiếc xe ô tô ở trong trạng thái chở hàng. Biết rằng, ở trong cả hai trường hợp là chở hàng và không chở hàng thì chiếc xe chịu tác dụng của hợp lực là như nhau. Hỏi hàng hóa trên xe có khối lượng là bao nhiêu?

Đáp số: Hàng hóa trên xe có khối lượng là 2 tấn

Bài 2: Khởi hành một chiếc ô tô có khối lượng là 2 tấn. Xe đang trong trạng thái chạy với một vận tốc \(v_{0}\) thì bắt gặp một vật cản phải hãm phanh. Trong một khoảng thời gian là 3 giây sau khi phanh xe, xe đi được một quãng đường là 15m rồi dừng lại. Hỏi:

a, \(v_{0}\) = ?

b, Bỏ qua các yếu tố ngoại lực bên ngoài, hãy tính lực hãm phanh của xe?

Đáp số: \(v_{0}\) = 10m/s, lực hãm phanh của xe là 6666,7N

Bài 3: 1 tấn là khối lượng của một chiếc xe. Ở trạng thái chuyển động trong một khoảng thời gian là 10s thì độ dài quãng đường xe di chuyển được là 50m.

a, Biết rằng 500N là lực cản, hỏi động cơ xe có lực phát động là bao nhiêu?

b, Giả sử lực cản sẽ là không đổi trong suốt quá trình xe di chuyển, nếu trong trạng thái chuyển động đều thì động cơ xe có lực phát động là bao nhiêu?

2. Dạng 2: Định luật III Niu - tơn

Bài 1: 50cm/s là vận tốc của một xe lăn trong trạng thái chuyển động trên một mặt phẳng. 150cm/s là vận tốc của một chiếc xe khác chuyển động phía sau. Hai xe xảy ra va chạm và sau khi va chạm, đồng thời hai xe ở trong trạng thái chuyển động với một vận tốc giống nhau là 100cm/s. Hãy so sánh hai xe về khối lượng?

Đáp số: Về khối lượng, hai xe có khối lượng bằng nhau

Bài 2: 3,6km/h là vận tốc của một xe A trong trạng thái di chuyển thì va chạm với một chiếc xe B đang trong trạng thái đứng yên. Sau va chạm, xe A bị đẩy ra phía sau với một vận tốc là 0,1m/s, còn xe B bị đẩy ra phía trước với một vận tốc là 0,55m/s. Biết rằng khối lượng của vật B là 200g, hỏi khối lượng của vật A là bao nhiêu?

Đáp số: Khối lượng của vật A là 100g

II - Bài tập trắc nghiệm ba định luật Niu tơn

Câu 1: Trong những vật sau đây, vật nào chuyển động theo quán tính:

A. Vật ở trạng thái chuyển động tròn đều

B. Vật ở trạng thái chuyển động trên quỹ đạo thẳng

C. Vật ở trạng thái chuyển động thẳng đều

D. Vật ở trạng thái chuyển động rơi tự do

Câu 2: Đặc điểm của lực và phản lực theo định luật III Niu - tơn là: 

A. Là một cặp lực cân bằng

B. Là một cặp lực có chung điểm đặt 

C. Giống nhau cả về phương, chiều và độ lớn

D. Là một cặp lực đồng thời xuất hiện hoặc đồng thời mất đi

Câu 3: 4N là độ lớn của một lực tác dụng lên một vật đang ở trong trạng thái đứng yên có khối lượng là 0,8kg. Khi yếu tố ma sát và lực cản được bỏ qua thì vật có gia tốc là:

A. \(32 m/s^2\)                                              B. \(0,005m/s^2\)

C. \(3,2m/s^2\)                                            D. \(5m/s^2\)

Câu 4: 2N là độ lớn của một lực tác dụng lên một vật đang ở trong trạng thái đứng yên có khối lượng là 1kg. Trong khoảng thời gian là 2s, độ dài quãng đường mà vật di chuyển được là:

A. 2m                                                    B. 0,5m 

C. 4m                                                    D. 1m

Tham khảo thêm >>> Giải bài tập SGK Bài 10 Ba định luật Niu tơn

Với bài viết Ba định luật Niu tơn, đã đem đến cho các bạn bài tổng hợp lý thuyết và các dạng bài tập về ba định luật Niu tơn chi tiết nhất. Nếu có đóng góp gì cho bài Ba định luật Niu tơn vật lý 10, hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!