Bài tập định luật II Newton, dạng bài cơ bản thuộc chủ đề vật lí lớp 10 Lực và chuyển động
Phương pháp chung giải các bài tập định luật II Newton cơ bản
- Sử dụng biểu thức của định luật II Newton F = ma
- Tìm gia tốc → áp dụng định luật II Newton → F = ma → các đại lượng liên quan
Các phương pháp tìm gia tốc ở chương I
Video bài giảng định luật II Newton, dạng bài cơ bản
Bài tập định luật II Newton, dạng bài cơ bản
Câu 1. Một vật có khối lượng , bắt đầu chuyển động nhanh dần đều và sau khi đi được \[1\left( m \right)\] thì có vận tốc là . Tính lực tác dụng vào vật ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
v2 – vo2 = 2as → 0,52 = 2.a.1 → a = 0,125 m/s2 → F = ma = 6,25 N
Câu 2. Tác dụng vào vật có khối lượng đang nằm yên một lực . Sau kể từ lúc chịu tác dụng của lực, vật đi được quãng đường là nhiêu và vận tốc đạt được khi đó ?
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
a = F/m = 20/4 = 5(m/s2)
v = vo + at = 5.2 = 10m/s
s = vot + 0,5at2 = 0,5.5.22 = 10 m
Câu 3. Một quả bóng có khối lượng đang nằm trên sân cỏ. Sau khi bị đá nó có vận tốc \[2\left( m\text{/}s \right)\]. Tính lực đá của cầu thủ ? Biết khoảng thời gian va chạm là .
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
m = 500g = 0,5kg; v = 2m/s; t = 0,02s; vo= 0
v = vo + at → a = 100m/s2 → F = ma = 50N
Câu 4. Một ô tô có khối lượng tấn đang chuyển động với vận tốc thì hãm phanh. Sau khi bị hãm, ô tô chạy thêm được thì dừng hẳn. Tính lực hãm phanh ?
m = 5000kg; vo = 54km/h = 15m/s; s = 22,5m, v = 0
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
a = (v2 – vo2)/2s → a = -5m/s2 → F = ma = -25000N
Câu 5. Một vật chuyển động với gia tốc dưới tác dụng của một lực . Vật đó sẽ chuyển động với gia tốc bằng bao nhiêu nếu lực tác dụng là ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
$m=\dfrac{{{F}_{1}}}{{{a}_{1}}}=\dfrac{{{F}_{2}}}{{{a}_{2}}}\to \dfrac{40}{0,2}=\dfrac{60}{{{a}_{2}}}$ → a2 = 0,3 (m/s2)
Câu 6. Một ô tô khi không chở hàng có khối lượng tấn, khởi hành với gia tốc . Cũng ô tô đó, khi chở hàng khởi hành với gia tốc . Biết rằng hợp lực tác dụng vào ô tô trong hai trường hợp đều bằng nhau. Tính khối lượng của hàng hóa ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
F1 = m1a1 = F2 = m2a2 = (m1 + m’).a2 → 2000.0,36 = (2000 + m’).0,18 → m ‘ = 2000kg
Câu 7. Một xe lăn có khối lượng đang nằm yên trên mặt bàn nhẵn nằm ngang. Tác dụng vào xe một lực \[\overrightarrow{F}\] nằm ngang thì xe đi được quãng đường trong thời gian . Nếu đặt thêm lên xe một vật có khối lượng thì xe chỉ đi được quãng đường bao nhiêu trong thời gian . Bỏ qua mọi ma sát.
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
s = 0,5a1t2 = 0,5$\dfrac{F}{{{m}_{1}}}$t2 (1)
s’ = 0,5a2t2 = 0,5$\dfrac{F}{{{m}_{1}}+0,25}$t2 (2)
Lấy (1) : (2) → $\dfrac{s}{{{s}^{/}}}=\dfrac{{{m}_{1}}+0,25}{{{m}_{1}}}$ → s/ = 2m
Câu 8. Một vật có khối lượng đang chuyển động thẳng đều với vận tốc thì bắt đầu chịu tác dụng của một lực cùng chiều với . Hỏi vật sẽ chuyển động tiếp theo trong thời gian bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
a = F/m = 2,5m/s2
s = vot + 0,5at2 = 30 → t = 4s
Câu 9. Xe có khối lượng \[800\left( kg \right)\] đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh, chuyển động chậm dần đều. Tìm lực hãm phanh, biết quãng đường vật đi được trong giây cuối cùng của chuyển động trước khi dừng hẳn là ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
Quãng đường đi trong giây cuối: Sc = -0,5a = 1,5 → a = -3m/s2
Fh = ma = -2400N
Câu 10. Một vật có khối lượng bắt đầu chuyển động nhanh dần đều và đi được trong . Biết lực cản có độ lớn
a/ Hãy tính lực kéo?
b/ Sau quãng đường ấy lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật chuyển động thẳng đều ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
m = 200g = 0,2kg; s = 100cm = 1m; t = 5s; vo = 0
a/ Fc = 0,02N; s = vot + 0,5at2 → a = 0,08(m/s2)
FK – FC = ma → FK = FC + ma = 0,036N
b/ vật chuyển động thẳng đều FK – FC = 0 → FK = FC = 0,02N
Câu 11. Một chiếc xe có khối lượng đang chạy với vận tốc thì hãm phanh. Biết lực hãm phanh là .
a/ Tính vận tốc của xe tại thời điểm kể từ lúc hãm phanh ?
b/ Tìm quãng đường xe chạy thêm trước khi dừng hẳn ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
m = 300kg; vo = 18km/h = 5m/s; Fh = 360N; t = 1,5s; dừng hẳn v2 = 0
a/ Chọn chiều dương là chiều chuyển động
a = Fh/m = -360/300 = -1,2 (m/s2)
v1 = vo + at = 3,2m/s
b/ v22 – v12 = 2as → s = 4,26m
Câu 12. Lực F truyền cho vật có khối lượng m1 gia tốc , truyền cho vật có khối lượng m2 gia tốc . Hỏi nếu lực F truyền cho vật có khối lượng thì gia tốc a của nó sẽ là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
$m={{m}_{1}}+{{m}_{2}}\to \dfrac{F}{a}=\dfrac{F}{{{a}_{1}}}+\dfrac{F}{{{a}_{2}}}$
→ $a=\dfrac{{{a}_{1}}{{a}_{2}}}{{{a}_{1}}+{{a}_{2}}}=1,2$ (m/s2)
Câu 13. Lực F truyền cho vật có khối lượng m1 gia tốc , truyền cho vật có khối lượng m2 gia tốc . Hỏi nếu lực F truyền cho vật có khối lượng thì gia tốc a của nó sẽ là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
$m={{m}_{1}}-{{m}_{2}}\to \dfrac{F}{a}=\dfrac{F}{{{a}_{1}}}-\dfrac{F}{{{a}_{2}}}$
→ $a=\dfrac{{{a}_{1}}{{a}_{2}}}{{{a}_{2}}-{{a}_{1}}}=3$ (m/s2)
Câu 14. Lực F truyền cho vật có khối lượng m1 gia tốc , truyền cho vật có khối lượng m2 gia tốc . Hỏi nếu lực F truyền cho vật có khối lượng thì gia tốc a của nó sẽ là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
$m=\dfrac{{{m}_{1}}+{{m}_{2}}}{2}\to \dfrac{F}{a}=\dfrac{F}{2{{a}_{1}}}+\dfrac{F}{2{{a}_{2}}}$
→ $a=\dfrac{2{{a}_{1}}{{a}_{2}}}{{{a}_{2}}+{{a}_{1}}}=1,5$ (m/s2)
Câu 15. Vật chuyển động trên đoạn đường AB chịu tác dụng của lực và tăng vận tốc từ đến trong thời gian . Trên đoạn đường BC tiếp theo vật chịu tác dụng của lực và tăng vận tốc đến cũng trong thời gian .
a/ Tính tỉ số \[\dfrac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}\] ?
b/ Vật chuyển động trên đoạn đường CD trong thời gian vẫn dưới tác dụng của lực . Tìm vận tốc của vật tại D ?
Hướng dẫn giải Bài tập định luật II Newton cơ bản, vật lí 10
Chọn chiều dương là chiều chuyển động
${{F}_{1}}=m{{a}_{1}}=m\dfrac{10-0}{t}$
${{F}_{2}}=m{{a}_{2}}=m\dfrac{15-10}{t}$
→ $\dfrac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\dfrac{10}{5}=2$
Trong đoạn CD: ${{F}_{2}}=m\dfrac{{{v}_{D}}-15}{2t}=m\dfrac{15-10}{t}$ → vD = 25m/s