Giải Lí 8: Bài 5. Sự cân bằng lực - Quán tính
Bài 5. Sự CÂN BĂNG Lực - QUÁN TÍNH A. KIẾN THỨC CẦN NAM vững Hai lực cùng đặt lên một vật, có cường độ bằng nhau, phương cùng nằm trên một đường thẳng, chiều ngược nhau gọi là hai lực cân bằng. Dưới tác dụng của các lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên; đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Chuyến động này được gọi là chuyển động theo quán tính. Do có quán tính nên khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được. B. TRẢ LỜI CÂU HỎI HAI Lực CÂN BẰNG Cl. Hãy kể tên và biểu diễn các lực tác dụng lên quyến sách, quả cầu và quả bóng trên hình vẽ có trọng lượng lần lượt là 3N; 0,5N; 5N, bằng các vectơ lực. Nhận xét về điếm đặt, cường độ, phương, chiều của hai lực cân bằng. Trả lời — Các lực tác dụng lên cuốn sách: + Trọng lực p hướng thẳng đứng xuôhg dưới. + Lực nâng Q của mặt bàn (gọi là phản lực) hướng thẳng đứng lên trên. Các lực tác dụng lên quả cầu: + Trọng lực p hướng thẳng đứng xuống dưới. + Lực căng T cua dày treo hướng thẳng đứng lên trên. Các lực tác dụng lên quả bóng: + Trọng lực p hướng thẳng đứng xuống dưới. + Lực nâng Q của mặt sân (gọi là phản lực) hướng thẳng đứng lên trên. Q BSf p Q p p Như vậy, các cặp lực tác dụng lén mỗi vật có cùng điểm đật (tại tâm của vật), cùng phương thẳng đứng, có độ lớn bằng nhau và ngược chiều nhau. C2. Quan sát thí nghiệm hình dưới đày và cho biết tại sao quả cân A đứng yên? Trả lời Quả cân A đã chịu tác dụng của hai lực cân bằng nhau (trọng lực P và lực căng dây T) nên nó đứng yên. C3. Đặt thêm một vật nặng A' lên quả cân A (hình a (câu 2)). Tại sao quả cân A cùng với A' sẽ chuyến động nhanh dần? Trả lời Khi chưa đặt A' lên trên A thì trọng lượng PA bằng lực căng dây T làm cho quả cân A đứng yên. Đặt thêm một vật nặng A' lên quả cân A thì trọng lực PA + P'A lớn hơn so với lực căng dây T do đó vật A và A' chuyển động nhanh dần xuống phía dưới. C4. Trên hình b (câu 2). Khi quả cân A chuyến động qua lỗ K thì vật nặng A' bị giữ lại. Lúc này quả cân A còn chịu tác dụng của những lực nào? Trả lời Quả cân A chịu tác dụng của hai lực là trọng lực p và lực căng dây T (hai lực này cân bằng nhau). C5. Hãy đo quãng đường đi được của quả cân A sau mỗi khoảng thời gian là 2 giây, ghi vào bảng bên dưới tính vận tốc A. Thời gian (s) Quãng đường di được (cm) Vận tốc (cm/s) Trong 2 giây đầu: ti = 2 Si = ... Vi = ... Trong 2 giây tiếp theo: t-2 = 2 ỉ\ớ II V2 = ... Trong 2 giây cuối: ts = 2 Sa = ... V.3 = ... Trả lời Các em đo kết quả và ghi vào bảng. QUÁN TÍNH C6. Búp bê đang đứng yên trên xe như hình vẽ. Bất chợt đẩy xe chuyến động về phía trước. Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào? Tại sao? Trả lời Búp bê sẽ ngã về phía sau. Bởi vì khi xe đứng yên, búp bê đứng yên cùng với xe. Khi bất ngờ đẩy xe tới phía trước, phần chân của búp bê chuyến động tới phía trước cùng với xe nhưng phần thân của búp bê do có quán tính, nó lại muôn duy trì trạng thái đứng yên ban đầu, kết quả là búp bê bị ngã ra phía sau. C7. Đẩy cho xe và búp bê cùng chuyên động rồi bât chợt dừng xe lại. Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào? Tại sao? Trả lời Búp bê sẽ ngã về phía trước. Bởi vì khi xe chuyến động, búp bê cũng chuyến động cùng với xe. Khi xe dừng lại đột ngột, phần chân của búp bê dừng lại cùng với xe nhưng phần thân của búp bê do có quán tính, nó lại muôn duy trì trạng thái chuyến động ban đầu, kết quả là búp bê bị ngã ra phía trước. C8. Hãy dùng khái niệm quán tính đế giải thích các hiện tượng sau đây: Khi ô tô đột ngột rẽ phải, hành khách trên xe bị nghiêng về phía trái. Khi nhảy từ bậc cao xuống, chân ta bị gập lại. Bút tắc mực, ta vấy mạnh, bút lại có thế viết tiếp được. Vì sao khi cán búa lỏng có thể làm chặt lại bằng cách gõ mạnh đuôi cán xu ông đất? Đặt một cốc nước lên tờ giấy mỏng. Giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc thì cốc vẫn đứng yên. Tại sao? Trả lời Hành khách bị nghiêng về phía trái vì khi ô tô đột ngột rẽ phải, do có quán tính, họ không thể đổi hướng chuyển động ngay mà tiếp tục chuyến động như cũ. Khi nhảy từ bậc cao xuống, chân chạm đất sẽ dừng lại ngay, nhưng người còn tiếp tục chuyến động theo quán tính nên chân bị gập lại. Bút tắc mực. khi ta vẩy mạnh thì do có quán tính mà mực chuyến động xuống đầu ngòi bút nên bút lại có mực. Khi gõ mạnh đuôi cán búa xuồng đất thì cán búa và đầu búa đều chuyển động đi xuồng. Cán búa chạm đất dừng lại đột ngột trong khi đầu búa tiếp tục chuyến động đi xuống do quán tính nên đầu búa lún sâu vào cán búa làm cho búa chắc hơn. Côc vẫn đứng yên vì do quán tính mà nó chưa thể thay đổi vận tốc được ngay. c. GIAI BÀI TẬP Bl. Cặp lực nào sau đây tác dụng lên một vật làm vật đang đứng yên tiếp tục đứng yên? Hai lực cùng cường độ, cùng phương. Hai lực cùng phương, ngược chiều. c. Hai lực cùng phương, cùng cường độ, cùng chiều. D. Hai lực'cùng cường độ, cùng phương nằm trên cùng một đường thẳng, ngược chiều. Trả lời Chọn câu D: Hai lực cùng cường độ, cùng phương nằm trên cùng một đường thẳng, ngược chiều. B2. Khi chỉ chịu tác dụng của hai lực cân bằng, thì: Vật đang đứng yên sẽ chuyển động nhanh dần. Vật đang chuyến động sẽ dừng lại. c. Vật đang chuyến động đều sẽ không còn chuyến động đều nữa. D. Vật đang đứng yên sẽ đứng yên, vật đang chuyến động sẽ chuyến động thẳng đều mãi. Trả lời Chọn câu D: Vật đang đứng yên sẽ đứng yên, vật đang chuyển động sẽ chuyển động thẳng đều mãi. B3. Hành khách ngồi trên xe ôtô đang chuyển động bỗng thấy mình bị nghiêng người sang trái, điều này chứng tỏ xe như thế nào? A. Đột ngột giảm vận tốc. B. Đột ngột tăng vận tốc. c. Đột ngột rẽ sang trái. D. Đột ngột rẽ sang phải. Trả lời Chọn câu D: Đột ngột rẽ sang phải. B4. Ta biết rằng lực tác dụng lên vật làm thay đổi vận tốc của vật. Khi tàu khởi hành, lực kéo của đầu máy làm tàu tăng dần vận tốc. Nhưng có những đoạn đường, mặc dù đầu máy vẫn chạy để kéo tàu nhưng tàu không thay đổi vận tốc. Điều này có mâu thuẫn với nhận định trên không? Vì sao? Trả lời Khi lực kéo của đầu máy cân bằng với lực cản tác dụng lên đoàn tàu sẽ làm đoàn tàu không thay đổi vận tốc. Do vậy điều này không mâu thuẫn với nhận định lực tác dụng lẽn vật làm thay đổi vận tốc của vật. B5. Quả cầu nặng 0,2kg được treo vào sợi dây cô’ định (hình 5.1). Hãy biểu diễn vecto' lực tác dụng lên quá cầu. Chọn tỉ lệ xích IN ứng với lcm. Trả lời o Hiiili õ 1 ộ Hmli 5 2 Ta thấy quả cầu đứng yên vì chịu tác dụng của hai lực cân bằng nhau (trọng lực P và sức căng T ) (hình 5.2). B6. Vật nặng 0,5kg đặt trên mặt sàn nằm ngang (hình 6.1). Hãy biểu diễn các vecto' lực tác dụng lên vật. Giả sử vật được kéo chuyến động thăng đều trẽn mặt sà" ngang có cường độ 2N. Hãy biếu diễn các vectơ lực tác dụng len vạu. Chọn tỉ lệ xích 2N ứng với lcm. Huili G 1 •Q < 1 * c Huili6 2 HiiiliGS Trả lời a. Các lực tác dụng lên vật được thể hiện trong hình 6.2 và 6.3 b. Đầu tiên vật đứng yên trên mặt bàn vì hai lực p và Q tác dụng lên vật cân bằng nhau (hình 6.2). b. Sau đó, vật chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang nhờ lực kéo có cường độ 2N. Điều này chứng tỏ lực kéo cân bằng với lực cản của mặt sàn tác dụng lên vật (hình 6.3). B7. Đặt một cây bút chì đứng trên góc một tờ giây dài, mỏng. Hãy tìm cách rút tờ giấy ra mà không làm đố cây bút chì. Giải thích cách làm đó. Trả lời Do quán tính nên bút chì chưa kịp thay đổi vận tốc, nhờ vậy mà nó không bị đổ. B8. Một con báo đang đuối một con linh dương. Khi báo chuẩn bị vồ thì linh dương nhảy tạt sang một bên và thế là linh dương trôn thoát. Em hãy giải thích cơ sở khoa học của each thoát hiểm nói trên. Trả lời Do quán tính nên con báo không kịp đồi hướng theo linh dương, nhờ đó mà linh dương trôn thoát.