Vật lí 8 Bài 5: Sự cân bằng lực - Quán tính

Hoàng Long AZ

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
17 Tháng mười hai 2017
2,553
3,575
564
▶️ Hocmai Forum ◀️
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 5: SỰ CÂN BẰNG LỰC - QUÁN TÍNH
Phần 1: LÝ THUYẾT + BÀI TẬP SGK

I. Hai lực cân bằng
1/ Hai lực cân bằng là gì?

Trong hình [imath]5.2[/imath], quyển sách đặt trên bàn, quả cầu treo trên dây, quả bóng đặt trên mặt đất đều đứng yên vì chịu tác dụng của hai lực cân bằng.1661253293704.png

C1
Các lực tác dụng lên quyển sách gồm:
- Trọng lực có
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống
+ Cường độ: [imath]P=3N[/imath]
- Lực đỡ (Phản lực) của mặt bàn có
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên
+ Cường độ: [imath]Q=3N[/imath]
1661253311367.png
Các lực tác dụng lên quả cầu gồm:
- Trọng lực có
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống
+ Cường độ: [imath]P=0,5N[/imath]
- Lực căng của sợi dây có:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên
+ Cường độ: [imath]T=0,5N[/imath]
1661253332960.png
Các lực tác dụng lên quả bóng gồm:
- Trọng lực có
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống
+ Cường độ: [imath]P=5N[/imath]
- Lực đỡ (Phản lực) của mặt đất có:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên
+ Cường độ: [imath]Q=5N[/imath]
1661253337637.png

2/ Tác dụng của hai lực cân bằng lên một vật đang chuyển động

C2
Ban đầu quả cân [imath]A[/imath] đứng yên vì nó chịu tác dụng của hai lực cân bằng đó là trọng lực và lực căng sợi dây

C3
Khi đặt thêm vật nặng [imath]A'[/imath] lên trên vật [imath]A[/imath], trọng lực tác dụng lên hai vật này đã lớn hơn lực căng sợi dây nên quả cân [imath]A[/imath] cùng với [imath]A'[/imath] sẽ chuyển động nhanh dần.

C4
Sau khi vật [imath]A'[/imath] bị giữ lại ở lỗ [imath]K[/imath], quả cân [imath]A[/imath] chỉ còn chịu tác dụng hai lực cân bằng là trọng lực và lực căng sợi dây.
1661253362143.png
C5
Tiến hành đo quãng đường đi được của quả cân [imath]A[/imath] trong các khoảng thời gian theo bảng, từ đó tìm vận tốc theo công thức [imath]v=\dfrac{s}{t}[/imath]

Ví dụ: Kết quả đo quãng đường lần lượt là [imath]s_1=2 cm, \ s_2=4 cm, \ s_3=4cm[/imath] thì vận tốc quả cân trong các khoảng thời gian [imath]t_1,t_2,t_3[/imath] sẽ được tính trong bảng bên.

Thời gian [imath]t(s)[/imath]Quãng đường đi được [imath]s(cm)[/imath]Vận tốc [imath]v(cm/s)[/imath]
Trong hai giây đầu: [imath]t_1=2[/imath][imath]s_1=2[/imath][imath]v_1=\dfrac{s_1}{t_1}=1[/imath]
Trong hai giây tiếp theo: [imath]t_2=2[/imath][imath]s_2=4[/imath][imath]v_2=\dfrac{s_2}{t_2}=2[/imath]
Trong hai giây cuối: [imath]t_3=2[/imath][imath]s_3=4[/imath][imath]v_3=\dfrac{s_3}{t_3}=2[/imath]

[imath]\rightarrow[/imath] Từ thí nghiệm trên, ta thấy một vật đang chuyển động mà chịu tác dụng của hai lực cân bằng sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

II. Quán tính
1/ Nhận xét

Ô tô, tàu hỏa, xe máy khi bắt đầu chuyển động không đạt ngay vận tốc lớn mà phải tăng dần; khi đang chuyển động nếu phanh (thắng) gấp cũng không dừng lại ngay mà còn trượt tiếp một đoạn.
Khi chịu lực tác dụng, mọi vật đều không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì mọi vật đều có quán tính.
2/ Vận dụng

C6
Búp bê sẽ ngã về phía sau vì ban đầu xe đứng yên, búp bê cũng đứng yên.
Khi đột ngột cho xe chuyển động về phía trước, chân búp bê sẽ chuyển động theo xe nhưng phần thân, đầu búp bê theo quán tính vẫn đứng yên như ban đầu. Kết quả là búp bê bị ngã về phía sau.

C7
Khi đẩy xe và búp bê cùng chuyển động rồi bất chợt dừng lại, chân búp bê sẽ theo xe dừng lại nhưng phần thân, đầu búp bê theo quan tính vẫn chuyển động về phía trước. Kết quả là búp bê ngã về phía trước.
1661253411352.png

C8
[imath]a/[/imath] Khi ô tô đợt ngột rẽ phải, hành khách trên xe bị nghiêng về bên trái vì theo quán tính, hành khách vẫn chuyển động thẳng về trước theo hướng cũ.
[imath]b/[/imath] Khi nhảy từ bậc cao xuống, chân ta bị gập lại vì khi nhảy xuống, bàn chân chạm đất đã dừng lại nhưng phần thân trên vẫn chuyển động đi xuống do quán tính
[imath]c/[/imath] Bút tắc mực, ta vẩy mạnh, bút lại có thể viết tiếp được vì theo quán tính mực chuyển động xuống đầu ngòi bút
[imath]d/[/imath] Khi cán búa lỏng, có thể làm chặt lại bằng cách gõ mạnh đuôi cán xuống đất vì khi đó, cán búa chạm đất đã dừng lại nhưng đầu búa theo quán tính vẫn tiếp tục chuyển động đi xuống làm cho búa chắc hơn.
[imath]e/[/imath] Đặt một cốc nước lên tờ giấy mỏng. Giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc thì cốc vẫn đứng yên vì theo quán tính, cốc vẫn đứng yên như ban đầu mà chưa kịp chuyển động theo giấy.

Tổng kết
- Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật, có cường độ bằng nhau, có phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.
- Dưới tác dụng của các lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên; một vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Chuyển động này được gọi là chuyển động theo quán tính.
- Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì có quán tính.
 

Hoàng Long AZ

Cựu Mod Vật lí
Thành viên
17 Tháng mười hai 2017
2,553
3,575
564
▶️ Hocmai Forum ◀️

Phần 2: BÀI TẬP SÁCH BÀI TẬP
5.1 [imath]D[/imath]
Giải thích: Để một vật đang đứng yên tiếp tục đứng yên thì cặp lực tác dụng lên vật phải là cặp lực cân bằng. Hai lực cân bằng có cùng cường độ, có phương năm trên một đường thẳng, ngược chiều.

5.2 [imath]D[/imath]
Giải thích: Khi chịu tác dụng của hai lực cân bằng, một vật đứng yên tiếp tục đứng yên, vật đang chuyển động sẽ chuyển động thẳng đều mãi.

5.3 [imath]D[/imath]
Giải thích: Ô tô đột ngột rẽ phải, hành khách trên xe theo quán tính chưa kịp thay đổi vận tốc, vẫn chuyển động theo hướng cũ nên bị nghiêng sang trái.

5.4
Có những đoạn đường, mặc dù đầu máy vẫn chạy để kéo tàu mà tàu vẫn không thay đổi vận tốc là vì lúc đó lực kéo đầu máy đã cân bằng với lực cản (ma sát), hai lực này là hai lực cân bằng cùng tác dụng lên đoàn tàu đang chuyển động nên khiến đoàn tàu tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi. Do đó, điều này không mâu thuẫn với nhận định lực tác dụng lên vật làm thay đổi vận tốc của vật.

5.5
Các lực tác dụng lên quả cầu là:
- Trọng lực:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều trên xuống
+ Độ lớn: [imath]P=10m=10.0,2=2N[/imath]
- Lực căng sợi dây:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều dưới lên
+ Độ lớn: [imath]T=P=2N[/imath]
1661334519381.png

5.6
[imath]a/[/imath] Các lực tác dụng lên vật là:
- Trọng lực:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều trên xuống
+ Độ lớn: [imath]P=10m=10.0,5=5N[/imath]
- Phản lực mặt sàn:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương thẳng đứng, chiều dưới lên
+ Độ lớn: [imath]N=P=5N[/imath]
1661334527382.png
[imath]b/[/imath]
Kéo vật theo phương ngang, ngoài [imath]2[/imath] lực ở câu [imath]a/[/imath] thì các lực tác dụng vào vật là:
- Lực kéo
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương ngang, chiều trái sang phải
+ Độ lớn: [imath]F=2N[/imath]
- Lực cản (ma sát) mặt sàn:
+ Điểm đặt tại tâm vật
+ Phương ngang, chiều phải sang trái
+ Độ lớn: [imath]F_c=F=2N[/imath] (Vì vật chuyển động thẳng đều nên lực kéo và lực cản là hai lực cân bằng)
1661334534158.png

5.7
Để rút tờ giấy mà không làm dịch chén nước, ta giật nhanh tờ khỏi chén nước. Chén nước theo quán tính nên chưa kịp thay đổi vận tốc, vẫn đứng yên như ban đầu nên không bị dịch chuyển.

5.8
Khi báo chuẩn bị vồ mồi thì linh dương nhảy tạt sang một bên. Lúc này theo quán tính báo vẫn đang chuyển động về phía trước theo hướng cũ nên không kịp đổi hướng đuổi theo linh dương. Kết quả là linh dương thoát được.

5.9 [imath]D[/imath]
Giải thích: Hai lực cân bằng cùng tác dụng lên một vật có cùng độ lớn, phương nằm trên một đường thẳng và ngược chiều nhau

5.10 [imath]C[/imath]
Giải thích: Vật chịu tác dụng của các lực không cân bằng thì các lực này không thể làm vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Chỉ có các cặp lực cân bằng tác dụng lên vật mới làm được điều đó.

5.11 [imath]B[/imath]
Giải thích: Nếu hãm phanh trước đột ngột trong khi xe đang xuống dốc sẽ khiến bánh xe trước dừng đột ngột nhưng xe theo quán tính vẫn chuyển động xuống dốc theo hướng cũ. Kết quả là xe có thể bị đổ nhào về trước rất nguy hiểm cho người tham gia giao thông. Do đó chỉ nên dùng phanh sau trong khi xe đang xuống dốc.

5.12 [imath]D[/imath]
Giải thích: Lúc đầu khi hai lực [imath]\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2}[/imath] cân bằng nhau thì vật chuyển động thẳng đều theo hướng lực [imath]\overrightarrow{F_2}[/imath]. Khi tăng cường độ [imath]\overrightarrow{F_1}[/imath] lên, cường độ của lưc [imath]\overrightarrow{F_1}[/imath] lớn hơn cường độ lực [imath]\overrightarrow{F_2}[/imath] dẫn đến vật chuyển động chậm dần đến khi dừng lại rồi lại chuyển động nhanh dần theo hướng ngược lại ban đầu (hướng của lực [imath]\overrightarrow{F_1}[/imath])

5.13
Đổi: [imath]m=2 \ tấn \ =2000kg[/imath]
[imath]a/[/imath] Các lực tác dụng lên ô tô gồm:
+ Trọng lực
+ Phản lực của mặt đất
+ Lực cản
+ Lực kéo của động cơ ô tô
[imath]b/[/imath]
Vì ô tô chuyển động thẳng đều nên các lực tác dụng lên nó là các cặp lực cân bằng. Cụ thể:
+ Theo phương thẳng đứng: Trọng lực và phản lực của mặt đất là hai lực cân bằng nên chúng có cùng phương (thẳng đứng), cùng điểm đặt (tâm xe ô tô), ngược chiều nhau (trọng lực hướng xuống, phản lực hướng lên) và cùng độ lớn: [imath]P=N=10.2000=20000N[/imath]
+ Theo phương ngang (phương chuyển động): Lực cản và lực kéo của động cơ ô tô là hai lực cân bằng nên chúng có cùng phương (nằm ngang), cùng điểm đặt (tâm xe ô tô), ngược chiều nhau (lực kéo theo hướng chuyển động, lực cản ngược chiều chuyển động của xe) và cùng độ lớn: [imath]F_c = F_k=0,25.P=0,25.20000=5000N[/imath]
1661414835604.png

5.14
[imath]a/[/imath] Khối lượng của bánh đá lớn so với các bộ phận khác của xe nên vì vậy nó có quán tính lớn.
[imath]b/[/imath] Khi các vận động viên tiếp đất, bàn chân họ đã dừng lại nhưng cơ thể vẫn chuyển động đi xuống theo quán tính nên họ phải khuỵu chân xuống.
[imath]c/[/imath] Ngồi trên máy bay lúc cất cánh, hạ cánh hay ngồi trên ô tô đang phóng nhanh, người theo quán tính không thể thay đổi vận tốc, hướng chuyển động đột ngột mà vẫn chuyển động theo hướng cũ nên phải thắt dây an toàn.
[imath]d/[/imath] Khi gõ mạnh đầu cán còn lại xuống sàn, cán chạm đất nên dừng lại nhưng lưỡi cuốc, xẻng, đầu búa theo quán tính vẫn chuyển động xuống và lún sâu vào cán khiến cho cuốc, xẻng, búa chắc chắn hơn.

5.15
[imath]a/[/imath] Ban đầu, tàu chuyển động thẳng đều nên cục đá nằm yên dưới tác dụng của các cặp lực cân bằng. Khi cục đá trượt đi chứng tỏ các lực tác dụng lên nó không còn là các cặp lực cân bằng, suy ra tàu không còn chuyển động thẳng đều nữa.
[imath]b/[/imath] Nếu cục đá trượt ngược chiều tàu thì vận tốc tàu tăng, vì khi đó theo quán tính cục đá vẫn chuyển động như cũ trong khi phần mặt dưới cục đá (phần tiếp xúc mặt bàn) lại tăng tốc theo tàu.
[imath]c/[/imath] Khi vận tốc tàu giảm đột ngột, phần mặt dưới cục đá cũng giảm tốc độ đột ngột theo tàu nhưng phần còn lại của cục đá vận chuyển động theo hướng cũ do quán tính. Kết quả là cục đá chuyển động về phía trước.
[imath]d/[/imath] Khi tàu rẽ phải, cục đá sẽ trượt về bên trái vì theo quán tính cục đá vẫn chuyển động theo hướng cũ nhưng phần mặt dưới của nó lại rẽ phải theo tàu.

5.16
- Chồng gạch vỡ tan còn lực sĩ bình yên vì theo quán tính, tảng đá đứng yên chưa kịp thay đổi vận tốc.
- Để không gây nguy hiểm cho lực sĩ, cần phải đập tạ nhanh vào chồng gạch rồi giật lại.

5.17 [imath]B[/imath]
Giải thích: Từ độ thị ta thấy trên đoạn [imath]AB[/imath] vận tốc của vật không đổi, tức là vật chuyển động thẳng đều, khi đó lực kéo và lực cản tác dụng vào vật là hai lực cân bằng

5.18 [imath]D[/imath]
Giải thích: Trong giai đoạn [imath]AB[/imath], vật chuyển động thẳng đều nên lực kéo và lực cản là hai lực cân bằng do đó độ lớn của chúng bằng nhau. Suy ra tỉ số [imath]\dfrac{F_k}{F_c}=1[/imath]


----------
Xem thêm: Bài 4: Biểu diễn lực | Bài 6: Lực ma sát
 
Last edited:
  • Love
Reactions: Triêu Dươngg
Top Bottom