Giáo án vật lý 10 Các lực cơ học

L10.2.3.1 CÁC LỰC CƠ HỌC I-Các loại lực cơ học: 1. Lực hấp dẫn:

- Lực hút giữa các vật với nhau.

. 1 2 2 hd

m m F G r 

Trong đó G = 6,67.10-11N.m2/kg2 ; m1 và m2: khối lượng 2 vật; r : khoảng cách giữa tâm hai vật

Ví dụ1 Mặt Trăng và Trái Đất có khối lượng lần lượt là 7,4.1022 kg và 6.1024 kg, ở cách nhau 38400 km. Tính lực hấp dẫn?

Hướng dẫn giải: r = 38400km = 38400000m = 384.105m

Lực kéo đứt thanh sắt đường kính 5 m

22 24 11 22 1 2 2 5 2 7,4.10 .6.10 6,67.10 2.10 ( ) (385.10 ) hd

m m F G N r

   

Chú ý : Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn, đó là lực hút của Trái Đất lên vật.

Ví dụ 2. Cho biết khối lượng Trái đất là M = 6.1024 kg, bán kính của trái đất 6400km.

a)Hãy xác định lực hút của trái đất lên vật khối lượng m ở trên mặt đất.

b)Từ kết quả trên, cho biết cách tính gia tốc rơi tự do tại một điểm trên mặt đất dựa trên công thức xác định lực hấp dẫn.

Hướng dẫn giải: Với vật có trọng lượng m kg thì Trái Đất tác dụng lên vật một trọng lực là :

a)

24 11 1 2 2 5 2 6.10 . 6,67.10 9,77. ( ) 9,8. ( ) (64.10 ) hd

m m m F G m N m N r

    

b) 2 hd

Mm F G mg r  

h= 0  g

24 11 2 5 2 6.10 6,67.10 ( ) (64.10 ) M g G R h h

     

2 9,8( / ) m s 

Vật dù có khối lượng rất nhỏ cũng đều bị trái đất hút.

Trọng lực có:

+ Điểm đặt: Tại trọng tâm của vật. + Phương: Thẳng đứng; Chiều: Hướng về Trái Đất. + Độ lớn: P = mg (thường lấy g = 10 (m/s2)). Được gọi là trọng lượng của vật. Ví dụ 3 Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao 3200m và ở độ cao 3200km so với mặt đất. cho biết bán kính của trái đất là 6400km và gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 9,8m/s2

ThuVienDeThi.com

Hướng dẫn giải:

0 2 2

2 0 1

1 2 2 1 1 2 1

9,8 ( ) 9,79( / ) ( )

( )

M g G g R h M R g G g m s M R h g R g G R h

                  Tương tự  g2 = 4,35m/s2

2. Lực đàn hồi:

Xuất hiện khi vật đàn hồi bị biến dạng.

+ Điểm đặt: Tại vật gây ra biến dạng. + Phương: Cùng phương với lực gây biến bạng vật; Chiều: Ngược chiều lực gây biến dạng. Chú ý: Nếu vật dạng thanh bị kéo, dây bị căng: lực đàn hồi dọc theo thanh, dây. Nếu mặt bị biến dạng: lực đàn hồi vuông góc với mặt + Độ lớn lực đàn hồi của lò xo bị biến dạng : Fđh = k ( là hệ số tỉ lệ gọi là độ cứng của lò xo, l  l  độ biến dạng ). Ví dụ 4: Treo vật có khối lượng 400g vào một lò xo có độ cứng 100N/m.Cho g =10m/s2.

a)Tìm độ giãn của lò xo. b) Khi treo vật, lò xo dài 30cm. Tìm chiều dài ban đầu của lò xo. Hướng dẫn giải:

a) 0,4.10 4( ) 100 mg l cm k   

b) 0 0 l l l l l l   

+  lo = 30-4= 26cm 0,4.10 4( ) 100 mg l cm k   

Ví dụ 5: Một lò xo khi treo vật m1 = 200g sẽ dãn ra một đoạn ∆l1 = 4cm. 1. Tìm độ cứng của lò xo, lấy g = 10m/s2. 2. Tìm độ dãn của lò xo khi treo thêm vật m2 = 100g. Hướng dẫn giải:

a) Fđh = k  l  50 / mg k N m l   

b) 1 2 6( ) P P mg l cm k k    

Ví dụ 6: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10cm và có độ cứng 40N/m. Giữ cố định một đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1N để nén lo xo. Chiều dài của lò xo khi bị nén là bao nhiêu? Hướng dẫn giải: + 0 l l l  

+  1 2,5(( ) 40 F l cm k    7,5( ) l cm 

Ví dụ 7: Một lò xo khối lượng nhỏ có độ cứng k = 1,0.102N/m , một đầu giữ chặt trên giá, đầu kia gắn vật khối lượng 1,2kg đặt trên mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng 300. a) Biểu diễn các lực tác dụng lên vật. b) Tìm độ lớn các lực đó. c) Chiều dài của lò xo khi vật cân bằng. d) Giả sử đang ở vị trí cân bằng, lò xo bị tuột khỏi điểm treo. Xác định gia tốc của vật. 3. Lực ma sát:

Là lực xuất hiện cản trở chuyển động của vật (ma sát trượt, ma sát lăn, ma sát nghỉ)

+ Điểm đặt: Tại vật, chỗ tiếp xúc giữa vật và mặt tiếp xúc. + Phương: Cùng phương chuyển động của vật; Chiều: Ngược chiều với chuyển động của vật.

ThuVienDeThi.com