Giải SGK Vật lí 10 Kết nối tri thức Bài 16: Định luật 3 Newton

Khởi động: Móc hai lực kế vào nhau rồi kéo một trong hai lực kế như hình sau.

a) Dự đoán xem số chỉ của hai lực kế giống nhau hay khác nhau.

b) Hãy kiểm tra kết quả và nêu kết luận.

c) Nếu cả hai tiếp tục kéo về hai phía ngược nhau với độ lớn lực tăng lên thì số chỉ của hai lực kế sẽ thay đổi thế nào?

Lời giải:

a) Dự đoán: Số chỉ của hai lực kế giống nhau.

b) Học sinh tự làm thí nghiệm để kiểm tra.

Kết luận: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối.

c) Nếu cả hai tiếp tục kéo về hai phía ngược nhau với độ lớn tăng lên thì số chỉ của hai lực kế sẽ tăng lên nhưng các số chỉ đó vẫn bằng nhau (chú ý tới giới hạn đo của lực kế).

I. Định luật 3 Newton

Hoạt động: Quan sát thí nghiệm được mô tả trong Hình 16.1.

1. Một thanh sắt và một thanh nam châm được treo như Hình 16.1a. Trong thí nghiệm này, lực nào làm cho thanh nam châm dịch chuyển lại gần thanh sắt?

2. Xe lăn 1 có khối lượng m1 và có gắn một lò xo nhẹ. Xe lăn 2 có khối lượng m2. Ta cho hai xe áp lại gần nhau bằng cách buộc dây để nén lò xo (Hình 16.1b). Quan sát hiện tượng xảy ra khi đốt sợi dây buộc.

Thảo luận để làm sáng tỏ ý kiến sau: Lực không tồn tại riêng lẻ. Các lực hút hoặc đẩy luôn xuất hiện thành từng cặp giữa hai vật.

Lời giải:

1. Trong thí nghiệm này, lực làm cho thanh nam châm di chuyển lại gần thanh sắt là lực hút 

2. Khi đốt sợi dây buộc thì : hai xe bị lò xo đẩy về hai phía

+ Xe 1 bị đẩy di chuyển về phía bên trái

+ Xe 2 bị đẩy di chuyển về phía bên phải.

II. Các đặc điểm của lực và phản lực

Câu hỏi 1: Cặp lực và phản lực có những đặc điểm gì?

Lời giải:

- Cặp lực và phản lực có đặc điểm:

+ Điểm đặt: tại vật

+ Phương: cùng phương:

+ Chiều: ngược chiều

+ Độ lớn: bằng nhau

Câu hỏi 2: Cặp lực và phản lực có phải là hai lực cân bằng hay không? Tại sao?

Lời giải:

- Cặp lực và phản lực không phải là hai lực cân bằng vì điểm đặt của chúng ở trên hai vật khác nhau.

Câu hỏi: Hãy chỉ rõ điểm đặt của mỗi lực trong mỗi cặp lực ở Hình 16.2 a, b.

Lời giải:

Lực FBA−→− là đặt lên vật A, là FAB−→− đặt lên vật B

Câu hỏi 1: Hãy chỉ ra các cặp lực và phản lực trong hai trường hợp sau:

a) Quyển sách nằm yên trên mặt bàn (Hình 16.3a).

b) Dùng búa đóng đinh vào gỗ (Hình 16.3b)

Lời giải:

a) Cặp lực và phản lực: Trọng lượng của quyển sách tác dụng lên mặt bàn một lực nén $\overrightarrow{Q}$ và mặt bàn tác dụng lên quyển sách một phản lực $\overrightarrow{N}$.

b) Cặp lực và phản lực: khi búa đóng vào đinh thì lực ${\overrightarrow{F}}_1$ do búa tác dụng vào đinh và phản lực ${\overrightarrow{F}}_2$ do đinh tác dụng lại vào búa.

Câu hỏi 2: Quyển sách nằm yên có phải là kết quả của sự cân bằng giữa lực và phản lực hay không?

Lời giải:

- Không phải vì, điểm đặt của hai lực này là lên hai vật khác nhau. lực hút trái đất là đặt vào quyển sách còn phản lực của bàn là đặt vào mặt bàn.

Câu hỏi 3: Lực do búa tác dụng vào đinh và phản lực của đinh tác dụng lên búa có các đặc điểm gì?

Lời giải:

- Lực do búa tác dụng lên đinh và phản lực do đinh tác dụng lên búa có đặc điểm:

+ Điểm đặt: Tại đinh

+ Phương: thẳng đứng:

+ Chiều: ngược nhau

+ Độ lớn: bằng nhau

Hoạt động 1: Trong thí nghiệm ở phần mở đầu bài học, nếu cả hai người cùng kéo nhưng để lực kế di chuyển về phía một người (ví dụ cùng di chuyển hai lực kế sang phải) thì số chỉ của hai lực kế sẽ giống nhau hay khác nhau? Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán.

Lời giải:

Trong thí nghiệm ở phần mở đầu bài học, nếu cả hai người cùng kéo nhưng để lực kế di chuyển về phía một người (ví dụ cùng di chuyển hai lực kế sang phải) thì số chỉ của hai lực kế giống nhau.

Vì lực kế 1 tác dụng lực kéo vào lực kế 2 một lực thì lực kế 2 cũng sẽ tác dụng vào lực kế 1 một lực có độ lớn tương đương.

Học sinh tự làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.

Hoạt động 2: Nêu thêm một số ví dụ trong thực tế và thảo luận để làm sáng tỏ các đặc điểm sau đây của lực và phản lực:

- Lực và phản lực luôn xuất hiện thành từng cặp (xuất hiện hoặc mất đi đồng thời).

- Lực và phản lực cùng tác dụng theo một đường thẳng, cùng độ lớn nhưng ngược chiều (hai lực như vậy là hai lực trực đối).

- Lực và phản lực không cân bằng nhau (vì chúng đặt vào hai vật khác nhau).

- Cặp lực và phản lực là hai lực cùng loại.

Lời giải:

- Ví dụ

+ Lực và phản lực luôn xuất hiện thành từng cặp (xuất hiện hoặc mất đi đồng thời): dùng tay đập vào quyển sách

+ Lực và phản lực cùng tác dụng theo một đường thẳng, cùng độ lớn nhưng ngược chiều (hai lực như vậy là hai lực trực đối): Quả bóng đập vào tường, tay đập vào sách,..

+ Lực và phản lực không cân bằng nhau (vì chúng đặt vào hai lực khác nhau): Ném quả bóng vào một quả bóng khác đang đứng yên.

+ Cặp lực và phản lực là hai lực cùng loại: quả táo rơi xuống dưới đất.

Câu hỏi: Một ô tô chuyển động trên mặt đường (Hình 16.4), nếu lực do ô tô tác dụng lên mặt đường có độ lớn bằng lực mà mặt đường đẩy ô tô thì tại sao chúng không “khử nhau”?

Lời giải:

- Vì căn bản 2 lực này tác dụng lên hai vật khác nhau. Lực do ô tô tác dụng lên mặt đường thì lực được đặt ở mặt đường. Cong lực mà mặt đưởng đẩy ô tô thì được đặt vào ô tô.

Em có thể?

Giải thích tại sao các vận động viên khi bơi tới mép hồ bơi và quay lại thì dùng chân đẩy mạnh vào vách hồ bơi để di chuyển nhanh hơn.

Lời giải:

- Các vận động viên khi bơi tới mép hồ bơi và quay lại thì dùng chân đẩy mạnh vào vách hồ bơi để đi chuyển nhanh hơn là vì khi VĐV tác dụng lực vào vách hồ bơi thì vách hồ bơi cũng sẽ tác dụng một lực lên chân của VĐV. Lực này giúp cho các VĐV có đà và di chuyển nhanh hơn.