Giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Bài 16: Định luật 3 Newton

Câu hỏi 16.1 trang 30 SBT Vật lí 10: Theo định luật 3 Newton thì lực và phản lực là cặp lực

A. cân bằng.

B. có cùng điểm đặt.

C. cùng phương, cùng chiều và cùng độ lớn.

D. xuất hiện và mất đi đồng thời.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Lực và phản lực có đặc điểm:

- cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn,

- điểm đặt ở hai vật khác nhau,

- xuất hiện và mất đi đồng thời.

Câu hỏi 16.2 trang 30 SBT Vật lí 10: Cặp “lực và phản lực” trong định luật 3 Newton

A. không cùng bản chất.

B. cùng bản chất.

C. tác dụng vào cùng một vật.

D. bằng nhau về độ lớn nhưng không cùng giá.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Lực và phản lực có đặc điểm:

- cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn,

- điểm đặt ở hai vật khác nhau,

- xuất hiện và mất đi đồng thời,

- có cùng bản chất.

Câu hỏi 16.3 trang 30 SBT Vật lí 10: Trong một cơn giông, một cành cây bị gãy và bay trúng vào một cửa kính, làm vỡ kính. Chọn nhận xét đúng.

A. Lực của cành cây tác dụng lên tấm kính lớn hơn lực của tấm kính tác dụng vào cành cây.

B. Lực của cành cây tác dụng lên tấm kính có độ lớn bằng lực của tấm kính tác dụng vào cành cây.

C. Lực của cành cây tác dụng lên tấm kính nhỏ hơn lực của tấm kính tác dụng vào cành cây.

D. Cành cây không tương tác với tấm kính khi làm vỡ kính.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Lực của cành cây tác dụng lên tấm kính và lực của tấm kính tác dụng vào cành cây là cặp lực và phản lực. Nên hai lực này có cùng độ lớn.

Câu hỏi 16.4 trang 30 SBT Vật lí 10: Một người kéo xe hàng trên mặt sàn nằm ngang, lực tác dụng lên người để làm người chuyển động về phía trước là lực mà

A. người tác dụng vào xe.

B. xe tác dụng vào người.

C. người tác dụng vào mặt đất.

D. mặt đất tác dụng vào người.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Người tác dụng lực lên mặt đất hướng về phía sau, mặt đất tác dụng lực lên người hướng về phía trước. Lực do mặt đất tác dụng lên người giúp cho người chuyển động về phía trước.

Câu hỏi 16.5 trang 30 SBT Vật lí 10: Lực nào làm cho thuyền (có mái chèo) chuyển động được trên mặt hồ?

Lời giải:

Người chèo thuyền dùng mái chèo tác dụng vào nước một lực hướng về phía sau. Nước tác dụng lại mái chèo một lực hướng về phía trước làm thuyền chuyển động.

Câu hỏi 16.6 trang 30 SBT Vật lí 10: Hai người kéo một sợi dây theo hai hướng ngược nhau, mỗi người kéo một lực 50 N. Hỏi sợi dây có bị đứt hay không nếu nó chỉ chịu được lực căng tối đa là 70 N?

Lời giải:

Khi hai người kéo một sợi dây theo hai hướng ngược nhau thì hai đầu dây chịu tác dụng của hai lực cân bằng nhau $\overrightarrow{F}$  và - $\overrightarrow{F}$ , lực căng của dây F = 50N < 70N nên dây không bị đứt.

Câu hỏi 16.7 trang 31 SBT Vật lí 10: Hai bạn Bình và An cầm hai đầu một sợi dây và kéo căng thì sợi dây không bị đứt, nhưng nếu buộc một đầu sợi dây đó vào gốc cây và hai bạn cùng kéo căng một đầu sợi dây thì dây đứt. Hãy giải thích tại sao.

Lời giải:

Khi bạn Bình và bạn An cầm hai đầu một sợi dây rồi kéo căng thì hai đầu dây chịu tác dụng của hai lực cân bằng nhau $\overrightarrow{F}$  và - $\overrightarrow{F}$ , rồi lực căng của dây bằng F nên dây không bị đứt. Khi hai người cầm chung một đầu dây mà kéo, đầu kia buộc vào thân cây, thì hai người đã tác dụng vào đầu dây một lực gấp đôi là 2F. Dây sẽ truyền lực 2F đó tới cây. Theo định luật 3 Newton, cây cũng tác dụng trở lại dây một phần lực có độ lớn 2F. Vậy, hai đầu dây bị kéo về hai phía với lực lớn gấp đôi trường hợp trước lớn hơn lực căng dây tối đa mà dây có thể chịu được, vì thế mà dây bị đứt.

Câu hỏi 16.8 trang 31 SBT Vật lí 10: Một vật có khối lượng 1 kg, chuyển động về phía trước với vận tốc 5 m/s va chạm vào một vật thứ hai đang đứng yên. Sau va chạm vật thứ nhất chuyển động ngược trở lại với vận tốc 1 m/s. Còn vật thứ hai chuyển động với vận tốc 2 m/s. Xác định khối lượng của vật thứ hai.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật 1 trước lúc va chạm.

Theo định luật III Newton: $F_{21}=-F_{12}\Rightarrow m_1{a}_1=-m_2{a}_2$

$$\begin{gathered} \Rightarrow m_1\frac{\Delta v_1}{\Delta t}=-m_2\frac{\Delta v_2}{\Delta t} \\ \Rightarrow m_1\left[\left(-1\right)-5\right]=-m_2\left(2-0\right) \\ \Rightarrow m_2=3m_1=3kg \end{gathered}$$

Câu hỏi 16.9 trang 31 SBT Vật lí 10: Một quả bóng khối lượng 200 g bay với vận tốc 72 km/h đến đập vuông góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,05 s. Xác định độ lớn lực của tường tác dụng lên quả bóng.

Lời giải:

Đổi: 72 km/h = 20 m/s; 54 km/h = 15 m/s.

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động bật ra của quả bóng

Định luật 3 Newton:

F_tường = F_bóng = m.a =$m.\frac{v-v_0}{\Delta t}=\mathrm{0,2.}\frac{15-\left(-20\right)}{\mathrm{0,05}}=140N$

Câu hỏi 16.10 trang 31 SBT Vật lí 10: Một viên bi A có khối lượng m_A = 300 g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng m_B = 2m_A đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian va chạm 0,2 s, viên bi B chuyển động với vận tốc 0,5 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tính vận tốc chuyển động của viên bi A ngay sau va chạm.

Lời giải:

Gia tốc chuyển động của bi B:

$a_B=\frac{v_B-v_{OB}}{\Delta t}=\frac{\mathrm{0,5}-0}{\mathrm{0,2}}=\mathrm{2,5}m/s^2$

Về độ lớn, lực tương tác giữa hai viên bi:

$F_{AB}=F_{BA}=m_B{a}_B=\mathrm{0,6.2,5}=\mathrm{1,5}N$

Từ định luật 3 Newton suy ra: $m_A\left({\overrightarrow{v}}_A-{\overrightarrow{v}}_{OA}\right)=-m_B\left({\overrightarrow{v}}_B-{\overrightarrow{v}}_{OB}\right)$

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A.

Chiếu lên chiều (+): $\mathrm{0,3}\left(v_A-3\right)=-\mathrm{0,6}\left(\mathrm{0,5}-0\right)\Rightarrow v_A=2m/s$