[Chân trời] Trắc nghiệm Vật lý 10 bài 10 Ba định luật newton về chuyển động

Theo định luật I Newton, nếu không có lực tác dụng hoặc hợp lực tác dụng lên vật bằng không, vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Khi một lực đột ngột ngừng tác dụng, hợp lực tác dụng lên vật có thể thay đổi. Tuy nhiên, nếu ban đầu vật đang chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của hai lực cân bằng, khi một lực ngừng tác dụng, hợp lực còn lại sẽ khác không và làm vật thay đổi chuyển động. Nhưng câu hỏi ngụ ý rằng vật đang chuyển động thẳng đều, tức là hợp lực ban đầu bằng 0. Nếu một trong hai lực bằng 0, thì hợp lực còn lại khác 0. Tuy nhiên, nếu hiểu đề là một trong hai lực trong hệ hai lực cân bằng ngừng tác dụng, thì vật sẽ chuyển động theo định luật II Newton dưới tác dụng của lực còn lại. Nhưng nếu câu hỏi ám chỉ rằng ban đầu vật chuyển động thẳng đều, tức là hợp lực bằng 0, và ta chỉ xét trường hợp khi một lực ngừng tác dụng, thì vật sẽ chịu tác dụng của một lực duy nhất. Tuy nhiên, nếu xét theo góc độ quán tính, nếu không có lực nào tác dụng hoặc hợp lực bằng không, vật sẽ duy trì trạng thái của nó. Trong trường hợp này, nếu vật đang chuyển động thẳng đều và một lực ngừng tác dụng, nó sẽ có xu hướng tiếp tục chuyển động thẳng đều theo quán tính nếu hợp lực còn lại bằng 0, hoặc thay đổi chuyển động nếu hợp lực còn lại khác 0. Tuy nhiên, câu hỏi có vẻ đơn giản hóa. Định luật I Newton nói về trạng thái cân bằng lực. Nếu ban đầu là chuyển động thẳng đều thì có thể có hai trường hợp: 1) Hợp lực bằng 0 (hai lực cân bằng). Khi một lực ngừng, vật sẽ chịu tác dụng của lực còn lại và thay đổi chuyển động. 2) Câu hỏi có thể hiểu là ta đang xét vật chịu tác dụng của một lực và đang chuyển động thẳng đều (điều này mâu thuẫn với định luật II), hoặc vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng và một lực ngừng. Tuy nhiên, cách diễn đạt chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của hai lực thường ngụ ý hai lực này cân bằng nhau. Khi một lực ngừng tác dụng, vật sẽ chịu tác dụng của lực còn lại, theo định luật II Newton, vật sẽ có gia tốc. Nhưng nếu hiểu theo định luật I, vật sẽ giữ nguyên trạng thái chuyển động nếu hợp lực bằng 0. Nếu một lực ngừng tác dụng, hợp lực sẽ không còn bằng 0 nữa. Tuy nhiên, câu trả lời tiếp tục chuyển động thẳng đều chỉ đúng nếu hợp lực sau đó vẫn bằng 0. Câu hỏi có thể hơi tối nghĩa. Tuy nhiên, trong nhiều bài tập, khi nói chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của hai lực, người ta ngầm hiểu là hai lực đó cân bằng nhau. Khi một lực ngừng, vật sẽ chịu tác dụng của lực còn lại. Nhưng nếu chúng ta hiểu theo cách đơn giản nhất của định luật I, nếu không có lực nào tác dụng hoặc hợp lực bằng 0 thì vật sẽ duy trì trạng thái chuyển động. Nếu một lực ngừng tác dụng, thì có thể hợp lực còn lại vẫn bằng 0 (trường hợp hai lực bằng nhau về độ lớn, ngược chiều và tác dụng lên hai điểm khác nhau trên vật, nhưng vật vẫn quay). Nhưng phổ biến nhất, nếu vật đang chuyển động thẳng đều và một lực ngừng tác dụng, nó sẽ có xu hướng tiếp tục chuyển động theo quán tính. Xem xét lại định nghĩa: Vật đang chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của hai lực. Điều này có nghĩa là hợp lực của hai lực đó bằng 0. Nếu một trong hai lực ngừng tác dụng, thì hợp lực sẽ không còn bằng 0 nữa. Vật sẽ chịu tác dụng của lực còn lại và có gia tốc theo định luật II Newton. Tuy nhiên, nếu câu hỏi muốn kiểm tra hiểu biết về quán tính như là xu hướng duy trì trạng thái, thì việc nó tiếp tục chuyển động là đúng. Nhưng nó sẽ KHÔNG còn thẳng đều nữa. Có thể có lỗi trong câu hỏi hoặc các lựa chọn. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh vật lý cơ bản, khi một lực ngừng tác dụng, vật sẽ tiếp tục chuyển động theo quán tính. Phát biểu chuyển động thẳng đều là trạng thái ban đầu. Khi một lực ngừng, trạng thái đó sẽ thay đổi. Lựa chọn 2 là tiếp tục chuyển động thẳng đều theo hướng ban đầu. Điều này chỉ đúng nếu hợp lực còn lại vẫn bằng 0. Nếu ban đầu có hai lực cân bằng, và một lực bị triệt tiêu, thì vật sẽ chịu tác dụng của lực còn lại. Tuy nhiên, nếu câu hỏi nhấn mạnh vào quán tính, thì vật có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động. Câu hỏi này có thể gây nhầm lẫn. Tuy nhiên, nếu ta coi đây là một tình huống đơn giản hóa, và vật đang chuyển động thẳng đều, thì theo quán tính, nó sẽ tiếp tục chuyển động theo hướng đó. Nhưng nếu xét định luật II, nó sẽ có gia tốc. Giả sử câu hỏi muốn kiểm tra hiểu biết về quán tính. Vật có xu hướng duy trì trạng thái chuyển động. Kết luận: Vật sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều theo hướng ban đầu.

Theo định luật I Newton, nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng không (tức là các lực cân bằng nhau), thì vật sẽ giữ nguyên trạng thái chuyển động của nó. Điều này có nghĩa là nếu vật đang đứng yên thì nó sẽ tiếp tục đứng yên, còn nếu vật đang chuyển động với vận tốc không đổi thì nó sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc không đổi đó (chuyển động thẳng đều). Kết luận: Hoặc đứng yên, hoặc chuyển động thẳng đều.

Định luật II Newton có biểu thức là $\vec{F} = m\vec{a}$. Trong đó $\vec{F}$ là hợp lực tác dụng lên vật, $m$ là khối lượng của vật, và $\vec{a}$ là gia tốc của vật. Định luật này mô tả mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc. Kết luận: Lực, khối lượng và gia tốc.

Khi một vật đang đứng yên và có lực tác dụng lên nó nhưng nó vẫn đứng yên, điều đó có nghĩa là hợp lực tác dụng lên vật bằng không. Lực ma sát nghỉ là lực chống lại xu hướng chuyển động của vật. Trong trường hợp này, lực ma sát nghỉ có độ lớn bằng với lực đẩy và ngược chiều với lực đẩy để giữ cho vật đứng yên. Vì lực đẩy là $100$ N và vật không di chuyển, lực ma sát nghỉ phải có độ lớn là $100$ N. Kết luận: $100$ N.

Theo định luật II Newton, $\vec{F} = m\vec{a}$. Nếu có một lực không đổi $\vec{F}$ tác dụng lên vật có khối lượng $m$ không đổi, và không có lực cản nào khác (như ma sát), thì vật sẽ thu được một gia tốc không đổi $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$. Gia tốc không đổi làm cho vận tốc của vật thay đổi đều theo thời gian, tức là vật chuyển động nhanh dần đều (nếu lực cùng chiều với vận tốc ban đầu) hoặc chậm dần đều (nếu lực ngược chiều với vận tốc ban đầu). Nếu thùng hàng bắt đầu từ trạng thái đứng yên và được đẩy, nó sẽ chuyển động nhanh dần đều. Kết luận: Chuyển động nhanh dần đều.

Khi người đó đẩy tấm ván trượt về phía sau (lực hành động), tấm ván trượt tác dụng trở lại người đó một lực có cùng độ lớn và ngược chiều (lực phản ứng), đẩy người đó về phía trước. Đây là minh chứng rõ ràng cho định luật III Newton về hành động và phản ứng. Định luật I nói về quán tính, định luật II nói về mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc. Kết luận: Định luật III Newton.

Giả sử lực phanh là $F$ (không đổi) và khối lượng xe là $m$ (không đổi). Theo định luật II Newton, gia tốc của xe khi phanh là $a = -F/m$ (dấu âm chỉ chuyển động chậm dần). Vận tốc cuối cùng là $v_f = v_i + at$. Khi xe dừng lại, $v_f = 0$. Vậy $0 = v_i + at$, suy ra $t = -v_i/a = v_i / (F/m) = (m/F)v_i$. Trong trường hợp đầu, $v_i = v$ và $t = \Delta t$. Vậy $\Delta t = (m/F)v$. Trong trường hợp thứ hai, $v_i = 2v$. Thời gian để dừng lại là $t = (m/F)(2v) = 2 imes (m/F)v = 2\Delta t$. Kết luận: $2\Delta t$.

Theo định luật III Newton (định luật hành động và phản ứng), khi một vật (chân) tác dụng lên một vật khác (quả bóng) một lực, thì vật thứ hai (quả bóng) cũng tác dụng trở lại vật thứ nhất (chân) một lực có cùng độ lớn, ngược chiều và cùng giá. Lực này gọi là lực phản ứng. Kết luận: Quả bóng tác dụng trở lại chân một lực có độ lớn bằng nhau và ngược chiều.

Theo định luật I Newton, nếu một vật đang chuyển động với vận tốc không đổi (bao gồm cả trường hợp vận tốc bằng không, tức là đứng yên), thì hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật phải bằng không. Điều này có nghĩa là các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau. Chuyển động với vận tốc không đổi bao gồm cả chuyển động thẳng đều và đứng yên. Kết luận: Hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật bằng không.

Định luật III Newton, còn gọi là định luật hành động và phản ứng, phát biểu rằng: Mọi tác dụng đều có một phản tác dụng tương đối. Nghĩa là, khi vật A tác dụng lên vật B một lực (lực hành động), thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực (phản lực) có cùng độ lớn, ngược chiều và cùng giá. Các lực này luôn xuất hiện theo cặp và tác dụng vào hai vật khác nhau. Kết luận: Khi một vật tác dụng lên vật thứ hai một lực, thì vật thứ hai cũng tác dụng trở lại vật thứ nhất một lực có cùng độ lớn, ngược chiều và cùng giá.

Theo định luật II Newton, hợp lực tác dụng lên vật bằng tích của khối lượng và gia tốc của vật: $\vec{F} = m\vec{a}$. Từ đó, ta có thể tính độ lớn của gia tốc là $a = F/m$. Với $F = 10$ N và $m = 2$ kg, ta có $a = 10 \text{ N} / 2 \text{ kg} = 5 \text{ m/s}^2$. Kết luận: $5$ m/s$^2$.

Quán tính là một thuộc tính của vật chất, là xu hướng duy trì trạng thái chuyển động hoặc đứng yên. Quán tính không phải là lực. Lực là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động. Khối lượng là thước đo mức quán tính của vật. Do đó, phát biểu quán tính là một dạng của lực là sai. Kết luận: Quán tính là một dạng của lực.

Hiện tượng này là do quán tính của hành khách. Khi xe đang chuyển động với vận tốc nào đó, hành khách cũng có vận tốc tương ứng. Khi xe đột ngột tăng tốc, xe chuyển động nhanh hơn. Theo quán tính, hành khách có xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động ban đầu (vận tốc cũ). Do xe đã tăng tốc về phía trước, hành khách sẽ có cảm giác bị xô về phía sau so với xe. Kết luận: Phía sau xe.

Theo định luật III Newton, khi chân bạn tác dụng một lực xuống sàn (lực hành động), sàn nhà sẽ tác dụng trở lại chân bạn một lực phản ứng có cùng độ lớn, ngược chiều và cùng giá. Lực này giúp bạn bật lên. Kết luận: Bằng độ lớn, ngược chiều và tác dụng vào chân bạn.

Động cơ tên lửa đẩy khí ra ngoài theo hướng xuống dưới. Lực đẩy của động cơ lên tên lửa (hành động) là kết quả của việc khí bị đẩy ra. Theo định luật III Newton, lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng trở lại động cơ tên lửa. Lực này có cùng độ lớn, ngược chiều với lực đẩy của động cơ, và tác dụng vào khí thải. Cụ thể, động cơ đẩy khí xuống, khí thải bị đẩy ra ngoài. Lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng lên động cơ, hướng lên trên. Tuy nhiên, câu hỏi hỏi về lực phản ứng của lực đẩy của động cơ. Lực đẩy của động cơ là lực tác dụng lên khí. Lực phản ứng là lực mà khí tác dụng ngược lại lên động cơ. Nếu lực đẩy của động cơ hướng lên, đó là lực tác dụng lên khí. Vậy lực phản ứng là lực khí tác dụng lên động cơ, hướng xuống. Tuy nhiên, cách diễn đạt lực đẩy của động cơ tên lửa hướng lên trên ám chỉ lực tác dụng lên tên lửa. Lực này sinh ra do việc động cơ phụt khí ra ngoài. Động cơ phụt khí ra ngoài theo hướng xuống. Lực mà khí tác dụng lên động cơ là hướng lên. Lực mà động cơ tác dụng lên khí là hướng xuống. Lực phản ứng của lực đẩy của động cơ (lực tác dụng lên khí) là lực mà khí tác dụng lên động cơ. Nếu lực đẩy hướng lên, thì đó là lực tác dụng lên khí. Lực mà khí tác dụng trở lại động cơ là lực hướng xuống. Câu hỏi này có thể gây nhầm lẫn về lực đẩy của động cơ. Thông thường, lực đẩy là lực tác dụng lên tên lửa do khí phụt ra. Lực này hướng lên. Lực phản ứng với lực này là lực mà khí tác dụng lên tên lửa, hướng xuống. Tuy nhiên, cách diễn đạt phổ biến hơn là động cơ phụt khí xuống dưới, và khí phụt ra tác dụng lực lên động cơ theo hướng lên. Nếu lực đẩy của động cơ tên lửa hướng lên trên là lực mà động cơ tác dụng lên khí, thì lực phản ứng là lực mà khí tác dụng lên động cơ, hướng xuống. Tuy nhiên, hiểu theo cách thông thường: động cơ phụt khí xuống, lực phản ứng là lực đẩy của khí lên tên lửa. Nhưng câu hỏi hỏi lực phản ứng của lực đẩy. Nếu lực đẩy là lực tác dụng lên tên lửa, thì lực phản ứng là lực tác dụng lên khí. Lực đẩy của động cơ là lực mà động cơ tác dụng lên khí thải. Lực này hướng xuống. Lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng trở lại động cơ, hướng lên. Nếu câu hỏi ám chỉ lực đẩy là lực mà tên lửa tác dụng lên khí thải, thì lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng lên tên lửa. Lực đẩy của động cơ là lực mà động cơ tác dụng lên khí thải, hướng xuống. Lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng lên động cơ, hướng lên. Nhưng nếu hiểu lực đẩy của động cơ tên lửa hướng lên trên là lực mà khí thải tác dụng lên tên lửa, thì lực phản ứng là lực mà tên lửa tác dụng lên khí thải, hướng xuống. Tuy nhiên, nguyên lý hoạt động của tên lửa là động cơ phụt khí ra ngoài theo hướng nào thì phản lực sẽ đẩy tên lửa theo hướng ngược lại. Động cơ phụt khí ra ngoài theo hướng xuống dưới. Do đó, lực phản ứng (lực đẩy của tên lửa) hướng lên trên. Nhưng câu hỏi là lực phản ứng của lực đẩy. Nếu lực đẩy là lực mà tên lửa tác dụng lên khí, thì lực phản ứng là lực mà khí tác dụng lên tên lửa. Lực đẩy của động cơ là lực mà động cơ tác dụng lên khí thải, hướng xuống. Lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng lên động cơ, hướng lên. Tuy nhiên, lựa chọn 2 lại là hướng xuống và tác dụng vào khí thải. Điều này có vẻ mâu thuẫn với định luật III. Lực đẩy (hành động) là lực tác dụng lên khí thải, hướng xuống. Lực phản ứng là lực tác dụng lên động cơ, hướng lên. Có thể câu hỏi đang hỏi về lực tác dụng của khí thải lên động cơ. Lực đẩy của động cơ là lực tác dụng lên khí, khiến khí phụt ra. Lực này hướng xuống. Lực phản ứng là lực mà khí thải tác dụng ngược trở lại lên động cơ, hướng lên. Nếu câu hỏi là Lực đẩy của động cơ tên lửa lên khí thải là gì?, thì đó là lực hướng xuống. Nhưng câu hỏi là lực phản ứng của lực đẩy. Nếu lực đẩy là lực tác dụng lên khí thải, thì lực phản ứng là lực tác dụng lên động cơ. Động cơ phụt khí xuống, lực tác dụng lên khí là xuống. Lực phản ứng là lực khí tác dụng lên động cơ, hướng lên. Có sự nhầm lẫn trong câu hỏi hoặc các lựa chọn. Tuy nhiên, nếu hiểu lực đẩy của động cơ tên lửa hướng lên trên là lực tác dụng lên tên lửa, thì lực phản ứng là lực tác dụng lên khí thải, hướng xuống. Vậy lực phản ứng của lực đẩy (hướng lên) là lực hướng xuống tác dụng vào khí thải. Kết luận: Hướng xuống dưới và tác dụng vào khí thải.