Khởi động trang 67 Vật Lí 10: 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 trang 67 Vật Lí 10: 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. Lực làm cho thanh nam châm dịch chuyển lại gần thanh sắt là lực tương tác giữa thanh sắt và nam châm: cụ thể là lực hút của thanh sắt.
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.
- Ở thí nghiệm 16.1a, ta thấy khi nam châm tác dụng lực hút lên sắt thì nam châm cũng bị sắt tác dụng lại một lực hút và kéo nam châm lại gần phía sắt.
- Ở thí nghiệm 16.1b, ta thấy lò xo khi chịu tác dụng của lực nén do 2 xe bị buộc bởi sợi dây thì nó đồng thời tác dụng lực đẩy lên 2 xe, làm chúng di chuyển về hai phía khác nhau khi sợi dây bị đốt.
⇒ Lực không tồn tại riêng lẻ. Các lực hút hoặc đẩy luôn xuất hiện thành từng cặp giữa hai vật.
II. Các đặc điểm của lực và phản lực
Câu hỏi 1 trang 67 Vật Lí 10: Cặp lực và phản lực có những đặc điểm gì?
Lời giải:
Cặp lực và phản lực có những đặc điểm:
- Điểm đặt trên 2 vật khác nhau.
- Cùng phương.
- Ngược chiều.
- Cùng độ lớn.
Câu hỏi 2 trang 67 Vật Lí 10: 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 trang 67 Vật Lí 10: Hãy chỉ rõ điểm đặt của mỗi lực trong mỗi cặp lực ở Hình 16.2 a, b.
Lời giải:
Trong hình 16.2 a,b: Lực FAB có điểm đặt tại vật B, lực FBA có điểm đặt tại vật A.
Câu hỏi 1 trang 68 Vật Lí 10: 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 Q và mặt bàn tác dụng lên quyển sách một phản lực N.
b) Cặp lực và phản lực: khi búa đóng vào đinh thì lực F1 do búa tác dụng vào đinh và phản lực F2 do đinh tác dụng lại vào búa.
Câu hỏi 2 trang 68 Vật Lí 10: Quyển sách nằm yên có phải là kết quả của sự cân bằng giữa lực và phản lực hay không?
Lời giải:
Lực và phản lực không cân bằng nhau do điểm đặt của hai lực này ở trên hai vật khác nhau: lực ép có điểm đặt tại mặt bàn còn phản lực có điểm đặt tại quyển sách.
⇒ Quyển sách nằm yên không phải là kết quả của sự cân bằng giữa lực và phản lực.
Câu hỏi 3 trang 68 Vật Lí 10: 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 vào đinh và phản lực của đinh tác dụng lên búa có đặc điểm:
- Điểm đặt trên hai vật khác nhau.
- Cùng phương.
- Ngược chiều.
- Cùng độ lớn.
Hoạt động 1 trang 68 Vật Lí 10: 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 trang 68 Vật Lí 10: 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:
- Khi ta bước ra khỏi thuyền, chân ta tác dụng lực F1 lên thuyền thì thuyền cũng tác dụng lực F2
lên chân, thuyền và người chuyển động ngược hướng nhau, cả hai lực cùng là lực đẩy giúp thuyền bị đẩy lùi về phía sau và người tiến lên phía trước.
⇒ Hai lực xuất hiện đồng thời, cùng độ lớn, ngược chiều và đặt vào hai vật khác nhau, hai lực cùng loại.
- Bóng bay đến đập vào tường, bóng tác dụng lên tường một lực thì tường cũng tác dụng ngược lại một lực vào bóng, hai lực xuất hiện đồng thời, cùng độ lớn, ngược chiều và đặt vào hai vật khác nhau nên làm bóng bay ngược lại, tường đứng yên do nó rất vững chãi.
Các cặp lực này có đặc điểm:
- 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.
Câu hỏi trang 68 Vật Lí 10: 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:
Lực do ô tô tác dụng lên mặt đường có độ lớn bằng lực mà mặt đường đẩy ô tô nhưng chúng không khử nhau vì điểm đặt của hai lực này khác nhau.
Em có thể trang 68 Vật Lí 10: 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.
