Vận dụng định luật 2 để giải các bài tập đơn giản lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Vận dụng định luật 2 để giải các bài tập đơn giản lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Vận dụng định luật 2 để giải các bài tập đơn giản.

Vận dụng định luật 2 để giải các bài tập đơn giản lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Nội dung định luật: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

$\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}$

Trong đó:

+ $\overrightarrow{F}$ là lực tác dụng lên vật, đơn vị N;

+ m là khối lượng của vật, đơn vị kg;

+ $\overrightarrow{a}$ là gia tốc, đơn vị m/s².

- Khối lượng trong định luật 2 Newton còn được gọi là khối lượng quán tính.

- Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, không đổi đối với mỗi vật và có tính chất cộng được.

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Pininfarina Battista 2020 đang là siêu xe tăng tốc nhanh nhất thế giới khi chỉ mất 1,9 giây để đạt vận tốc 100 km/h có khối lượng khoảng 1996 kg. Lực để tạo ra gia tốc này là bao nhiêu?

A. 9141,6 N.

B. 2141,6 N.

C. 2941,6 N.

D. 29141,6 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Đổi đơn vị: 100 km/h = 27,8 m/s;

Gia tốc của xe đua: $a=\frac{v_2-v_1}{t}$$=\frac{27,8-0}{1,9}\approx 14,6m/s^2$

Lực để tạo ra gia tốc đó: $F=ma=1996.14,6=29141,6N$

Ví dụ 2: Sau khi chịu tác dụng của một lực có độ lớn 4 N, một vật đang đứng yên chuyển động với gia tốc là 5 m/s². Khối lượng của vật đó là:

A. 9 kg.

B. 1 kg.

C. 20 kg.

D. 0,8 kg.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có: $a=\frac{F}{m}\Rightarrow m$$=\frac{F}{a}=\frac{4}{5}=0,8\text{ kg}$

Vậy khối lượng của vật là 0,8 kg.

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Độ lớn gia tốc của một vật có khối lượng xác định có mối quan hệ như thế nào với độ lớn của lực gây ra gia tốc cho vật?

A. Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng.

B. Gia tốc tỉ lệ nghịch với lực tác dụng.

C. Gia tốc tỉ lệ với bình phương của lực tác dụng.

D. Gia tốc tỉ lệ với căn bậc hai của lực tác dụng.

Đáp án đúng là: A

Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng: $a=\frac{F}{m}$

Bài 2: Một ô tô khối lượng 900 kg đang đi với vận tốc 20 m/s thì người lái xe nhìn thấy đèn giao thông chuyển màu đỏ ở phía trước. Để xe giảm tốc độ và dừng lại sau 10 s thì độ lớn lực hãm khi phanh ô tô phải là bao nhiêu?

A. 1800 N.

B. – 1800 N.

C. 180 N.

D. 18000 N.

Đáp án đúng là: A

Giá trị a của gia tốc mà ô tô cần có để giảm tốc và dừng lại sau 10 s là:

$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{0-20}{10-0}=-2m/s^2$

Giá trị lực hãm khi phanh là: $F=ma=900.\left(-2\right)=-1800N$

Độ lớn lực hãm là 1800 N. Dấu “-“ thể hiện lực ngược chiều chuyển động, gây ra gia tốc ngược hướng vận tốc.

Bài 3: Hợp lực có độ lớn 1000 N tác dụng lên một vật có khối lượng 500 kg. Gia tốc chuyển động của vật gây ra bởi hợp lực này là

A. 5 m/s².

B. - 5 m/s².

C. 0,5 m/s².

D. 2 m/s².

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: $a=\frac{F}{m}=\frac{1000}{500}=2m/s^2$

Bài 4: Một vật có khối lượng m, chịu hợp lực tác dụng F thì chuyển động với gia tốc a. Nếu tăng độ lớn hợp lực tác dụng lên 2 lần đồng thời giảm khối lượng vật 2 lần thì khi đó vật chuyển động với gia tốc như thế nào?

A. tăng 2 lần.

B. giảm 2 lần.

C. không đổi.

D. tăng 4 lần.

Đáp án đúng là: D

Độ lớn hợp lực tăng 2 lần: $F\text{'}=2F$

Khối lượng giảm 2 lần: $m\text{'}=\frac{m}{2}$

Gia tốc mới: $a\text{'}=\frac{F\text{'}}{m\text{'}}=\frac{2F}{\frac{m}{2}}$$=4\frac{F}{m}=4a$

Bài 5: Một quả bóng có khối lượng 250 g đang nằm yên trên mặt đất thì bị một cầu thủ đá bằng một lực 500 N. Bỏ qua mọi ma sát. Gia tốc mà quả bóng thu được là:

A. 2 m/s².

B. 0,002 m/s².

C. 0,5 m/s².

D. 2000 m/s².

Đáp án đúng là: D

Đổi đơn vị: 250 g = 0,25 kg

Gia tốc mà quả bóng thu được là: $a=\frac{F}{m}=\frac{500}{0,25}=2000{\text{ m/s}}^2$

Bài 6: Một chiếc xe có khối lượng 100 kg đang chạy với vận tốc 54 km/h thì hãm phanh. Biết lực hãm có độ lớn là 450 N. Quãng đường từ khi hãm phanh đến lúc dừng lại hẳn là:

A. 14,45 m.

B. 20 m.

C. 10 m.

D. 30 m.

Đáp án đúng là: A

Đổi đơn vị: 54 km/h = 15 m/s

Do xe hãm phanh nên lực hãm có giá trị âm (ngược hướng chuyển động).

Gia tốc của xe là: $a=\frac{F}{m}=\frac{-450}{100}=-4,5{\text{ m/s}}^2$

Quãng đường từ khi hãm phanh đến lúc dừng lại hẳn là:

$v^2-{v_0}^2=2as\Rightarrow s$$=\frac{v^2-{v_0}^2}{2a}=\frac{0^2-{\left(15\right)}^2}{2.\left(-4,5\right)}=25\text{ m}$

Bài 7: Một mẫu xe điện có thời gian tăng tốc trong thử nghiệm là từ 0 km/h đến 97 km/h trong 1,98 s. Hãy tính độ lớn của lực tạo ra gia tốc đó. Biết khối lượng xe là 2 tấn.

A. 27,26.10³ N.

B. 27,26 N.

C. 97,97.10³ N.

D. 97,97 N.

Đáp án đúng là: A

97 km/h ≈ 27 m/s

2 tấn = 2.10³ kg

Gia tốc của xe là: $a=\frac{v_2-v_1}{\Delta t}=\frac{27-0}{1,98}$$=\frac{27}{1,98}\approx {\text{ 13,63 m/s}}^2$

Độ lớn của lực tạo nên gia tốc đó là:$F=ma={2.10}^3\text{.13,63 }$${= 27260 = 27,26.10}^{3}N$

Bài 8: Dưới tác dụng của một lực 20 N thì một vật chuyển động với gia tốc 0,4 m/s². Nếu tác dụng vào vật này một lực 50 N thì vật này chuyển động với gia tốc bằng:

A. 0,5 m/s².

B. 1 m/s².

C. 2 m/s².

D. 4 m/s².

Đáp án đúng là: B

Độ lớn gia tốc của một vật có khối lượng xác địnhlệ thuận với độ lớn của lực gây ra gia tốc cho vật. Nên: $\frac{F_1}{F_2}=\frac{a_1}{a_2}\Rightarrow a_2$$=\frac{F_2.a_1}{F_1}=\frac{50.0,4}{20}=1{\text{ m/s}}^2$

Bài 9: Một lực F₁ tác dụng lên vật có khối lượng m₁ làm cho vật chuyển động với gia tốc a₁. Lực F₂ tác dụng lên vật có khối lượng m₂ làm cho vật chuyển động với gia tốc a₂. Biết $F_2=\frac{F_1}{3}$ và $m_1=\frac{2m_2}{5}$ thì $\frac{a_2}{a_1}$ bằng

A. $\frac{2}{15}.$

B. $\frac{6}{5}.$

C. $\frac{11}{5}.$

D. $\frac{5}{6}$

Đáp án đúng là: A

$F_2=\frac{F_1}{3}\Rightarrow F_1=3F_2$

Ta có: $a=\frac{F}{m}\Rightarrow \frac{a_2}{a_1}=\frac{F_2}{m_2}.\frac{m_1}{F_1}$$=\frac{F_2}{m_2}.\frac{\frac{2.m_2}{5}}{3F_2}=\frac{2}{15}$

Bài 10: Một lực có độ lớn 2 N tác dụng vào một vật có khối lượng 1 kg lúc đầu đứng yên. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2 s là:

A. 2 m.

B. 0,5 m.

C. 4 m.

D. 1 m.

Đáp án đúng là: C

Gia tốc của vật: $a=\frac{F}{m}=2{\text{ m/s}}^2$

Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2s là:

$s=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$$=0+\frac{{2.2}^2}{2}=4\text{ m}$

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

• Vận dụng định luật 1 đề giải thích một số hiện tượng
• Vận dụng định luật 3 đề giải thích các hiện tượng
• Tính trọng lực của các vật
• Tính lực căng
• Xác định đặc điểm định tính của các loại lực ma sát
• Vận dụng công thức để tính lực ma sát trong các bài toán đơn giản

Để học tốt lớp 10 các môn học sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---