Lý thuyết và các dạng bài tập ba định luật Newton

Lý thuyết và bài tập ba định luật Newton

Lý thuyết và các dạng bài tập ba định luật Newton giúp các bạn nắm và ghi nhớ sâu nội dung bài học để từ đó có thể vận dụng giải các dạng bài tổng hợp, mở rộng, nâng cao khác. Mời các bạn tham khảo.

• Lý thuyết và bài tập Vật lý 10 - Các định luật bảo toàn
• Bảng tổng hợp các định luật chương chất khí

A. KIẾN THỨC CƠ BẢN:

I) Lực và biểu diễn lực tác dụng:

1, Tổng hợp lực _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} thì hợp lực _{\(\overrightarrow{F}\)}:

+ Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng:

_{\(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} với _{\({{F}^{2}}={{F}_{1}}^{2}+{{F}_{2}}^{2}+2.{{F}_{1}}.{{F}_{2}}.\cos \alpha ;{{F}_{1}}+{{F}_{2}}\ge F\ge \left| {{F}_{1}}-{{F}_{2}} \right|\)}

Khi _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}}\)} và _{\(\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} cùng phương, cùng chiều _{\(\left( \alpha ={{0}^{0}} \right)\)}thì _{\(F={{F}_{1}}+{{F}_{2}}\)}

Khi _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}}\)} và _{\(\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} cùng phương, ngược chiều thì \(F=\left| {{F}_{1}}-{{F}_{2}} \right|\)

Khi _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}}\)} và _{\(\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} vuông góc với nhau _{\(\left( \alpha ={{90}^{0}} \right)\)} thì _{\(F=\sqrt{{{F}_{1}}^{2}+{{F}_{2}}^{2}}\)}

Điều kiện cân bằng của chất điểm: _{\(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+\overrightarrow{{{F}_{3}}}+...+\overrightarrow{{{F}_{n}}}=\overrightarrow{0}\)}

2. Phân tích lực _{\(\overrightarrow{F}\)} thành hai lực thành phần _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)}:

Chọn hai phương cần phân tích _{\(\overrightarrow{F}\)} thành _{\(\overrightarrow{{{F}_{1}}},\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} lên: _{\(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}\)} dựng theo quy tắc hình bình hành

II) Ba định luật Niu Tơn:

1) Định luật I Niu Tơn (Định luật quán tính):

\(\overrightarrow{F}=\overrightarrow{0}\Rightarrow \overrightarrow{a}=\overrightarrow{0}\Rightarrow v = 0\) và \(\overrightarrow{v}\) không đổi

Chú ý: Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì _{\(\overrightarrow{F}={{\overrightarrow{F}}_{hl}}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+...+{{\overrightarrow{F}}_{n}}\)}

2) Định luật II Niu Tơn (Gia tốc):

+ Biểu thức dạng véc tơ gia tốc: _{\(\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}\Rightarrow \overrightarrow{F}=m.\overrightarrow{a}\)}

+ Biểu thức tính độ lớn gia tốc: _{\(a=\frac{F}{m}\Rightarrow F=m.a\)}

Chú ý: Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì _{\(\overrightarrow{F}={{\overrightarrow{F}}_{hl}}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+...+{{\overrightarrow{F}}_{n}}=m.\overrightarrow{a}\)}

3) Định luật III Niu Tơn (Tương tác):

+ Vật _{\({{m}_{1}}\)} tương tác với _{\({{m}_{2}}\)} thì: _{\({{\overrightarrow{F}}_{12}}=-{{\overrightarrow{F}}_{21}}\)}

+ Biểu thức độ lớn: _{\({{F}_{21}}={{F}_{12}}\Leftrightarrow {{m}_{1}}.{{a}_{1}}={{m}_{2}}.{{a}_{2}}\Rightarrow {{m}_{2}}\frac{\left| \Delta {{v}_{2}} \right|}{\Delta {{t}_{1}}}={{m}_{1}}\frac{\left| \Delta {{v}_{1}} \right|}{\Delta {{t}_{2}}}\)}

B. Bài tập

* Phương pháp động lực học:

Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.

Bước 2: Chọn hệ quy chiếu (Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vuông góc với phương chuyển động).

Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ (phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc).

Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn. (Nếu có lực phân tích thì sau đó viết lại phương trình lực và thay thế 2 lực phân tích đó cho lực ấy luôn).

_{\({{\overrightarrow{F}}_{hl}}=\sum\limits_{i=1}^{n}{\overrightarrow{{{F}_{i}}}}=\overrightarrow{{{F}_{1}}}+\overrightarrow{{{F}_{2}}}+...+{{\overrightarrow{F}}_{n}}=m.\overrightarrow{a}\)}(*) (tổng tất cả các lực tác dụng lên vật).

Bước 5: Chiếu phương trình lực (*) lên các trục tọa độ Ox, Oy ta có:

Ox: _{\({{F}_{1x}}+{{F}_{2x}}+...+{{F}_{nx}}=ma\)} (1)

Oy: \({{F}_{1y}}+{{F}_{2y}}+...+{{F}_{ny}}=0\) (2)

Phương pháp chiếu:

+ Nếu lực vuông góc với phương chiếu thì độ lớn đại số của F lên phương đó bằng 0

+ Nếu lực song song với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương đó bằng:

TH1: F cùng hướng với chiều dương của phương chiếu:

TH2: F ngược hướng với chiều dương của phương chiếu:

Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm

(Còn tiếp)

Mời bạn đọc tải tài liệu tham khảo đầy đủ!