Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 11 : Lực hấp dẫn - Định luật vạn vật hấp dẫn
Mời các em học sinh cùng tham khảo nội dung giải bài 11 SGK Vật Lý 10 dưới đây. Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em rèn luyện phương pháp giải bài tập về Lực hấp dẫn và Định luật vạn vật hấp dẫn.
Mục lục nội dung
1. Giải bài 1 trang 69 SGK Vật lý 10
Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và viết hệ thức của lực hấp dẫn.
Phương pháp giải
- Định luật vạn vật hấp dấn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm .... giữa chúng.
- Hệ thức: \({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
Hướng dẫn giải
- Định luật vạn vật hấp dấn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khổi lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
- Hệ thức: \({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
- Trong đó:
+ G là hằng số hấp dẫn
+ Có giá trị G = 6,67.10-11 N.m2/kg2
2. Giải bài 2 trang 69 SGK Vật lý 10
Nêu định nghĩa trọng tâm của vật.
Phương pháp giải
Để trả lời câu hỏi này cần nắm được định nghĩa trọng tâm của vật
Hướng dẫn giải
Trọng tâm của một vật là điểm đặt của trọng lực của vật đó.
3. Giải bài 3 trang 69 SGK Vật lý 10
Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao thì càng giảm.
Phương pháp giải
- Áp dụng công thức:
\(g = \frac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
⇒ càng lên cao (h tăng) thì g càng giảm
- Áp dụng công thức:
\(P = G\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
⇒ càng lên cao (h tăng) thì P càng giảm
Hướng dẫn giải
- Công thức gia tốc rơi tự do:
\(g = \frac{{G.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
- Từ công thức trên ra thấy:
h tỉ lệ nghịch với g
⇒ càng lên cao (h tăng) thì g càng giảm.
- Trọng lượng của vật:
\(P = G\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
- Từ công thức trên ra thấy
h tỉ lệ nghịch với P
⇒ càng lên cao (h tăng) thì P càng giảm.
4. Giải bài 4 trang 69 SGK Vật lý 10
Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10 N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?
A. 1 N
B. 2,5 N
C. 5 N
D. 10 N
Phương pháp giải
- Áp dụng công thức
\(P = G\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
để tính trong lượng tại mặt đất và điểm cách tâm Trái Đất 2R
- Rút ra tỉ số: P = Po/4
Hướng dẫn giải
- Áp dụng công thức
\(P = G\frac{{m.M}}{{{{(R + h)}^2}}}\)
(h là khoảng cách từ vật tới mặt đất)
- Ta được:
+ Tại mặt đất (h = 0):
\({P_0} = G\frac{{m.M}}{{{R^2}}}\)
+ Tại độ cao h = R (cách tâm trái đất 2R), ta có:
\(P = G\frac{{m.M}}{{{{(R + R)}^2}}}\)
- Lập tỷ lệ ta được:
\(\frac{{{P_0}}}{P} = \frac{{G\frac{{m.M}}{{{R^2}}}}}{{G\frac{{m.M}}{{{{(R + R)}^2}}}}}\)
⇔ \(\frac{{{P_0}}}{P} = 4 \Rightarrow P = \frac{{{P_0}}}{4} = \frac{{10}}{4} = 2,5N\)
5. Giải bài 5 trang 69 SGK Vật lý 10
Hai tàu thủy, mỗi chiếc có khối lượng 50 000 tấn ở cách nhau 1 km. Lấy g=10 m/s2. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20 g.
A. Lớn hơn
B. Bằng nhau
C. Nhỏ hơn
D. Chưa thể biết
Phương pháp giải
- Áp dụng công thức:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\) để tính lực F
- Áp dụng công thức: P = mg để tính trọng lượng vật
Hướng dẫn giải
- Lực hấp dẫn giữa 2 chiếc tàu thủy:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
\( \Rightarrow F = {6,67.10^{ - 11}}\frac{{{{5.10}^7}{{.5.10}^7}}}{{{{({{10}^3})}^2}}} = 0,17N\)
- Trọng lượng quả cân là:
P = mg = 0,02.10= 0,2 N
- Vậy F < P
- Chọn đáp C.
6. Giải bài 6 trang 69 SGK Vật lý 10
Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực bằng bao nhiêu? Cho biết khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất là R = 38.107 m, khối lượng của Mặt Trăng m = 7,37.1022 kg, khối lượng của Trái Đất M = 6,0.1024 kg. Kích thước của Trái Đất và Mặt Trăng là rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng.
Phương pháp giải
Áp dụng công thức:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\) để tính lực F
Hướng dẫn giải
- Áp dụng công thức:
\({F_{hd}} = G\frac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)
- Ta được lực F là:
\(F = {6,67.10^{ - 11}}\frac{{{{7,37.10}^{22}}{{.6.10}^{24}}}}{{{{({{38.10}^7})}^2}}} = {2,0426.10^{20}}N\)
7. Giải bài 7 trang 69 SGK Vật lý 10
Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg khi người đó ở
a. trên Trái Đất (lấy g = 9,80 m/s2)
b. trên Mặt Trăng (lấy gmt = 1,70 m/s2)
c. trên Kim Tinh (lấy gkt = 8,7 m/s2).
Phương pháp giải
- Áp dụng công thức: P = mg để tính trọng lượng của vật
Hướng dẫn giải
a. Trọng lượng của nhà du hành ở trên Trái Đất là:
P = mg = 75.9,8 = 735 (N)
b. Trọng lượng của nhà du hành ở trên Mặt Trăng là:
Pmt = m.gmt = 75.1,70 = 127,5 (N)
c. Trọng lượng của nhà du hành ở trên Kim Tinh là:
Pkt = m.gkt = 75.8,7 = 652,5 (N)
Tham khảo thêm
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 9 : Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 10 : Ba định luật Niu-tơn
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 12 : Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 13 : Lực ma sát
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 14 : Lực hướng tâm
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 15 : Bài toán về chuyển động ném ngang