Giải bài 1,2,3 ,4,5,6 ,7 trang 69,70 SGK Lý 10: Lực hấp dẫn. Định luận vạn vật hấp dẫn

Tóm tắt lý thuyết và giải bài tập 1,2,3 ,4 trang 69; bài 4,5,6,7 trang 70 SGK Vật Lý 10: Lực hấp dẫn. Định luận vạn vật hấp dẫn 

A. Tóm Tắt Lý Thuyết: Lực hấp dẫn. Định luận vạn vật hấp dẫn

I. Lực hấp dẫn

Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.

II. Định luật vạn vật hấp dẫn

1. Định luật: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

2. Công thức:  

Trong đó m₁, m₂ là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng; G = 6,67.10^-11 Nm²/kg² gọi là hắng số hấp dẫn.

III. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn.

+ Trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. Trọng lực đặt vào một điểm đặc biệt của vật, gọi đó là trọng tâm của vật.

– Độ lớn của trọng lực tính như sau:

Trong đó m là khối lượng của vật, M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất; h là độ cao của vật so với mặt đất.

B. Giải bài tập trang 69,70 SGK Vật Lý lớp 10: Lực hấp dẫn. Định luận vạn vật hấp dẫn

Bài 1 trang 69 SGK Vật Lý 10

Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và viết hệ thức của lực hấp dẫn?

Đáp án và hướng dẫn giải bài 1:

1. Định luật: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

2. Công thức:  

Trong đó m₁, m₂ là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng; G = 6,67.10^-11 Nm²/kg² gọi là hắng số hấp dẫn.

Bài 2 trang 69 SGK Vật Lý 10

Nêu định nghĩa trọng tâm của vật?

Đáp án và hướng dẫn giải bài 2:

Trọng tâm của vật là điểm đặt của vectơ trọng lực của vật

Bài 3 trang 69 SGK Vật Lý 10

Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao lại càng giảm?

Đáp án và hướng dẫn giải bài 3:

lực hấp dẫn giữa hai vật: F = G.Mm/d²
trong đó M,m,d là khối lượng và khoảng cách giữa hai vật, G là hằng số
————
Vật có khối lượng m nhỏ hơn nhiều so với trái đất, ta xem lực tác dụng của trái đất lên vật là F = P = mg gọi là trọng lực

* Vật ở gần mặt đất: d = R (bán kính trái đất)
P = mg = G.Mm/R² (1)

* Vật ở độ cao h => cách tâm trái đất: d = R+h
P’ = mg’ = G.Mm/(R+h)² (2)

lấy (2) chia (1)

g’ / g = R² / (R+h)²

gia tốc trọng trường tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ vật đến tâm trái đất

Khi h càng lớn (càng lên cao) thì g càng giảm…

P = mg, nên khi g giãm => P giảm

Bài 4 trang 69 SGK Vật Lý 10

Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bạn kính của Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?

A. 1 N

B. 2,5 N

C. 5N

D. 10N

Đáp án và hướng dẫn giải bài 4:

Ta có độ lớn của trọng lực (trọng lực)

Ở độ cao cách tâm Trái Đất một đoạn 2R  => h = R

Chọn đáp án: B

Bài 5 trang 70 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 cái cân có khối lượng của một quả cân có khối lượng 20g.

A. Lớn hơn

B. Bằng nhau

C. Nhỏ hơn

D. Chưa thể biết.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 5:

Trọng lượng của quả cân;

P = mg = 2.10-² .10 = 2.10^-1 N

P > F_hd

Chọn C.

Bài 6 trang 70 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. 10⁷m, khối lượng của Mặt Trăng m = 7,37.10²² kg, khối lượng của Trái Đất M = 6,0.10²⁴kg

Đáp án và hướng dẫn giải bài 6:

Áp dụng công thức:

F_hd =  0,20425.10^-21  ≈  2,04.10²⁰ (N)

Bài 7 trang 70 SGK Vật Lý 10

Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75kg khi người đó ở

a) Trên Trái Đất (lấy g = 9,8 m/s²)

b) Trên Mặt Trăng (lấy g_mt = 1,70 m/s²)

c) Trên Kim Tinh (lấy g_kt = 8,7m/s²)

Đáp án và hướng dẫn giải bài 7:

Áp dụng công thức : P = mg

a) Trên Trái Đất : P = 75 x 9,8 = 735N

b) Trân Mặt Trăng: P = 75 x 1,7 = 127,5N

c) Trên Kim Tinh: P = 75 x 8,7 = 652,5N