Công thức định luật II Newton và cách giải các dạng bài tập (2026) chi tiết nhất

Công thức định luật II Newton và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

I. Lý thuyết

1. Nội dung Định luật II Newton

Định luật II Niu – ton: 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.

2. Công thức Định luật II Newton

$\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m} \left(1\right)$

Trong đó:

+ F là độ lớn của lực (N)

+ m là khối lượng của vật (kg)

+ a là gia tốc của vật (m/s²)

- Từ công thức (1), ta có thể tìm được các lực tác dụng vào vật: $\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$

Trong trường hợp, vật chịu tác dụng của nhiều lực thì hợp lực: $\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+...+\overrightarrow{F_n}$

3. Mở rộng

- Từ công thức (1) ta có:

+ Vectơ gia tốc luôn cùng hướng với vectơ lực: $\overrightarrow{F}\uparrow \uparrow \overrightarrow{a}$

- Định luật I Niu – ton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

- Khối lượng là đại lượng vô hướng, đặc trưng cho mức quán tính của các vật.

- Mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng của một vật:

$\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{g}$

- Độ lớn trọng lực là trọng lượng: P = mg (N)

Trong đó:

+ P là trọng lượng của vật (N)

+ g là gia tốc rơi tự do, g = 9,8 m/s² hoặc g = 10 m/s².

+ m là khối lượng của vật (kg)

II. Bài tập vận dụng

Bài 1: Lấy một lực F truyền cho vật khối lượng m₁ thì vật có gia tốc là a₁ = 6m/s², truyền cho vật khối lượng m₂ thì vật có là a₂ = 4m/s². Hỏi lực F sẽ truyền cho vật có khối lượng m₃ = m₁ + m₂ thì vật có gia tốc là bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có theo định luật II newton F = ma => a = $\frac{F}{m}$

Với $m_1=\frac{F}{a_1}; m_2=\frac{F}{a_2}$

Với $a_3=\frac{F}{m_3}=\frac{F}{m_1+m_2}\Rightarrow a_3=\frac{F}{{\displaystyle \frac{F}{a_1}}+{\displaystyle \frac{F}{a_2}}}=\frac{a_1.a_2}{a_1+a_2}\Rightarrow a_3=\frac{6.4}{6+4}=2,4 m/s^2$

Bài 2: Một vật có khối lượng 250g bắt đàu chuyển động nhanh dần đều, nó đi được 1,2m trong 4s. Tính lực kéo, biết lực cản bằng 0,04N.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe

Theo định luật II newton ta có $\overrightarrow{F}+\overrightarrow{F_c}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu lên chiều dương ta có F - F_c = ma => F = ma + F_c (1)

Mà s = v₀t + $\frac{1}{2}$at² => 1,2 = 0.4 + $\frac{1}{2}$a.4² => a = 0,15m/s²

=> F = ma + F_c = 0,25.0,15 + 0,04 = 0,0775N

Bài 3: Tác dụng vào vật có khối lượng 5kg, đang đứng yên, một lực theo phương ngang thì vật này chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 1m/s². Độ lớn của lực này là:

A. 3N B. 4N

C. 5N D. 6N

Lời giải

Áp dụng định luật II Niutơn, ta có: F = ma = 5.1 = 5N

Đáp án: C

Bài 4: Một quả bóng m = 0,4kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với lực 300N. Thời gian chân tác dụng vào quả bóng là 0,015s. Tính tốc độ của quả bóng lúc bay đi.

A. 4,5m/s B. 18,75m/s

C. 11,25m/s D. 26,67m/s

Lời giải

+ Theo định luật II Niutơn, ta có: $a=\frac{F}{m}=750 m/s^2$

+ Chọn gốc thời gian là lúc chân cầu thủ chạm vào bóng

+ Phương trình vận tốc của vật: v = v₀ + at = 0 + 750.0,015 = 11,25m/s

Đáp án: C

III. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Tác dụng vào vật có khối lượng 2 kg đang nằm yên một lực 2 N. Sau 2 s kể từ lúc chịu tác dụng của lực, vật đi được quãng đường là bao nhiêu và tính vận tốc vật đạt được khi đó? Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn, lấy g = 10 m/s².

A. 2 m và 2 m/s.

B. 2 m và 1 m/s.

C. 1 m và 2 m/s.

D. 1 m và 1 m/s.

Bài 2: Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 7,5 kg làm vật thay đổi tốc độ từ 8 m/s đến 3 m/s trong khoảng thời gian 2 s nhưng vẫn giữ nguyên chiều chuyển động. Lực tác dụng vào vật có giá trị là:

A. 18,75 N.

B. – 18,75 N.

C. 20,5 N.

D. – 20,5 N.

Bài 3: Một vật chuyển động trong không khí, trong nước hoặc trong chất lỏng nói chung đều sẽ chịu tác dụng của lực cản. Xét một viên bi thép có khối lượng 1 g đang ở trạng thái nghỉ được thả rơi trong dầu. Người ta khảo sát chuyển động của viên bi trong dầu và vẽ đồ thị tốc độ theo thời gian của viên bi như Hình 10.2. Cho biết lực đẩy Archimecdes có độ lớn là $F_A=1{,2.10}^{-3}N$ và lấy g = 9,8 m/s². Độ lớn lực cản của dầu tác dụng lên viên bi sau thời điểm t₂ là:

A. $8{,6.10}^{-3}N$.

B. $8{,7.10}^{-3}N$.

C. $8{,8.10}^{-3}N$.

D. $8{,9.10}^{-3}N$.

Bài 4: Một ngọn đèn có khối lượng m = 1 kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Lấy g = 9,8 m/s². Dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 8 N. Nếu treo ngọn đèn này vào một đầu dây thì

A. lực căng sợi dây là 9 N và sợi dây sẽ bị đứt.

B. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây sẽ bị đứt.

C. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây không bị đứt.

D. lực căng sợi dây là 4,9 N và sợi dây không bị đứt.

Bài 5: Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt lên mặt sàn nằm ngang. Một người tác dụng một lực 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn có giá trị 0,2. Lấy giá trị của gia tốc trọng trường là 9,8 m/s². Tính gia tốc của vật.

A. 9,8 m/s².

B. 1,04 m/s².

C. 0,47 m/s².

D. 0,2 m/s².

Bài 6: Xét một tảng băng có phần thể tích chìm dưới nước khoảng 90%. Hãy ước tính khối lượng riêng của tảng băng, biết khối lượng riêng của nước biển là 1 020 kg/m³.

A. 918 kg/m³.

B. 891 kg/m³.

C. 981 kg/m³.

D. 819 kg/m³.

Bài 7: Một vật có trọng lượng riêng 22 000 N/m³. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 30 N. Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu? Lấy trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m³.

A. 45 N.

B. 50 N.

C. 55 N.

D. 60 N.

Bài 8: Một vật khối lượng 5 kg được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc ban đầu 2 m/s từ độ cao 24 m. Vật này rơi chạm đất sau 3 s sau khi ném. Cho biết lực cản không khí tác dụng vào vật không đổi trong quá trình vật chuyển động. Lấy g = 10 m/s². Tính lực cản của không khí tác dụng vào vật.

A.15 N.

B. 20 N.

C. 25 N.

D. 30 N.

Sử dụng đề bài dưới đây để trả lời cho bài 9, 10

Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc. Mặt dốc tạo với phương ngang một góc 30,0⁰. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy sao cho trục Ox theo hướng chuyển động của thùng.

Bài 9: Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc.

A. $P_x=250N$; $P_y=250\sqrt{3}N$.

B. $P_x=250\sqrt{3}N$; $P_y=250\sqrt{3}N$.

C. $P_x=250N$; $P_y=250N$.

D. $P_x=250\sqrt{3}N$; $P_y=250N$.

Bài 10: Xác định hệ số ma sát trượt giữa mặt dốc và thùng hàng nếu đo được gia tốc chuyển động của thùng là 2,00 m/s². Bỏ qua lực cản của không khí lên thùng.

A. 0,423.

B. 0,324.

C. 0,342.

D. 0,234.