Lý thuyết Chuyển động của vật trong chất lưu – Vật lí 10 Chân trời sáng tạo

Lý thuyết Vật lí 10 Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu

A. Lý thuyết Chuyển động của vật trong chất lưu

1. CHUYỂN ĐỘNG RƠI CỦA VẬT

- Chuyển động của viên bi thép thả trong dầu được chia làm ba giai đoạn:

+ Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn.

+ Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo. Lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần.

+ Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi. Khi đó, tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

Ví dụ: Chuyển động của người nhảy dù

- Lực cản của chất lưu được biểu diễn bởi một lực đặt tại trọng tâm vật, cùng phương và ngược chiều với chiều chuyển động của vật trong chất lưu. Lực cản này phụ thuộc vào hình dạng vật.

Xe ô tô khi chuyển động chịu tác dụng của lực cản không khí

Chim bay chịu tác dụng của lực cản không khí

2. SỰ PHỤ THUỘC CỦA LỰC CẢN KHÔNG KHÍ VÀO HÌNH DẠNG VẬT

- Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, người ta có thể thiết kế hình dạng của vật khác nhau để làm tăng hoặc giảm lực cản của không khí tác dụng lên vật.

Lực cản tác dụng lên dù rất lớn

Thân hình cá heo có hình dạng đặc biệt, giúp giảm lực cản của nước

Mũ của vận động viên đạp xe có hình dạng đặc biệt

B. Bài tập Trắc nghiệm Chuyển động của vật trong chất lưu

Câu 1: Chọn câu đúng. Sự rơi của vật trong chất lưu có lực cản

A. được chia làm ba giai đoạn: nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn. Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo, lúc này lực cản xuất hiện và tăng dần. Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi, khi đó tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

B. là chuyển động nhanh dần đều trong cả quá trình vật rơi.

C. là chuyển động đều trong cả quá trình vật rơi.

D. ban đầu nhanh đần đều, sau đó chậm dần đều.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Sự rơi của vật trong chất lưu có lực cản được chia làm ba giai đoạn:

- Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn.

- Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo, lúc này lực cản xuất hiện và tăng dần.

- Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi, khi đó tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

Câu 2: Lực cản của chất lưu có đặc điểm:

A. Điểm đặt tại trọng tâm của vật.

B. Phương trùng với phương chuyển động của vật trong chất lưu.

C. Ngược với chiều chuyển động của vật trong chất lưu.

D. Cả A, B và C đều đúng.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Lực cản của chất lưu có đặc điểm:

- Điểm đặt tại trọng tâm của vật.

- Cùng phương, ngược chiều với chiều chuyển động của vật trong chất lưu.

Câu 3: Một con cá đang bơi trong nước chịu tác dụng của lực cản F = 0,5v ( v là tốc độ tức thời tính theo đơn vị m/s). Hãy tính lực tối thiểu để con cá đạt được tốc độ 5 m/s, giả sử con cá bơi theo phương ngang.

A. 5 N.

B. 3 N.

C. 4 N.

D. 2,5 N.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Khi con cá bơi theo phương ngang, lực tối thiểu để con cá bơi được phải bằng lực cản của nước $F=F_c=0,5.v=0,5.5=2,5N$

Câu 4: Chọn câu đúng. Lực cản của chất lưu

A. phụ thuộc hình dạng vật.

B. phụ thuộc khối lượng của vật.

C. như nhau với mọi vật.

D. không phụ thuộc hình dạng vật.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Lực cản của chất lưu phụ thuộc hình dạng vật.

Câu 5: Để giảm lực cản của nước lên cơ thể khi chúng ta bơi, ta nên

A. giữ thăng bằng cơ thể khi bơi.

B. giữ các ngón chân duỗi về phía sau khi bơi.

C. đội mũ bơi và kính bơi.

D. cả ba đáp án trên.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: D.

Để giảm lực cản của nước lên cơ thể khi chúng ta bơi, ta nên:

- Giữ thăng bằng cơ thể khi bơi (điều chỉnh để cơ thể nằm ngang song song với mặt nước).

- Giữ các ngón chân duỗi về phía sau khi bơi.

- Đội mũ bơi và kính bơi.

Câu 6: Người ta thiết kế tên lửa có hình dạng đặc biệt với mục đích

A. để lực cản không khí là nhỏ nhất.

B. thẩm mĩ.

C. để tăng lực cản không khí.

D. để chứa được nhiều nhiên liệu.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Người ta thiết kế tên lửa có hình dạng đặc biệt (đầu tên lửa hơn thon dài) với mục đích để lực cản không khí là nhỏ nhất.

Câu 7: Vận động viên nhảy dù, khi bấm nút cho dù bung ra để có diện tích tiếp xúc lớn với không khí nhằm mục đích

A. để tăng lực cản không khí để đảm bảo tính an toàn cho người nhảy dù.

B. để giảm lực cản của không khí.

C. thẩm mĩ.

D. do thiết kế truyền thống để lại.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Khi dù được bung ra thì sẽ có diện tích tiếp xúc lớn với không khí nhằm mục đích để tăng lực cản không khí để đảm bảo tính an toàn cho người nhảy dù.

Câu 8: Chọn đáp án đúng.

A. Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này tăng khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn. Khi đó, các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau và vật chuyển động thẳng đều.

B. Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này giảm khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn.

C. Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này tăng khi tốc độ của vật tăng và giảm khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn.

D. Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này giảm khi tốc độ của vật tăng và tăng khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này tăng khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn. Khi đó, các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau và vật chuyển động thẳng đều.

Câu 9: Khi thả rơi hai tờ giấy giống nhau, trong đó một tờ vo tròn và một tờ được để phẳng. Chọn đáp án đúng.

A. Hai tờ giấy rơi nhanh chậm như nhau.

B. Tờ giấy vo tròn rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng vì lực cản của không khí tác dụng lên tờ để phẳng nhiều hơn lực cản của không khí lên tờ giấy vo tròn.

C. Tờ giấy vo tròn rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng vì trọng lực tác dụng lên tờ để phẳng có độ lớn lớn hơn tờ giấy vo tròn.

D. Tờ giấy vo tròn rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng vì lực cản của không khí tác dụng lên tờ để phẳng ít hơn lực cản của không khi lên tờ giấy vo tròn.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: B.

Vì lực cản của chất lưu phụ thuộc vào hình dạng của vật rơi trong chất lưu. Ở đây tờ giấy vo tròn có diện tích tiếp xúc với không khí ít hơn tờ giấy để phẳng nên lực cản của không khí lên tờ giấy vo tròn ít hơn lên tờ giấy để phẳng.

Câu 10: Vận động viên đua xe đạp trong đường đua, ở giai đoạn nước rút khi gần về đích thường có động tác gập người và đầu hơi cúi xuống

A. nhằm mục đích giảm lực cản của không khí.

B. nhằm mục đích tăng lực cản của không khí.

C. do thói quen.

D. do cấu tạo của cái xe.

Hiển thị đáp án

Đáp án đúng là: A.

Vận động viên xe đạp trong đường đua, để nhanh về đích thường có động tác gập người và đầu hơi cúi xuống là nhằm mục đích giảm lực cản của không khí tác dụng lên cơ thể (giảm diện tích).

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Vật lí lớp 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực

Lý thuyết Bài 14: Moment. Điều kiện cân bằng của vật

Lý thuyết Bài 15: Năng lượng và công

Lý thuyết Bài 16: Công suất – Hiệu suất

Lý thuyết Bài 17: Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng