Bài 10: Lực Kế, Phép đo Lực, Trọng Lượng Và Khối Lượng

Bài 10: Lực kế, Phép đo lực, Trọng lượng và khối lượng

I. Lý thuyết

1. Lực kế là gì?

Lực kế là một dụng cụ dùng để đo lực.

- Có nhiều loại lực kế: Lực kế đo lực kéo, lực kế đo lực đẩy và lực kế đo cả lực kéo và lực đẩy.

- Lực kế thường dùng trong phòng thí nghiệm là lực kế lò xo.

2. Cấu tạo của lực kế lò xo

Lực kế lò xo có cấu tạo đơn giản, sau đây là hai loại lực kế thường gặp:

- Lực kế gồm một chiếc lò xo một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia có gắn một cái móc và một cái kim chỉ thị. Kim chỉ thị chạy trên mặt một bảng chia độ.

- Lực kế gồm một chiếc lò xo được đặt trong một ống hình trụ (vỏ của lực kế). Trong lò xo có một ống hình trụ nhỏ dễ di chuyển, trên mặt hình trụ nhỏ có chia độ, phía dưới có một cái móc.

- Trên mỗi lực kế đều có ghi giới hạn đo và chữ N

3. Cách đo lực bằng lực kế

Muốn đo lực bằng lực kế được chính xác ta cần lưu ý các điều sau:

- Ước lượng độ lớn của lực cần đo để chọn lực kế có giới hạn đo và độ chia nhỏ nhất thích hợp.

- Hiệu chỉnh lực kế đúng cách trước khi đo (điều chỉnh lực kế sao cho khi chưa đo lực thì kim chỉ thị nằm đúng vạch 0).

- Cho lực cần đo tác dụng vào lực kế, cầm vào vỏ lực kế và hướng sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo hướng của lực cần đo.

- Đọc và ghi kết quả đúng quy định (đọc giá trị của vạch chia gần nhất với kim chỉ thị).

4. Công thức liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng

P = 10.m

Trong đó:

m là khối lượng của vật (kg)

P là trọng lượng của vật hay độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật (N)

II. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Công dụng của lực kế là:

A. Đo khối lượng của vật.

B. Đo trọng lượng riêng của vật.

C. Đo lực

D. Đo khối lượng riêng của vật.

Đáp án

Lực kế dùng để xác định lực (do lực) ⇒ Đáp án C

Bài 2: Chọn câu không đúng

A. Khối lượng của túi đường chỉ lượng đường chứa trong túi.

B. Trọng lượng của một người là độ lớn của lực hút của Trái Đất tác dụng lên người đó.

C. Trọng lượng của một vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật đó.

D. Khối lượng của một vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó.

Đáp án

Khối lượng của một vật phụ thuộc vào trọng lượng của nó là câu không đúng ⇒ Đáp án D

Bài 3: Khi ta đem cân một vật là ta muốn biết

A. trọng lượng của vật đó.

B. giá trị gần đúng của vật đó.

C. khối lượng của vật đó.

D. so sánh khối lượng của vật đó với khối lượng của các vật khác.

Đáp án

Khi ta đem cân một vật là ta muốn biết khối lượng của vật đó ⇒ Đáp án C

Bài 4: Muốn đo thể tích và trọng lượng của một hòn sỏi thì người ta phải dùng:

A. Cân và thước

B. Lực kế và thước

C. Cân và thước đo độ

D. Lực kế và bình chia độ

Đáp án

Muốn đo thể tích và trọng lượng của một hòn sỏi thì phải dùng lực kế và bình chia độ ⇒ Đáp án D.

Bài 5: Câu nào dưới đây là đúng?

A. Lực kế là dụng cụ để đo cả trọng lượng lẫn khối lượng.

B. Khi cân hàng hóa đem theo người lên máy bay thì ta quan tâm đến trọng lượng của hàng hóa.

C. Khi cân một túi kẹo thì ta quan tâm đến trọng lượng của túi kẹo.

D. Khi một ô tô tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu khối lượng của ô tô quá lớn sẽ có thể làm gãy cầu.

Đáp án

- Lực kế dùng để đo lực ⇒ A sai.

- Khi cân một túi kẹo thì ta quan tâm đến khối lượng của túi kẹo ⇒ C sai

- Khi một ô tô tải chạy qua một chiếc cầu yếu, nếu trọng lượng của ô tô quá lớn sẽ có thể làm gãy cầu ⇒ D sai

Vậy đáp án đúng là B

Bài 6: Kết luận nào sai khi nói về trọng lượng của vật?

A. Trọng lượng là cường độ của trọng lực.

B. Trọng lượng của vật tỉ lệ với khối lượng của vật.

C. Có thể xác định trọng lượng của vật bằng lực kế.

D. Trọng lượng của vật tỉ lệ với thể tích vật.

Đáp án

Kết luận sai khi nói về trọng lượng của vật là trọng lượng của vật tỉ lệ với thể tích vật. Điều này chỉ đúng khi ta so sánh các vật làm cùng một chất

Bài 7: Khi treo một vật thẳng đứng vào lực kế, ta thấy số chỉ của lực kế là 150N. Khối lượng của vật đó là:

A. 15 kg B. 150 g

C. 150 kg D. 1,5 kg

Đáp án

Số chỉ của lực kế khi treo vật là trọng lượng của vật ⇒ P = 150N

Ta có: P = 10.m = 150 ⇒ m = 15 kg ⇒ Đáp án A

Bài 8: Khi kéo vật khối lượng 1kg lên theo phương thẳng đứng phải cần lực như thế nào?

A. Lực ít nhất bằng 1000N

B. Lực ít nhất bằng 100N

C. Lực ít nhất bằng 10N

D. Lực ít nhất bằng 1N

Đáp án

- Trọng lực tác dụng lên vật: P = 10.m = 10.1 =10N

- Để kéo được vật cần một lực tối thiểu 10N

⇒ Đáp án C

Bài 9: Một vật có khối lượng 600g thì trọng lượng của vật đó là bao nhiêu?

Đáp án

Đổi m = 600g = 0,6 kg

Trọng lượng P = 10.m = 0,6.10 = 6N

Bài 10: Khi treo một vật khối lượng m1 vào lực kế thì độ dài thêm của lò xo lực kế là . Nếu lần lượt treo vào lực kế các vật có khối lượng m2 = 2m1, thì độ dài thêm ra của lò xo lực kế sẽ lần lượt là bao nhiêu?

Đáp án

- Nếu m2 = 2m1 thì độ dài thêm ra của lò xo

- Nếu thì độ dài thêm ra của lò xo

Câu 11 : Một vật có khối lượng 500g, thì có trọng lượng là:

A. 500 N

B. 50N

C. 5N

D. 0,5N

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: Đổi m = 500 g = 0,5 kg

Trọng lượng là P = 10m = 10.0,5 = 5N

Câu 12 : Một vật có trọng lượng là 40N, thì khối lượng của vật đó là:

A. 40 kg

B. 400 kg

C. 4 kg

D. 0,4 kg

Đáp án

Đáp án C

Giải thích:

Áp dụng công thức P = 10m → m = P:10 = 40 : 10 = 4 (kg)

Câu 13 : Câu nào sau đây được viết đúng:

A. Trọng lực của một vật là 50N.

B. Khối lượng của một vật là 40N.

C. Trọng lượng của một vật là 50 N

D. Các câu trên đều sai.

Đáp án

Đáp án C

Giải thích:

Trọng lượng của một vật là 50 N.

Câu 14 : Câu nào sau đây đúng:

A. Lực kế chỉ được dùng để đo trọng lượng của một vật.

B. Lực kế được dùng để đo lực hút của trái đất.

C. Lực kế được dùng để đo độ lớn của lực.

D. A và B đúng.

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: Lực kế là dụng cụ dùng để đo độ lớn của lực

Câu 15 : Để đo độ lớn của lực bằng lực kế, ta phải cầm lực kế sao cho:

A. Cầm vào vỏ lực kế, sao cho lo xo của lực kế nằm dọc theo phương của lực.

B. Cầm vào vỏ lực kế, sao cho lò xo của lực kế vuông góc với phương của lực.

C. Cầm vào vỏ lực kế sao cho lò xo của lực kế hợp với phương của lực một góc 600.

D. Cầm vào vỏ lực kế sao cho lò xo của lực kế vuông góc với phương nằm ngang.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Để dùng lực kế đo lực, ta cầm vào vỏ lực kế, sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo phương của lực.

Câu 16 : Trong phòng thí nghiệm, Bình, Lan, Chi móc một vật vào lò xo của một lực kế, rồi cầm lực kế sao cho phương của lò xo là phương thẳng đứng. Lực kế chỉ 5N.

Bình: Vật này có trọng lượng là 5N.

Lan: Lực hút của trái đất tác dụng lên vật là 5N.

Chi: Lực đàn hồi của lò xo có độ lớn là 5N.

A. Chỉ có Bình đúng.

B. Chỉ có Lan đúng.

C. Chỉ có Chi đúng.

D. Cả 3 bạn Bình, Lan, Chi cùng đúng.

Đáp án

Đáp án D

Giải thích: Lực kế là dụng cụ để đo lực, sử dụng đặc điểm của hai lực cân bằng có độ lớn bằng nhau. Khi có lực tác dụng vào móc kéo lò xo của lực kế, lò xo bị dãn ra, nên lực đàn hồi của lò xo bằng với lực tác dụng.

Treo vật vào lực kế theo phương thẳng đứng, giá trị của lực kế cho biết độ lớn của trọng lực tác dụng vào vật, tức là trọng lượng của vật, cùng bằng với độ lớn lực đàn hồi của lò xo và bằng 5N.

Vậy cả ba bạn đều nói đúng.

Câu 17 : Chọn câu đúng trong các câu sau:

A. Người ta dùng lực kế để đo trọng lượng của vật.

B. Người ta dùng lực kế để đo khối lượng của vật.

C. Người ta dùng lực kế vừa để đo khối lượng vật vừa để đo trọng lượng vật.

D. Người ta dùng lực kế để đo thể tích vật.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Lực kế được dùng để đo lực. Trong trường hợp treo vật vào lực kế theo phương thẳng đứng thì lực kế đo được trọng lực tác dụng vào vật. Giá trị đọc được trên lực kế cho biết trọng lượng của vật.

Câu 18 :

• Xét hiện tượng sau: Một vật có khối lượng 4kg, nếu dùng công thức liên hệ để tính trọng lượng của vật đó, thì ta tính được P = 40N. Nhưng nếu dùng lực kế có độ chia nhỏ nhất là 1N, thì lại đo được trọng lượng của vật là 39N.

• Giải thích: số 10 trong hệ thức chỉ là con số lấy gần đúng (người ta lấy tròn 10 cho dễ dàng trong việc tính toán). Thực tế ở gần mặt đất, thông thường con số đó là 9,8. Như vậy trọng lượng thực tế của vật là: P = 9,8m = 9,8.4 = 39,2N. Như vậy với lực kế có ĐCNN là 1 N, thì số chỉ 39N là chính xác.

A. Hiện tượng đúng, giải thích đúng.

B. Hiện tượng đúng, giải thích sai.

C. Hiện tượng sai, giải thích đúng.

D. Hiện tượng sai, giai thích sai.

Đáp án

Đáp án A

Giải thích: Hệ thức P = 10m thì số 10 chỉ là số lấy gần đúng, để tính toán thuận tiện. Thực tế, ở gần mặt đất, thông thường con số đó là 9,8. Như vậy theo tính toán P = 10m = 10.4 = 40 N; trọng lượng thực tế của vật là: P = 9,8m = 9,8.4 = 39,2N. Như vậy với lực kế có ĐCNN là 1 N, thì số chỉ 39N là chính xác.

Câu 19 : Trọng lượng của vật trên mặt trăng bằng lần so với trọng lượng của vật đó trên trái đất. Vậy một người có khối lượng 60kg nếu lên mặt trăng thì sẽ có khối lượng:

A. 600kg

B. 60kg

C. 6kg

D. 10kg

Đáp án

Giải thích: Khối lượng của một vật là chỉ lượng chất chứa trong vật. Trọng lượng là độ lớn của trọng lực tác dụng vào vật.

Vì vậy khối lượng của vật là đại lượng không đổi dù ở trên mặt đất hay ở trên mặt trăng.

Câu 20 : Như câu 99, trọng lượng của người đó trên mặt trăng là:

A. 600N

B. 60N

C. 100N

D. 360N

Đáp án

Đáp án C

Giải thích: Trên trái đất trọng lượng của vật là P = 10m = 10.60 = 600N

Trên mặt trăng, trọng lượng của vật chỉ còn bằng 1/6 trọng lượng của vật ở trái đất, nên P’ = 1/6.600 = 100 N.