Bài tập — Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn? A. Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ . B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với một trục quay. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục. D. Đơn vị của moment lực là $\text{N} \cdot \text{m}$ .

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Một thanh nhẹ dài $1,2\ \text{m}$ có trục quay tại điểm cách đầu trái $0,4\ \text{m}$ . Treo vật nặng $30\ \text{N}$ ở đầu trái. Hỏi cần treo vật nặng bao nhiêu ở đầu phải để thanh cân bằng? Bỏ qua khối lượng thanh.

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải. Cánh tay đòn của lực ở đầu trái là $0,4\ \text{m}$ , của lực ở đầu phải là $1,2 - 0,4 = 0,8\ \text{m}$ . Điều kiện cân bằng moment: $30 \cdot 0,4 = P_2 \cdot 0,8$ , suy ra $P_2 = 15\ \text{N}$ . Vậy cần treo vật nặng $15\ \text{N}$ ở đầu phải.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 4 kg ở độ cao 2,5 m so với mặt đất.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một vật có động năng 12 J và thế năng 28 J. Tính cơ năng của vật.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Một máy có công có ích 300 J, công toàn phần 400 J. Tính hiệu suất của máy.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ ."
- Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không."
- Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với một trục quay."
- Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Đơn vị của moment lực là $\text{N} \cdot \text{m}$ ."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với một trục quay. Moment của lực $F$ đối với trục quay có độ lớn là $M = F \cdot d$ , trong đó $d$ là cánh tay đòn, tức là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
- Tổng kết ghi nhớ: Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ .; Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không.; Lực có giá qua trục quay thì moment bằng không.
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Một thanh nhẹ dài $1,2\ \text{m}$ có trục quay tại điểm cách đầu trái $0,4\ \text{m}$ . Treo vật nặng $30\ \text{N}$ ở đầu trái. Hỏi cần treo vật nặng bao nhiêu ở đầu phải để thanh cân bằng? Bỏ qua khối lượng thanh.
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn (Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ .; Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không.; Lực có giá qua trục quay thì moment bằng không.).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải. Cánh tay đòn của lực ở đầu trái là $0,4\ \text{m}$ , của lực ở đầu phải là $1,2 - 0,4 = 0,8\ \text{m}$ . Điều kiện cân bằng moment: $30 \cdot 0,4 = P_2 \cdot 0,8$ , suy ra $P_2 = 15\ \text{N}$ . Vậy cần treo vật nặng $15\ \text{N}$ ở đầu phải.
Bài 4: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.
Bài 5: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.
Bài 6: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn? A. Moment lực:

M = F \cdot d

, đơn vị

\text{N} \cdot \text{m}

. B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

\text{N} \cdot \text{m}

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Một thanh nhẹ dài $1,2\ \text{m}$ có trục quay tại điểm cách đầu trái $0,4\ \text{m}$ . Treo vật nặng $30\ \text{N}$ ở đầu trái. Hỏi cần treo vật nặng bao nhiêu ở đầu phải để thanh cân bằng? Bỏ qua khối lượng thanh.

Lời giải. Cánh tay đòn của lực ở đầu trái là $0,4\ \text{m}$ , của lực ở đầu phải là $1,2 - 0,4 = 0,8\ \text{m}$ . Điều kiện cân bằng moment: $30 \cdot 0,4 = P_2 \cdot 0,8$ , suy ra $P_2 = 15\ \text{N}$ . Vậy cần treo vật nặng $15\ \text{N}$ ở đầu phải.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 4 kg ở độ cao 2,5 m so với mặt đất.

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Một vật có động năng 12 J và thế năng 28 J. Tính cơ năng của vật.

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Một máy có công có ích 300 J, công toàn phần 400 J. Tính hiệu suất của máy.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ ."
Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không."
Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với một trục quay."
Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Đơn vị của moment lực là $\text{N} \cdot \text{m}$ ."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với một trục quay. Moment của lực $F$ đối với trục quay có độ lớn là $M = F \cdot d$ , trong đó $d$ là cánh tay đòn, tức là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
Tổng kết ghi nhớ: Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ .; Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không.; Lực có giá qua trục quay thì moment bằng không.

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Một thanh nhẹ dài $1,2\ \text{m}$ có trục quay tại điểm cách đầu trái $0,4\ \text{m}$ . Treo vật nặng $30\ \text{N}$ ở đầu trái. Hỏi cần treo vật nặng bao nhiêu ở đầu phải để thanh cân bằng? Bỏ qua khối lượng thanh.
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn (Moment lực: $M = F \cdot d$ , đơn vị $\text{N} \cdot \text{m}$ .; Vật rắn cân bằng khi hợp lực bằng không và tổng moment bằng không.; Lực có giá qua trục quay thì moment bằng không.).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải. Cánh tay đòn của lực ở đầu trái là $0,4\ \text{m}$ , của lực ở đầu phải là $1,2 - 0,4 = 0,8\ \text{m}$ . Điều kiện cân bằng moment: $30 \cdot 0,4 = P_2 \cdot 0,8$ , suy ra $P_2 = 15\ \text{N}$ . Vậy cần treo vật nặng $15\ \text{N}$ ở đầu phải.

Bài 4: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Bài 5: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.

Bài 6: Áp dụng trực tiếp kiến thức trọng tâm và quy tắc trong bài học để trình bày lời giải.