12 Bài tập vận dụng định luật 2 Newton có đáp án

Đáp án đúng là: A

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ, chiều dương cùng chiều chuyển động của xe

Các lực tác dụng lên xe gồm  ${\overrightarrow{F}}_K,{\overrightarrow{F}}_{ms},\overrightarrow{P},\overrightarrow{N}$ có phương và chiều như hình vẽ.

Viết phương trình định luật II Niu - ton:

 ${\overrightarrow{F}}_K+{\overrightarrow{F}}_{ms}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m\overrightarrow{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox: F_K – F_ms = ma Þ F_K = mN + ma (2)

Oy: N – P = 0 Þ N = P = mg (3)

Ta có:  $v^2-v_0^2=2as\Rightarrow a=\frac{v^2-v_0^2}{2s}=\frac{{15}^2-5^2}{2.50}=2$ m/s² (4)

Thay (4) và (3) vào (2) ta tính được F_k = 0,05.4000.10 + 4000.2 = 10 000 N

Đáp án đúng là: B

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ, chiều dương cùng chiều chuyển động của vật

Các lực tác dụng lên vật gồm  ${\overrightarrow{F}}_K,{\overrightarrow{F}}_{ms},\overrightarrow{P},\overrightarrow{N}$ có phương và chiều như hình vẽ.

Viết phương trình định luật II Niuton:

 ${\overrightarrow{F}}_K+{\overrightarrow{F}}_{ms}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m\overrightarrow{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox: F_K.cosa – F_ms = ma    (2)

Oy: N + F_K.sina – P = 0 (3)

Từ (2) và (3) suy ra:  $F_K=\frac{\mu mg+ma}{\text{cos}\alpha \text{+}\mu .\text{sin}\alpha }$

Ta có:  $v^2-v_0^2=2as\Rightarrow a=\frac{v^2-v_0^2}{2s}=\frac{{20}^2-0^2}{2.100}=2m/s^2$ 

 $\Rightarrow F_K=\frac{0,\mathrm{2.10.10}+10.2}{{\text{cos30}}^0\text{\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}+\hspace{0.17em}0,2.sin30}}=41,4N$

Đáp án đúng là: D

Phân tích các lực tác dụng lên vật như hình vẽ

Viết phương trình định luật II Niuton

 ${\overrightarrow{F}}_K+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m\overrightarrow{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox:  $F_K=ma\Rightarrow a=\frac{F_K}{m}=\frac{2}{2}=1m/s^2$

Oy: N = P = mg

Quãng đường vật đi được là:  $s=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2=0+\frac{1}{2}{\mathrm{.1.2}}^2=2m$

Vận tốc của vật khi đó là:  $v=v_0+at=0+1.2=2m/s$

Đáp án đúng là: B

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

Gia tốc của vật là:

 $a=\frac{v-v_0}{\Delta t}=-2,5m/s^2$

Áp dụng định luật II Newton, ta có:

 $F=m.a=-18,75N$

Đáp án đúng là: A

Gọi F_c (N) là độ lớn lực cản do dầu tác dụng lên viên bi.

Dựa vào đồ thị, ta thấy kể từ thời điểm t₂ trở về sau thì viên bi sẽ chuyển động thẳng đều.

Viên bi chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Ác – si – mét, lực cản của dầu.

Theo định luật II Newton, vật chuyển động đều nên  $\overrightarrow{F_c}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F_A}=\overrightarrow{0}$

Chọn chiều dương thẳng đứng hướng xuống, ta có:

Lực cản tác dụng lên vật,  $F_c=P-F_A=mg-F_A=8,{6.10}^{-3}N$

Đáp án đúng là: B

Khi treo ngọn đèn vào một đầu dây thì độ lớn của lực căng dây bằng độ lớn của trọng lực. T = P = mg = 9,8 N.

Lực căng dây lúc này lớn hơn lực căng cực đại mà dây chịu được nên dây sẽ bị đứt.

Đáp án đúng là: B

Chọn hệ quy chiếu Oxy sao cho chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động, Oy vuông góc với Ox.

Áp dụng định luật II Newton:

 $\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a}$

Chiếu lên trục Oy:

 $N-P=0\Rightarrow N=P=mg=98\left(N\right)\Rightarrow F_{ms}=\mu .N=0,2.98=19,6N$

Chiếu lên trục Ox:

 $F_k-F_{ms}=m.a\Rightarrow 30-19,6=10.a$

Từ đây, ta có: a = 1,04 m/s²

Đáp án đúng là: A

Tảng băng nằm cân bằng:

 $F_A=P\iff {\rho }_n.g.\left(90\%V\right)={\rho }_b.g.V$

 $\Rightarrow {\rho }_b=0,9.{\rho }_n=0,9.1020=918kg/m^3$

Đáp án đúng là: C

Khi nhúng vật vào trong nước thì vật chịu thêm lực đẩy Archimedes nên số chỉ của lực kế giảm xuống. Số chỉ của lực kế khi để ngoài không khí chính là trọng lượng của vật.

Khi vật cân bằng trong nước:

 $P-F_A=F\Rightarrow P-\frac{d_n}{d_v}P=F$

Do đó, ta có:  $P=\frac{F}{1-\frac{d_n}{d_v}}=\frac{30}{1-\frac{10000}{22000}}=55N$

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức:  $h=v_{0}t+\frac{a{t}^2}{2}\Rightarrow 24=2.3+4,5a\Rightarrow a=4m/s^2$

Mặt khác:  $P-F_C=ma\Rightarrow F_C=m\left(g-a\right)=5.6=30N$

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.

Đáp án đúng là: A

Giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

Từ hình vẽ phân tích trọng lực  $\overrightarrow{P}$ thành 2 lực thành phần,  $\overrightarrow{P_x}$ trên trục Ox,  $\overrightarrow{P_y}$ trên trục Oy. Dựa vào kiến thức toán học tính được độ lớn các lực thành phần:

 $P_x=P.\sin \alpha =500.\sin {30}^o=250N$

 $P_y=P.\cos \alpha =500.\cos {30}^o=250\sqrt{3}N$

Đáp án đúng là: C

Từ hình vẽ xác định được các lực tác dụng lên thùng hàng thỏa mãn định luật II Newton có biểu thức:  $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{P_x}+\overrightarrow{P_y}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu biểu thức trên lên 2 trục tọa độ đã chọn có:

 $\left\{\begin{array}{l}Ox:P_x-F_{ms}=ma\\ Oy:N-P_y=0\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}P.\sin \alpha -\mu .N=ma\\ N=P.\cos \alpha \end{array}\right.$

Do vật chuyển động trên trục Ox, trên trục Oy không có chuyển động nên gia tốc trên trục Oy bằng 0

Khi đó:  $P\sin \alpha -\mu .P.\cos \alpha =ma$

 $\Rightarrow \mu =\frac{g\sin \alpha -a}{g\cos \alpha }=\tan \alpha -\frac{a}{g.\cos \alpha }$

 $\Rightarrow \mu =\tan {30}^0-\frac{2}{9,8.cos{30}^0}=0,342$