Giải SBT Vật lý 10 Bài 32. Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm có đáp án
12 câu hỏi
Câu nào sau đây nói về gia tốc trong chuyển động tròn đều là sai?
Đáp án đúng là: C
C – sai vì gia tốc đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vận tốc, còn độ lớn của vận tốc trong chuyển động tròn đều không đổi.
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Trong chuyển động tròn đều
Đáp án đúng là: D
A – sai vì vận tốc trong chuyển động tròn đều có phương thay đổi, tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động, còn độ lớn không đổi. Nên chuyển động tròn đều có gia tốc và độ lớn không đổi.
B – sai vì gia tốc hướng tâm có độ lớn aht=ω2r=v2r tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ.
C – sai vì vận tốc có độ lớn không đổi.
D – đúng.
Một vật chuyển động theo đường tròn bán kính r = 100 cm với gia tốc hướng tâm an = 4 cm/s2. Chu kì T của chuyển động vật đó là:
Đáp án đúng là: D
Công thức: T=2πrv; aht=v2r
⇒T=2πraht=10πs
Một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất, mỗi vòng hết 90 phút. Vệ tinh bay ở độ cao 320 km so với mặt đất. Biết bán kính của Trái Đất là 6380 km. Tốc độ và gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:
Đáp án đúng là: A
Đổi 90 phút = 5400 s
Tốc độ góc: ω=2π5400rad/s
⇒v=ω6380+320.1000≈7792m/s
aht=ω26380+320.1000≈9,062 m/s2
Một vật khối lượng m đang chuyển động tròn đều trên một quỹ đạo bán kính r với tốc độ góc ω. Lực hướng tâm tác dụng vào vật là:
Đáp án đúng là: A
Lực hướng tâm: Fht=maht=mω2r
Một vật đang chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hướng tâm F. Nếu tăng bán kính quỹ đạo gấp hai lần so với trước và đồng thời giảm tốc độ còn một nửa thì so với ban đầu, lực hướng tâm
Đáp án đúng là: A
Lực hướng tâm: Fht=maht=mv2r
Tăng bán kính quỹ đạo gấp hai lần so với trước và đồng thời giảm tốc độ còn một nửa thì: F'ht=mv'2r'=mv222r=18.mv2r
Một vật nhỏ khối lượng 150 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1,5 m với tốc độ 2 m/s. Độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật là:
Đáp án đúng là: D
Lực hướng tâm: Fht=maht=mv2r=0,15.221,5=0,4 N
Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ là 3 m/s và có tốc độ góc là 10 rad/s. Tính gia tốc hướng tâm của vật đó.
Gia tốc hướng tâm: aht=v2R=Rω2
⇒aht=vω=3.10=30 m/s2
Một chiếc xe đạp chạy với tốc độ 36 km/h trên một vòng đua có bán kính 100 m. Tính gia tốc hướng tâm của xe.
Ta có: v=36 km/h=10m/s⇒aht=v2R=102100=1m/s2
Một ô tô có khối lượng 4 tấn chuyển động qua một chiếc cầu vồng lên có bán kính cong 50 m với tốc độ 72 km/h. Lấy g = 10 m/s2. Tính áp lực của ô tô nén lên cầu khi nó đi qua điểm cao nhất (giữa cầu).
Hợp lực tác dụng lên ô tô: F→=P→+N→
Chiếu lên phương hướng tâm:
Fht=mv2r=P−N
⇒N=P−mv2r=mg−mv2r
=400010−20250=8000N
Một vật nhỏ khối lượng 200 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1 m. Biết trong 1 phút vật quay được 120 vòng. Tính độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật.
Tốc độ góc: ω=2πf=2πnt=2π.12060=4πrad/s
⇒Fht=mω2R=0,24π2.1≈31,6N
Ở độ cao bằng một nửa bán kính của Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là g = 10 m/s2 và gia tốc rơi tự do ở độ cao h so với mặt đất là gh=R2R+h2g; bán kính của Trái Đất là 6400 km. Tính tốc độ của vệ tinh.
Gia tốc rơi tự do ở độ cao h: gh=R2R+h2g
Lực hấp dẫn (trọng lực) đóng vai trò lực hướng tâm: Fhd=Fht
⇒mgh=mv2R+h
⇒R21,5R2g=v21,5R
⇒v=gR1,5=10.64000001,5=6532m/s
