Ôn tập Vật lí 10 chương 2 Động lực học chất điểm(Đề số 2)
21 câu hỏi
Người ta vắt qua một chiếc ròng rọc nhẹ một sợi dây, sở hai đầu có treo hai quả cân A và B có khối lượng là mA=600g và mB=400gnhư hình 35. Lấy g=10m/s2. Thả cho hệ bắt đầu chuyển động. Hãy tính:
a) Vận tốc của mỗi quả cân ở cuối giây thứ hai.
b) Quãng đường mà mỗi quả cân đi được trong hai giây đầu tiên.
c) Lực căng của dây nối các vật.
Nếu xét hệ là hai vật thì các lực căng dây là nội lực.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi vật.
a) Vận tốc của mỗi quả cân ở cuối giây thứ hai:
Một hệ vật được bố trí như hình vẽ 36.
Biết khối lượng các vật m1 = 4kg, m2 = 2kg, dây nối có khối lượng không đáng kể, hệ số ma sát giữa vật m1 và mặt phẳng ngang là k =0,3. Thả cho hệ chuyển động tự do.
a) Xác định gia tốc và vận tốc của hệ sau 2s chuyển động. Lấy g=10m/s2
b) Tìm lực căng dây nối các vật.
Các lực tác dụng lên m1 và m2 được biểu diễn như hình 46.
a) Viết định luật II Niutơn cho từng vật, chiếu lên chiều dương là chiều chuyển động, chú ý các vật có cùng gia tốc a, lực căng dây tại mọi điểm bằng nhau thu được:
Một hòn bi được ném từ mặt đất, xiên với góc nghiêng 30° so với phương ngang với vận tốc đầu 20m/s. Tim:
a) Độ cao cực đại của vật.
b) Tầm bay xa.
c) Độ lớn và hướng của vectơ vận tốc lúc bi chạm đất.
Góc hợp bởi hướng của vectơ vận tốc với phương ngang xác định bởi:
Một quả bóng được ném về phía bức tường với vận tốc 25m/s và với góc 45° so với phương ngang. Tường cách nơi ném bóng 22m.
a) Quả bóng bay bao lâu trươc khi đập vào tường.
b) Quả bóng đập vào tường tại điểm cao hơn hay thấp hơn điểm ném bao nhiêu?
c) Quả bóng có đi qua điểm cao nhất trước khi chạm tường hay không?
b) Độ cao vị trí bóng chạm tường so với điểm ném:
Vậy, điểm bóng đập vào tường cao hơn điểm ném 14,17m.
c) Thời gian bóng chuyển động lên đến điểm cao nhất:
Hai vật được ném đồng thời từ mặt đất với các vận tốc ban đầu v1 và v2, các góc ném α1 và α2. Xét hai trường hợp (hình 49a và b):
a) v1cosα1=v2cosα2;v1>v2b) v1sinα1=v2sinα2;v1>v2
Hỏi trong mỗi trường hợp thì:
- Vật nào chạm đất xa hơn?
- Vật nào chạm đất sớm hơn?
Theo kết quả (*) thì rõ ràng t1>t2 tức là vật 2 chạm đất trước vật 1.
* So sánh tầm xa:
Tức hai vật chạm đất cùng một lúc.
* So sanh tầm xa:
Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc 10 m/s ở độ cao 50m.
a) Viết phương trình quỹ đạo của vật.
b) Xác định tầm bay xa của vật (tính theo phương ngang).
c) Xác định vận tốc của vật lúc chạm đất. Bỏ qua sức cán của không khí và lấy g=10m/s2
Một vật được ném ngang từ độ cao 75m. Sau khi chuyển động được 2 giây, vectơ vận tốc của vật hợp với phương ngang một góc 45°.
a) Tính vận tốc đầu của vật.
b) Thời gian chuyển động của vật.
c) Tầm bay xa của vật. Lấy g=10m/s2
Một vật được ném lên thẳng đứng. Biết rằng vật lên cao được 20m thì rơi xuống.
Tính:
a) Vận tốc đầu v0
b) Vận tốc của vật ở độ cao 8m.
c) Thời gian vật chuyển động cho đến lúc trở về vị trí đầu.
a) Phương trình vận tốc của vật:
b) Tại độ cao 10m vật có thể đi lên hoặc đi xuống. Độ lớn vận tốc trong hai trường hợp là như nhau.
c) Thời gian vận chuyển động từ lúc ném đến lúc trở về vị trí ban đầu bằng 2 lần thời gian vật chuyển động lên đến điểm cao nhất:
Hãy giải thích các hiện tượng sau bằng kiến thức về lực quán tính:
a) Khi ôtô tăng tốc độ, các hành khách bị ngả người ra phía sau.
b) Khi ôtô giảm tốc độ, hành khách bị chúi người về phía trước.
Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với xe thì ngoài những lực thông thường tác dụng lên hành khách như trọng lực, phản lực, thì khi xe chuyển động có gia tốc, hành khách còn chịu thêm lực quán tính F→q=−ma→
a) Khi xe tăng tốc, gia tốc a→ hướng tới phía trước còn lực quán tính F→q hướng ngược lại ra phía sau. Lực quán tính này đã làm cho hành khách bị ngả người ra sau.
b) Khi xe giảm tốc độ, gia tốc a→ hướng ra phía sau còn lực quán tính F→q hướng ngược lại tới phía trước. Lực quán tính này đã làm cho hành khách bị chúi người tới phía trước.
Vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h bằng 1,5R (với R là bán kính Trái Đất bằng 6400km). Lây . Hãy tính vận tốc dài và chu kì quay của vệ tinh.
Gọi m, M là khối lượng của vệ tinh và của Trái Đất. Khi vệ tinh bay ở độ cao h, lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh là:
Một vật đặt ở mép một chiếc bàn quay. Phải quay bàn với tần số lớn nhất là bao nhiêu để vật không bị văng ra khỏi bàn? Biết mặt bàn hình tròn bán kính l,75m. Lấy g=10m/s2. Hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn là 0,4.
Để vật không bị văng ra khỏi bàn thì lực hướng tâm phải có giá trị bằng lực ma sát nghỉ:
Tần số vòng lớn nhất ứng với lực ma sát nghỉ cực đại:
Một chiếc phễu có mặt phễu nghiêng góc α so với phương thẳng đứng, quay quanh trục như hình vẽ 51 với vận tốc góc ω. Một viên bi nhỏ đặt trong mặt phễu quay cùng với phễu. Khi chuyển động đã ổn định, bi quay cùng vận tốc góc với phễu và ở vị trí cách trục phiễu một đoạn R, coi ma sát là nhỏ. Tính R.
Chọn hệ quy chiếu gắn với phiễu. Bi đứng yên so với phễu. Các lực tác dụng lên bi gồm:
Một quả cầu buộc vào một sợi dây có chiều dài l = 30 cm quay trong mặt phẳng nằm ngang theo quỹ đạo tròn bán kính r = 15cm và dây tạo thành hình nón. Xác định số vòng quay trong một giây? Lấy g=9,8m/s2
Các lực tác dụng lên vật như hình 53.
Lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực P→ và lực căng dây T→. Dùng định luật II Niu-tơn thu được số vòng quay trong một giây:
Một vật có khối lượng l0kg được treo vào một sợi dây chịu được lực căng đến 100N. Nếu cầm dây mà kéo vật chuyển động lên cao với gia tốc 0,35m/s2 thì dây có bị đứt không? Lấy g=10m/s2
Chọn chiều dương hướng lên trên. Các lực tác dụng lên vật gồm trọng lực P→ và sức căng T→ của sợi dây. (Xem hình 54).
Sức căng của dây khi vật chuyển động lớn hơn 100N nên dây bị đứt. (Hình 54)
Người ta treo một con lắc trong một toa tàu. Biết tàu chuyển động ngang với gia tốc a và dây treo con lắc nghiêng góc α=18o so với phương thẳng đứng. Tính gia tốc của tàu. Lấy g=10m/s2
Chọn hệ quy chiếu gắn với toa tàu. (Hình 55)
Một ôtô có khối lượng 1650kg chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt (coi là cung tròn) với vận tốc 59,4km/h. Tính áp lực của ôtô vào mặt đường tại điểm cao nhất. Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 90m. Hãy so sánh kết quả tìm được với trọng lượng của xe và rút ra nhận xét. Lấy g=10m/s2
Ta có v=59,4km/h=16,5m/s.
Khi ô tô chuyển động qua cầu, ôtô chịu tác dụng của hai lực:
Nhận xét: Khi ôtô chuyển động trên cầu cong (vồng lên) áp lực của ôtô xuống mặt cầu nhỏ hơn so với trọng lượng của nó.
Một ôtô có khối lượng 1400kg chuyển động đều qua một đoạn đường võng (coi như cung tròn) với vận tốc 43,2km/s. Hãy xác định áp lực của ôtô vào mặt đường tại điểm thấp nhất. Coi ôtô là một chất điểm. Biết bán kính cong của một đoạn đường võng R = 65m và g=10m/s2. Hãy so sánh kết quả tìm được với trọng lượng của xe và rút ra nhận xét.
So sánh: Áp lực F = N = 17101,54N > P = mg = 14000N.
Nhận xét: Khi ôtô chuyển động trên cầu cong (võng xuống) áp lực của ôtô xuống mặt cầu lớn hơn so với trọng lượng của nó.
Trong một thang máy có đặt một lực kế bàn. Một người có khối lượng 68kg đứng trên bàn của lực kế. Hỏi lực kế chỉ bao nhiêu nếu:
a) Thang máy đứng yên. Lấy g=10m/s2
b) Thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a=0,3m/s2
c) Thang máy đi xuống chậm dần đều với gia tốc a=0,3m/s2
a) Khi thang máy đứng yên, lực kế chỉ trọng lượng thật của người:
b) Khi thang máy đi xuống nhanh dần đều:
c) Khi thang máy đi xuống chậm dần đều:
Một vật được đặt ở đỉnh mặt phẳng nghiêng có chiều dài 11m, hệ số ma sát μ = 0,45. Lấy g = 10m/s2.
a) Xác định giá trị góc lớn nhất (α) của mặt phẳng nghiêng để vật nằm yên.
b) Cho α = 30°. Xác định thời gian và vận tốc của vật khi xuống hết dốc.
a) Khi vật nằm yên trên mặt phẳng nghiêng thì hợp lực tác dụng lên vật bằng không, ứng với góc α lớn nhất ta có:
mgsinα = μmgcosα tan α = μ = 0,45 và α ≈ 24 °.
Một vật được ném ngang từ độ cao 65m. Sau khi chuyển động được 2 giây, vectơ vận tốc của vật hợp với phương ngang một góc 30°.
a) Tính vận tốc đầu của vật.
b) Thời gian chuyển động của vật.
c) Tầm bay xa của vật. Lấy g = 10m/s2.
a) Vận tốc ban đầu của vật vo = vx.
Tại thời điểm t = 2s: vy = gt = 10.2 = 20m/s.
Vệ tinh nhân tạo địa tĩnh là vệ tinh được coi là đứng yên đối với mặt đất. Hãy xác định vị trí của mặt phẳng quỹ đạo, độ cao và vận tốc của vệ tinh.
Mặt phẳng quĩ đạo của vệ tinh chính là mặt phẳng xích đạo.
Lực hấp dẫn của Trất Đất với vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái Đất. Gọi r là khoảng cách từ tâm Trái Đất đến vệ tinh, T là chu kỳ quay quanh của Trái Đất và cũng là của vệ tinh.
Thay số ta được:
∗ Khoảng cách từ vệ tinh đến tâm Trái Đất:
