Trắc nghiệm Vật Lí 10 (có đáp án): Các dạng bài tập về chuyển động của hệ vật
13 câu hỏi
Vật 1 được nối với vật 2 bằng dây không dãn. m1 = m2 = 2kg. Kéo vật m1 bằng lực 10N theo phương ngang là hệ vật chuyển động với gia tốc 2m/s2. Lấy g = 10m/s2
Hệ số ma sát của mặt sàn là:
0,02
0,0025
0,05
0,015
- Lực ma sát: Fms=μN=μm1+m2g
Áp dụng định luật II - Niutơn cho cơ hệ, ta có:
FK−Fms=m1+m2a→Fms=FK−m1+m2a↔μm1+m2g=FK−m1+m2a→μ=FK−m1+m2am1+m2g=10−4.24.10=0,05
Đáp án: C
Vật 1 được nối với vật 2 bằng dây không dãn. m1 = m2 = 2kg. Kéo vật m1 bằng lực 10N theo phương ngang là hệ vật chuyển động với gia tốc 2m/s2. Lấy g = 10m/s2
Lực căng của dây có giá trị bằng bao nhiêu:
5N
4N
2,5N
10N
Áp dụng định luật II - Niutơn cho vật thứ 2 ta được:
T−μm2g=m2a→T=μm2g+m2a=0,05.2.10+2.2=5N
Đáp án: A
Hai vật có khối lượng m1 = 1kg, m2 = 0,5kg nối với nhau bằng sợi dây và được kéo lên thẳng đứng nhờ lực F = 18N đặt lên vật I. Gia tốc chuyển động và lực căng của dây có giá trị là bao nhiêu? Coi dây không giãn và có khối lượng không đáng kể.
a=2m/s2; T=6N
a=1m/s2, T=2,5N
a=1m/s2, T=2,5N
a=2,2m/s2; T=5N
Ta có:
+ Các ngoại lực tác dụng lên hệ gồm: các trọng lực P1→;P2→, lực kéo F→
+ Áp dụng định luật II - Niutơn, ta có: F→+P1→+P2→=m1+m2a→
Chọn chiều dương hướng lên, ta có:
F−P1−P2=m1+m2a→a=F−P1−P2m1+m2=F−m1+m2gm1+m2=18−1+0,5101+0,5=2m/s2
+ Xét riêng với vật m2, ta có: T2−P2=m2a
Do dây không giãn →T1=T2=T
Ta suy ra:
T=m2a+P2=m2a+g=0,52+10=6N
Đáp án: A
Một vật khối lượng m treo vào trần một thang máy khối lượng M, m cách sàn thang máy một khoảng s. Tác dụng lên buồng thang máy lực F hướng lên. Biết M = 100kg, F = 600N, m = 3kg, lấy g = 10m/s2 . Gia tốc của m là?
2,32m/s2
3,21m/s2
−4,17m/s2
−2,45m/s2
- Chọn chiều dương hướng lên
- Các lực tác dụng lên hệ “thang máy và người” là: lực F→, các trọng lực P→,p→
- Áp dụng định luật II - Niutơn, ta có:
F→+P→+p→=M+ma→1
Chiếu (1), ta được:
F−Mg−mg=M+ma→a=F−M+mgM+m=FM+m−g2
Thay số, ta được:
a=600100+3−10=−4,17m/s2
Đáp án: C
Cho hệ vật như hình vẽ:
Biết m1 = 2m2. Lực căng của dây treo ròng rọc là 52,3N. Khối lượng của m2 có giá trị là:
2kg
4kg
1,5kg
3kg
- Vì bỏ qua khối lượng ròng rọc nên ta có:
T'=2T→T=T'2=52,32=26,15N
m1>m2→m1 đi xuống, m2 đi lên.
- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hệ
- Các lực tác dụng lên hệ gồm: các trọng lực P1→;P2→
- Viết phương trình định luật II - Niutơn, ta được: P1→+P2→=m1+m2a→1
- Chiếu (1) lên chiều dương, ta được:
P1−P2=m1+m2a↔m1g−m2g=m1+m2a→a=m1−m2m1+m2g=2m2−m22m2+m2g=13.9,8=3,27m/s2
Xét riêng vật m2, ta có:
T−P2=m2a→T−m2g=m2a→m2=Tg+a=26,159,8+3,27=2kg
Đáp án: A
Cho cơ hệ như hình vẽ:
Cho m1 = 1,6kg; m2 = 400g, g = 10m/s2, bỏ qua ma sát, khối lượng dây và ròng rọc. Lực nén lên trục của ròng rọc là:
3,2N
2,4N
3,22N
2,42N
- Các lực tác dụng lên vật m1: trọng lực P→1, phản lực Q1→của mặt sàn, lực căng T→1của dây.
- Các lực tác dụng lên vật m2: trọng lực P→2, lực căng T→2của dây.
- Áp dụng định luật II - Niutơn, ta được:
P→1+Q1→+T→1=m1a→1P→2+T→2=m2a→2
+ Chiếu (1) lên chiều chuyển động của vật 1, ta được: T1=m1a3
+ Chiếu (2) lên chiều chuyển động của vật 2, ta được: P2−T2=m2a4
Vì dây không dãn và khối lượng không đáng kể nên ta có: T1=T2
Từ (3) và (4), ta suy ra: a=m2gm1+m2=0,4.101,6+0,4=2m/s2
Lực nén lên ròng rọc: F→=T1'→+T→2'
Ta có: T'1=T1=m1a=1,6.2=3,2NT'2=T2=T1=3,2N
Vì T1'→⊥T2'→
suy ra F=3,22+3,22=3,22N
Đáp án: C
Cho cơ hệ như hình vẽ:
Biết m1 = 5kg,α= 30∘, m2 = 2kg,μ=0,1. Lực căng của dây có giá trị là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2
20,2N
10,1N
19,8N
13,5N
- Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây
- Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật: trọng lực P1→;P2→, phản lực Q1→của mặt phẳng nghiêng lên m1, lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật m1m1 là Fms→
- Gia tốc của hệ: a→=Fng→mhe=P1→+P2→+Q1→+Fms→m1+m21
- Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:
a=P1sinα−P2−Fmsm1+m2=m1gsinα−m2g−μm1gcosαm1+m2=5.10.sin300−2.10−0,1.5.10cos3005+2=0,1m/s2
- Xét riêng vật m2, ta có: T2→+P2→=m2a2→
Chiếu theo phương chuyển động ta được: T2−m2g=m2a2
Lại có: T2=T,a1=a2=a
Ta suy ra: T=m2a+g=20,1+10=20,2N
Đáp án: A
Hai vật m1=5kg, m2=10kg được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật m1.
Tìm quãng đường vật đi được sau 2s:
2,4m
3,2m
2,68m
3,47m
Ta có:
- Các lực tác dụng lên vật m1: trọng lực P1→, phản lực Q1→của mặt sàn, lực kéo F→, lực căng T1→của dây.
- Các lực tác dụng lên vật m2: trọng lực P2→, phản lực Q2→của mặt sàn, lực căng T2→của dây.
- Theo định luật II - Niutơn, ta có:
+ Vật m1:P1→+Q1→+F→+T1→=m1a1→(1)
+ Vật m2:P2→+Q2→+T2→=m2a2→(2)
Chiếu (1) và (2) lên phương ngang, theo chiều chuyển động của mỗi vật, ta được:
F−T1=m1a1(a)T2=m2a2(b)
- Vì T1=T2a1=a2=a nên từ (a)+(b), ta suy ra:
F=m1+m2a→a=Fm1+m2=185+10=1,2m/s2
=> Quãng đường vật đi được sau 2s là: s=12at2=12.1,2.22=2,4m
Đáp án: A
Cho cơ hệ như hình vẽ:
Biết m1 = 5kg,α=30∘, m2 = 2kg,μ=0,1. Lấy g = 10m/s2
Tìm gia tốc chuyển động
0,1 m/s
0,2 m/s
0,3 m/s
0,4 m/s
Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây
Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật :Trọng lực p1→;p2→; phản lực Q1→của mặt phẳng nghiêng lên m1; lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật m1 là Fms1→
-Gia tốc của hệ là: a→=Fng→mhe=P1→+P2→+Q1→+Fms1→m1+m2(1)
-Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:
a=psinα−p2−Fms1m1+m2=m1gsinα−m2g−μm1gcosαm1+m2→a=g[(sinα−μcosα)m1−m2]m1+m2=10[(sin30−0,1.cos30).5−2]5+2≈0,1m/s
Đáp án: A
Hai vật m1=5kg, m2=10kg được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật m1.
Biết dây chịu lực căng tối đa là 15N. Vậy khi hai vật chuyển động dây có lực căng là bao nhiêu và có bị đứt không?
T=16,5N và bị đứt
T=8N và không bị đứt
T=12N và không bị đứt
T=18N và bị đứt
Thay a=1,2m/s vào phương trình (b) ở câu trên, ta được: T2=10.1,2=12N
Nhận thấy: T2=T1=T=12N<Tmax=15N
=> Dây không bị đứt
Đáp án: C
Hai vật m1=5kg, m2=10kg được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật m1.
Độ lớn của lực kéo bằng bao nhiêu để dây không bị đứt?
16,5N
24N
18N
F ≥22,5N
Ta có:
+ Gia tốc: a=Fm1+m2ta tính được ở câu 3
thay a vào phương trình (b), ta được: T2=T=m2Fm1+m2
+ Để dây bị đứt thì:
T≥Tmax=15N↔m2Fm1+m2≥Tmax→F≥Tmaxm1+m2m2=155+1010=22,5N
=> Để dây bị đứt thì lực kéo F ≥22,5N
Đáp án: D
Cho cơ hệ như hình vẽ:
Biết m1 = 5kg,α= 30∘, m2 = 2kg,μ=0,1. Lấy g = 10m/s2
Lực căng của dây là bao nhiêu?
20,2 N
10,2 N
5,10 N
22,2 N
Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây
Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật :Trọng lực p1→;p2→; phản lực Q1→của mặt phẳng nghiêng lên m1; lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật m1 là Fms1→
-Gia tốc của hệ là: a→=Fng→mhe=P1→+P2→+Q1→+Fms1→m1+m2(1)
-Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:
a=psinα−p2−Fms1m1+m2=m1gsinα−m2g−μm1gcosαm1+m2→a=g[(sinα−μcosα)m1−m2]m1+m2=10[(sin30−0,1.cos30).5−2]5+2≈0,1m/s
- Xét riêng vật m2, ta có:
T2→+P2→=m2a2→→T−m2g=m2a(T2=T;a1=a2=a)→T=m2(a+g)=2.(0,1+10)=20,2N
Đáp án: A
Cho cơ hệ như hình vẽ: Biết alpha = 30∘, m1 = 1kg; m2 = 2kg. Tính công của của trọng lực tác dụng lên hệ thống khi m1 đi lên không ma sát trên mặt phẳng nghiêng được quãng đường 1m
15 J
1,5 J
30J
3,0 J
Khi m1 đi lên quãng đường s=1m trên mặt phẳng nghiêng thì m2 đi xuống thẳng đứng một quãng đường cũng băng s (hình vẽ)
Ta có: h1=s.sinα=1.0,5=0,5m;h2=s=1m
Công của trọng lực của hệ thống:
A=A1+A2↔A=−m1gh1+m2gh2=−1.10.0,5+2.10.1=15J
Đáp án: A
