Xác Định Phản Lực Của Vật Quay Có Trục Cố Định
Đề thi

Xác Định Phản Lực Của Vật Quay Có Trục Cố Định

A
Admin
Vật lýLớp 1065 lượt thi
8 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Thanh BC khối lượng m1 = 2kg, gắn vào tường bởi bản lề C. Dầu B treo vật nặng có khối lượng m2 = 2kg và được giữ cân bằng nhờ dây AB như hình vẽ. Biết AB⊥AC, AB=AC.Xác định phản lực tại C do thanh BC tác dụng lên. Lấy  g=10(m/s2)

Xem đáp án

Ta có các lực tác dụng lên thanh BC:

- Trọng lực P→1 của thanh:

P1=m1g=2.10=20(N)

- Lực căng của dây treo m2, bằng trọng lực P→2 của m

P2=m2g=2.10=20(N)

- Lực căng T→của dây AB.

- Lực đàn hồi N→ của bản lề C.

Theo điều kiện cân bằng Momen

MT=MP1+MP2⇒T.dT=P1.dP1+P2.dP2⇒T.CA=P1AB2+P2.AB

Theo bài ra 

AC=AB⇒T=P12+P2=30N

Theo điều kiện cân bằng lực 

P→1+P→2+T→+N→=0→ (1)

- Chiếu (1) lên Ox

−T+Nx=0⇒Nx=T=30N

- Chiếu (1) lên Oy

−P1−P2+Ny=0⇒Ny=P1+P2=40N

Phản lực của thanh tường tác dụng lên thanh BC là 

N=Nx2+Ny2=50NVới  tanα=NxNy=3040=34⇒α≈370

2. Tự luận
1 điểm

Thanh AB khối lượng m = 2kg; đầu B dựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo AC sao cho BC = AC và BC vuông góc với AC. Tìm các lực tác dụng lên thanh. Lấy g=10(m/s2)

Xem đáp án

Vì BC = AC nên α=450

Theo điều kiện cân bằng Momen: 

MP→=MT→⇒P.dP=T.dT⇒T.ABsinα=P.AB2cosα⇒T=mg2tgα=2.102.1=10(N)

Theo điều kiện cân bằng lực:

P→+T→+N→1+N→2=0→

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Chiếu Oy: 

N1=P=m.g=2.10=20(N)

Chiếu Ox

N2=T=10(N)

3. Tự luận
1 điểm

Thanh AB có khối lượng m = 15kg, đầu A tựa trên sàn nhám, đầu B nối với tường bằng dây BC nằm ngang, góc α=600

a. Xác định độ lớn các lực tác dụng lên thanh AB.

b. Cho hệ số ma sát giữa AB và sàn là k=32. Tìm các giá trị để thanh có thể cân bằng. Biết dây BC luôn nằm ngang. Lấy g=10(m/s2)

Xem đáp án

a. Ta có

P=mg=1,5.10=150(N)

Theo điều kiện cân bằng của vật rắn quay quanh trục A: 

MT=MP⇒T.dT=P.dP⇒T.AB.sinα=P.AB2.cosα(*)⇒T=150.12.1232=253(N)

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Theo điều kiện cân bằng của vật rắn 

P→+N→+f→ms+T→=0→

Chiếu (1) lên Ox

fms−T=0⇒fms=253(N)

Chiếu (1) lên Oy 

P−N=0⇒N=P=150(N)

b. Từ ( * ) ta có T=P.cotgα2

Lúc này F→ms là lực ma sát nghỉ

⇒Fms≤kN⇒12mg.cotgα≤k.mg⇒cotgα≤2k=3⇒α≥300

4. Tự luận
1 điểm

Thanh BC nhẹ, gắn vào tường bởi bản lề C. Đầu B treo vật nặng có khối lượng m = 4kg và được giữ cân bằng nhờ dây treo AB. Cho AB = 30cm, AC = 40cm. Xác định các lực tác dụng lên BC. Lấy  g=10(m/s2) 

Xem đáp án

Cân bằng đối với trục quay ở C:

MT→=MP→⇒T.AC=P.ABP=mg=40N;T=ABACmg=30N

Phản lực có hướng .

Theo điều kiện cân bằng vật rắn

T→+P→+N→=0→

Chiếu lên hệ trục Oxy 

N.sinα=T⇒N=TsinαMà sinα=ABBC=ABAB2+AC2=35⇒N=50N

5. Tự luận
1 điểm

Cho một vật có khối lượng m = 6kg được treo vào tường bởi dây BC và thanh AB. Thanh AB gắn vào tường bằng bản lề A, ta có AB = 30cm và BC = 60cm

1. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB trong hai trường hợp sau:

a. Bỏ qua khối lượng thanh.

b. Khối lượng thanh AB là 3kg.

2. Khi tăng góc ACB^ thì lực căng dây BC thay đổi như thế nào ?

Xem đáp án

1. Ta có 

P=mg=6.10=60(kg)SinACB^=ABBC=3060⇒ACB^=300⇒ABC^=600

 a, Phản lực N→ có hướng AB→. Theo điều kiện cân bằng:

T→+P→+N→=0→;T=P=40N 

Chiếu lên Oy

T.cos300−P=0⇒T=Pcos300=6032=403(N)

Chiếu lên Ox 

⇒T.sin300−N=0⇒N=403.12=203(N)

b, Phản lực có phương nằm trong góc. Cân bằng đối với trục quay ở A:

MT→=MP→1+MP→2⇒T.ABsin600=P1.AB2+P2.AB⇒T=3.10.0,5+6032=503(N)

Phương trình cân bằng lực: 

T→+P→1+P→2+N→=0→

Chiếu theo Ox 

Nx=Tx=Tcos600=50.32=253(N)

Chiếu theo Oy

Ny+Ty−P1−P2=0⇒Ny=30+60−503.32=15(N)

Vậy

 N=Nx2+Ny2=152+(253)2=1021(N){Nx=Tx=Tcos600=T2=5032=253(N)Ny=P+P'−T'cosα=(m+m')g−T'cosα

2.Theo ý a ta có:  T=mgcosACB^ 

Theo ý b ta có T=P12+P2cosACB^

Vậy khi tăng ACB^ thì lực căng T tăng

 

6. Tự luận
1 điểm

Thanh AB khối lượng m1 = 10kg, chiều dài l = 3m gắn vào tường bởi bản lề A. Đầu B của thanh treo vật nặng m2 = 5kg. Thanh được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo CD; góc α=450. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB biết AC = 2m.

Xem đáp án

Ta có P1=m1.g=10.10=100(N)

P2=m2g=5.10=50(N)

Theo điều kiện cân bằng của một vật rắn quay quanh một truch cố định

MT→=MP→1+MP→2⇒T.ACsin450=P1.AB2+P2.AB⇒T=ABACsin450(P12+P2)

⇒T=32.22(1002+50)=1502(N)

Theo điều kiện cân bằng lực của vật rắn:

P→1+P→2+T→+N→=0→

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ

Chiếu theo Ox ta có:

N=Tcos45=1502.22=150(N)

7. Tự luận
1 điểm

Thanh AB được đặt như hình vẽ có đầu A tựa trên sàn, đầu B được treo bởi dây BC. Biết BC = AB = a. Xác định giá trị hệ số ma sát giữa AB và sàn để AB cân bằng.

Xem đáp án

Theo điều kiện cân bằng của vật rắn đối với trục quay ở 

A:  MT→=MP→⇒T.dT=P.dP⇒T=mg2

Theo điều kiện cân bằng vật rắn khi chịu tác dụng của các lực 

P→+T→+N→+F→ms=0→

Chon hệ trục Oxy như hình vẽ :

Chiếu lên Ox : 

Fms=T32=mg.34

Chiếu lên Oy : 

⇒N=mg−T2=mg−mg4=3mg4

 

Để thanh cân bằng

 Fms≤kN⇒k>33≈0,58

8. Tự luận
1 điểm

Cho một thang có khối lượng m = 20kg được dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng α.Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0,6.

a. Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang nếu α=450.

b.  Tìm các giá trị của α để thang đứng yên không trượt trên sàn.

c. Một người khối lượng m’= 40kg leo lên thang khi α=450. Hỏi người này lên đến vị trí O’ nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Chiều dài thang l = 2m

Xem đáp án

a. Trọng lượng của thanh: P = mg = 200N 

Theo điều kiện cân bằng Momen

MP→=MN→B⇒P.AB2cosα=NB.AB.sinα 

Theo điều kiện cân bằng lực

P→+N→A+N→B+F→ms=0→NA=P=200N;Fms=NB⇒NB=Fms=P2=100N

b, Điều kiện: Fms <k.NA

Theo câu a Fms=NB=P2tgα

⇒NA=P⇒tgα>12k=11,2⇒α=400

c. Lấy O’ là vị trí người khi thang bắt đầu trượt.

Ta có: 

NB=Fms=kNA;NA=P+P'=600NFms=360N

Xét trục quay qua A

MN→B=MP→+MP'→NB.ABsinα=P.AB2.cosα+P'.AO'.cosα⇒AO'=1,3m