Bài tập vật lí 10 chương II13681

BÀI TẬP VẬT LÍ 10 CHƯƠNG II §13 LỰC MA SÁT TRƯỢT TÓM TẮT KIẾN THỨC  Lực ma sát trượt: Lực ma sát trượt xuất mặt tiếp xúc hai vật làm cản trở chuyển động vật (ngược chiều với chiều chuyển động vật)  Các đặc điểm độ lớn lực ma sát trượt: - Khơng phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc tốc độ vật - Tỉ lệ với độ lớn áp lực (là lực mà vật tác dụng lên mặt tiếp xúc) - Phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc  Cơng thức tính độ lớn lực ma sát trượt: Fmst   t N Trong đó:  t : hệ số ma sát trượt N : độ lớn áp lực  Nếu vật trượt mặt phẳng nằm ngang thì: N  P  mg  Nếu vật trượt mặt phẳng nghiêng (hình vẽ) thì: N  P2  P.cos  mgcos * Chú ý: Nếu có ma sát trượt vật chuyển động chậm dần (thường đề cho chậm dần đều) ta áp dụng số công thức:  - Công thức tính gia tốc: Q v  v0 a t  t0  - Cơng thức tính vận tốc: P1 v  v  at   - Công thức tính quãng đường: P  P s  v t  at 2  v  v 02  2as A Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Điều xảy hệ số ma sát trượt vật trượt mặt phẳng tăng tốc độ trượt vật? A giảm xuống B tăng lên C không đổi D A, B, C sai Câu 2: Lực ma sát trượt lực khơng có đặc điểm sau đây? A ngược chiều với chiều chuyển động vật B phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc C phụ thuộc vào độ lớn áp lực D phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc Câu 3: Phát biểu sau nói lực ma sát trượt? A xuất vật chuyển động chậm dần B phụ thuộc vào độ lớn áp lực C tỉ lệ thuận với tốc độ vật D phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc Câu 4: Trong cách viết công thức  lực  ma sát trượt sau đây, cách viết đúng?  A Fmst   tN B Fmst   t N C Fmst   tN D Fmst   t N Câu 5: Điều xảy hệ số ma sát hai mặt tiếp xúc lực ép hai mặt tăng lên? A tăng lên B giảm C không thay đổi D Câu 6: Điều sau nói lực ma sát trượt? A Lực ma sát trượt xuất vật trượt bề mặt vật khác B Lực ma sát trượt cản trở chuyển động trượt vật C Độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc D Cả A, B, C ThuVienDeThi.com Câu 7: Yếu tố định trò chơi kéo co A lực kéo bên B khối lượng bên C lực ma sát chân sàn đỡ D độ nghiêng dây kéo B Bài tập tự luận Câu 8: Một vật có khối lượng kg đặt mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt bàn 0,25 Tác dụng lực có độ lớn N có phương song song với mặt bàn lên vật Lấy g  10 m/s2 a) Tính độ lớn lực ma sát trượt b) Tính gia tốc vật Câu 9: Người ta đẩy hộp để truyền cho vận tốc ban đầu v  3,5 m/s Sau đẩy, hộp chuyển động trượt sàn nhà Hệ số ma sát trượt hộp sàn nhà  t  0,3 Hỏi hộp đoạn đường bao nhiêu? Lấy g  9,8 m/s2 Câu 10: Người ta đẩy thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động mặt phẳng nằm ngang Hệ số ma sát trượt thùng mặt phẳng 0,35 Tính gia tốc thùng Lấy g  9,8 m/s2 Câu 11: Một khúc gỗ có khối lượng 500 g đặt sàn nhà Người ta kéo sợi dây hướng lên góc 300 so với phương nằm ngang Biết khúc gỗ chuyển động sàn nhà Tính độ lớn lực kéo tác dụng lên khúc gỗ Hệ số ma sát trượt khúc gỗ sàn nhà 0,2 Lấy g  9,8 m/s2 §14 LỰC HƯỚNG TÂM A TÓM TẮT KIẾN THỨC Định nghĩa: Lực (hay hợp lực lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn gât cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm Công thức:  m F ht v2 Fht  maht  m  m r  r F hd R Trong đó: O m: khối lượng vật (đơn vị kg) aht : gia tốc hướng tâm vật (đơn vị m/s2 ) v: tốc độ dài vật (đơn vị m/s) : tốc độ góc vật (đơn vị rad/s) r: bán kính vật chuyển động tròn (đơn vị m) Một số trường hợp lực (hay hợp lực lực) đóng vai trò lực hướng tâm  Lực hấp dẫn Trái Đất vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm: mM v2 Fhd  Fht  G  m r r Với: r  R  h Trong đó: R: bán kính Trái Đất h: khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh GM v Rh GM  Ở mặt đất: g  R GM  Ở độ cao h so với mặt đất: g  (R  h)2    Ơtơ chuyển động đoạn đường cong nghiêng phía tâm cong hợp lực P N đóng vai trị lực hướng tâm    P  N  F ht  Vật nằm yên mặt bàn bàn quay lực ma sát  nghỉ đóng vai trị lực hướng tâm F msn  F ht ThuVienDeThi.com B Bài tập áp dụng Bài 1: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao 153 km Chu kì vệ tinh chuyển động quanh Trái Đất 5.103 s bán kính Trái Đất R  6400 km Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh? Hướng dẫn giải Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh: v2 v2 m2 (R  h)2 m42 (R  h) 100.4.2 6553.1000 Fht  m m     1035 N r (R  h) (R  h) T2 (5.103 )2 Bài 2: Một vệ tinh nhân tạo nặng 20 kg bay quanh Trái Đất độ cao 1000 km, có chu kì 24 h Hỏi vệ tinh chịu lực hấp dẫn có độ lớn bao nhiêu? Biết bán kính Trái Đất R  6400 km Hướng dẫn giải Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất lực hấp dẫn Trái Đất vệ tinh đóng vai trị lực hướng tâm Khi đó: v2 Fhd  Fht  m r 2 (R  h) Với: r  R  h v  r  T 2 m (R  h)2 m42 (R  h) 20.42 7400.1000 T  Fhd  Fht     0,783 N (R  h) T2 864002 Bài 3: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 600 kg bay quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao bán kính Trái Đất Biết bán kính Trái Đất R  6400 km Lấy g  9,8 m/s2 Hãy tính: a) Tốc độ dài vệ tinh b) Chu kì quay vệ tinh c) Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vệ tinh Hướng dẫn giải a) Tính v  ? Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất lực hấp dẫn Trái Đất vệ tinh đóng vai trị lực hướng tâm mM v2 GM v Fhd  Fht  G  m r r r Với: r  R  h  R  R  2R GM Nên: v  2R GM Mặt khác: Gia tốc rơi tự vật mặt đất: g   GM  gR2 R gR2 gR 9,8.6400000    5600 m/s  5,6 km/s 2R 2 b) Tình T  ? 2 v T mà v  r  2R     2R 2 4R 4.6400000 T    14362 s v v 5600 2R c) Tính Fhd  ? v mv mv 600.56002    1470 N r 2R 2.6400000 Bài 4: Cho biết chu kì chuyển động Mặt Trăng quanh Trái Đất 27,32 ngày khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng 3,84.108 m Hãy tính khối lượng Trái Đất Giả thiết quỹ đạo Mặt Trăng tròn Hướng dẫn giải Khi Mặt Trăng chuyển động trịn quanh Trái Đất lực hấp dẫn Mặt Trăng Trái Đất đóng vai trị lực hướng tâm, nên: mM v2 GM   v2 Fhd  Fht  G  m r r r Fhd  Fht  ThuVienDeThi.com Mà: v  r  2 r T GM 42  2r 42 (3,84.108 )3  r M   6.1024 kg r T T G (27,32.86400)2 6,67.1011 Bài 5: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao mà có trọng lượng 920 N Chu kì vệ tinh 5,3.103 s Biết bán kính Trái Đất R  6400 km a) Tính lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh b) Tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh Hướng dẫn giải a) Theo Niutơn trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên vệ tinh lực hấp dẫn Trái Đất vệ tinh P  Fhd  920 N  Mà: Fhd  Fht  920 N b) Ta có: 2 m r2 Fht T 920.(5,3.103 )2 v m42r T Fht  m    r    6546057,712 m  6546,058 km r r T2 m42 100.42 Mà: r  R  h  h  r  R  6546,058  6400  146,058 km Bài 6: Một xe điện chạy với vận tốc v  36 km/h hãm phanh đột ngột Bánh xe không lăn mà trượt đường ray Kể từ lúc hãm phanh, xe điện bao xa dừng hẳn Biết hệ số ma sát trượt bánh xe đường ray 0,2 Cho g  9,8 m/s2 Hướng dẫn giải  v0  Q Khi xe trượt đường ray, có lực tác dụng lên xe: F mst  + Trọng lực: P   P + Lực đường ray: Q s?  + Lực ma sát trượt: F mst Theo định  luật II Niutơn:  P  Q  F mst  ma    Mà: P  Q    Nên: F mst  ma (*) Chọn chiều dương chiều chuyển động xe Fmst  ma   t mg  ma  a   t g  0,2.9,8  1,96 m/s2 Quãng đường xe thêm được: v  v 02 02  102 v  v 02  2as  s    25,51 m 2a 2.( 1,96) Bài 7: Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 10 m, cao m Hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng 0,1 a) Tính gia tốc vật b) Sau vật đến chân dốc? c) Tính vận tốc vật chân dốc Lấy g  9,8 m/s2 Khi vật trượt  mặt phẳng nghiêng, có lực tác dụng lên vật: + Trọng lực: P  + Lực mặt phẳng nghiêng: Q (có phương vng góc với mp nghiêng)  + Lực ma sát trượt: F mst Theo   định  luật IINiutơn: P  Q  Fmst  ma    Mà: P  P1  P2 ThuVienDeThi.com      Nên: P1  P2  Fmst  Q  ma    Mặt khác: P2  Q  Chọn chiều dương chiều chuyển động vật: Fmst  P1  ma  Q C  Fmst  P2   tN  P sin   ma Với: N  P2  Pcos  mgcos   t mgcos  mg sin   ma  a  g(sin    t cos ) B  P1  P A AB AC  BC 10  BC      ; cos  AC AC 10 AC 10 a) Gia tốc vật: a  g(sin    t cos )  9,8(0,5  0,1 )  4,05 m/s2 b) Tìm t  ? Ta có: s  v t  at 2 Mà: v  Với: sin   2 2 2s 2.10 at  t    2,22 s a 4,05 c) Tìm v  ? Ta có: v  v  at   4,05.2,22  8,998 m/s Bài 8: Một vật trượt mặt đường nằm ngang, quãng đường 48 m dừng hẳn Biết lực ma sát trượt có độ lớn 0,06 lần trọng lượng vật Cho g  10 m/s2 Cho chuyển động vật chậm dần Tính vận tốc ban đầu vật Hướng dẫn giải    Khi vật trượt đường nằm ngang, có lực tác dụng lên vật: P ; Q Fmst Theo   định  luật IINiutơn: P  Q  Fmst  ma    Mà: P  Q    Nên: Fmst  ma Chọn chiều dương chiều chuyển động vật Fmst  ma Nên: s  Theo đề bài: Fmst  0,06P  0,06mg  0,06mg  ma  a  0,06g  0,06.10  0,6 m/s2 Mặt khác: v  v 02  2as Khi vật dừng lại v    v 02  2.( 0,6).48  57,6 v  57,6  7,6 m/s Bài 9: ThuVienDeThi.com ... kéo B Bài tập tự luận Câu 8: Một vật có khối lượng kg đặt mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trượt vật mặt bàn 0,25 Tác dụng lực có độ lớn N có phương song song với mặt bàn lên vật Lấy g  10 m/s2...  N  F ht  Vật nằm yên mặt bàn bàn quay lực ma sát  nghỉ đóng vai trị lực hướng tâm F msn  F ht ThuVienDeThi.com B Bài tập áp dụng Bài 1: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng... ThuVienDeThi.com Mà: v  r  2 r T GM 42  2r 42 (3,84 .108 )3  r M   6 .102 4 kg r T T G (27,32.86400)2 6,67 .10? ??11 Bài 5: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất độ