Bài tập các định luật newton dạng 1

Bài tập Các định luật Newton dạng Vật trượt mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng (Áp dụng định luật 1, Niutơn) Chuyên đề Động lực học chất điểm VnDoc mời bạn tham khảo Bài tập Các định luật Newton dạng thuộc chương trình chuyên đề Vật lý 10 giúp học sinh ôn luyện nâng cao kết học tập môn Lý 10 Vật trượt mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng (Áp dụng định luật 1, Niutơn) A Phương pháp & Ví dụ Áp dụng hai định luật I II Newton - Định luật I Niu Tơn ( định luật quán tính) Nếu F→ = a→ = ⇒ + v = vật đứng yên + v = const vật chuyển động thẳng Lưu ý: Nếu vật chịu tác dụng nhiều lực : F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→ - Định luật II Niu Tơn Biểu thức vectơ: F→ = m a→ Biểu thức độ lớn: F = ma Lưu ý: Nếu vật chịu tác dụng nhiều lực : F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→ * Phương pháp động lực học: Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát Bước 2: Chọn hệ quy chiếu ( Cụ thể hoá hệ trục toạ độ vng góc; Trục toạ độ Ox ln trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vng góc với phương chuyển động) Bước 3: Xác định lực biểu diễn lực tác dụng lên vật hình vẽ (phân tích lực có phương khơng song song vng góc với bề mặt tiếp xúc) Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn ( Nếu có lực phân tích sau viết lại phương trình lực thay lực phân tích cho lực luôn) F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→ (*) ( tổng tất lực tác dụng lên vật) Bước 5: Chiếu phương trình lực(*) lên trục toạ độ Ox, Oy: Ox: F1x + F2x + … + Fnx = ma (1) Oy: F1y + F2y + … + Fny = (2) * Phương pháp chiếu: - Nếu lực vng góc với phương chiếu độ lớn đại số F phương - Nếu lực song song với phương chiếu độ lớn đại số F phương : + TH: F Cùng hướng với chiều dương phương chiếu: + TH: F ngược hướng với chiều dương phương chiếu: - Giải phương trình (1) (2) ta thu đại lượng cần tìm (gia tốc a F) * Chú ý: Sử dụng công thức động học: - Chuyển động thẳng đêu f: a = Chuyển động thẳng biến đổi s = v0t + at2/2 ; v = v0 + at ; v2 – v02 = 2as Chuyển động tròn đều: Bài tập vận dụng Bài 1: Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động theo trục Ox (trên mặt ngang), tác dụng lực F→ nằm ngang có độ lớn khơng đổi Xác định gia tốc chuyển động vật hai trường hợp: a Khơng có ma sát b Hệ số ma sát trượt mặt ngang μt Hướng dẫn: - Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo F→, lực ma sát Fms→, trọng lực P→, phản lực N→ - Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên Phương trình định luật II Niu-tơn dạng vectơ: F→ + Fms→ + P→ + N→ = m.a→ (1) Chiếu (1) lên trục Ox: F – Fms = ma (2) Chiếu (1) lên trục Oy: - P + N = (3) N = P Fms = μt.N Vậy: + Gia tốc a vật có ma sát là: + Gia tốc a vật khơng có ma sát là: Bài 2: Một học sinh đẩy hộp đựng sách trượt sàn nhà Lực đẩy ngang 180 N Hộp có khối lượng 35 kg Hệ số ma sát trượt hộp sàn 0,27 Hãy tìm gia tốc hộp Lấy g = 9,8 m/s2 Hướng dẫn: Hộp chịu tác dụng lực: Trọng lực P→, lực đẩy F→, lực pháp tuyến N→ lực ma sát trượt sàn Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ: Ox: Fx = F – Fms = max = ma Oy: Fy = N – P = may = Fms = μN Giải hệ phương trình: N = P = mg = 35.9,8 = 343 N Fms = μN= 0.27 343 = 92.6 N a = 2,5 m/s2 hướng sang phải Bài 3: Hai vật khối lượng m = kg nối với sợi dây không dẫn khối lượng không đáng kể Một vật chịu tác động lực kéo F→ hợp với phương ngang góc a = 30° Hai vật trượt mặt bàn nằm ngang góc α = 30° Hệ số ma sát vật bàn 0,268 Biết dây chịu lực căng lớn 10 N Tính lực kéo lớn để dây không đứt Lấy √3 = 1,732 Hướng dẫn: Vật có: Chiếu xuống Ox ta có: F.cos 30° - T1 - F1ms = m1a1 Chiếu xuống Oy: F.sin30° - P1 + N1 = Và F1ms = k.N1 = k (mg - Fsin30°) ⇒ F.cos30° - T1k.(mg - Fsin30°) = m1a1 (1) Vật có: Chiếu xuống Ox ta có: T - F2ms = m2a2 Chiếu xuống Oy: - P2 + N2 = Mà F2ms = k N2 = km2g ⇒ T2 - k m2g = m2a2 Hơn m1 = m2 = m; T1 = T2 = T ; a1 = a2 = a ⇒ F.cos30° - T – k (mg - Fsin30°) = ma (3) ⇒ T - kmg = ma (4) Từ (3) (4) Vậy Fmax = 20 N Bài 4: Một xe trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 30° Hệ số ma sát trượt m = 0,3464 Chiều dài mặt phẳng nghiêng l = m lấy g = 10 m/s2và hệ số ma sát μ = 1,732 Tính gia tốc chuyển động vật Hướng dẫn: Các lực tác dụng vào vật: Trọng lực P→ Lực ma sát fms→ Phản lực N→ mặt phẳng nghiêng Hợp lực fms→ + P→ + N→ = m.a→ Chiếu lên trục Oy: - Pcosα + N = ⇒ N = mgcosα (1) Chiếu lên trục Ox: Psinα - Fms = max ⇒ mgsinα - μN = max (2) Từ (1) (2) ⇒ mgsinα - mgcosα = max ⇒ax = g(sina - μcosa) = m/s2 Bài 5: Một sách thả trượt từ đỉnh bàn nghiêng góc α = 35° so với phương ngang Hệ số ma sát trượt mặt sách với mặt bàn μ = 0.5 Tìm gia tốc sách Lấy g = 9.8 m/s2 Hướng dẫn: Quyển sách chịu tác dụng ba lực: trọng lực P→, lực pháp tuyến N→ lực ma sát Fms→ mặt bàn Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ Ox: Fx = Psinα – Fms = max = ma Oy: Fy = N – Pcosα = may = Fms = μN Giải hệ phương trình ta được: a = g (sinα - μcosα) = 9.8.(sin35° - 0,50.cos35°) ⇒ a = l.6 m/s2, hướng dọc theo bàn xuống B Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Câu đúng? Khi xe buýt tăng tốc đột ngột hành khách A Đứng lại B Ngả người phía sau C Chúi người phía trước D Ngả người sang bên cạnh Câu 2: Câu sau câu đúng? A Nếu khơng có lực tác dụng vào vật vật khơng thề chuyển động B Khơng cần có lực tác dụng vào vật vật chuyển động tròn C Lực nguyên nhân trì chuyển động vật D Lực nguyên nhân làm biến đổi chuyển động vật Câu 3: Nếu vật chuyển động có gia tốc mà lực tác dụng lên vật giảm vật thu gia tốc A Lớn B Nhỏ C Không thay đổi D Bằng Câu 4: Một hợp lực 1,0 N tác dụng vào vật có khối lượng 2,0 kg lúc đầu đứng yên, khoảng thời gian 2,0 s Quãng đường mà vật khoảng thời gian A 0.5 m B 2.0 m C 1.0 m D 4.0 m Câu 5: Một bóng có khối lượng 500 g nằm mặt đất bị đá lực 250 N Nếu thời gian bóng tiếp xúc với bàn chân 0,020 s, bóng bay với vận tốc bao nhiêu? A 0.01 m/s B 2.5 m/s C 0.1m/s D 10 m/s Câu 6: Một vật có khối lượng 2.0 kg chuyển động thẳng nhanh dần từ trạng thái nghỉ Vật 80 cm 0.50 s Gia tốc vật hợp lực tác dụng vào bao nhiêu? A 3.2 m/s2; 6.4 N B 0.64 m/s2; 1.2 N C 6.4 m/s2; 12.8 N D 640 m/s2; 1280 N Câu 7: Một lực khơng đổi tác dụng vào vật có khối lượng 5,0 kg làm vận tốc tăng từ 2,0 m/s đến 8,0 m/s 3,0 s Hỏi lực tác dụng vào vật bao nhiêu? A 15 N B 10 N C N D N Câu 8: Một ô tô chạy với vận tốc 60 km/h người lái xe hãm phanh, xe tiếp quãng đường 50 m dừng lại Hỏi tơ chạy với tốc độ 120 km/h quãng đường từ lúc hãm phanh đến dừng lại bao nhiêu? Giả sử lực hãm hai trường hợp A 100 m B 141 m C 70.7 m D 200 m Câu 9: Một xe tải khối lượng m = 2000 kg chuyển động hãm phanh chuyển động chậm dần dừng lại sau thêm m 3s Lực hãm tác dụng vào ô tô bao nhiêu? A 8000 N B 6000 N C 2000 N D 4000 N Câu 10: Người ta dùng dây cáp để kéo tơ có khối lượng 1500 kg chuyển động Hỏi lực kéo phải để xe có gia tốc 1,75 m/s2? A 1750 N B 2625 N C 2250 N D 3500 N Câu 11: Một lực F không đổi tác dụng lên xe lăn khoảng thời gian t làm xe 2,5 m Nếu đặt thêm vật m = 250g lên xe khoảng thời gian xe m chịu tác dụng lực F Hỏi khối lượng xe bao nhiêu? A 0,4 kg B 0,5 kg C 0,75 kg D kg Câu 12: Hai bóng ép sát vào mặt bàn nằm ngang, buông tay hai bóng lăn quảng đường 9m 4m dừng lại Biết sau tương tác hai bóng chuyển động gia tốc Mối liên hệ khối hai bóng là: A m1 = 1,5m2 B m2 = 1,5m1 C m2 = 2,25m1 D m1 = 2,25m2 Câu 13: Một vật khối lượng m = 1kg nằm cân phẳng nghiêng góc 60° Biết g = 10 m/s2 Cho hệ số ma sát μ = Lực ma sát tác dụng lên vật là: A 10 N B N C 20 N D 5√3 N Câu 14: Một lực tác dụng vào vật thời gian 0,6s vận tốc vật giảm từ 9m/s đến 6m/s Nếu tăng độ lớn lực lên gấp đôi giữ nguyên hướng lực vật dừng lại? A 0,9s B 0,6s C 1,2s D 0,3s Câu 15: Một ôt tô khối lượng 1000 kg chạy với vận tốc 72 km/h Muốn xe dừng lại 10s phải tác dụng vào xe lực hãm bao nhiêu? A 3000 N B 1500 N C 1000 N D 2000 N Câu 10 11 12 13 14 15 Đ/án B A B C D C B D D B D B B B D Mời bạn tham khảo Làm online: Bài tập Các định luật Newton dạng Bài tập Các định luật Newton dạng Bài tập Tổng hợp phân tích lực Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10, Giải tập Vật Lí 10, Giải tập Hóa 10 nâng cao, biên soạn đăng tải chi tiết  ... online: Bài tập Các định luật Newton dạng Bài tập Các định luật Newton dạng Bài tập Tổng hợp phân tích lực Để có kết cao học tập, VnDoc xin giới thiệu tới bạn học sinh tài liệu Trắc nghiệm Vật lý 10 ,... Một ôt tô khối lượng 10 00 kg chạy với vận tốc 72 km/h Muốn xe dừng lại 10 s phải tác dụng vào xe lực hãm bao nhiêu? A 3000 N B 15 00 N C 10 00 N D 2000 N Câu 10 11 12 13 14 15 Đ/án B A B C D C B... căng lớn 10 N Tính lực kéo lớn để dây không đứt Lấy √3 = 1, 732 Hướng dẫn: Vật có: Chiếu xuống Ox ta có: F.cos 30° - T1 - F1ms = m1a1 Chiếu xuống Oy: F.sin30° - P1 + N1 = Và F1ms = k.N1 = k (mg