Bài tập chủ đề 2 Câu hỏi 1 trang 76 Vật lí 10 Một người có khối lượng 60,0 kg đi trên xe đạp có khối lượng 20,0 kg Khi xuất phát, hợp lực tác dụng lên xe đạp là 200 N Giả sử hợp lực tác dụng lên xe đạ[.]
Bài tập chủ đề Câu hỏi trang 76 Vật lí 10: Một người có khối lượng 60,0 kg xe đạp có khối lượng 20,0 kg Khi xuất phát, hợp lực tác dụng lên xe đạp 200 N Giả sử hợp lực tác dụng lên xe đạp khơng đổi, tính vận tốc xe đạp sau 5,00 s Trả lời: Tổng khối lượng xe người m = 60 + 20 = 80 kg Gia tốc xe là: a = F : m = 200 : 80 = 2,5 m/s2 Vận tốc xe đạp sau 5,00 giây v = a.t = 2,5.5 = 12,5 m/s Câu hỏi trang 76 Vật lí 10: Từ cơng thức liên quan, biểu diễn đơn vị áp suất khối lượng riêng qua đơn vị hệ SI Trả lời: Áp suất có biểu thức p = N F nên đơn vị áp suất m S Khối lượng riêng có biểu thức D = kg m nên đơn vị khối lượng riêng m V Câu hỏi trang 76 Vật lí 10: Một thiết bị vũ trụ có khối lượng 70,0 kg Khi thiết bị cất cánh từ bề mặt Mặt Trăng, lực nâng hướng thẳng đứng, lên khỏi bề mặt Mặt Trăng động tác dụng lên thiết bị 500 N Gia tốc rơi tự bề mặt Mặt Trăng 1,6 m/s2 Hãy xác định: a) Trọng lượng thiết bị Mặt Trăng b) Tổng hợp lực nâng động lực hấp dẫn Mặt Trăng tác dụng lên thiết bị c) Gia tốc thiết bị cất cánh từ bề mặt Mặt Trăng Trả lời: a) Trọng lượng thiết bị Mặt Trăng P’ = m.g’ = 70.1,6 = 112 N b) Khi cất cánh, lực động tác dụng hướng thẳng đứng lên trên, có độ lớn 500 N, hợp lực tác dụng vào thiết bị F = 500 – 112 = 388 N c) Gia tốc thiết bị a = F : m = 388 : 70 = 5,54 m/s2 Câu hỏi trang 76 Vật lí 10: Gọi tên mô tả hướng lực tình thực tế sau: a) Một vật nằm đáy bể b) Quả táo rụng xuống đất c) Người ngồi xích đu Trả lời: a) Một vật nằm đáy bể chịu tác dụng của: + Trọng lực P theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống + Phản lực N đáy bể tác dụng lên vật phương thẳng đứng, chiều từ lên + Lực đẩy Acsimet FA nước tác dụng lên vật phương thẳng đứng, chiều từ lên b) Khi táo rơi, chịu tác dụng trọng lực P hướng thẳng đứng xuống đất (lực cản khơng khí nhỏ nên bỏ qua) c) - Ta có lực tác dụng vào người trọng lực P Trái Đất tác dụng lên người, có phương thẳng đứng, chiều từ xuống dưới, phản lực N ván làm ghế ngồi tác dụng lên người, có phương thẳng đứng, chiều từ lên - Các lực tác dụng vào ván có hai lực căng dây T T’ có phương thẳng đứng, chiều từ lên trên, có lực ép thể người ngồi lên ván theo phương thẳng đứng, chiều từ xuống Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Người ta thả cầu kim loại vào ống hình trụ chứa đầy dầu Lúc đầu, cầu chuyển động nhanh dần Sau khoảng thời gian chuyển động với tốc độ khơng đổi Hãy giải thích: a) Tại lúc đầu cầu tăng tốc? b) Tại sau thời gian cầu chuyển động đều? c) Tại nói ống đủ cao vận tốc cầu chuyển động vận tốc cuối nó? Trả lời: a) Thả cầu vào dầu cầu chịu tác dụng + trọng lực P hướng thẳng đứng xuống + Lực đẩy Acsimet Fa hướng thẳng đứng lên + Lực ma sát dầu tác dụng lên cầu trình chuyển động Lúc đầu, cầu chưa ngập hẳn dầu nên lực đẩy Acsimet (FA = d.Vchìm) lên cầu nhỏ, lực ma sát dầu tác dụng lên cầu nhỏ, hợp lực hai lực nhỏ trọng lực, hợp lực tác dụng lên vật có hướng thẳng đứng xuống gây gia tốc cho vật, làm vật chuyển động nhanh dần b) Sau đó, vật chìm dần vào dầu, lực đẩy Acsimet lực cản dầu tác dụng lên vật tăng dần, đến giá trị hợp lực chúng cân với trọng lực, làm vật chuyển động c) Ban đầu vật chuyển động nhanh dần, nên vận tốc vật tăng dần, lực cản mơi trường lên vật tăng theo (vì lực cản tỉ lệ với vận tốc vật) Đến vật đạt vận tốc hợp lực lực Acsimet lực cản môi trường lên vật cân với trọng lực, vật chuyển động quãng đường Khi ống đủ cao vật sau chuyển động chuyển động lực tác dụng lên vật cân nhau, hợp lực tác dụng lên vật vận tốc mà vật đạt vận tốc lớn trình chuyển động vật vận tốc cuối vật Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Một người kéo dây để giữ thùng hàng hình Trên hình biểu diễn hai lực a) Chỉ lực lại tạo thành cặp lực – phản lực theo định luật III Newton với lực Nêu rõ vật mà lực tác dụng lên, hướng lực loại lực b) Biểu diễn lực tác dụng lên thùng hàng c) Biểu diễn lực tác dụng lên người Trả lời: a) P lực mà Trái Đất tác dụng lên vật, phản lực lực mà vật tác dụng lên Trái Đất, có điểm đặt tâm Trái Đất, chiều hướng lên (về phía vật), có phương nối tâm Trái Đất vật (cùng phương với P), thuộc loại lực hấp dẫn (giữa vật Trái Đất) - Phản lực N lực mà mặt đất tác dụng lên chân người, lực F lực chân người tác dụng lên mặt đất, có hướng ngược với N, phương với N tác dụng vào mặt đất b) Các lực tác dụng lên thùng hàng trọng lực lực căng dây T T’, biểu diễn hai vecto hình vẽ sau c) Các lực tác dụng vào người có trọng lực P1, lực căng dây T1 phản lực N hình vẽ: Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Độ sâu nước bể bơi thay đổi khoảng từ 0,8 m đến 2,4 m Khối lượng riêng nước = 1,00.103 kg/m3 áp suất khí 1,01.105 Pa a) Tính áp suất lớn tác dụng lên điểm đáy bể bơi b) Ở đáy bể có nắp ống nước hình trịn, bán kính 10,0 cm Tính lực cần thiết để nhấc nắp lên, bỏ qua trọng lượng nắp c) Từ kết câu b, đề xuất phương án bố trí ống nước bể bơi để nước dễ dàng Trả lời: a) Áp suất lớn tác dụng lên điểm đáy bể bơi nơi mực nước sâu 2,4 m Áp dụng cơng thức tính áp suất: p = p0 + ρgh = 1,01.105 + 1,00.103.10.2,4 = 1,25.105 (Pa) b) Lực cần thiết để nhấc nắp lên phải thẳng lực nước tác dụng lên nắp F = p.S = 1,25.105.(π.r2) = 1,25.105.π.0,12 = 3925 N c) Để nước dễ dàng hơn, nên bố trí ống thoát nước bên thành bể, làm hệ thống ống có thơng với khí quyển, cần tác dụng lực để kéo nắp là: F’ = ρgh.S = 1,00.103.10.2,4 π.0,12 = 753,6 N Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Khối lượng riêng thép 7850 kg/m3 Tính khối lượng cầu thép bán kính 0,150 m Cho biết cơng thức tính thể tích khối cầu V = r , với r bán kính cầu Trả lời: 4 Thể tích cầu thép V = r = .0,153 = 0,014(m3 ) 3 Khối lượng cầu thép m = D.V = 7850.0,014 = 109,9 kg Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Một thùng hàng trọng lượng 500 N trượt xuống dốc Mặt dốc tạo với phương ngang góc 30,0o Chọn hệ tọa độ vng góc xOy cho trục Ox theo hướng chuyển động thùng a) Vẽ giản đồ vecto lực tác dụng lên thùng b) Tính thành phần trọng lực theo trục tọa độ vng góc c) Giải thích lực pháp tuyến dốc lên thùng hàng tác dụng kéo thùng hàng xuống dốc? d) Xác định hệ số ma sát trượt mặt dốc thùng hàng đo gia tốc chuyển động thùng 2,00 m/s2 Bỏ qua lực cản không khí lên thùng Trả lời: a) b) Thành phần trọng lực theo phương Ox Px = P.sin300 = 500.sin300 = 250 N Thành phần trọng lực theo phương Oy Py = P.cos300 = 250 N c) Lực pháp tuyến có phương vng góc với mặt phẳng nghiêng, hướng lên có độ lớn với thành phần Py, khơng gây gia tốc cho vật nên khơng có tác dụng làm vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng d) Vật trượt xuống với gia tốc m/s2 Ta có phương trình: Px – Fms = ma P.sinα –μ.N = m.a m.g.sin − ma g.sin − a 9,8.sin 300 − = = = = 0,3417 mg.cos g.cos 9,8.cos300 Câu hỏi 10 trang 78 Vật lí 10: Nêu ý nghĩa của: a) Ngẫu lực b) Momen ngẫu lực Trả lời: a) Ngẫu lực cặp lực song song, độ lớn, ngược chiều cách khoảng d, nên ngẫu lực có tác dụng làm quay vật khơng có tác dụng làm vật chuyển động tịnh tiến b) Ý nghĩa mô men ngẫu lực đại lương đặc trưng cho tác dụng làm quay vật ngẫu lực M = F.d Muốn tăng mơmen ngẫu lực tăng lực F tăng khoảng cách giá hai lực Câu hỏi 11 trang 78 Vật lí 10: Hình mơ tả cấu trúc bên cánh tay người vật có trọng lượng 50 N Búi cung cấp lực hướng lên Lực búi có tác dụng làm cẳng tay quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục quay khớp khuỷu tay Tay giữ vật mômen lực tác dụng búi với mômen lực gây trọng lượng vật khớp khuỷu tay Hãy xác định độ lớn lực sinh búi Trả lời: Các lực tác dụng biểu diễn hình vẽ Áp dụng quy tắc mơmen, ta có: P.35 = F.4 F = P.35 50.35 = = 437,5 N 4 ... với trọng lực, làm vật chuyển động c) Ban đầu vật chuyển động nhanh dần, nên vận tốc vật tăng dần, lực cản mơi trường lên vật tăng theo (vì lực cản tỉ lệ với vận tốc vật) Đến vật đạt vận tốc hợp... môi trường lên vật cân với trọng lực, vật chuyển động quãng đường Khi ống đủ cao vật sau chuyển động chuyển động lực tác dụng lên vật cân nhau, hợp lực tác dụng lên vật vận tốc mà vật đạt vận tốc... lớn trình chuyển động vật vận tốc cuối vật Câu hỏi trang 77 Vật lí 10: Một người kéo dây để giữ thùng hàng hình Trên hình biểu diễn hai lực a) Chỉ lực lại tạo thành cặp lực – phản lực theo định