1. Trang chủ
  2. » Tất cả

Phuong phap giai va bai tap ve cac bai toan chuyen dong cua he vat chon loc

15 1 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Các bài toán chuyển động của hệ vật  Phương pháp − Chọn chiều dương là chiểu chuyển động của hệ vật − Theo định luật hai Newton đối với từng vật − Chiếu lên hệ quy chiếu đối với từng vật − Vì dây khô[.]

Các toán chuyển động hệ vật  Phương pháp: − Chọn chiều dương chiểu chuyển động hệ vật − Theo định luật hai Newton vật − Chiếu lên hệ quy chiếu vật − Vì dây khơng dãn nên T1  T2 ;a1  a − Biến đổi xác định giá trị Ví dụ 1: Cho hệ trụ rịng rọc hình vẽ Chọn chiều dương chiều chuyển động Xét P1;P2 giả sử P2  P1 T2 Theo định lụât II Niu−Tơn ta có Vì dây khơng dãn nên ta có T1 = T2 = T Vật 1: P1  T  m1 a (1) Vật 2: P2  T  m2 a (2) O m2 (1.1) Vật 2: P2  T  m2a (2.2) Từ (1) (2)  a  x m1 O x Chiếu (1)(2) lên chiều chuyển động Vật 1: T  P1  m1a T1 P2  P1 m1  m Ví dụ 2: Với kiện đề thương cho (m1,m2,  ,F,  )  a,T P2 P1 y x O N1 N2 T2 Fms2 P2  T1 Fms1 F P1 Chọn hệ quy chiếu hình vẽ hình vẽ, chiều dương (+) chiều chuyển động Xét vật : Áp dụng định luật II Newton ta có Fx  Fy  Fms1  N  P  T1  m1a Chiếu lên Ox: Fcos   Fms1  T1  m1a (1) Chiếu lên Oy: N1  P1  Fsin    N1  m1g  Fsin  thay vào (1) Ta được: Fcos     m1g  Fsin    T1  m1a (*) Tương tự vật 2: Fms2  N2  P2  T2  m2a Chiếu lên Ox: Fms2  T2  m2a (2) Chiếu lên Oy: N2  P2  m2g thay vào (2) Ta m2g  T2  m2a (**) Từ (*) (**) ta có hệ phương trình  Fcos     m1g  Fsin    T1  m1a   m2g  T2  m2a (T1  T2 ) Cộng vế ta có : Fcos     m1g  Fsin    m2g  (m1  m2 )a a  Fcos   (m1g  Fsin )  m 2g (m1  m2 ) Có mối liên hệ a,F ta trả lời u cầu đề Cịn số Ví dụn tiêu biểu thầy trình bày dạng tập VÍ DỤ MINH HỌA Câu Cho hệ hình vẽ: m1  5kg;m2  2kg ;   300 ; hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng   0,1 Lực căng dây lực nén lên trục ròng rọc là? Cho dây không dãn g=10m/s2 A 21,92N, 38N B 23,92N, 20N C 20,92N, 40N D 22,92N, 60N m2 m1   Lời giải: N Ta có P2  m2 g  2.10  20  N  P1x  P1.sin30  5.10  25  N  T1 T2 T1 m1 T2 f ms F P1x Vì P1x  P2 nên vật xuống vật hai lên P1y  P Chọn hệ quy chiếu chiều dương chiều chuyển động Đối với vật một: Theo định luật II Newton P1  N1  T1  f ms  m1 a1 1 Chiếu Ox: P1x  f ms  T1  m1.a1  P1 sin   N1  T1  m1a1 Chiếu Oy: N1  P1y  P1 cos    Thay ( ) vào ( ) ta có: P1 sin   P1 cos   T1  m1a1 * Đối với vật hai: Theo định luật II Newton: P2  T  m2 a  P2  T2  m2a ** m2 Vì dây khơng dãn nên ta có a1  a  a;T1  T2  T Lấy ( * ) cộng ( **) ta có: P1 sin   P1 cos   P2   m1  m2  a 5.10  0,1.5.10  2.10 m1gsin   m1g cos   m 2g 2 a    0,096  m / s  52  m1  m2  Vậy T  m2a  P2  2.0,96  2.10  21,92  N   600  Lực nén vào dòng dọc: F  2Tcos   38  N    2.21,92    Chọn đáp án A Câu Cho hệ rịng rọc hình vẽ, hai đầu có treo hai cân có khối lượng m1 = 200g m2 = 300g Lấy g = 10m/s2 Bỏ qua khối lượng độ giãn không đáng kể Sau bng tay tính vận tốc vật sau giây quãng đường mà vật giây thứ A 7m/s, 7m B 6m/s, 8m C 8m/s, 7m D 9m/s, 7m m2 m1  Lời giải: Chọn chiều dương chiều chuyển động Xét P1  m1 g  0,2.10   N  ;P2  m2 g  0,3.10  3 N  Vì P2  P1 nên vật hai xuống, vật lên Theo định lụât II Niu−Tơn ta có Vì dây khơng dãn nên ta có T1  T2  T;a1  a  a Vật 1: P1  T  m1 a (1) T2 O m2 T1 x m1 O x P2 P1 Vật 2: P2  T  m2 a (2) Chiếu (1)(2) lên chiều chuyển động Vật 1: T  P1  m1a (1.1) Vật 2: P2  T  m2a (2.2) a  P2  P1 32    m / s2  m1  m2 0,2  0,3 Áp dụng công thức vận tốc ệ đầu giây thứ v  v0  at   2.4   m / s  1 Quãng cường vật giây : s1  at12  2.42  16  m  2 1 Quãng cường vật giây là: s3  at 22  2.32   m  2 Quãng đường vật giây thứ là: s  s1  s2  16    m   Chọn đáp án C Câu Cho hệ thống ròng rọc hình vẽ, m1 =3kg, m = 4kg Bỏ qua khối lượng ròng rọc dây, cho g=10m/s2 Gia tốc chuyển động vật lực căng dây treo vật bỏ qua ma sát là: A a1  2,5m / s2 ;T1  22,5N;a  1,25m / s;T2  45N B a1  3,5m / s ;T1  32,5N;a  3,25m / s;T2  35N C a1  4,5m / s2 ;T1  42,5N;a  4,25m / s;T2  45N D a1  5,5m / s2 ;T1  52,5N;a  5,25m / s;T2  55N m1 m2  Lời giải: Theo định luật II Newton ta có Đối với vật một: P1  T1  m1 a1 Đối với vật hai: P2  T  m2 a Xét ròng rọc 2T1  T  1 T1 x1  2  3 * Chiếu (2) lên trục O2 x P2  T2  m2 a ** (***) Ta có s1  2s2  a1  2a **** Thay *** ; **** vào * ; ** ta có m1.g  T1  m1.a1   a1 m g  2T  m 2    a1   m2  2m1    2.3 g  10  2,5  m / s  4m1  m2 4.3  1  a  a1   2,5  1,25  m / s  2 Vậy vật xuống , vật hai lên Lực căng sợi dây T1  m1. a1  g   3. 2,5  10   22,5  N  T2  2T1  45  N   Chọn đáp án A T1 O1 m1 Chiếu (1) lên trục O1x1 P1  T1  m1.a1 Từ (3): T2  2T1 T1 T2 T2 m2 O P1 P2 x2 BÀI TẬP VÀ LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu Cho hệ hình vẽ, m1 = 1kg, m2 = 2kg Khối lượng rịng rọc dây khơng đáng kể, bỏ qua ma sát Tính gia tốc chuyển động hệ vật A 3,3m/s2 B 2,3 m/s2 C 4,3 m/s2 D 5,3 m/s2 m1 m2  Lời giải: Ta có P1  m1g  10N;P2  m2g  20N  P2  P1 Vậy vật m xuống vật m1 lên Chọn chiều dương chiều chuyển động Theo định lụât II Niu−Tơn ta có Vì dây khơng dãn nên ta có T1 = T2 = T Vật 1: P1  T  m1 a (1) Vật 2: P2  T  m2 a (2) Chiếu (1)(2) lên chiều CĐ Vật 1: T  P1  m1a (1.1) Vật 2: P2  T  m2a (2.2) Từ (1) (2)  a  P2  P1  3,3m / s m1  m2  Chọn đáp án A T2 O m2 T1 x m1 O x P2 P1 Câu Cho hệ hình vẽ, m1 = 1kg, m2 = 2kg Khối lượng ròng rọc dây khơng đáng kể, bỏ qua ma sát Tính sức căng dây nối, g = 10m/s2 A 15,2N B 13,3N C 17N D 15N m1 m2  Lời giải: Từ (1.1)  T1  P1  m1a  13,3N  T2  Chọn đáp án B T2 T1 O m2 x m1 O P2 x Câu Cho hệ hình vẽ với khối lượng vật vật hai m1  3kg;m2  2kg , hệ số ma sát hai vật mặt phẳng nằm ngang   1  2  0,1 Tác dụng lực F=10N vào vật P1 m2 m1 hợp với phương ngang góc   300 Lấy g=10m/s2 Gia tốc chuyển động lực căng dây A 1,832m/s2;4,664N B 0,832m/s2; 3,664N C 2,832m/s2; 2,664N D 3,832m/s2; 5,664N  Lời giải: y x O N1 N2 T2 Fms2 P2  T1 Fms1 P1 F F  + Chọn hệ quy chiếu hình vẽ, chiều dương (+) chiều chuyển động • Xét vật 1: Áp dụng định luật II Niwton ta có: F  Fms1  N  P  T1  m1 a + Chiếu lên Ox: Fcos   Fms1  T1  m1a (1) + Chiếu lên Oy: N1  P1  Fsin    N1  m1g  Fsin  thay vào (1)  Fcos     m1g  Fsin    T1  m1a * + Chiếu lên Ox: Fms2  T2  m2a (2) + Chiếu lên Oy: N2  P2  m2a thay vào (2) m2g  T2  m2a ** + Vì dây khơng dãn nên: T  T1  T2 Fcos     m1g  Fsin    T1  m1a + Từ (*) (**):  m2g  T2  m2a + Cộng vế ta có: Fcos     m1g  Fsin    m2g   m1  m2  a a  a  Fcos     m1g  Fsin    m 2g  m1  m2  10.cos300  0,1 3.10  10.sin300   0,1.2.10 3  0,832m / s + Thay vào (**): T  m2a  m2g  2.0,832  0,1.2.10  3,664N  Chọn đáp án B Câu Cho hệ hình vẽ: mA  300  g  ; mB  200  g  ; mC  1500  g  Tác dụng lên C lực F nằm ngang cho A B đứng yên C Tìm độ lớn F lực căng dây nối A, B Bỏ qua ma sát, khối lượng dây ròng rọng Lấy g  10  m/s  B C A A 30N, TA = 3N; TB = 3N B 40N, TA = 3N; TB = 2N C 50N, TA = 5N; TB = 4N D 60N, TA = 4N; TB = 3N  Lời giải: NB TH + Vì A, B đứng yên nên A, B, C tạo thành vật chuyển động B C + Theo định luật II Newton: TA PH F A NA PA • Xét với vật A: PA  TA  NA  mA a + Chiếu theo phương thẳng đứng: TA  PA   TA  mAg  0,3.10  3 N  • Xét với vật B: PB  NB  T B  mB a + Chiếu theo phương ngang: TB  mBa  a  TB mB + Vì dây khơng dãn nên: TA  TB  3N  a   15m / s 0,2 + Xét hệ vật:  A  B  C  : P  N  F  ma + Chiếu theo phương chuyển động: F  ma  F   mA  mB  mC  a   0,3  0,2  1,5 .15  30  N   Chọn đáp án A Câu Cho hệ hình vẽ, biết: m1  3 kg  ; m2   kg  ;   300 ; g  10  m/s  Bỏ qua ma sát Tính gia tốc vật ? A a1 = −20/7N; a2 = − 6/7N B a1 = −10/7N; a2 = − 8/7N m1 m2  C a1 = −10/7N; a2 = − 5/7N D a1 = −30/7N; a2 = − 4/7N  Lời giải: T2 + Ta có: T2  2T1;s1  2s2 ;a1  2a + Theo định luật II Newton: N1 T2 T1 m1  P1 P2 • Đối với vật 1: + T1  P1  N1  m1 a1 + Chiếu lên chiều chuyển động: T1  m1gsin   m1a1  m1.2.a (1) • Đối với vật 2: T  P2  m2 a + Chiếu lên chiều chuyển động m2g  T2  m2a  m2g  2T1  m2a   + Từ (1) (2) ta có: a   a1  2a   (2) m2g  2m1gsin    m/s 4m1  m2 10 m / s  Chọn đáp án C Câu Cho hai vật A B có khối lượng mA  3kg;mB  2kg nối với sợi dây khơng dãn vắt qua rịng rọc hình vẽ Vận tốc vật A chạm đất là? Cho h=1m; g = 10m/ s A 2m / s C 3,16m/s B 2m/s D 0,63m/s B A h  Lời giải: + a mA  mB g  2m / s ;v  2ah  2m / s mA  mB  Chọn đáp án B Câu Cho hai vật có khối lượng m1  5kg;m2  10kg đặt mặt bàn nhẵn nối với sợi dây không dãn Đặt lực kéo F=12N hình vẽ Khi gia tốc vật lực căng dây nối là: A 0,8m / s2 ;8N B 1m / s2 ;10N C 1,2m / s2 ;12N D 2,4m / s2 ;24N m2 m1 F  Lời giải: + a F  0,8m / s ;T  m 2a  8N m1  m2  Chọn đáp án A Câu Cho hệ vật hình vẽ với khối lượng m1 = 3kg, m2 = 2kg, α = 300 Ban đầu m1 giữ vị trí thấp m2 đoạn h = 0,75m Thả cho vật chuyển động Bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc hay dây Lấy g = 10m/s2 Hai vật chuyển động theo chiều nào? A m2 xuống m1 lên B m2 lên m1 xuống C Cả hai đứng yên D Không xác định ta phải giả sử m2 m1  h  Lời giải: T1 + Chiều chuyển động: Vật m1 chuyển động dọc theo mặt phẳng nghiêng m2 chuyển động thẳng đứng N1 T1 T2 F + Thành phần trọng lực m1 theo phương mặt phẳng nghiên m2 chuyển động thẳng đứng Thành phần trọng lực m theo phương mặt phẳng nghiêng P1sinα = 15N T2 P1 P2 + Trọng lực tác dụng lên m2: P2 = 20N + Vì P2 > P1sinα nên m2 xuống m1 lên  Chọn đáp án A Câu Cho hệ vật hình vẽ với khối lượng m1 = 3kg, m2 = 2kg, α = 300 Ban đầu m1 giữ vị trí thấp m2 đoạn h = 0,75m Thả cho vật chuyển động Bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc hay dây Lấy g = 10m/s2 Bao lâu sau bắt đầu chuyển động , hai vật ngang nhau? A 2s B 1s C 2,5s D 3s m2 m1 h   Lời giải: + Thời gian để vật nang + Theo định luật  P1  N1  T1  m1 a1 1   P  T2  m a   S1 II Niwton: + Chiếu (1) (2) theo thứ tự lên hướng chuyển động m1 m2 S2 h  P2 sin   T1  m1a1;P2  T2  m2a + Vì a1  a  a;T1  T2  T • Gia tốc chuyển động: a  m2  m1 sin  g  1m / s m1  m2 • Lực căng dây: T  m2  g  a   18N + Gọi quãng đường vật là: s1 = s2 = s Khi vật ngang nhau: s1 sin   s  h  s  sin   1  h  s  h  0,5m sin   2s  1s a + Thời gian chuyển động: t   Chọn đáp án B Câu 10 Cho hệ vật hình vẽ với khối lượng m1 = 3kg, m2 = 2kg, α = 300 Ban đầu m1 giữ vị trí thấp m2 đoạn h = 0,75m Thả cho vật chuyển động Bỏ qua ma sát khối lượng ròng rọc hay dây Lấy g = 10m/s2 Tính lực nén lên trục rịng rọc A 8N B 10N C 22N D 31,2N m2 m1   Lời giải: + Lực nén: Dây nén lên ròng rọc lực căng T1 T : T1  T2/  T  18N / / + Góc tạo T1 T2 :   900    600 / / + Lực nén lên dòng dọc: F  T1  T  + Độ lớn: F  2T.cos  18  31,2N h  Chọn đáp án D ... đứng yên nên A, B, C tạo thành vật chuyển động B C + Theo định luật II Newton: TA PH F A NA PA • Xét với vật A: PA  TA  NA  mA a + Chiếu theo phương thẳng đứng: TA  PA   TA  mAg  0,3.10... T B  mB a + Chiếu theo phương ngang: TB  mBa  a  TB mB + Vì dây khơng dãn nên: TA  TB  3N  a   15m / s 0,2 + Xét hệ vật:  A  B  C  : P  N  F  ma + Chiếu theo phương chuyển động:... chuyển động theo chiều nào? A m2 xuống m1 lên B m2 lên m1 xuống C Cả hai đứng yên D Không xác định ta phải giả sử m2 m1  h  Lời giải: T1 + Chiều chuyển động: Vật m1 chuyển động dọc theo mặt phẳng

Ngày đăng: 16/02/2023, 08:31

Xem thêm:

w