Lý thuyết và bài tập Vật lý 10-Động học chất điểm pdf

LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 1 CHƯƠNG 2. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Tổng hợp và phân tích lực, điều kiện cân bằng của chất điểm a) Điều kiện cân bằng của chất điểm Ø Nếu có nhiều lực tác dụng vào chất điểm: 0 321 r r r r =+++ FFF Ø Nếu chỉ có 2 lực tác dụng vào chất điểm: 0 21 r r r =+ FF 21 FF r r −=⇒ ⇒ 21 FF = và 21 FF r r ↑↓ b) Tổng hợp lực Xét 21 FFF r r r += Nếu: 21 FF r r ↑↑ : F = F 1 + F 2 Nếu : 1 F r vuông góc 2 F r Thì : F = 2 2 2 1 FF + Nếu : 21 FF r r ↑↓ : 21 FFF −= Nếu : 1 F r hợp với 2 F r một góc α Thì : F = α cos2 21 2 2 2 1 FFFF ++ Nếu có: F 1 = F 2 thì: F = 2F 1 cos       2 α 2 . Các định luật Newton a) Định luật I Nếu không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực cân bằng thì một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. b) Định luật II Gia tốc của một vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng vào vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó. Biểu thức: amF r r = • Trong trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực đồng quy thì gia tốc của vật được xác định bởi: 1 2 hl n F F F F a m m + + + = = r r r r r • Nếu hợp lực tác dụng lên vật nhiều hơn hai lực thì chúng ta có thể tính gia tốc bằng cách phân tích các lực theo các thành phần tọa độ Ox và Oy. Sau đó tính: x y a a a = + r r r ü 1 2 x x x x xn x F F F F F a m = + + + ⇒ = r r r r r r ü 1 2 y y y y yn y F F F F F a m = + + + ⇒ = r r r r r r 1 F r 2 F r 21 FFF r r r += 1 F r 2 F r F r 1 F r 2 F r F r 1 F r 2 F r LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 2 c) Định luật III Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực AB F r thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực BA F r . Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều (hai lực này là hai lực trực đối): BAAB FF r r −= 3. Các lực cơ học a) Lực hấp dẫn • Trường hợp tổng quát : 1 2 2 m m F G r = G = 6,67.10 -11 : hằng số hấp dẫn (Nm 2 /kg) r: khoảng cách giữa tâm hai vật (m) • Trọng lực: 1 2 2 m m F G r = M: khối lượng Trái Đất (kg) Biểu thức trọng lực: + Ở sát mặt đất: 2 0 R M Gg = + Ở độ cao h so với mặt đất: 2 )( hR M Gg + = R: bán kính Trái Đất b) Lực đàn hồi F k = ∆ l k: độ cứng của lò xo (N/m) l ∆ = 0 l l − : độ biến dạng của lò xo (m) c) Lực ma sát mst F N µ = µ : hệ số ma sát trượt N: áp lực của vật lên mặt phẳng (N) v Nếu vật trượt trên mặt phẳng nằm ngang: v Nếu vật trượt trên mặt phẳng nghiêng: d) Lực quán tính Lực quán tính chỉ xuất hiện trọng hệ quy chiếu phi quán tính (hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a r so với hệ quán tính). qt F ma = − r r e) Lực hướng tâm 2 2 ht ht mv F ma m r R ω = = = R: bán kính quỹ đạo (m) . . . . os ms n F k N k P k P c α = = = α N r ms F r n P r P r v r . ms F k N kP = = N r P r ms F r v r LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 3 4. Chuyển động của vật bị ném Giả sử vật được ném xiên với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc α . Gốc tọa độ tại vị trí ném, gốc thời gian 0 0 =t lúc vật bắt đầu ném. Giả sử bỏ qua sức cản không khí. Theo phương Ox vật sẽ chuyển động thẳng đều với vận tốc ban đầu là v x0 Theo phương Oy, vật sẽ chuyển động với gia tốc )/(8.9 2 smga == và vận tốc ban đầu là v y0 . Ø Phương trình chuyển động theo trục Ox: 0 0 cos . x x v t v t α = = Ø Phương trình chuyển động theo trục Oy: 2 2 0 0 1 1 sin . 2 2 y y v t gt v t gt α = − = − Ø Phương trình quỹ đạo: 2 2 2 0 1 . 2 cos g y tag x x v α α = − Ø Tầm bay cao của vật (là độ cao cực đại mà vật đạt tớ i): 2 2 0 sin1 2 v H g α = Ø Tầm bay xa của vật (là khoảng cách giữa điểm ném và điểm rơi trên cùng mặt đất): 2 0 sin 2 v L g α = Ø Vận tốc tại một thời điểm bất kỳ: § Theo trục Ox: 0 . os x v v c α = (không đổi) § Theo trục Oy: 0 0 .sin y y v v gt v gt α = ± = ± (dấu + nếu chọn chiều dương trục Oy hướng xuống, dấu - nếu chọn chiều dương trục Oy hướng lên) Vậy, ta có: 2 2 x y v v v = + § Góc hợp bởi vận tốc với trục Ox được xác định: y x v tag v ϕ = v Chú ý: Đối với các vật được ném ngang với vận tốc ban đầu v 0 , chúng ta cũng vận dụng cách xác định tầm bay xa, vận tốc tại thời điểm bất kỳ như trong ném xiên. ü Thời gian vật rơi chạm đất trong ném ngang bằng thời gian vật rơi tự do ở cùng độ cao. ü Đối với bài toán máy báy thả vật thì vận tốc ban đầu của vật ném ngang chính bằng vận tốc của máy máy LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 4 B. BÀI TẬP I. Tổng hợp lực 1. Cho hai lực đồng quy có độ lớn F 1 = F 2 = 80N. Hãy tìm độ lớn của hai lực khi chúng hợp với nhau 1 góc 0 0 ;60 0 ; 90 0 ;120 0 ;180 0 . Vẽ hình biểu diễn cho mỗi trường hợp . ĐS: 160N; 80 3 N;80 2 N;80N;0N 2. Một vật có khối lượng m = 10kg đang đứng yên cân bằng thì chịu tác dụng của hai lực có giá vuông góc nhau và có độ lớn lần lượt là F 1 =60N;F 2 = 80N . Xác định độ lớn của hợp lực. ĐS: 100N 3. Một vật có khối lượng m=5kg được treo bằng ba sợi dây như hình. Lấy g=9,8m/s 2 . Tính lực căng dây AC và BC. ĐS:69N. II. Các định luật Newton a) Định luật I 1. Tại sao ở nhiều nước người ta buộc người lái xe và người ngồi các hàng ghế trước phải cài dây an toàn khi xe chạy? 2. Ôtô đang chạy đột ngột rẽ trái, người ngồi trên xe ngã về phía nào? Vì sao? 3. Tại sao muốn nhảy xa, khi chạy lấy đà phải thật nhanh? 4. Tại sao toa xe lửa lại có thể chuyển động thẳng đều mặc dù có lực kéo của đầu máy tác dụng vào nó? 5. Một vật đang nằm yên trên một mặt bàn nằm ngang, tại sao ta có thể khẳng định rằng bàn đã tác dụng lực lên vật ấy? 6. Tại sao xe ô tô chở hàng nặng khó hãm phanh hơn xe ô tô cùng loại nhưng không chở hàng? 7. Ta đang đi xe đạp tại sao khi ngừng đạp, xe vẫn chạy thêm 1 đoạn đường nữa rồi mới dừng lại? 8. Tại sao khi nhảy từ bậc cao xuống, ta phải gập chân lại? 9. Tại sao máy bay phải chạy 1 quãng dài trên đường băng mới cất cánh được? 10. Tại sao máy bay có khối lượng càng lớn thì đường băng càng phải dài? 11. Muốn rũ bụi bám ở quần áo; làm bút máy hết tắc mực; tra búa, dao vào cán ta phải làm thế nào? 12. Một vật chuyển động thẳng đều với vận tốc V, có thể kết luận gì về lực tác dụng lên vật? b) Định luật II 1. Một hợp lực 1N tác dụng vào một vật có khối lượng 2kg lúc đầu đứng yên, trong khoảng thời gian 2s. Gia tốc mà vật thu được và quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu? 2. Một quả bóng khối lượng 500g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng 1 lực 250N. Nếu thời gian quả bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,02s thì bóng sẽ bay với tốc độ bằng bao nhiêu? 3. Một vật đang chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Vật đi được 80cm trong 0,5s. Gia tốc của vật và hợp lực tác dụng vào nó bằng bao nhiêu? Biết m=1kg 4. Một xe tải khối lượng 2000kg đang chuyển động thì hãm phanh và dừng lại sau khi đi thêm quãng đường 9m trong 3s. Tìm lực hãm. ĐS: 4000N 5. Một chiếc xe khối lượng 100kg đang chạy với vận tốc 30,6km/h thì hãm phanh. Biết lực hãm là 250N. Tìm quãng đường mà xe còn chạy thêm trước khi dừng hẳn. ĐS: 14,45m 6. Một người đang đi xe đạp trên đường ngang thì hãm phanh, xe đi thêm 10m trong 5s thì dừng. Khối lượng của xe và người là 100kg. Tìm vận tốc của xe khi hãm phanh và lực hãm. ĐS: v=4m/s; F = 80N 7. Một lực tác dụng vào xe trong thời gian 0,6s thì vận tốc của xe giảm từ 8m/s xuống còn 5m/s, tiếp đó, tăng độ lớn của lực lên gấp đôi nhưng vẫn giữ nguyên hướng của lực thì trong bao lâu xe dừng lại? ĐS: 8. Một xe khối lượng 500kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Tìm lực hãm biết quãng đường đi trong giây cuối của chuyển động là 1m. ĐS: 1000N A C B 45 0 LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 5 9. Một chiếc xe đang chạy với vận tốc 30,6km/h thì hãm phanh. Biết lực hãm bằng 0,25 trọng lượng của xe, hãy tìm xem trước khi dừng hẳn xe còn tiếp tục chạy trong bao lâu và đi được quãng đường là bao nhiêu? Lấy g= 10m/s 2 . ĐS: t=3,4s ; s= 14,45m. 10. Một đoàn tàu lửa có khối lượng 1000 tấn đang chạy với vận tốc 36km/h thì bắt đầu tăng tốc độ. Sau khi đi được quãng đường 300m, vận tốc của nó lên tới 54km/h. Biết lực kéo của đoàn tàu trong cả giai đoạn tăng tốc là không đổi và bằng 25.10 4 N. Hãy tìm lực cản chuyển động của đoàn tàu. ĐS: 4,2.10 4 N 11. Một ô tô khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc v 0 thì tắt máy chuyển động chậm dần đều, nó đi thêm 20m trong thời gian 5s thì dừng hẳn. Tìm gia tốc , v 0 và lực cản tác dụng vào xe ? 12. Một ô tô khối lượng 2 tấn khởi hành và chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang sau 10s thì đi được 200m nhờ lực kéo F=12000N theo phương ngang. Biết lực cản không đổi. a) Tính gia tốc của ô tô, lực cản tác dụng vào xe và vận tốc của ô tô sau 10s khởi hành? b) Sau 10s dầu thì ô tô chuyển động thẳng đều, tính lực kéo lúc này? 13. Một đoàn tàu lửa có khối lượng 1000 tấn bắt đầu chuyển bánh. Biết lực kéo của đầu tàu là 25.10 4 N và lực cản của chuyển động bằng 0,005 trọng lượng của cả đoàn tàu. Tìm: a) Vận tốc của đoàn tàu sau khi nó đi được 1km. b) Thời gian để đoàn tàu đạt được vận tốc ấy? ĐS : v= 20m/s ; t = 100s. 14. Hai cano kéo 1 xà lan chạy đều trên mặt nước với các lực bằng nhau F 1 =F 2 = 2000N và hai lực này hợp với nhau 1 góc 60 0 . Tìm lực cản của nước? ĐS: 3464N 15. Một xe lăn khối lượng m do tác dụng của 1 lực không đổi xe lăn bắt đầu chuyển động từ đầu đến cuối đoạn đường trong 10s. Nếu đặt lên xe lăn 1 vật m’= 1,5kg thì xe lăn chuyển động hết đoạn đường trên trong 15s. Bỏ qua mọi ma sát, tìm m. ĐS: m=1,2kg. c) Định luật III 1. một quả bóng khối lượng m 1 =0,5kg đang bay theo phương ngang với vận tốc 20m/s thì đạp vào một bức tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường và quả bóng bay ngược trở lại với vận tốc 15m/s,thời gian bóng chạm tường là 0,02s . Tính lực do quả bóng tác dụng vào tường. 2. Viên bi khối lượng m 1 = 50g chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc v 1 = 4m/s đến chạm vào viên bi khối lượng m 2 =200g đang đứng yên. Sau va chạm ,viên bi m 1 chuyển động ngược chiều lúc đầu với vận tốc v 1 ’=1m/s. Hỏi viên bi m 2 chuyển động với vận tốc bao nhiêu? 3. Hai quả cầu trên mặt phẳng ngang ,quả 1 chuyển động với vận tốc 4m/s đến va chạm vào quả cầu 2 đang nằm yên. Sau va chạm hai quả cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với vận tốc 2m/s. Tìm tỉ số khối lượng của 2 quả cầu? ĐS: 1 4. Hai viên bi khối lượng bằng nhau trên mặt bàn nhẵn nằm ngang. Viên bi 1 chuyển động với vận tốc v 1 đến chạm vào viên bi 2 đang đứng yên. Sau va chạm , hai viên bi chuyển động theo hai hướng vuông góc nhau với vận tốc v 1 ’=4m/s và v 2’ = 3m/s . Tính vận tốc v 1 . ĐS: 5m/s III. Lực hấp dẫn 1. Một vệ tinh bay quanh trái đất cách tâm trái đất 1,5.10 5 km. Sức hút của trái đất giảm bao nhiêu lần so với lúc vệ tinh nầm trên mặt đất. Bán kính trái đất R = 6400km. 2. Tính lực hấp dẫn giữa hai quả cầu bằng chì , mỗi quả có khối lượng 45kg,bán kính 10cm đặt cách nhau 20cm trên mặt đất. Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng có giả trị lớn nhất là bao nhiêu? ĐS: F max =3,38.10 -6 N 3. Trái đất và mặt trăng hút nhau bằng 1 lực 2.10 20 N. Cho biết khối lượng trái đất là m 1 = 6.10 24 kg, khối lượng mặt trăng là m 2 = 7,35.10 22 kg , bán kính quĩ đạo của mặt trăng là bao nhiêu? ĐS: r =3,84.10 8 m 1 2 2 1 LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 6 4. Bán kính sao hỏa R = 3400km và gia tốc rơi tự do ở bề mặt sao hỏa là g=0,38g 0 (g 0 là gia tốc rơi tự do ở bề mặt trái đất). Hãy tính khối lượng của sao hỏa. Biết bán kính trái đất là 6400km và có khối lượng là 6.10 24 kg ĐS: 6,4.10 23 kg 5. Bán kính sao hỏa bằng 0,53 bán kính trái đất. Khối lượng sao hỏa bằng 0,11 khối lượng trái đất. a) Hỏi gia tốc rơi tự do trên sao hỏa bằng bao nhiêu? Biết gia tốc rơi tự do trên trái đất là 9,8m/s 2 . b) Hỏi trọng lực của 1 người trên sao hỏa bằng bao nhiêu nếu trọng lực của người ấy trên mặt đất là 450N? ĐS: 3,8m/s 2 , 190N 6. Ở độ cao nào thì gia tốc rơi tự do chỉ còn bằng ¼ gia tốc rơi tự do trên mặt đất? Cho bán kính trái đất là R=6400km. ĐS: h= 6400km. 7. Tính gia tốc rơi tự do (gây bởi lực hấp dẫn) ở độ cao 3200km và độ cao 3200m so với mặt đất. Cho bán kính trái đất là R=6400km và gia tốc rơi tự do ở mặt đất là g=9,8m/s 2 . ĐS:4,35m/s 2 ; 9,78m/s 2 . 8. Một con tàu vũ trụ bay về hướng mặt trăng. Hỏi ở cách tâm trái đất bao nhiêu thì lực hút của trái đất và mặt trăng vào con tàu là như nhau? Cho biết khoảng cách giữa tâm trái đất và tâm mặt trăng bằng 60 lần bán kính trái đất; khối lượng trái đất gấp 81 lần khối lượng mặt trăng. ĐS: cách tâm trái đất một khoảng là 54 lần bán kính trái đất. 9. Sao Kim có khối lượng riêng trung bình ρ =5200kg/m 3 và bán kính là 6100 km. Tính gia tốc rơi tự do trên bề mặt sao Kim. Tìm trọng lượng của vật khối lượng 100kg trên sao Kim. 10. Ban đầu, hai vật cách nhau một khoảng R 1 lực hấp dẫn giữa chúng là F 1 . Cần phải tăng hay giảm khoảng cách giữa hai vật bao nhiêu để lực hấp dẫn tăng lên 8 lần. IV. Bài toán vật bị ném 1. Một viên đạn được bắn ra với vận tốc ban đầu v 0 = 40m/s, từ một khẩu pháo hợp với phương ngang một góc bằng 30 0 . Khẩu pháo đặt trên mặt đất. a) Viết các phương trình chuyển động của viên đạn. b) Tính độ cao cực đại và tầm bay xa của viên đạn. c) Xác định vận tốc của viên đạn sau 5s từ lúc được bắn. Cho g = 10m/s 2 , bỏ qua sức cản không khí. 2. Một quả bóng chày được đánh đi với vận tốc 35m/s với góc phóng bằng 42 0 . Hàng rào ngoài sân cách chỗ đánh 115m và cao 4m. Bỏ qua sức cản không khí, hãy xác định xem quả bóng có bay qua hành rào được không? Biết rằng bóng được đánh ở độ cao 1m so với mặt sân ở chỗ vụt bóng. Lấy g = 9,8m/s 2 . Góc đánh bóng tối thiểu phải bằng bao nhiêu thì bóng có thể bay qua hàng rào? 3. Xét viên đạn được bắn lên cao từ mặt đất phẳng với vận tốc 6( / ) 8( / ) v m s i m s j = + r r r . Lấy vị trí ném làm gốc tọa độ, bỏ quả sức cản không khí, lấy g = 10m/s 2 . Xác định: a) Góc phóng α . b) Vận tốc ban đầu của đạn. c) Thời gian để đạn đạt độ cao lớn nhất, tính độ cao đó. d) Thời gian để đạn chạm đất, tính tầm bay xa của đạn. (Khoảng cách từ chỗ bắn đến chỗ chạm đất). e) Vận tốc của viên đạn lúc chạm đất (phương, chiều, độ lớn). f) Vị trí tại thời điểm t = 5s. 4. Một vận động viên bóng rổ cần ném quả bóng vào rổ, biết rằng người đó đứng cách vị trí rổ 10m, rổ cao 3,05m, người cao 2m, góc ném bằng 40 0 . Hỏi người đó phải ném bóng với vận tốc bằng bao nhiêu? 5. Một máy bay thả hàng cứu trợ, đang bay với vận tốc 150 km/h ở độ cao 200m so với mặt đất. a) Sau bao lâu thì hàng rơi tới mặt đất? b) Máy bay phải thả hàng cứu trợ cách mục tiêu bao xa? V. Lực đàn hồi 1. Phải treo một vật khối lượng bao nhiêu vào lò xo có độ cứng 100N/m để nó giãn ra 10cm,g=10m/s 2 . LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 7 2. Một lò xo có khối lượng ko đáng kể ,có chiều dài tự nhiên là 0 l . Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng m 1 =100g thì lò xo dài cm31 1 = l . Treo thêm vật khối lượng m 2 =200g thì lò xo dài cm33 2 = l . Tính độ cứng k và chiều dài tự nhiên của lò xo. Lấy g = 10m/s 2 . ĐS: k= 100N/m ; 0 l = 30cm. 3. Một lò xo có khối lượng ko đáng kể ,có chiều dài tự nhiên là 0 l =25cm. Treo lò xo thẳng đứng và móc vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng m 1 =20g thì lò xo dãn ra một đoạn 5mm. Hỏi nếu treo một vật có khối lượng m 2 =100g thì lò xo dãn ra một đoạn bằng bao nhiêu,khi ấy chiều dài lò xo là bao nhiêu? ĐS: 2,5cm ; 27,5cm 4. một lò xo: lần thứ nhất treo vật khối lượng m=100g thấy độ dài bị dãn ra 5cm và lần thứ hai treo vào vật m’ thì thấy dãn ra 3cm. Cho g = 10m/s 2 . Tìm độ cứng của lò xo và m’. ĐS: 20N/m ; m’ = 40g 5. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 15cm và có độ cứng là 150N/m. Khi giữa cố định 1 đầu, đầu kia được nén bởi 1 lực 4,5 N thì chiều dài của lò xo là bao nhiêu? 6. Một lò xo có chiều dài tự nhiên là 20cm khi bị kéo dài đến 24cm thì xuất hiện lực đàn hồi 5N. Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu? 7. một lò xo có độ cứng 40N/m. Nếu giữ cố định 1 đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1N để nén lò xo thì nó có chiều dài 7,5cm. Tính chiều dài tự nhiên của lò xo? ĐS: 10cm 8. Một ô tô tải kéo một ô tô con có khối lượng 2 tấn và bắt đầu chạy nhanh dần đều, sau 50s đi được 400m. Khi đó dây cáp nối 2 ô tô giãn ra bao nhiêu nếu độ cứng của nó là 2.10 6 N/m. Bỏ qua ma sát. ĐS: 0,32m 9. Một đầu máy kéo 1 toa xe. Toa xe có khối lượng 20 tấn. Trong khi chuyển động lò xo nối đầu máy với toa xe dãn thêm 0,08m so với khi không dãn. Độ cứng của lò xo là 5.10 4 N/m. Tính lực kéo của đầu máy và gia tốc cảu đoàn tàu? Bỏ qua lực ma sát cản trở chuyển động. ĐS: 4000N ; 0,2m/s 2 . 10. Một xe tải khối lượng 2 tấn kéo theo một rơmoóc có khối lượng 1 tấn chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ và đạt vận tốc v=10m/s khi đi được quãng đường s =200m. Dây cáp nối xe tải và rơmoóc bị giãn ra 0,125mm. Tính độ cứng K của dây cáp. ĐS: 2.10 6 N/m VI. Lực ma sát 1. Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì bị hãm đột ngột, bánh xe trượt trên mặt đường nằm ngang. Hỏi từ lúc bị hãm, xe trượt một đoạn đường bao nhiêu nữa thì dừng lại, biết hệ số ma sát trượt giữa bánh xe và mặt đường là 0,2. Lấy g = 10m/s 2 . ĐS: 2. Một ô tô khối lượng 14 tấn, sau khi chuyển bánh, chạy 50m đầu tiên trong 10s . Tính lực kéo của đầu máy biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,2. Lấy g = 10m/s 2 . ĐS: 3. Một xe lăn khối lượng 50kg đứng yên trên mặt đường nằm ngang. Kéo xe với lực F =25N theo phương ngang xe lăn đi được 10m đạt vận tốc 2m/s. Lấy g=10m/s 2 . Tìm hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường. 4. Một xe lăn khối lượng 30kg chuyển động nhanh dần đều trên mặt đường ngang với gia tốc a=0,5m/s 2 do lực kéo F= 25N theo phương ngang. Lấy g= 10m/s 2 . a) Tìm hệ số ma sát lăn b) Khi xe lăn đạt vận tốc 2m/s thì xe không được kéo nữa, hỏi xe chuyển động thêm một đoạn đường bao nhiêu nữa thì dừng? 5. Một con ngựa kéo một xe khối lượng M=1 tấn chạy thẳng đều trên mặt đường nằm ngang. Hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,02. Tìm lực kéo của ngựa , biết lực kéo nằm ngang. Lấy g= 10m/s 2 . 6. Một đầu máy kéo một toa xe nặng 2 tấn chuyển động nhanh dần đều trên mặt đường ngang với gia tốc 0,2m/s 2 . Hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường là 0,03. Tìm lực kéo của đầu máy. Lấy g=10m/s 2 . 7. Một chiếc hộp đang nằm yên trên sàn nằm ngang và có khối lượng 20kg. Hệ số ma sát giữa hộp và mặt sàn là 0,3. Hỏi phải cần tác dụng vào hộp một lực nằm ngang bằng bao nhiêu để dịch chuyển hộp với vận tốc không đổi. ĐS: 60N LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 8 8. Một vật có trọng lượng 800N đang đứng yên trên sàn nhà nằm ngang. Hệ số ma sát nghỉ và hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn lần lượt là 0,6 và 0,5 . a) Muốn cho vật dịch chuyển thì phải đẩy vật với một lực nằm ngang bằng bao nhiêu? b) Muốn vật chuyển động thẳng đều thì lực nằm ngang bằng bao nhiêu? ĐS: 480N ; 400N 9. Một xe ô tô khối lượng 5 tấn đang đứng yên thì bắt đầu chuyển động dưới tác dụng của lực động cơ F k . Sau khi đi được quãng đường 250m, vận tốc của ô tô đạt 72km/h. Trong quá trình chuyển động, hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường là k=0,05. Lấy g=10m/s 2 . a) Tính lực ma sát và lực kéo F k b) Thời gian ô tô chuyển động ĐS: 6500N ; 25s 10. Một người dùng dây kéo một vật khối lượng 5kg trượt đều trên mặt phẳng ngang. Phương của dây kéo tạo với phương nằm ngang một góc 30 0 . Tính lực kéo, cho biết hệ số ma sát là 0,3. Lấy g = 10m/s 2 ĐS: 14,8N 11. Một vật khối lượng 1 kg được kéo chuyển động ngang bởi lực F= 2N và có phương hợp với phương ngang 1 góc 30 0 . Biết sau khi bắt đầu chuyển động được 2s , vật đi được quãng đường 1,66m . Cho g= 10m/s 2 , 3 =1,73 a) Tính hệ số ma sát trượt k giữa vật với sàn b) Tính lại k nếu với lực F nói trên vật chuyển động thẳng đều? ĐS: 0,1 ; 0,19 12. Một vật khối lượng 100kg được đẩy cho chuyển động thẳng đều trên sàn nằm ngang với1 lực F = 300N nghiêng xuống dưới một góc 30 0 so với phương ngang. a) Tính hệ số ma sát giữa vật và sàn b) Nếu lực F = 300N chếch lên 30 0 so với phương ngang thì gia tốc của vật là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s 2 . 13. Đoàn tàu khối lượng 1000 tấn bắt đầu chuyển bánh, lực kéo của đầu máy là 25.10 4 N,hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường là k= 0,005. Tìm vận tốc của đoàn tàu khi nó đi được 1km và thời gian nó chuyển động trên đoạn đường này. Cho g = 10m/s 2 . ĐS: 20m/s ; 100s 14. Một ô tô khối lượng 1500kg đang chuyển động với vận tốc 88km/h thì tắt máy đột ngột và chuyển động chậm dần đều. Ô tô trượt được trên đoạn đường ngang một đoạn là bao nhiêu? Cho hệ số ma sát trượt là k = 0,2. Lấy g= 10m/s 2 15. Xe tải nhỏ khối lượng 1500kg chạy thẳng đều trên mặt nằm ngang. Hệ số ma sát là k = 0,02. Sức cản không khí là 100N. Tìm lực kéo của động cơ, lấy g = 10m/s 2 . 16. Một vật chuyển động chậm dần đều, trượt được quãng đường 96m thì dừng. Trong quá trình chuyển động lực ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng tiếp xúc bằng 0,12 trọng lượng của vật. Lấy g = 10m/s 2 . a. Tính thời gian vật chuyển động cho đến khi dừng lại. b. Nếu vật có khối lượng 10kg. Hãy tính hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt tiếp xúc. 17. Một vật có khối lượng trượt từ trên mặt một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng là 30 0 . Sau khi đến chân mặt phẳng nghiêng, vật sẽ tiếp tục chuyển động theo quán tính trên mặt phẳng ngang một đoạn trước khi dừng lại. Cho biết hệ số ma sát trên mặt phẳng nghiêng là k 1 = 0,1, hệ số ma sát trên mặt phẳng ngang k 2 = 0,3. 18. Tính gia tốc của vật khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng và trên mặt phẳng ngang; quãng đường vật trượt được trên mặt phẳng ngang. Cho g=10m/s 2 . 19. Một vật có khối lượng m = 5kg, chịu tác dụng của lực F = 10N được biểu diễn như hình vẽ. Hệ số ma sát của vật với mặt đường k = 0,15. Hãy tính gia tốc của vật trong quá trình chuyển động trên. Cho biết g=10m/s2, 0 30 α = . Cho biết vật chuyển động theo phương ngang. F r ) α LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 9 VI. Lực quán tính 1. Một vật có khối lượng 2 kg móc vào một lực kế treo trên trần thang máy. Xác định số chỉ của lực kế trong trường hợp: a) Thang máy chuyển động đều. b) Thang máy đi lên chậm dần đều với gia tốc 2 2 / a m s = . c) Thang máy đi xuống nhanh dần đều 2 2 / a m s = . d) Thang máy rơi tự do. 2. Một người có khối lượng 60kg đứng trong buồng thang máy trên một cân lò xo. Xác định gia tốc của thang máy trong trường hợp cân lò xo chỉ trọng lượng của người là: a) 588N b) 606N c) 564N 3. Một con lắc đơn treo trong trần xe ô tô đang chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a = 2 m/s 2 . Xác định góc lệch của con lắc đơn với phương thẳng đứng và lực căng dây. Biết 2 10 / g m s = VII. Lực hướng tâm 1. Một ô tô khối lượng 1500kg chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt (coi là cung tròn) với vận tốc 36km/h. Hãy xác định áp lực của ô tô vào mặt đường tại điểm cao nhất. Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 75m. Lấy g= 10m/s 2 . 2. Một ô tô khối lượng 72kg chuyển động đều qua đoạn đường võng (coi như cung tròn) với vận tốc 36km/h. Xác định áp lực cuả ô tô vào mặt đường tại điểm thấp nhất. Biết bán kính cong của đoạn đường võng là 50m, g = 10m/s 2 . 3. Một ô tô khối lượng 4 tấn chuyển động đều trên mặt cầu cong vồng lên. Bán kính cong của mặt cầu là 50m. Hỏi khi ô tô lên đến điểm cao nhất của cầu thì áp lực của ô tô lên cầu và lực phát động tác dụng lên ô tô là bao nhiêu? Biết hệ số ma sát giữa ô tô và mặt cầu là 0,05 và vận tốc của ô tô là 15m/s. ĐS: Q= 22000N, F = 11000N. VIII. Bài toán hệ vật 1. Hai vật A và B có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang và được nối với nhau bằng dây không dẫn, khối lượng không đáng kể. Khối lượng 2 vật là m A = 2kg, m B = 1kg, ta tác dụng vào vật A một lực F = 9N theo phương song song với mặt bàn. Hệ số ma sát giữa hai vật với mặt bàn là m = 0,2. Lấy g = 10m/s 2 . Hãy tính gia tốc chuyển động. 2. Hai vật cùng khối lượng m = 1kg được nối với nhau bằng sợi dây không dẫn và khối lượng không đáng kể. Một trong 2 vật chịu tác động của lực kéo F r hợp với phương ngang góc a = 30 0 . Hai vật có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang góc a = 30 0 . Hệ số ma sát giữa vật và bàn là 0,4. Biết rằng dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 10 N. Tính lực kéo lớn nhất để dây không đứt. 3. Hai vật A và B có khối lượng lần lượt là m A = 600g, m B = 400g được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ không dãn và vắt qua ròng rọc cố định như hình vẽ. Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và lực ma sát giữa dây với ròng rọc. Lấy g = 10m/s 2 . Tính gia tốc chuyển động của mối vật. LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 10 4. Ba vật có cùng khối lượng m = 200g được nối với nhau bằng dây nối không dãn như hình vẽ. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn là µ = 0,2. Lấy g = 10m/s 2 . Tính gia tốc khi hệ chuyển động. 5. Xem hệ cơ liên kết như hình vẽ. m 1 = 3kg; m 2 = 1kg; hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là µ = 0,1 ; α = 300; g = 10 m/s 2 Tính sức căng của dây 6. Một ô tô khối lượng 6 tấn kéo theo một rơ-mooc khối lượng 3 tấn. Sau khi bắt đầu lăn bánh được 10s thì xe đạt vận tốc 18km/h. a) Tính lực phát động vào xe và rơ-mooc. b) Khi xe đạt vận tốc kể trên, người lái xe tắt máy. Hỏi ô tô cón đi được quãng đường dài bao nhiêu? c) Tính lực căng móc nối giữa ô tô và rơ-mooc sau khi tắt máy. Cho biết hệ số ma sát với mặt đường là k = 0,02, g = 10 m/s 2 . . LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 1 CHƯƠNG 2. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Tổng hợp và phân tích lực, điều kiện cân bằng của chất điểm. LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn Duy Liệu Tel: 0986590468 2 c) Định luật III Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực AB F r thì vật B cũng tác dụng lại vật. bằng thời gian vật rơi tự do ở cùng độ cao. ü Đối với bài toán máy báy thả vật thì vận tốc ban đầu của vật ném ngang chính bằng vận tốc của máy máy LÝ THUYÊT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ 10 Mr Nguyễn