Gadt10 b21

Ngày soạn 4/1/2023 Buổi 21 CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT I MỤC TIÊU - Biết vận dụng định luật Niutơn để khảo sát chuyển động vật mặt phẳng nghiêng chuyển động hệ vật Vận dụng định luật Newton để giải toán mặt phẳng nghiêng hệ vật II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1) Kiểm tra cũ : 1/ Thế hệ vật ? Nội lực ? Ngoại lực ? 2/ Trong trường hợp nào, ta nói đến gia tốc hệ vật ? Viết công thức tính gia tốc hệ vật ? 2) Phần giải tập Bài 1: Cho hệ hình vẽ: m = 1kg, m = 2kg; 1  0,1 ; F = 6N g = 10m/s Tìm gia tốc chuyển động vật lực căng dây Hướng dẫn Đối với vật m1 ta có: → → → → → m1 m2 → P1 +N +F +T +F 1ms=m1 a1 Chiếu xuống Ox ta có: F  T1  F1ms m1 a1 ; Chiếu xuống Oy ta được: N1  P1 0  N1  P1 m1 g Khi đó: F  T1   m1 g m1a1 (1) Với F1ms =  N1 =  m1g;      * Đối với vật m2: P2  N  T2  F2 ms m2 a2 T2  F2 ms m2 a2 ; Chiếu xuống Ox ta có: N  P2 0  N  P2 m2 g Chiếu xuống Oy ta được: Với F2ms =  N2 =  m2; Khi đó: T2   m2 g m2 a2 (2) Vì T1 = T2 = T a1 = a2 = a nên: Cộng (1) (2) ta : F    m1  m2  g  m1  m2  a  a F   (m1  m2 ).g  0,1(1  2).10  1m / s m1  m2 1 Lực căng dây: T T2   m2 g  m2 a2 4 N  Bài 2: Giải trường hợp F hợp với mặt phẳng ngang góc 30o hướng lên Fcos   1 N1  2 N  a 0,8  m / s  m  m Đáp án: N1  P1  F sin  ; N  P2 m2 g T m2 a  Fms m2  a  2 g  3,6 N Bài 3: Hai vật m1 = 2kg, m2 = 3kg nối với sợi dây nhẹ, kéo thẳng đứng  nhờ lực F hướng thẳng đứng lên, F = 60 N Lấy g = 9,8 m/s2 a) Tính gia tốc chuyển động vật b) Tìm lực căng dây nối hai vật m1 m2 Hướng dẫn a) Hệ xem vật có khối lượng m = m1 + m2    P Vật m lên với gia tốc a:  F ma Chọn chiều dương hướng lên: -P + F = ma F P F a   g 2,  m / s  m m1  m2 b) Lực căng dây: Xét vật m2:    P2  T ma   P2  T m2 a  T m2  a  g  36 N  Bài 4: Tác dụng lôc F có độ lớn 15N vào hệ ba vật hình vẽ Biết m = 3kg; m2 = 2kg; m3 = 1kg hệ số ma sát ba vật mặt phẳng ngang k = 0,2 Tính gia tốc hệ lực căng dây nối Xem dây nối có khối lượng độ dã không đáng kể Lấy g = 10m/s2 m3 m1 m1 Hướng dẫn F  N a 0,5 m / s T 6 N  F  m a 15  3.1,5 10,5 N m ; 21 ; T32 m3 a   m3 g 2,5 N Bài 5: Cho hệ hình vẽ 4: m1 = 3kg, m2 = kg, m3 = kg, F = 12N Bỏ qua ma sát khối lượng dây nối vật Tìm gia tốc vật lực căng dây nối vật Hướng dẫn F T 6 N ; T32 2 N a 2 m / s 21 m1  m2  m3     Bài 6: Cho hệ học hình vẽ, m1 = 1kg, m2 = 2kg Hệ số ma sát m2 mặt bàn 0,2 Tìm gia tốc hệ lực căng dây Biết rịng rọc có khối lượng ma sát với dây nối không đáng kể Lấy g = 10m/s2 Cho dây nối có khối lượng độ dãn khơng đáng kể Hướng dẫn m2 P1   N 2 a 2 m / s m1  m2 T m2 a   N 2.2  0, 2.20 8 N   Bài 7: Cho hệ vật hình vẽ 25: m1 = 3kg, m2 = 2kg,  = 300 Bỏ qua khối lượng dây khối lượng ròng rọc Lấy g = 10m/s2 Xác định gia tốc hướng chuyển động mối vật, tính sức căng dây hai trường hợp: a) Bỏ qua ma sát m1 mặt phẳng nghiêng m b) Hệ số ma sát m1 mặt phẳng nghiêng  0,1 Hướng dẫn a) Trường hợp khơng có ma sát: Ta có m1 sin  m1 /  m2  m2 xuống, m1 lên mp nghiêng     P  N  T  m a 1 1 Đối với m1:    Đối với m2: P2  T2 m2 a2 chiếu phương trình lên phương chuyển động ta được: P  P sin  a a1 a2  1 m / s m1  m2 ;  m m1 Hình 25  T T1 T2  P2  m2 a2 18  N  b) Trường hợp có ma sát: Giả sử m2 xuống:   T  P1 sin   Fms T  P1 sin    Pc os m1 a ; P2  T  m2 a a  m2 g  m1 g  sin    cos  m1  m2 0, 48  m / s   m2 xuống T m2  g  a  19, 04 N Lực căng dây: Bài 8: Hai vật A B có khối lượng m A = 600g, mB = 400g nối với sợi dây nhẹ khơng dãn vắt qua rịng rọc cố định hình vẽ Bỏ qua khối lượng ròng rọc lực ma sát dây với rịng rọc Lấy g = 10m/s Tính gia tốc chuyển động vật m Hướng dẫn B Khi thả vật A xuống B lên mA > mB mA TA = TB = T aA = aB = a    P Đối với vật A: A  TA ma , chiếu theo phương chuyển động: PA  T mA a (1)    Đối với vật B: PB  TB mB a , chiếu theo phương chuyển động: T  PB mB a (2) P  PB  mA  mB  a Từ (1) (2) ta được: A P  PB m  mB 0,  0,  a A  A g  10 2m / s 0,  0, mA  mB mA  mB Câu (5,0 điểm): Cho hệ vật hình vẽ 3: m1 = 6kg, m2 = 2kg,  = 300 Hệ số ma sát trượt  45 Bỏ qua khối lượng dây nối, khối lượng ròng m1 mặt phẳng nghiêng rọc ma sát ròng rọc dây Lấy g = 10m/s2 a) (2đ) Tính gia tốc chuyển động vật b) (1đ) Tính lực căng dây nối hai vật c) (1đ) Tính lực nén lên trục ròng rọc d) (1đ) Ban đầu m1 m2 độ cao Sau m1 kể từ bắt đầu chuyển động, hai vật có độ cao lệch 0,75m m Hình a) m1 g sin  30 N  m2 g 20 N  m1 có xu hướng xuống, m2 có xu hướng lên Áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật m1 ta có:      P  T1  N1  Fms1 m1 a1 (1) Chọn hệ trục Oxy hình vẽ: Chiếu (1) lên Ox: P1 sin   Fms  T1 m1 a1 os 0 Chiếu (1) lên Oy: N1  Pc Oy m1  P1 sin     Pc os   T1  m1 a1 (2)    P Áp dụng định luật II Niu-tơn cho m2:  T2 m2 a2 (3) Chiếu lên hướng chuyển động m2 ta được: T2  P2 m2 a2 (4) Ox m Hình Do dây khơng giãn, bỏ qua khối lượng dây nên: T1 T2 , a1 a2 a  P1 sin    Pc os  T  m1 a  T  P2 m2 a Khi từ (2) (4) ta được: m g sin    m1 gcos  m2 g  a 1m / s m1  m2 b)Từ (4)  T T1 T2 m2 g  m2 a 22 N     Q  T  T 12  T2 c) Hợp lực tác dụng lên rịng rọc:   o Góc T1 T2 là:  90   60 Do T1 = T2 = 22N nên: Q 2T1cos 60 22 N 3 h  s1 sin   s2  s2  sin   1  s2 h  s1 sin   s2  s2  sin   1  s2 d) 2  s2  h  0, 75 0,5m  at  t 1s 3 Vậy thời gian cần tìm t = giây BÀI TẬP VỀ NHÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT Câu 1: Cho hệ vật hình vẽ: m1 = 5kg, m2 = 10kg Hệ số ma sát trượt hai vật mặt phẳng ngang   0,1 Tác dụng vào m2 lực F có độ lớn F = 60N hợp m2 m1 với phương ngang góc  = 300 Tính gia tốc vật lực căng dây Biết dây có khối lượng độ dãn khơng đáng kể Lấy g = 10m/s2  Câu 2: Tác dụng lực F có độ lớn 15N vào hệ ba vật hình vẽ Biết m1 = 3kg; m2 = 2kg; m3 = 1kg hệ số ma sát ba vật mặt phẳng ngang  0, Tính gia tốc hệ lực căng dây nối Xem dây nối có khối lượng độ dã không đáng kể Lấy g = 10m/s2 m3 m1 m1 Câu 3: Cho hệ vật hình vẽ 3: m1 = 6kg, m2 = 2kg,  = 300 Bỏ qua ma sát, khối lượng dây khối lượng rịng rọc Lấy g = 10m/s2 Tính gia tốc chuyển động vật Tính lực căng dây nối hai vật Tính lực nén lên trục ròng rọc Sau kể từ bắt đầu chuyển động từ trạng thái đứng yên hai vật ngang Biết lúc đầu m1 vị trí cao m2 0,75m m1 Hình m