BÀI TẬP HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QUÁN TÍNH pps

Tiết Bài tập 15 BÀI TẬP HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QUÁN TÍNH I.. MỤC TIÊU - Biết vận dụng khái niệm quán tính để giải một số bài tóan tron hệ quy chiếu phi quán tính... động lên chậm

Tiết Bài tập 15

BÀI TẬP HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC

LỰC QUÁN TÍNH

I MỤC TIÊU

- Biết vận dụng khái niệm quán tính để giải một số bài tóan tron hệ quy chiếu phi quán tính

II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1) Kiểm tra bài cũ :

1/ Thế nào là hệ quy chiếu phi quán tính ?

2/ Thế nào là lực quán tính ?

2) Phần giải các bài tập

Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh

Bài 1/89 SGK : Một người có khối lượng m = 60 kg đứng trong buồng thang máy trên một bàn cân lò xo Nếu cân chỉ trọng lượng của người là :

a) 588 N ; b) 606 N ; c) 564 (N) Thì gia tốc của thang máy như thế nào ?

Bài giải :

Trọng lực tác dụng lên người : P = mg = 588 (N)

Số chỉ của cân chính là lực N do người tác dụng lên cân

a) Khi F = 588 N = P , thang máy chuyển động đếu với gia tốc (a = 0)

b) Khi F = 606 N > P , khi đó người chịu thêm lực quán tính huớng lên, nên thang máy có gia tốc hướng xuống dưới Ta có :

N = P + Fqt

N = mg + ma

 a = g

m

N

 = 0,3 m/s2

( Thang máy chuyển động lên nhanh dần đều hoặc chuyển động xuống chậm dần đều)

c) Khi F = 564 N < P , khi đó người chịu thêm lực quán tính huớng xuống, nên thang máy có gia tốc hướng lên dưới Ta có :

P = N + Fqt

 N = P + Fqt

N = mg + ma

 a =

m

N

g  = 0,4 m/s2

( Thang máy chuyển động xuống nhanh dần đều hoặc chuyển

động lên chậm dần đều)

Bài 02/89 SGK : Một quả cầu nhỏ , khối lượng 300g, buộc vào đầu một sợi dây treo vào trần của toa tàu đang chuyển động

Các hình dưới đây ghi lại những vị trí ổn định của quả cầu trong một số trường hợp

a) hãy nhận xét về tính chất của chuyển động của tàu trong mỗi trường hợp

b) Tính gia tốc của tàu và lực căng dây treo trong mỗi trường hợp

Bài giải

* Trường hợp 1 : Tàu chuyển động đều a= 0 ,

T = P = 2,94 N

* Trường hợp 2 :

Từ hình vẽ trên ta nhận thấy vật chịu lực quán tính cùng chiều với vận tốc v, như vậy gia tốc của tàu ngược chiều với chiều v, tàu chuyển động chậm dần đều :

tg =

P

Fqt

=

mg

ma

 a = tg = 0,86 m/s2

T =

cosα

m.g

= 2,95 N

* Trường hợp 3 :

Từ hình vẽ trên ta nhận thấy vật chịu lực quán tính ngược chiều với vận tốc v, như vậy gia tốc của tàu cùng chiều với chiều v, tàu chuyển động nhanh dần đều :

tg =

P

Fqt

=

mg

ma

 a = tg = 0,69 m/s2

T =

cosα

m.g

= 2,95 N

Bài 03/89 SGK : Khối nêm hình tam giác vuông ABC có góc nghiêng  = 30 0 đặt trên mặt bàn nằm ngang Cần phải làm cho khối nêm chuyển động trên mặt bàn với gia tốc như thế nào để vật nhỏ đặt tại A có thể leo lên mặt phẳng nghiêng

Bài giải :

Các lực tác dụng lên vật :

Trọng lực P

Lực quán tính Fqt

Khi đặt vật trên mặt phẳng nghiêng, trọng lực P được phân tích thành hai lực thành phần Px và Py , muốn vật leo lên mặt phẳng nghiêng thì vật phải chịu thêm một lực cùng phương trái chiều với Px và có độ lớn lớn hơn Px

Muốn vậy ta phải đẩy khối nêm chuyển động sao cho khối nêm thu gia tốc có chiều hướng tư C đến A

Nếu xét hệ qui chiếu gắn trên mặt phẳng nghiêng, thì khối nêm sẽ chịu thêm lực quán tính Fq, lực quán tính được phân tích thành hai lực thành phần Fqx, Fqy

Như vậy khi vật leo lên khối nêm thì :

Fqx  Px

 macos  mgsin

a  gtg

a  5,66 m/s2

vậy muốn vật leo lên khối nên thì khối nêm chuyển động với gia tốc có chiều hướng từ C đến A và có độ lớn tối thiểu 5,66 m/s2

Bài 04/89 SGK : Một quả cầu có khối lượng m = 2 kg treo vào đầu một sợi dây chỉ chịu được lực căng tối đa Tm = 28

N Hỏi có thể kéo dây đi lên phía trên với gia tốc lớn nhất

là bao nhiêu mà dây chưa đứt ?

Bài giải

Xét hệ qui chiếu gắn liền với vật, khi kéo dây lên phía trên với gia tốc a, vật chịu các lực :

- Trọng lực P 

hướng xuống

- Lực căng dây T 

hướng lên

- Lực quán tính F 

qt hướng xuống

Khi đó ta có :

T = P + Fqt  Tm

 a  g

m

Tm

  amax = 4,2 m/s2

Vậy : Khi kéo vật lên, muốn dây không đứt thì phải kéo với gia tốc tối đa bằng 4,2 m/s2

 