ĐỌNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM VẬT LÝ 10 CÓ ĐÁP ÁN

Chuyên đề: Động lực học chất điểm VẬT LÝ 10 Tổng hợp lý thuyết Chương Động lực học chất điểm Tổng hợp phân tích lực Dạng 1: Tổng hợp, phân tích lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành Các định luật Newton Dạng 2: Vật trượt mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng - Áp dụng định luật 1, Niutơn Dạng 3: Vật trượt mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng - Áp dụng định luật Niutơn Lực hấp dẫn Dạng 4: Tính lực hấp dẫn hai vật Dạng 5: Tính trọng lượng vật thay đổi theo độ cao Lực đàn hồi Dạng 6: Tính lực đàn hồi, độ biến dạng lò xo Chuyển động vật bị ném Dạng 7: Bài toán ném vật theo phương thẳng đứng Dạng 8: Bài toán ném vật theo phương ngang Lực ma sát Dạng 9: Tính lực ma sát, hệ số ma sát Dạng 10: Tính qng đường, thời gian có lực ma sát Dạng 11: Tính lực kéo để xe chuyển động có ma sát Dạng 12: Tính vận tốc vật chân mặt phẳng nghiêng có ma sát Lực hướng tâm Dạng 13: Tính lực hướng tâm Dạng 14: Tính áp lực vật điểm cao vòng cầu Dạng 15: Tính độ biến dạng lò xo vật chuyển động tròn quanh điểm cố định Bài tập tổng hợp Động lực học chất điểm Bài tập chương Động lực học chất điểm (P1) Bài tập chương Động lực học chất điểm (P2) Bài tập chương Động lực học chất điểm (P3) Bài tập trắc nghiệm Động lực học chất điểm 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (cơ - phần 1) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (cơ - phần 2) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (cơ - phần 3) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 1) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3) Chuyên đề: Động lực học chất điểm Tổng hợp lý thuyết Chương Động lực học chất điểm Tổng hợp phân tích lực Dạng 1: Tổng hợp, phân tích lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành Tổng hợp, phân tích lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành A Phương pháp & Ví dụ Tổng hợp lực: thay hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời vào vật lực cho tác dụng không thay đổi + Lực thay gọi hợp lực + Phương pháp tìm hợp lực gọi tổng hợp lực Quy tắc hình bình hành: Hợp lực hai lực quy đồng biểu diễn đường chéo hình bình hành mà hai cạnh vecto biểu diễn hai lực thành phần Tổng hợp ba lực F1→ , F2→, F3→ - Lựa cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành lực tổng hợp F12→ - Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp F12→ với lực F3→ còn lại cho lực tổng hợp F→ cuối cùng Theo cơng thức quy tắc hình bình hành: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Lưu ý: Nếu có hai lực, hợp lực có giá trị khoảng: | F - F2 | ≤ Fhl ≤ | F1 + F2 | Phân tích lực (Ngược với tổng hợp lực): thay lực hay nhiều lực tác dụng đồng thời cho tác dụng không thay đổi Bài tập vận dụng Bài 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4(N) 5(N) hợp với góc α Tính góc α ? Biết hợp lực hai lực có độ lớn 7,8(N) Hướng dẫn: Ta có F1 = N F2 = N F = 7.8 N Hỏi α = ? Theo công thức quy tắc hình bình hành: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Suy α = 60°15' Bài 2: Cho ba lực đồng qui cùng nằm mặt phẳng, có độ lớn F = F2 = F3 = 20(N) từng đôi hợp với thành góc 120° Hợp lực chúng có độ lớn bao nhiêu? Hướng dẫn: Ta có F→ = F1→ + F2→ + F3→ Hay F→ = F1→ + F23→ Trên hình ta thấy F23 có độ lớn F23 = 2F2cos60° = F1 Mà F23 cùng phương ngược chiều với F1 nên Fhl = Bài 3: Tính hợp lực hai lực đồng quy F = 16 N; F2 = 12 N trương hợp góc hợp hai lực α = 0°; 60°; 120°; 180° Xác định góc hợp hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N Hướng dẫn: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Khi α = 0°; F = 28 N Khi α = 60°; F = 24.3 N Khi α = 120°; F = 14.4 N Khi α = 180°; F = F1 – F2 = N Khi F = 20 N ⇒ α = 90° Bài 4: Một vật nằm mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang chịu trọng lực tác dụng có độ lớn 50 N Xác định độ lớn thành phần trọng lực theo phương vuông góc song song với mặt nghiêng Hướng dẫn: P1 = Psinα = 25 N P2 = Pcosα = 25√3 N Bài 5: Cho lực F có độ lớn 100 N có hướng tạo với trục Ox góc 36,87° tạo với Oy góc 53,13° Xác định độ lớn thành phần lực F trục Ox Oy Hướng dẫn: 36.87° + 53.13° = 90° Fx = F.cos(36,87°) = 80 N Fy = F.sin(53,13°) = 60 N B Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Các lực tác dụng lên vật gọi cân khí A hợp lực tất cả lực tác dụng lên vật không B hợp lực tất cả lực tác dụng lên vật số C vật chuyển động với gia tốc không đổi D vật đứng yên Hiển thị lời giải Chọn A Câu 2: Một sợi dây có khối lượng không đáng kể, đầu giữ cố định, đầu có gắn vật nặng có khối lượng m Vật đứng yên cân Khi đó A vật chịu tác dụng trọng lực B vật chịu tác dụng trọng lực, lực ma sát lực căng dây C vật chịu tác dụng ba lực hợp lực chúng không D vật chịu tác dụng trọng lực lực căng dây Hiển thị lời giải Câu 3: Chọn phát biểu đúng : A Dưới tác dụng lực vật chuyển động thẳng hoặc tròn B Lực nguyên nhân làm vật vật bị biến dạng C Lực nguyên nhân làm vật thay đổi chuyển động D Lực nguyên nhân làm vật thay đổi chuyển động hoặc làm vật bị biến dạng Hiển thị lời giải Chọn D Câu 4: Hai lực trực đối cân là: A tác dụng vào cùng vật B không độ lớn C độ lớn không thiết phải cùng giá D có cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều tác dụng vào hai vật khác Hiển thị lời giải Chọn A Câu 5: Hai lực cân có : A cùng hướng B cùng phương C cùng giá D cùng độ lớn Hiển thị lời giải Chọn A Câu 6: Một chất điểm đứng yên dưới tác dụng lực 12 N, 20 N, 16 N Nếu bỏ lực 20 N hợp lực lực còn lại có độ lớn ? A N B 20 N C 28 N D Chưa có sở kết luận Hiển thị lời giải Vật đứng yên nên lực tổng hợp hai lực 12 N 16 N lực cân với lực 20 N tác dụng vào vật Nên hợp lực hai lực 12 N 16 N cùng phương ngược chiều với lực 20 N có độ lớn 20 N Câu 7: Có hai lực đồng qui có độ lớn N 12 N Trong số giá trị sau đây, giá trị có thể độ lớn hợp lực ? A 25 N B 15 N C N D N Hiển thị lời giải Vì 152 = 122 + 92 Trong công thức: F2 = F12 + F22 Câu 8: Cho hai lực đồng qui có cùng độ lớn 600 N.Hỏi góc lực hợp lực có độ lớn 600 N A α = 0° B α = 90° C α = 180° D α = 120° Hiển thị lời giải Ta có: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Mà F1 = F2 Suy F12 = 2F2cosα Để F12 = F2 cosα = 1/2 Vậy α = 60° góc hai lực 2α = 120° Câu 9: Một chất chịu hai lực tác dụng có cùng độ lớn 40 N tạo với góc 120° Tính độ lớn hợp lực tác dụng lên chất điểm A 10 N B 20 N C 30 N D 40 N Hiển thị lời giải Áp dụng cơng thức quy tắc hình bình hành: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Suy F = 40 N Câu 10: Hợp lực F hai lực F1 lực F2 có độ lớn 8√2 N; lực F tạo với hướng lực F1 góc 45° F1 = N Xác định hướng độ lớn lực F2 A vuông góc với lực F1 F2 = N B vuông góc với lực F1 F2 = N C cùng phương ngược chiều với F1 F2 = N D cùng phương ngược chiều với F1 F2 = N Hiển thị lời giải Ta có: F1 = F.cos45° ⇒ F2 vuông góc với F1 ⇒ F2 = F.sin45° Câu 11: Lực 10 N hợp lực cặp lực dưới ? Cho biệt góc cặp lực đó A N, 15 N; 120° B N, N; 60° C N, 13 N; 180° D N, N; 0° Hiển thị lời giải Áp dụng công thức: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα Sau đó thử đáp án đáp án C phù hợp với hợp lực có độ lớn 10 N Bài 14: Lò xo có chiều dài tự nhiên 10 cm độ cứng 40 N/m Giữ cố định đầu tác dụng vào đầu lực 1,0 N để nén lò xo Khi chiều dài lò xo bao nhiêu? A 2,5cm B 12,5cm C 7,5cm D 9,75cm Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Lò xo bị nén lại nên l0 > l Áp dụng F = kΔl = k(l0 - l) → = 40(0,1 - l) → l = 0,075 m = 7,5 cm Bài 15: Một hợp lực 1,0 N tác dụng vào vật có khối lượng 2,0kg lúc đầu đứng yên, khoảng thời gian 2,0s Quãng đường mà vật khoảng thời gian đó là: A 0,5 m B 1,0 m C 2,0 m D 4,0 m Hiển thị lời giải Đáp án: B HD Giải: a = 1/ = 0,5 m/s2 Vật ban đầu đứng yên nên v0 = Phương trình quãng đường vật s = 0,5.at2 = 0,25t2 → S2s = 0,25.22 = m Bài 16: Một viên bi X ném ngang từ điểm Cùng lúc đó, cùng độ cao, viên bi Y có cùng kích thước có khới lượng gấp đơi thả rơi từ trạng thái nghỉ Bỏ qua sức cản khơng khí Hỏi điều sau xảy ra? A Y chạm sàn trước X B X chạm sàn trước Y C Y chạm sàn X mới nửa đường D X Y chạm sàn cùng lúc Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Vật ném ngang tách thành chuyển động: chuyển động theo phương ngang với vận tốc v chuyển động rơi tự với gia tốc g theo phương thẳng đứng Do cùng độ cao, khơng phụ thuộc vào kích thước khới lượng; vật ném ngang vật rơi tự chạm sàn cùng lúc Bài 17: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm có độ cứng 75 N/m Lò xo vượt giới hạn đàn hồi nó bị kéo dãn vượt chiều dài 30 cm Tính lực đàn hồi cực đại lò xo A 10 N B 12,5 N C 15 N D 7,5 N Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Độ dãn cực đại lò xo Δlmax = lmax – l0 = 30 – 20 = 10 cm Lực đàn hồi cực đại lò xo Fmax = k.Δlmax = 75.0,1 = 7,5 N Bài 18: Cho hệ gồm ba vật hình vẽ Biết m = kg; m2 = kg; m3 = kg; F = 18 N, α = 30o Bỏ qua ma sát vật sàn Lực căng tác dụng lên hai sợi dây hệ là: Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Theo định luật II Niu tơn, ta có: Bài 19: Cho hệ hình vẽ, hai vật m1, m2 nối với sợi dây nhẹ không giãn, bắc qua hai ròng rọc treo hình Biết m = kg; m2 = kg; g = 10 m/s2 Bỏ qua ma sát, xác định gia tốc m1 sức căng sợi dây? A m/s2; 10 N B m/s2; 14 N C m/s2; 11 N D 2,86 m/s2; 12,9 N Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Ta có: a2 = 2.a1; T1 = T2 = T3 = T Bài 20: Cho hệ hình vẽ, hai vật m 1, m2 nối với sợi dây nhẹ không giãn, bắc qua ròng rọc có ma sát không đáng kể Biết m = kg; m2 = kg; α = 45o; g = 10 m/s2 Bỏ qua ma sát, xác định gia tốc hệ sức căng sợi dây? A 15 N; m/s2 B 11,4 N; 4,3 m/s2 C 10 N; m/s2 D 12 N; m/s2 Hiển thị lời giải Đáp án: B HD Giải: Theo định luật II Niuton, ta có: Bài 21: Cho hệ hình vẽ, biết hai vật m = kg; m2 = kg, nối với sợi dây nhẹ không giãn, bắc qua ròng rọc có ma sát không đáng kể Cho g = 10 m/s2 Tính sức căng sợi dây gia tốc hệ? A 10 N; m/s2 B 15 N; m/s2 C 13,3 N; 3,3 m/s2 D 12 N; m/s2 Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Theo định luật II Niuton, ta có: Bài 22: Từ độ cao 7,5 m người ta ném quả cầu với vận tốc ban đầu 10 m/s, ném xiên góc 45o so với phương ngang Vật chạm đất vị trí cách vị trí ban đầu: A m B 15 m C m D 18 m Hiển thị lời giải Đáp án: B HD Giải: Chọn hệ trục hình Gớc thời gian lúc ném vật Ta có: Khi vật chạm đất thì: y = -7,5 m Tầm xa mà vật đạt là: L = x(t) = v0cosαt = 10.cos45o.2,12 = 15 (m) Bài 23: Từ đỉnh tháp cao 12m so với mặt đất, người ta ném hòn đá với vận tốc ban đầu v0 = 15 m/s, theo phương hợp với phương nằm ngang góc α = 45o Khi chạm đất, hòn đá có vận tốc bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s2 A 18,6 m/s B 24,2 m/s C 28,8 m/s D 21,4 m/s Hiển thị lời giải Đáp án: D HD Giải: Chọn gốc tọa độ đỉnh tháp, Oy hướng lên Gốc thời gian lúc ném vật Vận tốc: vx = v0cosα = 7,5√2; vy = v0sinα - gt = 7,5√2 - 9,8t Bài 24: Em bé ngồi sàn nhà ném viên bi lên bàn cao m với vận tốc v = 2√10 m/s Để hòn bi có thể rơi xuống mặt bàn B cách xa mép bàn A vec-tơ vận tớc v0 phải nghiêng với phương ngang góc α bao nhiêu? A 45o B 90o C 60o D 35o Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Để viên bi có thể rơi xa mép bàn A quỹ đạo viên bi phải sát A Gọi vận tốc viên bi A v m/s ABmax ⇔ α1 = 45o (α1 góc hợp AB vận tốc A) Do theo phương Ox viên bi chuyển động nên vận tốc thành phần nhau: Bài 25: Một hòn đá ném từ độ cao 2,1 m so với mặt đất với góc ném 45 o so với mặt phẳng nằm ngang Hòn đá rơi đến đất cách chỗ ném theo phương ngang khoảng 42 m Tìm vận tốc hòn đá ném? A 20 m/s B 12 m/s C 18 m/s D 30 m/s Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Chọn gốc tọa độ mặt đất, Ox nằm ngang, Oy hướng thẳng đứng lên Gốc thời gian lúc ném hòn đá t thời gian hòn đá chuyển động Ta có: x = v0.cosαt = v0.cos45o.t Khi chạm đất y = x = L = 42m Bài 26: Một hòn đá khối lượng 500 g treo vào điểm cố định sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể dài m Quay dây cho hòn đá chuyển động mặt phẳng nằm ngang thực 30 vòng phút Lấy g = 9,8 m/s2 Tính góc nghiêng dây so với phương thẳng đứng sức căng sợi dây A 60o, 10N B 50o, 20N C 30o, 20N D 70o, 15N Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Ta có: Fht→= P→+ T→ Chiếu lên phương ngang, chiều dương hướng tâm quỹ đạo: Fht = mω2r = mω2lsinα = Tsinα → mω2l = T (1) Ở ω = 30 vòng/ph = 0,5 vòng/s = π rad/s Chiếu lên phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống: Bài 27: Một mặt phẳng AB nghiêng góc 30o so với mặt phẳng ngang BC Biết AB = m, BC = 10,35 m, hệ số ma sát mặt phẳng nghiêng μ = 0,1 Lấy g = 10 m/s2 Một vật khối lượng m = kg trượt không có vận tốc ban đầu từ đỉnh A tới C dừng lại Tính vận tớc vật B hệ sớ ma sát μ mặt phẳng ngang A v = 2√2 m/s; μ = 0,04 B v = m/s; μ = 0,02 C v = 2√3 m/s; μ = 0,03 D v = 2√5 m/s; μ = 0,05 Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Phương trình động lực học: N→+ P→+ Fms→= m.a1→ (1) Chiếu (1) lên phương song song với mặt phẳng nghiêng (phương chuyển động), chiều dương hướng xuống (cùng chiều chuyển động), ta có: Psinα – Fms = ma1 Chiếu (1) lên phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng (vuông góc với phương chuyển động), chiều dương hướng lên, ta có: N - Pcosα = → N = Pcosα = mgcosα → Fms = μ1N = μ1mgcosα Gia tốc mặt phẳng nghiêng: Vận tốc vật B: Gia tốc vật mặt phẳng ngang: Trên mặt phẳng ngang ta có: Bài 28: Tính gia tớc trọng trường độ sâu h so với mặt đất Coi trái đất hình cầu đồng chất bán kính R Cho gia tốc mặt đất g0 Hiển thị lời giải Đáp án: A HD Giải: Gọi M, m khối lượng trái đất vật Khi vật đạt mặt đất gia tớc trọng trường nó là: Khi vật độ sâu h lực hấp dẫn trái đất còn lại lực hấp dẫn quả cầu (M)' sau bóc lớp vỏ có bề dày h (vì lớp vỏ gây lực cân đối với vật đặt lòng nó) nên lực hấp dẫn trái đất lúc là: Ta có: (do trái đất đồng tính) R' bán kính phần cầu còn lại trái đất Vậy lực hấp dẫn mà vật phải chịu: Vậy gia tốc trọng trường độ sâu h là: Bài 29: Cho hệ hình vẽ, hai vật m1, m2 nới với sợi dây nhẹ không giãn, bắc qua ròng rọc nhỏ Biết m1 = kg; m2 = kg; α = 30o; β = 45o; g = 10 m/s2 Bỏ qua ma sát, xác định gia tốc hệ sức căng sợi dây? A m/s2; 10 N B 3,5 m/s2; 15 N C 2,2 m/s2; 14,5 N D m/s2; 16 N Hiển thị lời giải Đáp án: C HD Giải: Theo định luật II Niuton, ta có: ... vật chuyển động tròn quanh điểm cố định Bài tập tổng hợp Động lực học chất điểm Bài tập chương Động lực học chất điểm (P1) Bài tập chương Động lực học chất điểm (P2) Bài tập chương Động lực học. .. lực học chất điểm (P3) Bài tập trắc nghiệm Động lực học chất điểm 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (cơ - phần 1) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời... lực học chất điểm có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 2) 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải chi tiết (nâng cao - phần 3) Chuyên đề: Động lực học chất điểm Tổng hợp lý thuyết