Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Khối 10 NC - Năm học 2014 - 2015 (Thầy NGUYỄN VĂN DÂN biên soạn) - Chủ đề 4: Chuyển động hệ vật Bước 1: - Vẽ hình – Vẽ lực tác dụng lên vật (Nhớ ý đến tỉ lệ độ lớn lực) - Chọn : Gốc toạ độ O, Trục Ox chiều chuyển động vật; MTG lúc vật bắt đầu chuyển động …( t0 = 0) Bước 2: - Áp dụng định luật II Newton lên vật : F hl = m a - Chiếu biểu thức định luật II Newton lên hướng chuyển động Bước 3: Vận dụng công thức v = v0 + at x = s = x0 + v0t + ½ at2 2as = v2 v02 Bài 1: Cho hệ nh- h×nh Cho biÕt m1 = 1kg; m2 = 2kg; m3 = 3kg; F = 12N Bá qua ma sát khối l-ợng dây nối Tìm gia tốc vật lực căng dây nối vật §S: a a = 2m/s2; b T1 = 2N; T2 = 6N m1 m2 m3 F H×nh1 Bài 2: Cho hai vật mA=2kg, mB=3kg nối với bằng sợi dây không dãn Vật A được kéo bằng lực F=10N, theo phương ngang Hệ số ma sát vật mặt sàn k=0,05 Lấy g=10m/s2 Tính: a.Gia tốc b.Lực căng dây c.Sau kéo 2s, dây nối vật bị đứt Tính qung đường mà vật B được kể từ lúc đứt dây dừng lại ĐS: a=1,5m/s2, T=6N, S=9m Bµi 3: Hai vËt m1 = 1kg; m2 = 0,5kg nèi víi b»ng mét sợi dây đ-ợc kéo lên thẳng đứng nhờ lực F = 18N đặt lên vật I a Tìm gia tốc chuyển động lực căng sợi dây Cho g = 10m/s2 b Để vật chuyển động ®Ịu ng-êi ta thay ®ỉi ®é lín cđa lùc F Xác định độ lớn lực Cho dây không giÃn có khối lực không đáng kể ĐS: a = 2m/s2; b F = 15N m1 m2 Bµi : Cho hƯ nh- h×nh vÏ: m1 =1kg, m2 = 2kg, k1= k2= 0,1, F = 6N, = 300, g = 10m/s2, = 1,7 TÝnh gia tèc lực căng dây m2 m1 S: a = 0,8m/s2; T = 3,6N Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - Bài 5: Ở hai đầu đoạn dây vắt qua ròng rọc người ta treo hai vật nặng A B có khối lượng lần lượt m1=1,3kg, m2=1,2kg Ban đầu hai vật cách đoạn h=0,4m, sau buông tay, hãy tính: a.Gia tốc chuyển động mỗi vật b.Lực căng dây treo vật c.Sau hai vật ở ngang vận tốc mỗi vật đó Lấy A m1 g=10m/s2, bỏ qua khối lượng ròng rọc dây nối, bỏ qua ma sát B m2 h ĐS:a.a=0,4m/s ; b.T1=T2=12,48N;c.t=1s,v=0,4m/s Bài 6: Cho hệ hình vẽ:m1=1kg, m2=2kg Hệ số masát m2 mặt bàn 0,2 Khối lượng ròng rọc ma sát với dây nối khơng đáng kể a.Tìm gia tốc hệ lực căng dây b.Tính lực nén lên trục ròng rọc ĐS: a a=2m/s2, T=8N; b F0= 2N m2 m1 Bài 7: Hai vật A B có khối lượng m1=3kg, m2=2kg, được nối với bằng sợi dây vắt qua ròng rọc gắn ở đỉnh mặt phẳng nghiêng góc =300 Ban đầu A A được giữ ở vị trí ngang với B Thả cho hai vật chuyển động B a Hỏi hai vật chuyển động hteo chiều nào? b Bao lâu sau bắt đầu chuyển động, vật ở thấp vật 0,75m c Tính lực nén lên trục ròng rọc Bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc dây nối Cho g=10m/s2 ĐS: b t=1s; c F=18 N Bài 8: đỉnh mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng nằm ngang góc = 300 = 600 có gắn ròng rọc cố định khối l-ợng không đáng kể Cơ hệ đ-ợc bố trí nh- hình vẽ Tìm điều kiện để hệ vật đứng yên Tr-ờng hợp m1 = m2 = 5kg Tính gia tốc vật tr-ờng hợp: a ma sát không đáng kể b có ma sát víi hƯ sè ma s¸t = 0,2 m1 m2 §S: m1 = m2; a a = 1,79m/s2 Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - Bài 9: Một sợi dây không giÃn vắt qua ròng rọc cố định, hai đầu có treo vật khối l-ợng m M (M > m) Tính lực căng sợi dây gia tốc chuyển động vật Bỏ qua ma sát, khối l-ợng ròng rọc sợi dây ĐS: T = ( M m) Mm g; a= g M m M m m1 Bµi 10: Hai vËt có khối l-ợng m1 = 1kg m2 = 2kg đ-ợc treo d-ới sợi dây kéo vật m2 bëi mét lùc F = 3N ( h×nh vÏ ) Đột nhiên ng-ời ta đốt sợi dây phía Xác định gia tốc chuyển động vật, lực căng sợi dây nối hai vật m1 m2 §S: a = g + m2 F F m1 F F 10,8m / s ; T = = 1N m1 m2 m1 m2 Bµi 12: Cho hƯ vËt nh- h×nh vÏ BiÕt m1, m2, hệ số ma sát vật với mặt phẳng ngang lần l-ợt 1, lực căng cực đại T0 dây nối Tìm độ lớn lực kéo F đặt lên m1( hình vẽ) để dây Hình không đứt m1m2 g ( ) (m1 m2 )T0 ( §S: F ) m1 I Bµi 11: Hai vËt m1 = 1kg; m2 = 0,5kg nèi víi b»ng sợi dây đ-ợc kéo lên thẳng đứng nhờ lực F = 18N đặt lên vật I c Tìm gia tốc chuyển động lực căng sợi dây Cho g = 10m/s2 d Để vật chuyển ®éng ®Ịu ng-êi ta thay ®ỉi ®é lín cđa lùc F Xác định độ lớn lực Cho dây không giÃn có khối lực không đáng kể ( §S: a = 2m/s2; b F = 15N) II m2 Hình m2 F m1 m2 Bài 13: Cho hệ nh- hình vẽ m1 = 1kg; m2 = 2kg; 1= = 0,1; F = 6N; = 300; g = 9,8m/s2 TÝnh gia tèc chuyển động lực căng dây ( ĐS: a = 0,8m/s ; T = 3,6N) m2 m1 F Hình Bài 14: Hai vật khối l-ợng m = 1kg đ-ợc nối với sợi dây không dẫn khối l-ợng không đáng kể Một vật chịu tác động lực kéo F hợp với ph-ơng ngang góc a = 300 (hình 3) Hai vật tr-ợt mặt bàn nằm ngang góc a = 300Hệ số ma sát vật bàn 0,268 Biết dây chịu đ-ợc lực căng lớn 10 N Tính lực kéo lớn để dây không đứt Lấy = 1,732 §S: Fmax = 20 N Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - Bài 15: Cho hệ nh- hình m1 = 500g vật m2 = 200g Tại thời điểm ban đầu vật cã vËn tèc v0 = 2,8m/s VËt m1 tr-ỵt sang trái, m2 chuyển động lên Bỏ qua ma sát Tính: a Độ lớn h-ớng vận tốc lúc t = 2s b Qu·ng ®-êng xe ®· ®i đ-ợc sau 2s ( ĐS: a v = 2,8m/s ng-ợc chiều chuyển động ban đầu; b S = 2,8m) Bài 16: Cho hệ nh- hình vẽ: m1 = 5kg; = 300; m2 = 2kg; = 0,1 Tìm gia tốc vậ sức căng sợi dây bỏ qua khối l-ợng ròng rọc dây nối ĐS: a = 0,1m/s2; T = 20,2N m1 Hình m2 m1 m2 Bài 17: Cho hệ thèng nh- h×nh vÏ, m1 = 3kg, m2 = 4kg Bỏ qua khối l-ợng ròng rọc dây Cho g = 10m/s2 Tính gia tốc chuyển động vật lực căng dây treo vật Bỏ qua ma s¸t Đ S: 0,25 m/s2; T1 = 2,25 N; T2 = 4,5 N m1 m2 Bài 18: Một vật có khối lượng m = kg đặt tấm ván có khối lượng M = kg (Hình 6), hệ số ma sát vật tấm ván μ1 = 0,2 Tấm ván được đặt mặt bàn nằm ngang mà hệ số ma sát tấm ván mặt bàn μ2 = 0,3 Phải tác dụng vào tấm ván lực F nằm ngang có độ lớn để Hình tấm ván trượt vật? Xét hai trường hợp: a m đứng yên M; b m được giữ đứng yên với sàn ĐS: a F = μ1mg + μ2Mg = 11 N; b F = 2μ1mg + μ2Mg = 13 N Bài 19: Đặt vật A có khối lượng m1 = kg mặt bàn nhẵn (ma B sát không đáng kể) nằm ngang Trên vật A đặt vật B có khối lượng A F m2 = kg, nối với vật A bằng sợi dây vắt qua ròng rọc cố định Bỏ qua khối lượng ròng rọc dây Hệ số ma sát hai vật A B 0,5 Xác định lực F cần kéo vật A theo phương ngang để chuyển động với gia tốc a = g/2 Tính lực căng dây nối hai vật Lấy g = 10m/s2 ĐS: 50N; 20 N Bài 20: ba vật có khối lượng m = 100g được nối với bằng dây nối không dãn Hệ số ma sát trượt vật với mặt bàn = 0,2 Lấy g=10m/s2 a Tính gia tốc lực căng hệ chuyển động b Sau giây thả không vận tốc đầu dây nối qua rịng rọc Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - bị đứt, tính quãng đường được hai vật bàn kể từ dây đứt đến dừng lại Giả thuyết bàn đủ dài ĐS: 2m/s2; 0,8N; 1m Bài 21: Hai vật A B có khối lượng bằng M = 1kg Đặt thêm vật khối lượng m = 0,2 kg lên A Bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc dây treo Lấy g = 10m/s2 a Tính gia tốc A, B b Tính áp lực vật m lên A c Tính lực tác dụng lên trục ròng rọc ĐS: 0,91 m/s2; 1,82 N; 21,82 N A B Bài 22: Có vật m1 = 6kg, m2 = 3kg, m3 = 2kg được mắc qua ròng rọc hình 11 Tính gia tốc chuyển động mỗi vật Lấy g = 10m/s2 ĐS: a1 = 10/9 m/s2, a2 = 10/9 m/s2, a3 = 30/9 m/s2 Bài 23: Cho hệ thống hình vẽ, m1 =3kg, m2 =4kg bỏ qua khối lượng ròng rọc dây, cho g=10m/s2 Tính gia tốc chuyển động mỗi vật lực căng dây treo vật bỏ qua ma sát ĐS: a1 2a2 =2,25 m/s2 Hình 11 m1 m2 Bài 24: cho hai khối hình hộp khối lượng m1 =3kg, m2 =2kg đặt tiếp xúc mặt phẳng ngang kkhông ma sát Tác dụng lực F nằm ngang lên khối m1 hình vẽ, độ lớn F=6N Hãy a) phân tích lực tác dụng lên mỗi vật b) tính gia tốc chuyển động vật lực tương tác vật ĐS: b) a =1,2 m/s2; 2,4 N Bài 25: Một dây xích có chiều dài l =1 m nằm bàn, phần chiều dài l’ thòng xuống cạnh bàn Hệ số ma sát xích bàn μ = 1/3 Tìm l’ để xích bắt đầu trượt khỏi bàn ĐS: 0,25 m Lực hướng tâm tượng tăng, giảm trọng lượng m1 F m2 Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - a Lực hướng tâm: Fht maht m v2 r m r Lực hướng tâm có thể lực đàn hồi; lực ma sát; lực hấp dẫn … b Hiện tượng tăng giảm trọng lượng: Một vật ở thang máy chuyển động lên xuống nhanh, chậm dần hoặc thẳng Fk P ma * Chiếu (*) lên trục Oy thẳng đứng hướng lên ta tìm được gia tốc Bài 1: Một vật nặng 4,0 kg được gắn vào dây thừng dài m Nếu vật đó quay tự thành vòng tròn quanh trục thẳng đứng gắn với đầu dây với vận tốc dài m/s sức căng dây bao nhiêu? ĐS: 50 N Bài 2: Một vật có khối lượng m = 20 g đặt ở mép bàn quay Biết mặt bàn hình tròn, bán kính m Lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08 N a) Tính gia tốc hướng tâm vật bàn quay với tốc độ lớn nhất mà vật chưa văng khỏi bàn b) Vận tốc quay, tần số vòng bàn lúc đó bao nhiêu? ĐS: a m/s2; b m/s; rad/s Bài 3: Một buồng thang máy có khối lượng tấn a Từ vị trí đứng yên ở đất, thang máy được kéo lên theo phương thẳng đứng bằng lực F có độ lớn 12000N Hỏi sau thang máy lên được 25m? Lúc đó nó có vận tốc bao nhiêu? b Ngay sau được 25m trên, ta phải thay đổi lực kéo thang máy để thang máy lên được 20m dừng lại? Lấy g = 10m/s2 ĐS: a t = s, v = 10 m/s; b F = 7500 N Bài 4: Người ta kéo thẳng đứng vật có khối lượng m = kg bằng lực F = 60 N Hãy tính vận tốc quãng đường mà vật được sau 10 s kể từ lúc vật bắt đầu chuyển động ĐS: 20 m/s; 100 m Bài 5: Một người khối lượng m = 60kg đứng thang chuyển động lên gồm ba giai đoạn hãy tính lực nén lên thang mỗi giai đoạn: a Nhanh dần với gia tốc 0,2m/s2 b Đều c Chậm dần với gia tốc 0,2m/s2 Lấy g = 10m/s2 ĐS: a N = 612 N; b N = 600 N; c N = 588 N Bài 6: Một vật có khối lượng 60kg đặt sàn buồng thang máy Tính áp lực vật lên sàn trường hợp: a Thang chuyển động xuống nhanh dần với gia tốc 0,2m/s b Thang chuyển động xuống chậm dần với gia tốc 0,2m/s2 c Thang chuyển động xuống d thang rơi tự Lấy g = 10m/s2 ĐS: a N = 588 N; b N = 612 N; c N = 600 N; d N = Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - Bài 7: Một lực kế, có treo vật đứng yên 20n Tìm số lực kế khi: a Kéo lực kế lên nhanh dần với gia tốc 1m/s2 b Hạ lực kế xuống chậm dần với gia tốc 0,5m/s2 Lấy g = 10m/s2 ĐS: a Fk = 22 N; b Fk = 21 N Bài 8: Một sợi dây thép có thể giữ yên được trọng vật có khối lượng lớn đến 450kg Dùng dây để kéo trọng vật khác có khối lượng 400kg lên cao Hỏi gia tốc lớn nhất mà vật có thể có để dây không bị đứt Lấy g= 10 m/s2 ĐS: a 1, 25 m / s Bài 9: Một buồng thang máy khối lượng 1tấn, chuyển động lên từ trạng thái đứng yên mặt đất giai đoạn đầu, thang máy chuyển động nhanh dần đều, đạt vận tốc 4m/s sau thời gian 5s sau đó thang máy chuyển động thẳng quãng đuờng 20m cuối chuyển động châm dần đều, dừng lại nơi cách mặt đất 35m bỏ qua ma sát, lấy g=10m/s2 a) tính lực kéo động thang máy ở mỗi giai đoạn b) tính vận tốc trung bình thang máy suốt thời gian chuyển động c) vẽ đồ thị gia tốc, vận tốc thang máy từng giai đoạn ĐS: a) F1 =10800N, F2 =10000N, F3 =8400N; b) 2,8m/s Bài 10: xe có khối lượng tấn qua cầu vồng cầu có bán kính cong 50m Giả sử xe chuyển động với vận tốc 10m/s Tính lực nén xe lên cầu: a) Tại đỉnh cầu b) Tại nơi bán kính cong hợp với phương thẳng đứng góc 300 , lấy g=,8m/s2 ĐS: a) 7800N b) 7200N Bài 11: Một xe chuyển động tròn đường tròn bán kính R=200m hệ số ma sát trược xe mặt đường k=0,2 hỏi xe có thể đạt vận tốc tối đa mà không trượt? coi ma sát lăn rất nhỏ Lấy g=10m/s2 ĐS: 20m/s Bài 12: Mặt Trăng năm quay 13vòng quanh Trái Đất khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời gấp 390lần khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng Tính tỉ số khối lượng Mặt Trời Trái Đất ĐS: 3,5.105 Bài 13: Một người xe đạp (khối lượng tổng cộng 60kg) vòng xiếc bán kính R=6,4m, phải qua điểm cao nhất vòng xiếc với vận tốc tối thiểu đển không rơi? Xác định lực nén lên vòng xiếc xe qua điểm cao nhất với vận tố 10m/s ĐS: 8m/s; 337,5N Bài 14: Một máy bay thực vòng nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h a Tính lực người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất thấp nhất vòng nhào Thầy Nguyễn Văn Dân – Long An – 0975733056 - b Muốn người lái không nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất vòng nhào , vận tốc máy bay phải bao nhiêu? ĐS: a) 2775N; 3975N; b) 63m/s Bài 15: Quả cầu có khối lượng 50g, treo ở đầu A dây OA dài l=90cm quay cho quả cầu chuyển động tròn mặt phẳng thẳng đứng quanh tâm O Tìm lực căng dây A ở vị trí thấp O, OA hợp với phương thẳng đứng góc 600 vận tốc quả cầu 3m/s ĐS: 0,75N Bài 16: Một vật có khối lượng m=0,1kg quay mặt phẳng thẳng đứng nhờ dây treo có chiều dài l=1m, trục quay cách sàn H=2m vật qua vị trí thấp nhất, dây treo đứt vật rơi xuống sàn ở vị trí cách điểm đứt L=4m theo phương ngang Tìm lực căng dây dây đứt ĐS:9N Bài 17: Hai quả cầu m1 2m2 nối với bằng sợi dây dài l = 12 cm có thể chuyển động không ma sát trục nằm ngang qua tâm hai quả cầu cho hệ quay quanh trục thẳng đứng Biết hai quả cầu đứng yên khơng trượt trục ngang Tìm khoảng cách từ hai quả cầu đến trục quay ĐS: cm cm Bài 18: Lò xo có độ cứng k = 50 N/m, chiều dài ban đầu 36 cm, treo vật có khối lượng m = 0,2 kg có đầu cố định Quay lò xo quanh trục thẳng đứng qua đầu lò xo, vật m vạch đường tròn nằm ngang hợp với trục lò xo góc 450 Tính chiều dài lò xo số vòng quay 1phút ĐS: 41,6cm; 55,8vòng/phút Bài 19: Vòng xiếc vòng tròn bán kính R = m nằm mặt phẳng thẳng đứng người xe đạp vòng xiếc Khối lượng cả xe người 80 kg lấy g = 9,8 m/s2 a) Tính lực ép xe lên vòng xiếc điểm cao nhất với vận tốc điểm v = 10 m/s b) Để xe không rớt điểm cao nhất vận tốc tối thiểu phải bao nhiêu? ĐS: a) 216N; b) Vmin 8,85m/s ========= O