Download Đề thi HSG tỉnh Thái Nguyên vật lý 10 - đề chính thức

Người ta dùng lực F kéo đầu dây theo phương ngang để vật M trượt trên mặt bàn và có gia tốc bằng a . Một hòn bi nhỏ bằng thép trượt theo phương ngang với vận tốc vo = 1m/s và sau đó ba[r]

Onthionline.net

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO Độc lập - Tự - Hạnh phúc

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 10 Mơn: Vật lí - Năm học 2010 - 2011

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Bài

Từ đỉnh A mặt bàn phẳng nghiêng người ta thả vật nhỏ có khối lượng m = 0,2kg trượt khơng ma sát, không vận tốc đầu Cho AB=50cm; BC = 100cm; AD = 130cm; g = 10m/s2

a) Tính vận tốc vật điểm B

b) Viết phương trình quỹ đạo vật sau rời khỏi bàn (Lấy gốc toạ độ C)

c) Vật rơi cách chân bàn đoạn CE bao nhiêu? Bài

Trên mặt bàn nằm ngang khơng nhẵn có vật hình hộp khối lượng M Một ròng rọc gắn vào vật M sợi dây khơng dãn vắt qua rịng rọc Một vật khối lượng m treo vào dây, trạng thái nghỉ vật m tiếp xúc với mặt bên vật M cịn sợi dây có phương thẳng đứng Hệ số ma sát vật M mặt bàn vật M vật m 

Người ta dùng lực F kéo đầu dây theo phương ngang để vật M trượt mặt bàn có gia tốc a Xác định độ lớn lực kéo F

Bài

Hai thép phẳng tạo thành khe thẳng đứng có bề rộng a = 3cm chiều cao h = 49cm Một bi nhỏ thép trượt theo phương ngang với vận tốc vo = 1m/s sau bay vào khoảng hai khe Hỏi bi va vào hai thành khe tổng cộng lần trước rơi tới đáy khe? Biết bán kính hịn bi r = 0,5cm va chạm bi với thành khe hoàn toàn đàn hồi Thời gian va chạm coi không đáng kể Lấy g = 9,8m/s2.

Bài

Một xe lăn nhỏ có khối lượng m = 0,4kg đặt mặt phẳng nằm ngang không ma sát Hai sợi dây nhẹ, không dãn chiều dài l = 0,8m, dây có gắn cầu nhỏ khối lượng m1 = 0,3kg m2 = 0,2kg Dây gắn m1 buộc cố định C, dây gắn m2 buộc vào xe lăn Ban đầu, hệ thống đứng yên, hai cầu tiếp xúc Kéo m1 sang trái dây treo nằm ngang, thả nhẹ m1, sau va chạm với m2 m1 lên đến độ cao cực đại 0,2m so với vị trí cân ban đầu Xác định độ cao cực đại mà m2 lên sau va chạm

Bài

thanh OA dài l = 1m, có khối lượng m1 = 2kg phân bố đều, đầu gắn với lề O, đầu buộc vào sợi dây vắt qua ròng rọc O1 nối với vật có khối lượng m2 đặt mặt phẳng nghiêng hình vẽ Góc mặt nghiêng mặt ngang  = 30o, hệ số ma sát mặt

nghiêng vật  = 0,3 Thanh trạng thái cân ứng với  = 45o, phương đoạn dây AB nằm ngang Bỏ qua ma sát ổ trục khối lượng ròng rọc

a) Tìm lực tác dụng lên O

b) Tìm điều kiện m2 để vật cân bằng

0

v

a h

 A B m1

 m2

g

F

M m

a

m

m 1

m 2 l

Hết

-Giám thị khơng giải thích thêm.

HƯỚNG DẪN CHẤM

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 10 Mơn: Vật lí – Năm học 2010 – 2011

(Hướng dẫn gồm 02 trang)

Bài (2,50 điểm) Điể

m

a vB = 2gh 6m/s;

b

2 2 tan

2 B os

g

y h x x

v c





  

c CE = 0,635 m.

0,75 0,75 1,00

Bài (2,00 điểm)

Xét trường hợp m chuyển động so với M:

Xét vật m, theo phương ngang có N2 ma (1)

Xét M có F N 2 Fms1Ma (2); N1Fms2  P F 01  (3) ( lấy dấu (+) m lên ; lấy dấu (-) m xuống ) Trong Fms2N2(4); Fms1N1(5)

Giải hệ (1)(2)(3)(4)(5) tính

m M a M g 2ma F

1

   



  (*)

Xét trường hợp m không chuyển động so với M: Lực ma sát Fms2là lực ma sát nghỉ, theo phương thẳng đứng có phương trình F F ms2  P 02 (6)

Dấu ( + ) ứng với m có xu hướng xuống; Dấu ( - ) ứng với m có xu hướng lên

Giải hệ (1)(2)(3)(5) 

m M a g m M 

F    

 (**)

0,25 0,25 0,25

0,25

0,25

0,25 0,25 0,25

Bài (1,50 điểm)

Va chạm viên bi thép tuyệt đối đàn hồi nên sau lần va chạm, theo phương nằm ngang vận tốc viên bi đổi chiều độ lớn không thay đổi vo,

theo phương thẳng đứng vận tốc viên bi không bi thay đổi va chạm 0,25 Khoảng thời gian chuyển động khe hẹp là: h=gt

2

2 ⇒t=√ 2h

g 0,25

Khoảng thời gian chuyển động hai lần va chạm liên tiếp: to=

a −2r

vo

(Riêng khoảng thời gian từ lúc bắt đầu rơi đến va chạm lần là

to1=a− r

vo ).

0,50

Số lần va chạm viên bi vào thành khe: to1 + (N – 1)to  t 0,25

F

a

1 ms

F

1

P

1

N

2

N N2

ms

a− r vo

+(N −1)a −2r

vo

≤√2h

g ⇒N ≤

vo√2h

g − r

a −2r

thay số ta N = 15 lần.

0,25

Bài (2,00 điểm)

Xác định độ cao mà m2 lên sau va chạm:

Áp dụng định luật bảo toàn cho m1 từ A đến B (chọn gốc tại

B), v1 vận tốc m1 B trước va chạm: m1gl=mv1

2

2 ⇒v1=√2 gl=4 m/s

Gọi v1’ vận tốc m1 sau va chạm, độ cao h1 = 0,2m.

Áp dụng định luật bảo toàn năng: m1gh1=mv1

'2

2 ⇒v1'=√2gh1=2m/s .

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m1v1 = m1v1’ + m2v2 (với v2 vận tốc

m2 sau va chạm).

Suy v2=m1(v1− v1')

m2 =3m/s .

Sau va chạm, m2 đến độ cao cực đại h2 m2 xe m vận tốc v.

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m2v2=(m+m2)v⇒v= m2

m+m2

v2=1m/s .

Áp dụng định luật bảo toàn (hệ m, m2):

 

 

2

2

2

2 2

2 2

2 m m v

m v mv

m gh h 0,3m

2 2g m m

       . 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,50

Bài (2,00 điểm)

 Áp dụng điều kiện cân bằng, ta có:

x y

1

1

P /O1 T /O l x

Q T;Q P Q P T

P P

l

M M P sin T cos T Q

2 2

                             

2 x y

P 20

Q Q Q 22,36N

2

     

 Vật cân có lực ma sát nghỉ:

o Về độ lớn: f ms N

o Về chiều chiều hay ngược chiều với T

o Ta có điều kiện cân bằng:

2 2 os sin ms ms

N P c

P T f N

P T f

                                                                                   

dấu  để nói chiều khác lực ma sát

o

2

2

sin cos

2 0,52            

m g T m g

m m g T    21 22 1,3 1,3 4,2 4,          m kg

kg m kg

m kg

Muốn hệ khơng cân

GHI CHÚ :

1) Trên biểu điểm tổng quát phần, câu.