CHỦ ĐỀ 6. LỰC HƯỚNG TÂM File

Xét 1 người đứng trong thang máy chuyển động lên trên có gia tốc Phản lực pháp tuyến hướng lên của sàn thang máy là N tác dụng vào người đó so với trọng lực P của người đó là:.. Không [r]

(1)

Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng! CHỦ ĐỀ LỰC HƯỚNG TÂM

TÓM TẮT LÝ THUYẾT I Hệ quy chiếu qn tính khơng qn tính

− Hệ quy chiếu quán tính hệ quy chiếu đứng yên chuyển động − Hệ quy chiếu khơng qn tính hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc

− Lực qn tính: Trong hệ quy chiếu khơng qn tính chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính, tức vật tượng học xảy chịu thêm lực Fqt  ma lực gọi lực quán

tính

II Lực hướng tâm lực quán tính ly tâm 1 Định nghĩa

+ Lực tác dụng vào vật chuyển động tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm. 2 Công thức

2

ht ht

mv

F ma m r

r

   

Trong đó:

F ht lực hướng tâm (N)

m khối lượng vật (kg) aht gia tốc hướng tâm (m/s2)

v tốc độ dài vật chuyển động trịn (m/s) r bán kính quỹ đạo trịn (m)

là tốc độ góc vật chuyển động trịn (rad/s) 3 Ví dụ

+ Lực hấp dẫn Trái Đất vệ tinh nhân tạo đóng vai trị lực hướng tâm, giữ cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn quanh Trái Đất

+ Đặt vật bàn quay, lực ma sát nghĩ đóng vai trị lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động trịn + Đường ơtơ đường sắt đoạn cong phải làm nghiên phía tâm cong để hợp lực trọng lực phản lực mặt đường tạo lực hướng tâm giữ cho xe, tàu chuyển động dễ dàng quỹ đạo

4 Lực quán tính li tâm

− Nếu xét hệ quy chiếu khơng qn tính quay theo vật, vật coi đứng yên chịu thêm lực quán tính gọi quán tính li tâm

− Có hướng xa tâm − Độ lớn :

2

qtlt ht

mv

F F m R

R

   

III SỰ THAY ĐỔI TRỌNG LƯỢNG

− Trọng lực: Là hợp lực lực hấp dẫn trái đất tác dụng lên vật lực quán tính li tâm quay trái đất PFhdFq

− Trọng Lượng: vật hệ quy chiếu mà vật đứng yên hợp lực lực hấp dẫn lực quán tính tác dụng lên vật PFhdFq

+ Xét hệ quy chiếu đứng yên chuyển động thẳng lượng trọng lực trùng

/

(2)

+ Khi P/ Fhd Fq 0thì xảy trọng lượng tượng rơi tự vật dặt thang

máy

LỰC TÁC DỤNG VÀO VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRÕN ĐỀU 1 Khi vật chuyển động tròn đều:

Vật chuyển động trịn có gia tốc hướng tâm Lực gây gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm:

2 ht

v

F m

R



Lực hướng tâm lực hay hợp lực lực tác dụng vào vật 2 Khi vật chuyển động trịn khơng đều:

Thành phần hợp lực trục hướng tâm đóng vai trị lực hướng tâm Theo định luật II Newton: F1F2  ma (1)

+ Chiếu (1) lên trục hướng tâm ta được: Fht maht

(Fht hợp lực thành phần theo trục hướng tâm)

với

2

2 2

ht

v

a R n R R

R T



     

+ Điều kiện đế vật không rời giá đỡ: lực đàn hồi (phản lực N) giá đỡ tác dụng lên vật N >

+ Điều kiện đế vật không trượt khỏi quỹ đạo chuyển động lực ma sát vật với sàn nhỏ lực ma sát nghỉ cực đại: Fmsng < kN

Ví dụ:

1 Chuyển động cầu cong: a Cầu võng xuống:

+ P N maht (1)

+ Chiếu (1) lên trục hướng tâm:

2

v

N P m

R

 

2

v

N mg mg

R

   

N

P ( )

y

b Cầu vồng lên: + P N maht(1)

2

/

v mv

P N m N N mg mg

R R

      

Chú ý:

• Các lực tiếp tuyến với mặt cầu (lực ma sát, lực phát động) khơng ảnh hưởng đến gia tốc hướng tâm nên ta không xét đến

• Kết q khơng vật (xe) điểm cao (hoặc thấp nhất) mặt cầu

N

P y

( )

2 Chuyển động vòng xiếc:

Xét xe đạp qua điểm cao vòng xiếc

ht

N P ma (1)

2

v

N P m

R

 

2

/ mv

N N mg

R

  

+ Xe đạp không rơi /

N   0 v gR

R

v P

N

3 Xe chuyển động đường tròn: a) Xe lửa chuyển động đường ray tròn: Các lực tác dụng xe lửa:

• Trọng lực P

(3)

+ F lực hướng tâm; lực tác dụng lên đường ray R, R trực Q : RR1R2

+ R1 P

 B

A

/

A



P F

2

R

1

R

Q

+ R2 nằm ngang, có tác dụng xơ ray phía ngồi, làm hỏng ray Đe khắc phục tình trạng này, người

ta đặt ray cao ray cho mặt phăng A'B' vng góc với R Khi lực ép lên ray làR1,

khơng cịn lực R2 xơ ngồi Góc nghiêng α tính bởi:

2

mv

F r v

tan

P mg gr

   

Với r bán kính đường tròn b) Xe chạy đường tròn:

Lực tác dụng lên xe: + Trọng lực P + Lực đàn hồi N

+ Lực ma sát nghỉ Fmsng mặt đưịng

Lực Fmsng đóng vai trị lực hướng tâm P N F  msng ma (1)

Chiếu (1) lên trục hướng tâm:

2

msng ht

mv

F ma

R

 

1

F P F2

O N

Q

msn

F

+ Do

2 msng mstruot

mv

F F kN kmg kmg v kgR

R

      

Ta thấy để xe không trượt vận tốc tối đa xe v kgR

• Để tránh cho xe qua đường vịng khơng bị trượt người ta làm mặt đường nghiêng tâm vịng trịn cho phản lực Q vng góc mặt đường

Lúc khơng cịn lực ma sát nghỉ

1

QQ Q với Q1 P

+ Q2 đóng vai trị lực hướng tâm F

+ Góc nghiêng α định mức:

2

mv

F R v

tan

P mg Rg

   

 

1

Q Q O

P

2

(4)

TỔNG HỢP LÝ THUYẾT

Câu Dùng lực kế đặt thang máy, vật có khối lượng m treo vào lực kế Nhìn số lực kế thay đổi ta biết

A chiều chuyển động thang máy B chiều gia tốc thang máy

C xác độ lớn gia tốc thang máy D vận tốc thang máy

Câu Một vật có khối lượng kg móc vào lực kế treo buồng thang máy Thang máy xuống hãm với gia tốc m/s2 Lấy g = 10 m/s2

số lực kế

A 14 N B 20 N C 26 N D N

Câu Lực hướng tâm tác dụng vào vật chuyển động A tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm B thẳng gây cho vật gia tốc hướng tâm

C thẳng nhanh dần gây cho vật gia tốc hướng tâm D thẳng chậm dần gây cho vật gia tốc hướng tâm

Câu Một vật có khối lượng m chuyển động tròn với vận tốc góc ω, vận tốc dài điểm có bán kính R v Lực hướng tâm Fht xác định

A.Fht m v R

 B Fht mR C. ht

F mRv D. ht

F mR

Câu Đặt vật nhỏ bàn quay, bàn chưa quay vật đứng yên Cho bàn quay từ từ, vật quay theo bàn Lực đóng vai trị lực hướng tâm trường hợp

A phản lực B trọng lực C lực hấp dẫn D lực ma sát nghỉ

Câu Chọn phát biểu sai Lực hướng tâm

A lực (hợp lực) tác dụng lên vật chuyển động tròn B gây gia tốc hướng tâm cho vật

C loại lực tự nhiên, xuất vật chuyển động tròn D không xuất vật chuyển động đường thẳng

Câu Trong thang máy có đặt lực kế bàn, người đứng bàn lực kế Trọng lượng thực người p Trong trường hợp thang máy xuống nhanh dần đều, giá trị đọc lực kế

A lớn P B P

C nhỏ P D khác P (có thể lớn nhỏ hơn)

Câu Một cầu nhỏ treo vào xe chuyển động có gia tốc Dây treo cầu bị lệch hình vẽ Kết luận sau đúng?

A Xe chuyển động

B Xe chuyển động nhanh dần C Xe chuyển động chậm dần

D Không kết luận chưa biết góc α dây treo phương đứng

v

Câu Xét người đứng thang máy chuyển động lên Phản lực pháp tuyến hướng lên sàn thang máy N tác dụng vào người so với trọng lực P người là:

A Lớn B Vẫn cũ C Nhỏ D Không xác định

Câu 10 Tìm phát biể sai hệ qui chiếu phi quán tính lực quán tính:

A Hệ qui chiếu phi qn tính hệ quy chiếu có gia tốc hệ quy chiếu quán tính B Mọi vật đứng yên hệ qui chiếu phi quán tính

C Để áp dụng định luật II Niu tơn hệ qui chiếu phi quán tính, hợp lực tác dụng phải thêm lực qn tính

D Lực qn tính có biểu thức Fq  ma0 Trong a0 gia tốc hệ qui chiếu phi quán tính

Câu 11 Chọn câu sai

A Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn quanh trái đất chịu tác dụng lực hướng tâm có độ lớn khơng đổi

B Chuyển động thẳng gọi chuyển động quán tính

C Lực phản lực khơng thể cân chúng đặt vào vật khác

(5)

Câu 12 Xét người đứng thang máy chuyển động lên có gia tốc Phản lực pháp tuyến hướng lên sàn thang máy N tác dụng vào người so với trọng lực P người là:

A Lớn B Vẫn cũ C Nhỏ

D Không xã định chưa biết chuyển động nhanh dần hay chậm dần

Câu 13 Một vật khối lượng m đặt đĩa quay với vận tốc góc  Vật vạch nên đường trịn bán kính R Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật có hướng?

A Hướng vào tâm O B Hướng xa tâm O

C Tiếp tuyến với quỹ đạo tròn D Còn phụ thuộc vào vận tốc góc ω

Câu 14 Một vật khối lượng m đặt đĩa quay với vận tốc góc  Vật vạch nên đường trịn bán kính R Nếu đứng hệ qui chiếu gắn với vật ta thấy vật nằm n Vậy lực qn tính có hướng độ lớn là:

A Hướng vào tâm O; Fq=

m.R B Hướng xa tâm O;Fq m 2R B Tiếp tuyến với quỹ đạo tròn; Fq m 2R D Hướng xa tâm:Fqm.v R2 Câu 15 Một xe khối lượng m chạy qua cầu cong coi cung trịn bán kính

R Xét xe đỉnh cầu có vận tốc v Lực nén xe tác dụng lên mặt cầu có biểu thức sau đây?

A mg B

2

v m g

R

 



 

 

C

2

v m g

R

 



 

  D biểu thức khác A, B, C

P R

v

Câu 16 Chọn phát biểu sai:

A Vệ tinh nhân tạo chuyển động trịn quanh trái đất lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm,

B Xe chuyển động vào đoạn đường cong (khúc cua) mặt đường nghiêng, lực ma sát đóng vai trị lực hướng tâm

C Xe chuyển động đỉnh cầu võng, hợp lực trọng lực phản lực vuông góc đóng vai trị lực hướng tâm

D Đồng xu đặt mặt bàn nằm ngang quay trục thẳng đứng lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm

Câu 17 Điều sau nói lực tác dụng lên vật chuyển động trịn đều? A Ngồi lực học, vật chịu thêm tác dụng lực hướng tâm

B Hợp lực tất lực tác dụng lên vật đóng vai trị lực hướng tâm C Vật khơng chịu tác dụng lực lực hướng tâm

D Hợp lực tất lực tác dụng lên vật nằm theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo điểm khảo sát Câu 18 Một ô tô khối lượng m di chuyển với vận tốc không đổi qua đỉnh

của cầu vồng lên Phản lực pháp tuyến N mặt đường lên ô tơ điểm là: A N > mg

B N < mg C N = mg

D Khơng thể trả lời phụ thuộc vận tốc

Câu 19 .Ơtơ chuyển động đường nằm ngang, qua cầu vồng lên qua cầu võng xuống Áp lực ô tô lên mặt đường lớn nhất?

A Đường nằm ngang B Cầu vồng lên C Cầu võng xuống

D Trong trường hợp

Câu 20 So sánh số lực kế thang máy với trọng lượng vật ta biết được: A Chiều di chuyển thang máy

B Chiều gia tốc thang máy

(6)

ĐÁP ÁN TỔNG HỢP LÝ THUYẾT

1.B 2.C 3.A 4.D 5.D 6.C 7.C 8.B 9.B 10.B

11.D 12.D 13.A 14.B 15.B 16.B 17.B 18.B 19.C 20.B

MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP

DẠNG ÁP DỤNG LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LY TÂM Phương pháp

− Ta có :

2

ht ht

mv

F m.a m.r

r

   

− Cơng thức tính gia tốc:

2 ht

v

a r

r

  

− Cơng thức tính tần số: f T

  

 − Cơng thức tính chu kì: T

f

  

 − Để vật khơng bị trượt: Fht Fms

Chu kì kim 12h, chu kì kim phút 60 phút, chu kì kim giây 60s; chu kì tự quay TĐ (24x 3600)s, chu kỳ quay TĐ quanh MT 365 ngày

VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1 Một vật có khối lượng 1kg chuyển động trịn đường trịn có bán kính 10 cm Thì lực hướng tâm tác dụng lên vật 10N Xác định tốc độ góc vật

A. 10 rad/s B. rad/s C. 15 rad/s D 20 rad/s

Câu Chọn đáp án A  Lời giải:

+ Ta có lực hướng tâm ht ht  

F 10

F m .r 10 rad / s

mr 1.0,

      

 Chọn đáp án A

Câu Một vật có khối lượng 2kg chuyển động trịn đường trịn có bán kính 50cm có tốc độ vòng/s Xác định lực hướng tâm tác dụng lên vật

A. 551N B. 431N C. 151 N D 631N

Câu Chọn đáp án D  Lời giải:

+ Ta có       2 f 25,12 rad / s 

+ Lực hướng tâm Fht   m 2.r 25,12 0,5 2 631N

 Chọn đáp án D

Câu 3 Cho đĩa nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc n =30 ( vịng/phút ) Đặt vật có khối lượng m lên đĩa cách trục quay 20cm Hỏi hệ số ma sát để vật không trươt đĩa ? Lấy  2

g  10 m / s

A. 0,1 B. 0,13 C. 0,2 D 0,150

Câu Chọn đáp án C  Lời giải:

Ta có 30.2 rad / s 60



   

Để vật không bị trượt khỏi bàn: Fqtlt Fms

2

m r N m.g

     

2

.r 0, 0,

g 10

 

    

N

P

ms

f

atlt

(7)

 Chọn đáp án C

Câu Một vật đặt mép mặt bàn trịn có bán kính 80cm, bàn quay quanh trục thẳng đứng qua tâm O mặt bàn với tốc độ góc  Biết hệ số ma sát vật mặt bàn Hỏi  có giá trị max để vật không bị trượt khỏi bàn Lấy g= 10m/s2

A. 10 rad/s B. rad/s C. 15 rad/s D 20 rad/s

Câu Chọn đáp án B  Lời giải:

Để vật không bị trượt khỏi bàn: Fqtlt Fms

2

m r N m.g

     

 

.g 2.10

5 rad / s

r 0,8



    

 Chọn đáp án B

N

P

ms

f

atlt

F

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1. Một Ơ tơ chạy qua đoạn đường đèo vào khúc cua coi cung tròn có bán kính cong 200cm.Hệ số ma sát trượt lốp xe mặt đường 0,8.Hỏi ô tô chạy với vận tốc tối đa để khơng rơi khỏi đoạn đường đèo, tốc độ góc tơ ?

A. rad/s B. rad/s C. 10 rad/s D 2 rad/s

Câu 2. Cho bàn tròn có bán kính 80 cm Lấy vật có khối lượng 100g đặt lên mép bàn tròn Khi bàn tròn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với vận tốc v2 m / s  Xác định hệ số ma vật bàn trịn để vật khơng trượt

A. 0,1 B. 0,5 C. 0,2 D 0,3

Câu 3 Buộc vật có khối lượng 0,5kg vào sợi dây dài 1m quay trịn thất lực căng dây 8N Xác định vận tốc dài vật

A. 4m/s B. 5m/s C. 3m/s D 6m/s

Câu 4. Một vật đặt bàn quay Nếu hệ số ma sát vật mặt bàn 0, vận tốc góc mặt bàn 5rad/s đặt vật vùng mặt bàn để khơng bị trượt

A. 0,6 B. 0,5 C. 0,2 D 0,8

Câu Một lắc lị xo có chiều dài tự nhiên 20cm có độ cứng 12,5N/m có vật nặng 10g gắn vào đầu lò xo Đầu cố định gắn vào trục quay Vật nặng m quay tròn mặt phẳng nằm ngang với vận tốc vịng/s Tính độ giãn lị xo

A. 5cm B. 3cm

C. 6cm D 4cm

k

Câu Một lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20cm có độ cứng 12,5N/m có vật nặng 10g gắn vào đầu lò xo Đầu cố định gắn vào trục quay Lị xo khơng thể có lại trạng thái cũ giãn dài 40 cm Tính số vịng quay tối đa m phút, cho

10

 

A. 238,73 vòng/phút B. 210,73 vòng/phút

C. 220,73 vòng/phút D 260,73 vòng/phút

k

Câu 7. Một đĩa trịn nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng Vật m = 100g đặt đĩa, nối với trục quay lò xo nằm ngang Nếu số vịng quay khơng q n1 = vịng/s, lị xo khơng biến dạng Nếu số vòng quay tăng chậm đến n2 = vòng/s lò xo giãn dài gấp đôi cho

2

10

  Tính độ cứng k lị xo

A. 140 N/m B. 130 N/m C. 150 N/m D 184 Nm/s

LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu 1. Một Ơ tơ chạy qua đoạn đường đèo vào khúc cua coi cung trịn có bán kính cong 200cm Hệ số ma sát trượt lốp xe mặt đường 0,8 Hỏi ô tô chạy với vận tốc tối đa để không rơi khỏi đoạn đường đèo, tốc độ góc ô tô ?

(8)

Để Ơ tơ khơng bị trượt khỏi đoạn đường đèo thì: Fqtlt Fms

2

mv

.N m.g r

    

 

v r .g 2.0,8.10 m / s

    

 

4

v r rad / s

         Chọn đáp án D

N

P

ms

f

atlt

F

Câu 2. Cho bàn trịn có bán kính 80 cm Lấy vật có khối lượng 100g đặt lên mép bàn tròn Khi bàn tròn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với vận tốc v2 m / s  Xác định hệ số ma vật

và bàn tròn để vật không trượt

A. 0,1 B. 0,5 C. 0,2 D 0,3

+ Để vật không bị trượt khỏi bàn trịn thì:

2

qtlt ms

mv

F f N mg

r

     

2

v

0,5 r.g 0,8.10

      Chọn đáp án B

N

P

ms

f

atlt

F

Câu 3 Buộc vật có khối lượng 0,5kg vào sợi dây dài 1m quay tròn thất lực căng dây 8N Xác định vận tốc dài vật

A. 4m/s B. 5m/s C. 3m/s D 6m/s

+ Khi vật quay tròn đều: TFqtlt

+ Mà

2 qtlt

mv F.r 8.1

F v 4m / s

r m 0,5

    

Câu 4. Một vật đặt bàn quay Nếu hệ số ma sát vật mặt bàn 0,5 vận tốc góc mặt bàn 5rad/s đặt vật vùng mặt bàn để khơng bị trượt

A. 0,6 B. 0,5 C. 0,2 D 0,8

+ Để vật khơng trượt Fqtlt Fms

2

g 0,5.10

mr N mg r 0, 2m

5



         



Câu Một lắc lị xo có chiều dài tự nhiên 20cm có độ cứng 12,5N/m có vật nặng 10g gắn vào đầu lò xo Đầu cố định gắn vào trục quay Vật nặng m quay tròn mặt phẳng nằm ngang với vận tốc vòng/s Tính độ giãn lị xo

A. 5cm B. 3cm

C. 6cm D 4cm

k

Câu Chọn đáp án B

 Lời giải:

+       2 f 2 rad / s

+ Khi vật quay tròn đều: Fdh Fqtlt   k m.r.2

+ Mà      2

0

(9)

0, 03m 3cm

   

Câu Một lắc lị xo có chiều dài tự nhiên 20cm có độ cứng 12,5N/m có vật nặng 10g gắn vào đầu lị xo Đầu cố định gắn vào trục quay Lò xo khơng thể có lại trạng thái cũ giãn dài 40 cm Tính số vịng quay tối đa m phút, cho  2 10

A. 238,73 vòng/phút B. 210,73 vòng/phút

C. 220,73 vòng/phút D 260,73 vòng/phút

k

Câu Chọn đáp án A

+   2 n

+ Khi số vòng quay n1: Lực hướng tâm lực ma sát nghỉ cực đại:

1 ms

m F (1)

+ Khi số vòng quay n2:

Lực hướng tâm tổng hợp lực đàn hồi lực ma sát nghỉ cực đại: k 0Fms 2m22 0(2) + Từ (1) (2): k 4 2m 2n 22n124.10.0,1 2,5 22184 N / m 

Câu 7. Một đĩa trịn nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng Vật m = 100g đặt đĩa, nối với trục quay lò xo nằm ngang Nếu số vịng quay khơng q n1 = vịng/s, lị xo khơng biến dạng Nếu số vịng quay tăng chậm đến n2 = vòng/s lò xo giãn dài gấp đôi Cho

2

10

  Tính độ cứng k lị xo

A. 140 N/m B. 130 N/m C. 150 N/m D 184 N/m

Câu Chọn đáp án D

Ta có   2 n

Khi số vòng quay n1 : Lực hướng tâm lực ma sát nghỉ cực đại :  

2

1 ms

ml F

Khi số vòng quay n2 : Lực hướng tâm tổng lực lực đàn hồi lực ma sát nghỉ cực đại kl0Fms 2m22 0l  2

Từ ( ) ( ) ta có :   k 2m 2n 22n124.10.0,1 2.5 222184 N / m 

DẠNG KHI VẬT QUA MỘT CHIẾC CẦU CONG Phương pháp:

+ Phân tích tất lực tác dụng lên vật + Theo định luật hai Newton

+ Chiếu theo chiều hướng vào tâm

Câu Một ơtơ có khối lượng chuyển động với vận tốc 18km/h, lấy g = 10m/s2

bỏ qua ma sát Tìm lực nén ôtô lên cầu qua điểm cầu? Biết cầu có bán kính 400 cm cầu võng xuống

A. 32.500N B. 40.500N C. 45.500N D 50.000N

Ta có v 18km / h 5m / s 

Khi qua điểm cầu vật chịu tác dụng lựcN, P Theo định luật II Newton ta có N P m.aht

Chọn trục toạ độ Ox có chiều dương hướng vào tâm:  N P maht

ht

v

N ma P m mg

r

    

 

2

5

N 2000 2000.10 32500 N

   

N

(10)

Câu Một ôtô có khối lượng chuyển động với vận tốc 18km/h, lấy g = 10m/s2

bỏ qua ma sát Tìm lực nén ơtơ lên cầu qua điểm cầu ? Biết cầu có bán kính 400 cm cầu võng lên

A. 9.500N B. 7.500N C. 6.500N D 8.500N

Chọn trục toạ độ Ox, chiều dương hướng vào tâm:   P N maht

2 ht

mv

N P ma mg

r

    

 

2

5

N 2000.10 2000 7500 N

   

N

P

Câu Một người diễn viên xiếc xe đạp vịng xiếc bán kính 10m, biết khối lượng tổng cộng 60kg Lấy g =10m/s2 Vận tốc tối thiểu xe người qua điểm cao vòng xiếc để không bị rơi

A. 2m/s B. 3m/s C. 5m/s D 10m/s

Người diễn viên chịu tác dụng hai lực P, N Theo định luật II Newton P N ma

Chiếu theo chiều hướng vào tâm

2

ht

v v

P N ma m N m P

R R

     

Muốn khơng bị rơi người ép lên vịng xiếc tức

2

v

N m mg v gR

R

       v 10.1010(m / s)

Vậy vận tốc xe đạp tối thiểu phải 10m/s  Chọn đáp án D

N P

Câu Một người diễm viên xiếc xe đạp vịng xiếc bán kính 10m, biết khối lượng tổng cộng lag 60kg Lấy g=10m/s2 Nếu nơi có bán kính hợp với phương thẳng đứng góc 600 áp lực diễn viên tác dụng lên vịng biết vận tốc 10 m / s  

A. 200N B. 400N C. 300N D 500N

Câu Chọn đáp án C

Chiếu theo chiều hướng vào tâm

2

v

P cos N m

r

  

 

2

0

v 10

N m g cos 60 10.cos 60 300 N

r 10

   

        

   

Câu Xe tơ loại nhỏ có khối lượng qua cầu vồng lên Cầu có bán kính cong 50m Xe chuyển động lên cầu với vận tốc 36 km/h Tính lực nén xe lên mặt cầu đỉnh cầu Lấy g = 10 m/s2

A. 8000N B. 4000N C. 3000N D 5000N

Ta có v36 km / h 10 m / s 

Theo định luật II Newton ta có N P ma  Ta xét trục hướng tâm

Khi xe đỉnh cầu Chiếu theo chiều hướng vào tâm

N

P v



P

(11)

2

v

P N m

r

  N m g v2

r

 

    

 

 

2

10

N 1000 10 8000 N

50

 

    

 

Lực nén xe lên cầu: N’ = N = 8000N  Chọn đáp án A

Câu Xe tơ loại nhỏ có khối lượng qua cầu vồng lên Cầu có bán kính cong 50m Xe chuyển động lên cầu với vận tốc 36 km/h Tính lực nén xe lên mặt cầu nơi bán kính cong hợp với phương thẳng đứng góc 300 Lấy g = 10 m/s2

A. 80,5235N B. 6660,254N C. 3300,354N D 50,2345N

Khi xe vị trí  300

Chiếu theo chiều hướng vào tâm cầu

2

v

P cos N m

r

  

 

2

0

v 10

N m g cos 1000 10.cos 30 6660, 254 N

r 50

   

        

   

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu Một người cầm sô đựng nước quay trịn mặt phẳng thẳng đứng bán kính vịng trịn 100cm Người phải quay với vận tốc để nước xô không đổ qua điểm cao ? Lấy g =10m/s2

A. vòng/giây B. 10 vòng/giây C. 15 vòng/giây D 20 vòng/giây

Câu Một diễn viên xiếc xe đạp có khối lượng tổng cộng 65kg vịng xiếc bán kính 6,4m phải qua điểm cao với vận tốc tối thiểu để không rơi Xác định lực nén lên vòng xe qua điểm cao với vận tốc 10m/s

A. 270,12N B. 365,63N C. 250,35N D 251,35N

Câu Một máy bay thực nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h Tìm lực người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi điểm cao thấp vòng nhào

A. 3625N B. 3975N C. 5379N D 6325N

Câu Một máy bay thực nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h Muốn người lái không nén lên ghế ngồi điểm cao vòng nhào, vận tốc máy bay phải ?

A. 63,2 m/s B. 26,3 m/s C. 40,5 m/s D 50,1 m/s

Câu Một tơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua cầu với vận tốc 54 km/h.Tính áp lực oto lên cầu qua điểm cầu Lấy g=10m/s2

Cầu vồng lên có bán kính cong R=100m

A. 3625N B. 3975N C. 9300N D 6325N

Câu Một tơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua cầu với vận tốc 54 km/h.Tính áp lực oto lên cầu qua điểm cầu Lấy g=10m/s2

Cầu võng xuống có bán ,kính cong R=100m

A. 14700N B. 3975N C. 9300N D 6325N

LỜI GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Câu Một người cầm sô đựng nước quay trịn mặt phẳng thẳng đứng bán kính vịng trịn 100cm Người phải quay với vận tốc để nước xô không đổ qua điểm cao ? Lấy g =10m/s2

(12)

Nước sô chịu tác dụng hai lực P, N Theo định luật II Newton P N ma 

Nước sơ chuyển động trịn chiếu vào tâm ta có

ht ht

P N ma  N ma P Để nước khơng bị đổ ngồi

ht

N 0 ma  P

+ 2

ht

a     g R g R4 n g

2

g 10

n 0,5

R4 1.4.10

   

 (vòng/giây)

N P

Câu Một diễn viên xiếc xe đạp có khối lượng tổng cộng 65kg vịng xiếc bán kính 6,4m phải qua điểm cao với vận tốc tối thiểu để không rơi Xác định lực nén lên vòng xe qua điểm cao với vận tốc 10m/s

A 8m/s; 270,12N B. 8m/s; 365,63N C. 10m/s; 250,35N D 10m/s;251,35N

+ Ở điểm cao người xe đạp chịu tác dụng lực P; N + Theo định luật II Niwton: P N ma 

+ Chiếu theo chiều hướng vào tâm: P N maht

2

v v

m N m P

R R

   

+ Muốn không bị rơi người ép lên vịng xiếc là:

2

v

N m mg v gR

R

      vmin  gR 8m / s

+ Ở điểm cao nhất: P N ma

 

2

v 10

N m g 65 10 365, 63 N

R 6,

   

       

   

+ Lực nén: N/  N 365, 63N  Chọn đáp án B

N P

Câu Một máy bay thực nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h Lực người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi điểm cao thấp vòng nhào

A. 2775N; 3625N B. 2775N; 3975N C. 2775N; 5379N D 3975N; 2775N

+ Ta có: v = 540 km/h = 150 m/s + Ghế chịu tác dụng lực: P; N

+ Theo định luật II Niwton: P N ma chiếu vào tâm cung tròn + Khi điểm cao nhất:

2

1

v 150

N m g 60 10 2775N

R 400

   

      

   

/

1

N N 2775N

  

+ Khi điểm thấp nhất:

2

v 150

N m g 60 10 3975N

R 400

   

      

   

/

2

N N 3975N

  

Câu Một máy bay thực nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h Muốn người lái không nén lên ghế ngồi điểm cao vòng nhào, vận tốc máy bay phải

(13)

+ Khi lực nén điểm cao tức là: / /

N  0 v  gR63, 2m / s

Câu Một tơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua cầu với vận tốc 54 km/h Tính áp lực ơtơ lên cầu qua điểm cầu Lấy g=10m/s2

Cầu vồng lên có bán kính cong R=100m

A. 3625N B. 3975N C. 9300N D 6325N

+ Ta có: v = 54 km/h = 15 m/s

+ Khi qua điểm cầu vật chịu tác dụng lực N; P + Theo định luật II Newton: N P ma 

+ Chọn trục tọa độ Ox chiều dương hướng vào tâm:

2

ht ht

mv

P N ma N P ma mg

r

      

 

2

15

N 1200.10 1200 9300 N 100

   

N

P

Câu Một tơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua cầu với vận tốc 54 km/h.Tính áp lực tơ lên cầu qua điểm cầu Lấy g=10m/s2

Cầu võng xuống có bán kính cong R=100m

A. 14700N B. 3975N C. 9300N D 6325N

+ Theo định luật II Newton: N P ma

+ Chọn trục tọa độ Ox chiều dương hướng vào tâm:

2

ht ht

v

P N ma N ma P m mg

r

      

2

15

N 1200 1200.10 14700N 100

   

N

P

DẠNG ĐẶT VẬT TRONG THANG MÁY [NC] Phương pháp giải

− Ta có /

qt

g  g a

− Xác định chiều gia tốc gia tốc quán tính aa ; aqt  aqt

+ Nếu chuyển động nhanh dần a.v0 + Nếu chuyển động chậm dần a.v0

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy đứng yên?

A. 600N B. 700N C. 800N D 900N

Ta có g/  g aqt mà trọng lượng vật thang máy chuyển động P/ mg/

Khi thang máy đứng yên  2

a0 m / s

 

N P mg 60.10 600 N

    

(14)

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy lên nhanh dần với gia tốc 1m/s2

A. 200N B. 100N C. 120N D 110N

Đi lên nhanh dần với gia tốc 1m/s2

aqt    g g/ g aqt

 

/

g 10 11 m / s

    / /  

N P mg 10.11 110 N

    

v a

qt

a

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy lên chậm dần với gia tốc 2m/s2

A. 200N B. 80N C. 120N D 110N

Đi lên chậm dần với gia tốc 2m/s2

aqt    g g/ g aqt

g/ 10 2 8 m / s 2  N P/ mg/ 10.880 N   Chọn đáp án B

v a

qt

a

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy xuống nhanh dần với gia tốc 2m/s2

A. 200N B. 80N C. 120N D 110N

Đi xuống nhanh dần với gia tốc 2m/s2

aqt    g g/ g aqt

g/ 10 2 8 m / s 2  N P/ mg/ 10.880 N   Chọn đáp án B

v a

qt

a

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy xuống chậm dần với gia tốc 2m/s2

A. 200N B. 80N C. 120N D 110N

Đi xuống chậm dần với gia tốc 2m/s2

aqt    g g/ g aqt

g/ 10 12 m / s   2  N P/ mg/ 10.12 120 N    Chọn đáp án C

v a

qt

a

Câu Một người có khối lượng 60kg đứng thang máy Tính áp lực người lên sàn thang máy hay tính trọng lượng của người thang máy chuyển động thẳng m / s  

A. 200N B. 80N C. 120N D 100N

Chuyển động thẳng m / s  

Vì thang máy chuyển động thẳng nên  2

a0 m / s    N P mg 10.10 100 N   Chọn đáp án D

qt

(15)

Câu Thang máy có khối lượng 1tấn chuyển động có đồ thị vận tốc hình vẽ.tính lực căng dây cáp treo thang máy giai đoạn chuyển động xét hai trường hợp:

a Thang máy lên b Thang máy xuống

c Biết buồng thang máy nêu có người khối lượng 80kg đứng sàn Khi thang máy xuống tìm trọng lượng người giai đoạn chuyển động thang máy Khi trọng lượng ngừơi 0?

v(m / s)

O

2 10 t(s)

Hướng dẫn:

Gia tốc vật giai đoạn chuyển động

+ Giai đoạn 1:  2

1

v v

a 2,5 m / s

t

 

  

+ Giai đoạn 2:  2

2

v v 5

a m / s

t

 

  

+ Giai đoạn 3: 2  2

3

v v

a 2,5 m / s

t

 

   

a + Giai đoạn 1: Thang máy lên nhanh dần với gia tốc 2,5 m/s2

/

qt qt

a g g g a

    

 

/

g 10 2,5 12,5 m / s

    / /  

T P mg 1000.12,5 12500 N

    

+ Giai đoạn 2: Vì thang máy chuyển động thẳng nên  2

a0 m / s

v a

qt

a

 

T P mg 1000.10 10000 N

    

+ Giai đoạn 3: Đi lên chậm dần với gia tốc 2,5 m/s2

/

qt qt

a g g g a

    

/  2

g 10 2,5 7,5 m / s

    / /  

T P mg 1000.7,5 7500 N

    

v a

qt

a

b Thang máy xuống

+ Giai đoạn 1: Đi xuống nhanh dần với gia tốc 2,5 m/s2 aqt    g g/ g aqt

g/ 10 2,5 7,5 m / s 2  T P/ mg/ 1000.7,57500 N 

v a

qt

a

a0 m / s

 

T P mg 1000.10 10000 N

    

+ Giai đoạn 3: Đi xuống chậm dần với gia tốc 2,5 m/s2

aqt    g g/ g aqt

/  2

g 10 2,5 12,5 m / s

    / /  

T P mg 1000.12,5 12500 N

     aqt

v a

c Thang máy xuống

+ Giai đoạn 1: Đi xuống nhanh dần với gia tốc 2,5 m/s2 aqt    g g/ g aqt

g/ 10 2,5 7,5 m / s 2  N P/ mg/ 80.7,5600 N 

v a

qt

a

(16)

 

T P mg 80.10 800 N

    

+ Giai đoạn 3: Đi xuống chậm dần với gia tốc 2,5 m/s2

/

qt qt

a g g g a

    

g/ 10 2,5 12,5 m / s   2  N P/ mg/ 80.12,5 1000 N   aqt

v a

Để trọng lượng ngừơi / / qt qt

a g

P g

a g

 



    





Tức lúc thang máy rơi tự

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ÔN TẬP CHỦ ĐỀ

Câu Một xe khối lượng chạy qua cầu cong lên coi cung trịn bán kính 20m Xét xe đỉnh cầu có vận tốc 36km/h Lực nén xe tác dụng lên mặt cầu ?

A 2500 N B 25000 N C 50000 N D 5000 N

Câu Một ô tô có khối lượng 1200kg chuyển động qua đoạn cầu vượt (coi cung tròn) với vận tốc 36km/h Biết bán kính cong đoạn cầu vượt 50m.Lấy g 10m / s Áp lực ô tô vào mặt đường điểm cao nhất:

A 119500N B 117600N C 14400N D 9600N

Câu Cho vật có khối lượng 500g đặt thang máy Xác định lượng vật Lấy

2

g 10m / s Khi thang máy lên

A 5N B 50N C 10N D 40N

2

g 10m / s Khi thang máy lên nhanh dần với  2

a2 m / s

A 5N B N C 4N D N

2

g 10m / s Khi thang máy lên chậm dần với a2 m / s 2

A 5N B N C 4N D N

2

g 10m / s Khi thang máy xuống chậm dần với a4 m / s 2

A 5N B N C 4N D N

2

g 10m / s Khi thang máy xuống nhanh dần với  2

a4 m / s

A 5N B N C 3N D N

2

g 10m / s Khi thang máy xuống

A 5N B 50N C 10N D 40N

2

g 10m / s Khi thang máy rơi tự

A 5N B 0N C 1N D 4N

Câu 10 Một dĩa quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc quay 30 vòng/phút Trên dĩa đặt vật nhỏ m cách trục quay 16 cm Lấy g = 10 m/s2 Để vật khơng trượt lên dĩa hệ số ma sát vật dĩa có giá trị nhỏ

nhất

A 0,096 B 0,195 C 0,158 D 0,023

Câu 11 Một người có khối lượng 50 kg đứng sàn thang máy Cho thang máy chuyển động thẳng Lấy g = 10 m/s2, lực nén người lên sàn thang máy

A N B 100 N C 50N D 500 N

Câu 12.Một xe khối lượng chạy qua cầu cong xuống coi cung trịn bán kính 20m Xét xe đỉnh cầu có vận tốc 36km/h Lực nén xe tác dụng lên mặt cầu ?

(17)

Câu 13 Một Ô tô chạy qua đoạn đường đèo vào khúc cua coi cung trịn có bán kính cong 100cm.Hệ số ma sát trượt lốp xe mặt đường 0,6 Hỏi ô tô chạy với vận tốc tối đa để không rơi khỏi đoạn đường đèo

A 2,55 m/s B 6,5 m/s C m/s D m/s

Câu 14 Cho bàn trịn có bán kính 100 cm Lấy vật có khối lượng 100g đặt lên mép bàn trịn Khi bàn tròn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với vận tốc v 10 m / s   Xác định hệ số ma vật bàn tròn để vật không trượt

A 10 B C D

Câu 15 Một vật có khối lượng 10 kg nằm yên sàn thang máy Thang máy lên nhanh dần với gia tốc a = m/s2 Lấy g = 10 m/s2, lực nén vật lên sàn thang máy

A 30 N B 130N C 70 N D 100N

Câu 16 Một vật có khối lượng kg nằm yên sàn thang máy Thang máy xuống nhanh dần với a = m/s2 Lấy g = 10 m/s2, lực nén vật lên sàn thang máy

A 0N B 50 N C 25N D 100 N

Câu 17 Một vật có khối lượng kg nằm yên sàn thang máy Lấy g = 10 m/s2 Để lực nén vật lên sàn

thang máy khơng, thang máy

A rơi tự B lên nhanh dần với gia tốc g

C xuống chậm dần với gia tốc g D chuyển động thẳng

Câu 18 Xe khối lượng 2,5 tấn, qua cầu vồng có bán kính R = 100 m với tốc độ 10 m/s Lấy g = 10 m/s2

Lực nén xe lên cầu điểm cao cầu

A 25000N B 22500N C 18500N D 10000 N

Câu 19 Xe khối lượng tấn, qua cầu vồng có bán kính R = 200 m với tốc độ m/s Lấy g = 10 m/s2 Lực nén xe lên cầu điểm mà bán kính R hợp với phương thẳng đứng góc α = 30°

A 10000 N B 50000 N C 42900 N D 25000 N

Câu 20 Một cầu có khối lượng m chuyển động vịng xiếc trịn có bán kính R = 10 m Lấy g = 10 m/s2

Tốc độ tối thiểu cầu qua điểm cao vịng xiếc để khơng bị rơi

A m/s B 25 m/s C 100 m/s D 10 m/s

Câu 21 Một xe chuyển động đường tròn nằm ngang bán kính R - 300 m, hệ số ma sát xe mặt đường µ = 0,3 Lấy g = 10 m/s2 Tốc độ đa mà xe đạt để khơng bị trượt

A 30 m/s B 20 m/s C 10m/s D 50 m/s

Câu 22 Một ơtơ có khối lượng 1,5 chuyển động qua cầu vượt có dạng cung trịn bán kính 50m, tốc độ ơtơ 36 km/h Lấy g = 10 m/s2 Áp lực ôtô lên mặt cầu điểm cao

A 13500 N B 12000N C 10000 N D 3700 N

Câu 23 Một người có khối lượng 60 kg đứng buồng thang máy bàn cân lò xo Nếu cân trọng lượng người 588 N gia tốc thang máy

A 0,2 m/s2 B m/s2 C 0,3 m/s2 D m/s2

Câu 24 Một người buộc đá vào đầu sợi dây quay dây mặt phắng đứng Hịn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ góc khơng đổi rad/s Lấy g = 9,8 m/s2

Lực căng dây đá đỉnh đường tròn

A 8,88 N B 12,8 N C 10,5 N D 19,6 N

GIẢI CHI TIẾT BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ÔN TẬP CHỦ ĐỀ

1.B 2.D 3.A 4.B 5.C 6.D 7.C 8.A 9.B 10.C

11.D 12.B 13.A 14.A 15.B 16.C 17.A 18.B 19.C 20.D 21.A 22.B 23.A 24.A 25 26 27 28 29 30

Câu Một xe khối lượng chạy qua cầu cong lên coi cung trịn bán kính 20m Xét xe đỉnh cầu có vận tốc 36km/h Lực nén xe tác dụng lên mặt cầu ?

A 2500 N B 25000 N C 50000 N D 5000 N

+  

2

v 10

N m g 5000 10 25000 N

R 20

   

      

   

(18)

Câu Một tơ có khối lượng 1200kg chuyển động qua đoạn cầu vượt (coi cung tròn) với vận tốc 36km/h Biết bán kính cong đoạn cầu vượt 50m Lấy g 10m / s Áp lực ô tô vào mặt đường điểm cao nhất:

A 119500N B 117600N C 14400N D 9600N

2

mv 10

P N 1200.10 N 1200 N 9600N

R 50

      

2

g 10m / s Khi thang máy lên

A 5N B 50N C 10N D 40N

+ Khi thang máy lên đều:  

a9m / s  P mg0,5.105 N  Chọn đáp án A

2

g 10m / s Khi thang máy lên nhanh dần với a2 m / s 2

A 5N B N C 4N D N

+ /  2 /  

qt

g  g a 10 12 m / s   P mg 0,5.126 N  Chọn đáp án B

2

g 10m / s Khi thang máy lên chậm dần với  2

a2 m / s

A 5N B N C 4N D N

+ g/  g qqt 10 2 8m / s2  P mg/ 0,5.84N

2

g 10m / s Khi thang máy xuống chậm dần với a4 m / s 2

A 5N B N C 4N D N

+ g/  g aqt 10 14m / s   P mg/ 0,5.147 N   Chọn đáp án D

2

g 10m / s Khi thang máy xuống nhanh dần với  2

a4 m / s

A 5N B N C 3N D N

+ g/  g aqt 10 4 6m / s2 P mg/ 0,5.63 N 

2

g 10m / s Khi thang máy xuống

(19)

+ Khi thang máy xuống đều: a = m/s2  

P mg 0,5.10 N

   

2

g 10m / s Khi thang máy rơi tự

A 5N B 0N C 1N D 4N

+ Khi thang máy rơi tự do: a = g(m/s2

) g/     g g P mg/ 0,5.00 N   Chọn đáp án B

Câu 10 Một dĩa quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc quay 30 vòng/phút Trên dĩa đặt vật nhỏ m cách trục quay 16 cm Lấy g = 10 m/s2 Để vật không trượt lên dĩa hệ số ma sát vật dĩa có giá trị nhỏ

nhất

A 0,096 B 0,195 C 0,158 D 0,023

Câu 10 Chọn đáp án C  Lời giải:

+ Vật m không trượt lên dĩa quay lực ma sát F lực F (lực ms

gây gia tốc hướng tâm cho vật) +

2

ms ht

R

F F mg ma

g



      

 2

2 4 0,5 0,16

4 n R

0,158

g 10

 

        

R

O Fms

F

Câu 11 Một người có khối lượng 50 kg đứng sàn thang máy Cho thang máy chuyển động thẳng Lấy g = 10 m/s2, lực nén người lên sàn thang máy

A N B 100 N C 50N D 500 N

Câu 11 Chọn đáp án D  Lời giải:

+ Thang máy chuyển động thẳng đều:  

qt

a 0 F 0   N P mg50.10500N  Chọn đáp án D

Câu 12 Một xe khối lượng chạy qua cầu cong xuống coi cung trịn bán kính 20m Xét xe đỉnh cầu có vận tốc 36km/h Lực nén xe tác dụng lên mặt cầu ?

A 25000 N B 75000 N C 50000 N D 7500 N

Câu 12 Chọn đáp án B  Lời giải:

+

2

v 10

N m g 5000 10 75000N

R 20

   

      

   

Câu 13 Một Ơ tơ chạy qua đoạn đường đèo vào khúc cua coi cung trịn có bán kính cong 100cm.Hệ số ma sát trượt lốp xe mặt đường 0,6 Hỏi ô tô chạy với vận tốc tối đa để không rơi khỏi đoạn đường đèo

A 2,55 m/s B 6,5 m/s C m/s D m/s

Câu 13 Chọn đáp án A  Lời giải:

+ Để ô tô khơng bị trượt khỏi đoạn đường đèo thì:

2

qtlt ms

mv

F F N

r

   

 

v r .g 1.0, 6.10 2, 45 m / s

    

N

P

ms

f

atlt

(20)

Câu 14 Cho bàn trịn có bán kính 100 cm Lấy vật có khối lượng 100g đặt lên mép bàn tròn Khi bàn tròn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với vận tốc v 10 m / s   Xác định hệ số ma vật bàn tròn để vật không trượt

A 10 B C D

+ Để ô tô không bị trượt khỏi đoạn đường đèo thì:

2 2

qtlt ms

mv v 10

F F N mg 10

r r.g 1.10

          

Chọn đáp án A

N

P

ms

f

atlt

F

Câu 15 Một vật có khối lượng 10 kg nằm yên sàn thang máy Thang máy lên nhanh dần với gia tốc a = m/s2 Lấy g = 10 m/s2, lực nén vật lên sàn thang máy

A 30 N B 130N C 70 N D 100N

+ Xét hệ qui chiếu gắn với thang máy • Các lực tác dụng lên vật:

Pmg : Trọng lực

qt

F  ma : Lực quán tính

N : Phản lực thang máy Chọn chiều dương chiều chuyển động Theo định luật II Niu - Tơn: Fqt  N P (1)

Các lực tác dụng lên người hình vẽ (1)   Fqt      N P N P Fqt

N = mg + m|a| = 10.10 + 10.3 = 130 N

Theo định luật III Niu-tơn: Lực nén F = N = 130 N  Chọn đáp án B

a v

P

qt

F N

Câu 16 Một vật có khối lượng kg nằm yên sàn thang máy Thang máy xuống nhanh dần với a = m/s2 Lấy g = 10 m/s2, lực nén vật lên sàn thang máy

A 0N B 50 N C 25N D 100 N

Câu 16 Chọn đáp án C  Lời giải:

qt

F  ma : Lực quán tính

(1)  Fqt      N P N P Fqt

N = mg − m|a| = 5.10 – 5.5 = 25 N

Theo định luật III Niu-tơn: Lực nén F = N = 25 N  Chọn đáp án C

P

qt

F N a

Câu 17 Một vật có khối lượng kg nằm yên sàn thang máy Lấy g = 10 m/s2 Để lực nén vật lên sàn

thang máy khơng, thang máy

A rơi tự B lên nhanh dần với gia tốc g

C xuống chậm dần với gia tốc g D chuyển động thẳng Câu 17 Chọn đáp án A

+ Các lực tác dụng lên vật:

qt

(21)

P

qt

F

Khi lực nén người lên sàn thang máy không (N = 0), ta được: Fqt P

   

qt

F P

 

  





(3) suy ra: Thang máy xuống nhanh dần thang máy lên chậm dần (4)→ m|a| = mg → |a| = g = 10 m/s2

Lực nén ngvrời lên sàn thang máy không thang máy rơi tự hay thang máy lên chậm dần với gia tốc g

Câu 18 Xe khối lượng 2,5 tấn, qua cầu vồng có bán kính R = 100 m với tốc độ 10 m/s Lấy g = 10 m/s2

Lực nén xe lên cầu điểm cao cầu

A 25000N B 22500N C 18500N D 10000 N

+ Theo định luật II Niu-tơn, ta có: N P ma 1  Tại điểm cao cầu

N

P

v

Chiếu lên phương hướng tâm

2 ht

v

P N ma P N m

R

     

Phản lực mặt cầu tác dụng lên xe: N = m

2

v g

R

  

 

  Lực nén xe tác dụng lên cầu:

2

/ v 10

N N m g 2500 10 22500N

R 100

   

       

   

 Chọn đáp án B Câu 19 Chọn đáp án C

+ Theo định luật II Niu-tơn, ta có: N P ma 1  + Chiếu lên phương hướng tâm: Pht  N maht

2

v

P cos N m

R

   

N

P v



P

N v

P

ht

P

+ Phản lực mặt cầu tác dụng lên xe:

2

v N m g cos

R

 

    

 

+ Lực nén xe tác dụng lên cầu:

2

/ v

N N m g cos R

 

     

 

2

0

5000 10.cos 30 42900N 200

 

   

 

Câu 20 Một cầu có khối lượng m chuyển động vịng xiếc trịn có bán kính R = 10 m Lấy g = 10 m/s2

Tốc độ tối thiểu cầu qua điểm cao vịng xiếc để khơng bị rơi

(22)

Câu 20 Chọn đáp án D  Lời giải:

+ Tại điểm cao lực tác dụng lên cầu hình vẽ gồm: Trọng lực P phản lực N vòng xiêc lên cầu

Theo định luật II Niu-tơn, ta có: N P ma  Chiếu lên phương hướng tâm, ta được:

2 ht

v

N P ma m

R

  

 

2

v v

N m P m mg

R R

    

Để xe đạp khơng bị rơi N > (1) suy ra:

2

min

v

m mg v Rg v Rg 10.10 10m / s

R        

R P N

Câu 21 Một xe chuyển động đường trịn nằm ngang bán kính R = 300 m, hệ số ma sát xe mặt đường µ = 0,3 Lấy g = 10 m/s2 Tốc độ tơi đa mà xe đạt để không bị trượt

A 30 m/s B 20 m/s C 10m/s D 50 m/s

+ Các lực tác dụng lên xe gồm: Trọng lực P phản lực N lực ma sát nghỉ mặt đườngFmsn Xe

chuyển động trịn đêu, suy Fmsn đóng vai trò lực hướng tâm

Theo định luật II Niu-tơn, ta có: N P F  msn ma

Chiếu lên trục thẳng đứng: N P   0 N P

Chiếu lên trục hướng tâm:  

2

msn ht v

F ma m

R

 

+ Ta có: Fmsn Fmst (Fmst  N: Lực ma sát trượt)

  v2 NR PR

1 m N v v v gR

R m m

 

         

max

v gR 0,3.10.300 30m / s

    

Câu 22 Một ơtơ có khối lượng 1,5 chuyển động qua cầu vượt có dạng cung trịn bán kính 50m, tốc độ ôtô 36 km/h Lấy g = 10 m/s2 Áp lực ôtô lên mặt cầu điểm cao

A 13500 N B 12000N C 10000 N D 3700 N

− Tại vị trí cao vật chịu tác dụng trọng lực P phản lực N − Theo định luật II Niu-tơn: P N maht

− Chiếu lên phương hướng tâm điểm cao nhất: P N maht − Áp lực ôtô lên mặt cầu điểm cao nhất:

2 /

ht

v

N N P ma mg m 12000N

R

     

Câu 23 Một người có khối lượng 60 kg đứng buồng thang máy bàn cân lò xo Nếu cân trọng lượng người 588 N gia tốc thang máy

A 0,2 m/s2 B m/s2 C 0,3 m/s2 D m/s2

− Với g = 10m/ s2

− Trọng lượng thang máy đứng yên: P = mg = 600 (N)

− Vì N = P’ = 588N < P nên thang máy chuyển động xuống nhanh dần (hoặc lên chậm dần đều) − Theo định luật II Niu-tơn: P - N = ma → a = 0,2 m/s2

(23)

Câu 24 Một người buộc đá vào đầu sợi dây quay dây mặt phắng đứng Hịn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ góc khơng đổi rad/s Lấy g = 9,8 m/s2

Lực căng dây đá đỉnh đường tròn

A 8,88 N B 12,8 N C 10,5 N D 19,6 N

− Tại vị trí cao nhất: P T maht

− Lực căng dây vị trí cao nhất: ht

Tma     P m R P 8,88N  Chọn đáp án A

-HẾT -

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	1,91 MB