Luc ma sat truotLuc huong tam

LỰC MA SÁT TRƯỢT TÓM TẮT KIẾN THỨC  Lực ma sát trượt: Lực ma sát trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc giữa hai vật và làm cản trở chuyển động của vật ngược chiều với chiều chuyển động của vật[r]

BÀI TẬP VẬT LÍ 10 CHƯƠNG II §13 LỰC MA SÁT TRƯỢT TÓM TẮT KIẾN THỨC  Lực ma sát trượt: Lực ma sát trượt xuất mặt tiếp xúc hai vật và làm cản trở chuyển động vật (ngược chiều với chiều chuyển động vật)  Các đặc điểm độ lớn lực ma sát trượt: - Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ vật - Tỉ lệ với độ lớn áp lực (là lực mà vật tác dụng lên mặt tiếp xúc) - Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng hai mặt tiếp xúc  Công thức tính độ lớn lực ma sát trượt: Fmst  t N Trong đó: t : là hệ số ma sát trượt N : là độ lớn áp lực  Nếu vật trượt trên mặt phẳng nằm ngang thì: N P mg  Nếu vật trượt trên mặt phẳng nghiêng (hình vẽ) thì: N P2 P.cos mgcos * Chú ý: Nếu có ma sát trượt và vật chuyển động chậm dần (thường đề bài cho chậm dần đều) thì ta áp dụng số công thức:  - Công thức tính gia tốc: Q v  v0 a t  t0  - Công thức tính vận tốc: P v v  at  - Công thức tính quãng đường: P2  s v t  at P v  v 02 2as   A Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Điều gì xảy hệ số ma sát trượt vật trượt trên mặt phẳng tăng tốc độ trượt vật? A giảm xuống B tăng lên C không đổi D A, B, C sai Câu 2: Lực ma sát trượt là lực không có đặc điểm nào sau đây? A ngược chiều với chiều chuyển động vật B phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc C phụ thuộc vào độ lớn áp lực D phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng hai mặt tiếp xúc Câu 3: Phát biểu nào sau đây đúng nói lực ma sát trượt? A xuất vật chuyển động chậm dần B phụ thuộc vào độ lớn áp lực C tỉ lệ thuận với tốc độ vật D phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc Câu 4: Trong các cách viết công thức  lực ma sát trượt sau đây, cách viết nào đúng?    F  tN F  t N F  tN F  t N A mst B mst C mst D mst Câu 5: Điều gì xảy hệ số ma sát hai mặt tiếp xúc lực ép hai mặt đó tăng lên? A tăng lên B giảm C không thay đổi D không biết Câu 6: Điều nào sau đây là đúng nói lực ma sát trượt? A Lực ma sát trượt xuất vật trượt trên bề mặt vật khác B Lực ma sát trượt cản trở chuyển động trượt vật C Độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc D Cả A, B, C đúng Câu 7: Yếu tố định trò chơi kéo co là A lực kéo bên B khối lượng bên C lực ma sát chân và sàn đỡ D độ nghiêng dây kéo B Bài tập tự luận Câu 8: Một vật có khối lượng kg đặt trên mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trượt vật và mặt bàn là 0,25 Tác dụng lực có độ lớn N có phương song song với mặt bàn lên vật Lấy g 10 m/s2 a) Tính độ lớn lực ma sát trượt b) Tính gia tốc vật Câu 9: Người ta đẩy hộp để truyền cho nó vận tốc ban đầu v 3,5 m/s Sau đẩy,  0,3 hộp chuyển động trượt trên sàn nhà Hệ số ma sát trượt hộp và sàn nhà là t Hỏi hộp đoạn đường bao nhiêu? Lấy g 9,8 m/s Câu 10: Người ta đẩy cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang Hệ số ma sát trượt thùng và mặt phẳng là 0,35 Tính gia tốc thùng Lấy g 9,8 m/s Câu 11: Một khúc gỗ có khối lượng 500 g đặt trên sàn nhà Người ta kéo nó sợi dây hướng lên góc 30 so với phương nằm ngang Biết khúc gỗ chuyển động trên sàn nhà Tính độ lớn lực kéo tác dụng lên khúc gỗ Hệ số ma sát trượt khúc gỗ và sàn nhà là 0,2 Lấy g 9,8 m/s2 §14 LỰC HƯỚNG TÂM A TÓM TẮT KIẾN THỨC Định nghĩa: Lực (hay hợp lực các lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn và gât cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm Công thức:  v2 F ht Fht maht m m2r r m Trong đó: R F hd O m: là khối lượng vật (đơn vị là kg) aht : là gia tốc hướng tâm vật (đơn vị là m/s ) v: là tốc độ dài vật (đơn vị là m/s) : là tốc độ góc vật (đơn vị là rad/s) r: là bán kính vật chuyển động tròn (đơn vị là m) Một số trường hợp lực (hay hợp lực các lực) đóng vai trò là lực hướng tâm  Lực hấp dẫn Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò là lực hướng tâm: mM v2 Fhd Fht  G m r r Với: r R  h Trong đó: R: là bán kính Trái Đất h: là khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh GM  v R h GM g R  Ở mặt đất: GM g (R  h)2  Ở độ cao h so với mặt đất:   P N  Ôtô chuyển động trên đoạn đường cong và nghiêng phía tâm cong thì hợp lực và đóng vai trò là lực hướng tâm    P  N F ht  Vật nằm yên trên mặt bàn và bàn quay thì lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm   F msn F ht B Bài tập áp dụng Bài 1: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao 153 km Chu kì vệ tinh chuyển động quanh Trái Đất là 5.10 s và bán kính Trái Đất là R 6400 km Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh? Hướng dẫn giải Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh: v2 v2 m2 (R  h)2 m42 (R  h) 100.4.2 6553.1000 Fht m m    1035 N r (R  h) (R  h) T2 (5.103 )2 Bài 2: Một vệ tinh nhân tạo nặng 20 kg bay quanh Trái Đất độ cao 1000 km, có chu kì là 24 h Hỏi vệ tinh đó chịu lực hấp dẫn có độ lớn bao nhiêu? Biết bán kính Trái Đất là R 6400 km Hướng dẫn giải Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm Khi đó: v2 Fhd Fht m r 2 v r  (R  h) T Với: r R  h và 2 (R  h)2 m42 (R  h) 20.42 7400.1000  Fhd Fht  T   0,783 N (R  h) T2 864002 Bài 3: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 600 kg bay trên quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao bán kính Trái Đất Biết bán kính Trái Đất là R 6400 km Lấy g 9,8 m/s Hãy tính: m a) Tốc độ dài vệ tinh b) Chu kì quay vệ tinh c) Lực hấp dẫn Trái Đất tác dụng lên vệ tinh Hướng dẫn giải a) Tính v ? Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm mM v2 GM Fhd Fht  G m  v r r r Với: r R  h R  R 2R Nên: v GM 2R Mặt khác: Gia tốc rơi tự vật mặt đất: g GM  GM gR2 R2 gR2 gR 9,8.6400000   5600 m/s 5,6 km/s 2R 2 b) Tình T ? 2 v T v r 2R     mà 2R 2 4R 4.6400000  T   14362 s v v 5600 2R F ? c) Tính hd mv mv 600.56002 Fhd Fht    1470 N r 2R 2.6400000 Bài 4: Cho biết chu kì chuyển động Mặt Trăng quanh Trái Đất là 27,32 ngày và khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là 3,84.10 m Hãy tính khối lượng Trái Đất Giả thiết quỹ đạo Mặt  v Trăng là tròn Hướng dẫn giải Khi Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn Mặt Trăng và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, nên: mM v2 GM Fhd Fht  G m  v r r r 2 v r  r T Mà: GM 42 2r 2 (3,84.108 )3  r  M  6.1024 kg r T T G (27,32.86400)2 6,67.10  11 Bài 5: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100 kg, phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất độ cao mà đó nó có trọng lượng 920 N Chu kì vệ tinh là 5,3.10 s Biết bán kính Trái Đất là R 6400 km a) Tính lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh b) Tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh Hướng dẫn giải a) Theo Niutơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên vệ tinh chính là lực hấp dẫn Trái Đất và vệ tinh P Fhd 920 N  F Fht 920 N Mà: hd b) Ta có: 42 m r2 Fht T 920.(5,3.103 )2 v m42r Fht m  T   r   6546057,712 m 6546,058 km r r T2 m42 100.4 2 Mà: r R  h  h r  R 6546,058  6400 146,058 km v 36 km/h Bài 6: Một xe điện chạy với vận tốc thì hãm phanh đột ngột Bánh xe không lăn mà trượt trên đường ray Kể từ lúc hãm phanh, xe điện còn bao xa thì dừng hẳn Biết hệ số ma sát trượt bánh xe và đường ray là 0,2 Cho g 9,8 m/s Hướng dẫn giải Khi xe trượt trên đường ray, có lực tác dụng lên xe:  + Trọng lực: P  Q + Lực đường ray:  + Lực ma sát trượt: F mst Theo định   luật  II Niutơn:  P  Q F mst ma   P Mà:  Q 0 Nên: F mst ma (*)   Q F mst  P v 0 s ? Chọn chiều dương là chiều chuyển động xe  Fmst ma    t mg ma  a   t g  0,2.9,8  1,96 m/s2 Quãng đường xe thêm được: v  v 20 02  102 v  v 02 2as  s   25,51 m 2a 2.(  1,96) Bài 7: Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 10 m, cao m Hệ số ma sát trượt vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1 a) Tính gia tốc vật b) Sau bao lâu vật đến chân dốc? c) Tính vận tốc vật chân dốc Lấy g 9,8 m/s Khi vật trượt trên  mặt phẳng nghiêng, có lực tác dụng lên vật: + Trọng lực: P  Q + Lực mặt phẳng nghiêng: (có phương vuông góc với mp nghiêng) F + Lực ma sát trượt: mst Theo  luật II Niutơn:   định P  Q  Fmst  ma Mà: PP1 P2   P  P  F  Q  ma mst Nên: C    P  Q  Mặt khác:  Chọn chiều dương là chiều chuyển động vật: Fmst  Fmst  P1 ma  P2  P    tN  P sin  ma Với: N P2 Pcos mgcos    t mgcos  mg sin  ma  a g(sin    t cos )  Q  P1 B A BC AB AC2  BC2 102  52   cos     AC 10 ; AC AC 10 Với: a) Gia tốc vật: a  g(sin    t cos ) 9,8(0,5  0,1 ) 4,05 m/s 2 b) Tìm t ? s v t  at 2 Ta có: v 0 Mà: 2s 2.10 s  at  t   2,22 s a 4,05 Nên: sin   c) Tìm v ? v v  at 0  4,05.2,22 8,998 m/s Ta có: Bài 8: Một vật trượt trên mặt đường nằm ngang, quãng đường 48 m thì dừng hẳn Biết lực ma sát trượt có độ lớn 0,06 lần trọng lượng vật Cho g 10 m/s Cho chuyển động vật là chậm dần Tính vận tốc ban đầu vật Hướng dẫn giải    Q P Khi vật trượt trên đường nằm ngang, có lực tác dụng lên vật: ; và Fmst Theo  luật II Niutơn:   định P  Q  Fmst ma Mà: P Q 0  Nên: Fmst ma Chọn chiều dương là chiều chuyển động vật  Fmst ma F 0,06P 0,06mg Theo đề bài: mst   0,06mg ma  a  0,06g  0,06.10  0,6 m/s2 Mặt khác: v  v 02 2as Khi vật dừng lại thì v 0   v 02 2.(  0,6).48  57,6 v  57,6 7,6 m/s Bài 9: