Một số bài tập vật lý p2

Ba lực đồng phẳng, đồng quy tác dụng lên một vật rắn nằm cân bằng có độ lớn lần lượt là 12 N, 16 N và 20 N. Nếu lực 16 N không tác dụng vào vật nữa, thì hợp lực tác dụng lên nó là

Trang 1

Câu 1: Ba lực đồng phẳng, đồng quy tác dụng lên một vật rắn nằm cânbằng có độ lớn lần lượt là 12 N, 16 N và 20 N Nếu lực 16 N không tácdụng vào vật nữa, thì hợp lực tác dụng lên nó là

Vật rắn cân bằng nên các lực tác dụng lên vật triệt tiêu:

Bỏ lực 16N đi thì vật chịu lực là hợp lực của 2 lực 12N và 20N

Theo (1), suy ra hợp lực của lực 12 N và 20 N là lực có chiều ngược chiều vớichiều lực 16 N và có độ lớn bằng 16 N

Câu 2: Một chất điểm ở trạng thái cân bằng khi gia tốc của nó

Trang 2

B Định luật II Niu-tơn.

C Định luật III Niu-tơn

D Tất cả đều đúng

A cùng giá, cùng chiều, có độ lớn 10 N

B nằm ngang, hướng sang trái, có độ lớn 10 N

C nằm ngang, hướng sang phải, có độ lớn 10 N

D cùng giá, hướng sang trái, độ lớn 10 N

Hiển thị đáp án

Chọn D

Để vật ở trạng thái cân bằng thì:

Do đó lực F2→ có đặc điểm là cùng giá, hướng sang trái, độ lớn 10 N

Câu 5: Một cây cột đồng chất khối lượng m được giữ bởi hai sợi dây L1,

L2 như hình 17.1 Phản lực của mặt đất tác dụng lên cột

Trang 3

A phụ thuộc vào lực căng các sợi dây nhưng không có thành phần nằmngang.

B phụ thuộc vào lực căng các sợi dây và có thành phần nằm ngangcũng phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa cột và đất

C có một thành phần nằm ngang mà nó không phụ thuộc vào lực căngcác sợi dây

D không thể mô tả bằng các câu trên

Chọn A

Cây cột chịu tác dụng của 3 lực đồng phẳng được biểu diễn như hình 17.1a Cộtnằm cân bằng nên ta có:

Trang 4

Do đó phản lực của mặt đất tác dụng lên cột phụ thuộc vào lực căng các sợi dâynhưng không có thành phần nằm ngang.

Câu 6: Chọn phương án đúng

Muốn cho một vật đứng yên thì

A hợp lực của các lực đặt vào vật không đổi

B hai lực đặt vào vật ngược chiều

C các lực đặt vào vật phải đồng quy

D hợp lực của các lực đặt vào vật bằng 0

Chọn D

Muốn cho một vật đứng yên thì hợp lực của các lực đặt vào vật bằng 0

Câu 7: Đặc điểm của hệ ba lực cân bằng là

A có giá đồng phẳng, có hợp lực bằng 0

B có giá đồng phẳng và đồng quy, có hợp lực khác 0

C có giá đồng quy, có hợp lực bằng 0

D có giá đồng phẳng và đồng quy, có hợp lực bằng 0

Chọn D

Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực không song song ở trạng thái cân bằngthì :

- Ba lực đó phải đồng phẳng và đồng qui

- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba:

F1→ + F2→ = -F3→

Trang 5

Câu 8: Một quả cầu đồng chất có khối lượng 4 kg được treo vào tườngthẳng đứng nhờ một sợi dây hợp với tường một góc α=30o Bỏ qua ma sátở chỗ tiếp xúc của quả cầu với tường Lấy g = 9,8 m/s2 Lực của quả cầutác dụng lên tường có độ lớn

Trang 6

Các lực tác dụng lên quả cầu được biểu diễn như hình vẽ:

Điều kiện cân bằng của quả cầu là:

R→ + T→ = P'→ = -P→

→ tan α = R/P

→ R = P.tanα = mgtanα = 4.9,8.tan30° = 22,6 N

Áp dụng định luật III Niu-tơn, lực của quả cầu tác dụng lên tường có độ lớn làR’ = R = 22,6 N

Câu 9: Một thanh dài L, trọng lượng P, được treo nằm ngang vào tườngnhư hình vẽ Một trọng vật P1 treo ở đầu thanh Dây treo làm với tườngmột góc α Lực căng của dây bằng

Chọn D

Trang 7

Thanh chịu tác dụng của các lực được biểu diễn như hình vẽ.

Quy tắc mômen đối với trục quay qua A:

Câu 10: Một thanh đồng chất nằm cân bằng ở tư thế nằm ngang bởi haisợi dây buộc vào hai đầu của nó như hình vẽ Lực căng dây có độ lớn

T1 = T2 = 10 N, góc θ = 37o Trọng lượng của thanh bằng

A 10 N

B 20 N

Trang 9

Các lực tác dụng lên quả tạ được biểu diễn như hình.

Điều kiện cân bằng của quả tạ là:

Trang 10

Câu 13: Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang như hình Trênhai mặt phẳng đó người ta đặt một quả tạ hình cầu có khối lượng 8 kg Bỏqua ma sát và lấy g = 10 m/ Áp lực của quả cầu lên các mặt phẳng đỡbằng

Các lực tác dụng lên quả tạ được biểu diễn như hình

Điều kiện cân bằng của quả tạ là

R1→ + R2→ = P'→ = -P→

Trang 11

Các lực tác dụng lên thanh AB (tại B) như hình vẽ.

Điều kiện cân bằng: P→ + N→ + T→ = 0

Từ hệ thức lượng trong tam giác vuông thu được:

Trang 12

Vì α = 45° nên lực căng dây T = P = mg = 16,9N

Câu 15: Một quả cầu có trọng lượng P = 40N được treo vào tường nhờmột sợi dây hợp với mặt tường một góc α = 30° Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếpxúc giữa quả cầu và tường Hãy xác định lực căng của dây tác dụng lên

quả cầu (hình vẽ)

Trang 13

P→ + N→ + T→ = 0→ hay P→ + N→ = -T→

⇔ P→ + N→ = T'→

Từ hình vẽ ta có:

Vì T = T’ nên lực căng của dây là T’ = 46,2N

Câu 1: Một thanh đồng chất có trọng lượng P được gắn vào tường nhờmột bản lề và được giữ nằm ngang bằng một dây treo thẳng đứng (Hình18.1) Xét momen lực đối với bản lề Hãy chọn câu đúng

Trang 14

A Momen của lực căng > momen của trọng lực

B Momen của lực căng < momen của trọng lực

C Momen của lực căng = momen của trọng lực

D Lực căng của dây = trọng lượng của thanh

Khi thanh cân bằng thì momen của lực căng = momen của trọng lực

Câu 2: Một thanh AB = 7,5 m có trọng lượng 200 N có trọng tâm G cáchđầu A một đoạn 2 m Thanh có thể quay xung quanh một trục đi qua O.Biết OA = 2,5 m Để AB cân bằng phải tác dụng vào đầu B một lực F cóđộ lớn bằng

Trang 15

Áp dụng quy tắc momen lực:

Câu 3: Một thanh AB có trọng lượng 150 N, có trọng tâm G chia đoạn ABtheo tỉ lệ BG = 2AG Thanh AB được treo lên trần bằng dây nhẹ, khôngdãn ( Hình 18.2) Cho góc α=30, lực căng dây T có giá trị là

A 200 N

B 100 N

C 116 N

Trang 16

D 173 N.

Chọn C

Áp dụng quy tắc momen lực ta được:

Câu 5: Một cái thước AB = 1 m đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trụcqua O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 18.3) Một lực F1 = 4 N tácdụng lên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai F2 tácdụng lên đầu B của thước và theo phương vuông góc với thước (không

vẽ trên hình) Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang Nếu thướckhông chuyển động, thì lực F2 có hướng và độ lớn

A bằng 0

B cùng hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 1,6 N

C cùng hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 16 N

D ngược hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 16 N

Trang 17

Đồng thời F2→ cùng hướng F1→

Câu 6: Một cái thước AB đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trục quay

O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 18.4) Một lực F1 = 10 N tác dụnglên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thức hai F2 tác dụnglên điểm C của thước theo phương vuông góc với thước (không vẽ trênhình) và cách A 30 cm Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang Nếuthước không chuyển động, thì lực F2 có hướng và độ lớn

A bằng 0

B cùng hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 12 N

C cùng hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 10 N

D ngược hướng với F1→ và có độ lớn F2 = 16 N

Trang 18

Câu 7: Một cái thước AB = 1 m đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trụcquay O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 18.5) Một lực F1 = 4 N tácdụng lên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai F2 tácdụng lên đầu B của thước và theo phương vuông góc với thước (không

vẽ trên hình) Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang Nếu thướckhông chuyển động, thì lực tác dụng của trục quay O lên thước có hướngvà độ lớn

A cùng hướng với F1→ và có độ lớn R = 20 N

B cùng hướng với F1→ và có độ lớn R = 12 N

C ngược hướng với F1→ và có độ lớn R = 16 N

D ngược hướng với F1→ và có độ lớn R = 20 N

Đồng thời F2→ cùng hướng F1→

Suy ra lực trục quay tác dụng lên thước R→ = - (F1→+F→_2) có độ lớn bằng R =

20 N, hướng ngược với F1→

Câu 8: Một cái thước AB đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trục quay

O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 18.6) Một lực F1 = 5 N tác dụnglên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai F2 tác dụng lênđiểm C của thước và theo phương vuông góc với thước (không vẽ trênhình) và cách A 30 cm Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang Nếu

Trang 19

thước không chuyển động, thì lực tác dụng của trục quay O lên thước cóhướng và độ lớn

A cùng hướng với F1→ và có độ lớn R = 13 N

B cùng hướng với F1→ và có độ lớn R = 8 N

C ngược hướng với F1→ và có độ lớn R = 3 N

D ngược hướng với F1→ và có độ lớn R = 5 N

Đồng thời F2→ ngược hướng F1→

Suy ra lực trục quay tác dụng lên thước R→ = - (F1→+F→_2) có độ lớn bằng:

R = F2 – F1 = 8 – 5 = 3 N, hướng ngược với F1→

Câu 9: Một khung ABC có dạng một tam giác đều, có cạnh bằng ℓ, nằmtrong mặt phẳng nằm ngang Tác dụng một lực có độ lớn F nằm trong mặtphẳng nằm ngang và song song với cạnh BC, vào điểm A của khung.Momen của lực F đối với trục quay đi qua C và vuông góc với mặt phẳngkhung là

Trang 20

A trọng tâm của vật rắn.

B trọng tâm hình học của vật rắn

C cùng một trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực

D điểm đặt của lực tác dụng

Chọn C

Trang 21

Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không quay khi tổng momen của lực tác dụngbằng 0 Điều này chỉ đúng khi mỗi momen lực tác dụng được tính đối với cùngmột trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực.

Câu 11: Thước AB = 100cm, trọng lượng P = 10N, trọng tâm ở giữathước Thước có thể quay dễ dàng xung quanh một trục nằm ngang điqua O với OA = 30cm Để thước cân bằng và nằm ngang, ta cần treo mộtvật tại đầu A có trọng lượng bằng bao nhiêu?

Thanh cân bằng nằm ngang khi:

Ở đây: OA = 30cm, OG = AB/2 – AO = 20cm

↔ P’ = P GO/OA = 10 20/30 = 6,67 N

Câu 12: Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn saocho 1/4 chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn Tại đầu nhô ra, người ta đặt mộtlực F hướng thẳng đứng xuống dưới Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì đầukia của thanh sắt bắt đầu bênh lên Lấy g = 10 m/s2 Tính khối lượng củathanh

Trang 22

Trục quay tại O.

Theo điều kiện cân bằng thì MP/(O) = MF/(O)

A Lấy g = 10 m/s2

Trang 23

Xét trục quay tai O.

Điều kiện cân bằng:

→ PA.AO = P.OG + F.OB

→ mA.2.10 = 30.10.1 + 100.7

→ mA = 50 kg

Câu 14: Một người nâng một tấm gỗ dài 1,5 m, nặng 30 kg và giữ cho nóhợp với mặt đất nằm ngang một góc 60° Biết trọng tâm của tấm gỗ cáchđầu mà người đó nâng 120 cm, lực nâng vuông góc với tấm gỗ Tính lựcnâng của người đó

Trang 24

Điều kiện cân bằng: MF/(O) = MP/(O)

→ P.d = F.OA ↔ mg.OG.cos60° = F.OA

→ 30.10.30.0,5 = F.150

→ F = 30 N

Câu 15: Một thanh gỗ dài 1,5 m nặng 12 kg, một đầu được gắn vào trầnnhà nhờ một bản lề, đầu còn lại được buộc vào một sợi dây và gắn vàotrần nhà sao cho phương của sợi dây thẳng đứng và giữ cho tấm gỗ nằmnghiêng hợp với trần nhà nằm ngang một góc 30° Biết trọng tâm củathanh gổ cách đầu gắn bản lề 50 cm Tính lực căng của sợi dây Lấy g =

10 m/s2

Trang 25

Ta xét trục quay tại O.

Ta có điều kiện cân bằng: MT/(O) = MP/(O)

→ T.d’ = P.d

→ T.OA.cos30° = P.OG.cos30°

Trang 26

→ T.1,5 = 12.10.0,5

→ T = 40 N

Câu 16: Một thanh chắn đường AB dài 7,5 m; có khối lượng 25 kg, cótrọng tâm cách đầu A 1,2 m Thanh có thể quay quanh một trục nằmngang cách đầu A 1,5 m Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tácdụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2

Trang 27

thanh gỗ cách đầu gắn sợi dây 60 cm Tính lực căng của sợi dây Lấy g =

Trang 28

Câu 18: Một cái xà nằm ngang chiều dài 10m trọng lượng 200N, Một đầuxà gắn vào tường đầu kia được giữ bằng sợi dây làm với phương nằmngang góc 60° Sức căng của sợi dây là

Xét trục quay tại A

Ta có: P.AO = T.AH

Câu 19: Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh, khi người đó tácdụng một lực 50N vào đầu búa thì định bắt đầu chuyển động Biết cánh

Trang 29

tay đòn của lực tác dụng của người đó là 20cm và của lực nhổ đinh khỏigỗ là 2cm Hãy tính lực cản của gỗ tác dụng vào đinh.

Điều kiện cân bằng:

Câu 20: Bánh xe có bán kính R = 50cm, khối lượng m = 50kg (hình vẽ).Tìm lực kéo tối thiểu F nằm ngang đặt trên trục để bánh xe có thể vượtqua bậc có độ cao h = 30cm Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/22

-Các lực tác dụng lên bánh xe bao gồm:

Lực kéo F→ , Trọng lực P→ , Phản lực của sàn Q→ tại điểm I

-Điều kiện để bánh xe có thể lăn lên bậc thềm là:

MF ≥ MP (đối với trục quay tạm thời qua I, MQ/(O) = 0 )

Trang 30

Câu 21: Để giữ thanh nặng OA có thể nằm nghiêng với sàn một góc α =30°, ta kéo đầu A bằng sợi dây theo phương vuông góc với thanh, cònđầu O được giữ bởi bản lề Biết thanh OA đồng chất, tiết diện đều trọnglượng là P = 400N Tính độ lớn lực kéo F.

Trang 31

Câu 22: Để giữ thanh nặng OA có thể nằm nghiêng với sàn một góc α =30°, ta kéo đầu A bằng sợi dây theo phương vuông góc với thanh, cònđầu O được giữ bởi bản lề Biết thanh OA đồng chất, tiết diện đều trọnglượng là P = 400N Phản lực Q hợp với thanh OA một góc bằng baonhiêu?

Trang 33

Điều kiện cân bằng của OA là: MF = MP (vì MQ = 0)

F.OA = P.OH với OH = OG.cosα = 0,5 OA.cosα

Do thanh OA không chuyển động tịnh tiến nên ta có điều kiện cân bằng là:

P→ + F→ + Q→ = 0→

Các lực P→, F→ có giá đi qua I, nên F→ cũng có giá đi qua I Trượt cáclực P→ , F→, Q→ về điểm đồng quy I như hình vẽ, theo định lý hàm số cosin tacó:

Trang 34

Câu 23: Thanh OA có khối lượng không đáng kể, có chiều dài 20cm, quay

dễ dàng quanh trục nằm ngang O Một lò xo gắn vào điểm giữa C Người

ta tác dụng vào đầu A của thanh một lực F = 20N hướng thẳng đứngxuống dưới Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có hướng vuông gócvới OA, và OA làm với đường nằm ngang một góc α = 30° Tìm phản lực

N của lò xo lên thanh

Chọn B

Trang 35

Ta vận dụng quy tắc mômen lực để tìm N Điều kiện cân bằng của thanh OAquanh trục O là:

Câu 24: Thanh OA có khối lượng không đáng kể, có chiều dài 20cm, quay

dễ dàng quanh trục nằm ngang O Một lò xo gắn vào điểm giữa C Người

ta tác dụng vào đầu A của thanh một lực F = 20N hướng thẳng đứngxuống dưới Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có hướng vuông gócvới OA, và OA làm với đường nằm ngang một góc α = 30° Tính độ cứng

k của lò xo, biết lò xo ngắn đi 8cm so với lúc không bị nén

A 433 N/m

B 526 N/m

C 348 N/m

D 276 N/m

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,48 MB