Đề và đáp án thi HKI lớp 10 chuyên lý

Quy tắc mômen:.

Trang 1

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

LƯƠNG VĂN TỤY

ĐỀ THI HỌC KỲ I NĂM HỌC 2012-2013 Môn: VẬT LÝ 10 (CHUYÊN LÝ)

Thời gian làm bài: 90 phút

(Đề thi gồm 04 câu trong 01 trang)

Câu 1.

Hai vật m1 = 300g và m2 = 100g nối với nhau bằng dây mảnh, nhẹ,

không co dãn vắt qua một ròng rọc cố định có khối lượng không đáng kê

(Hình 1) Ban đầu giữ vật m2 đê hai vật ở cùng độ cao h = 90cm so với

mặt đất rồi thả nhẹ Hãy xác định độ lớn vận tốc của mỗi vật khi vật m1

chạm đất và độ cao cực đại so với mặt đất của vật m2 sau đó

Cho dây treo đủ dài, bỏ qua kích thước của hai vật, lực cản của

không khí và ma sát tại trục ròng rọc Lấy g = 10m/s2

Câu 2.

Một thanh cứng AB đồng chất, tiết diện đều có trọng

lượng P = 100N ở trạng thái cân bằng nằm ngang Đầu A của

thanh tựa vào tường thẳng đứng còn đầu B được giữ bởi sợi dây

nhẹ, không dãn BC (Hình 2) Biết BC = 2AC

a) Tìm độ lớn lực căng dây BC

b) Coi hệ số ma sát nghỉ giữa thanh và tường bằng hệ số ma sát trượt giữa chúng và bằng

μ Tìm điều kiện của μ đê AB có thê cân bằng như trên

Câu 3.

Vật m2 = 300g được gắn vào đầu một lò xo nhẹ

có độ cứng k = 100N/m trên mặt bàn nằm ngang; vật

m1 = 100g được treo bởi một sợi dây nhẹ, không dãn

có chiều dài 40cm (Hình 3) Ban đầu vật m2 nằm yên

tại vị trí cân bằng của m1 và lò xo không biến dạng,

vật m1 được kéo tới vị trí dây treo lệch 600 so với

phương thẳng đứng rồi buông nhẹ Bỏ qua lực cản

không khí và kích thước của hai vật Lấy g = 10m/s2

a) Tính vận tốc m1 ngay trước va chạm?

b) Coi va chạm là xuyên tâm đàn hồi Tính vận tốc mỗi vật ngay sau va chạm?

c) Tính độ nén cực đại của lò xo và góc lệch cực đại của dây treo m1 sau va chạm trong trường hợp mặt bàn nhẵn

d) Tính độ nén cực đại của lò xo nếu hệ số ma sát trượt của m2 với bàn là μ = 0,1

Câu 4.

Với một công suất kéo không đổi, người ta kéo một vật trượt đều trên ba đoạn đường khác nhau: trượt đều lên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng α = 300 với vận tốc v1 = 0,5m/s; trượt đều xuống mặt phẳng nghiêng góc nghiêng α = 300 với vận tốc v2 = 5,5m/s và trượt đều trên mặt phẳng nằm ngang với vận tốc v3 Biết rằng hệ số ma sát trượt trong

ba trường hợp là bằng nhau và hướng lực kéo trong mỗi trường hợp song song quỹ đạo chuyên động Tìm v3

-HẾT -h

m1 m2

Hình 1

C

Hình 2

m2

m1 k

Hình 3

Trang 2

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

LƯƠNG VĂN TỤY ĐÁP ÁN, BIỂU ĐIỂM THI HỌC KỲ I NĂM HỌC 2012-2013 Môn: VẬT LÝ 10 (CHUYÊN LÝ)

1

(2 đ)

* Chọn mốc thế năng tại mặt đất: m1g > m2g nên m1 sẽ đi xuống

+ Cơ năng ban đầu:

W =m gh m gh+

+ Do dây không dãn nên độ lớn vận tốc hai vật như nhau: v1 = v2 = v

Ngay khi m1 chạm đất, cơ năng của hệ:

m g h m v m v

+ Đinh luật bảo toàn cơ năng: W1 = W2

1 2

2(m m gh)

v

−

=

2(0,3 0,1).10.0,9

3 0,3 0,1

0,5

# Giải theo động lực học:

+ Chọn trục dọc theo dây, chiều dương là chiều chuyển động của m 1

Gia tốc của hệ: 1 2

1 2

(0,3 0,1).10

5 0,3 0,1

m g m g a

+ Vận tốc của m 1 khi chạm đất: v= 2ah= 2.5.0,9 3= m/s

0,5

* Khi m1 chạm đất, m2 chuyên động như 1 vật ném thẳng đứng lên trên

Độ cao cực đại lên thêm được: h’ =

2

v

g = 0,45m

Vậy độ cao cực đại của m2 là: hmax = 2h + h’ = 2,25m

0,5 0,5

2

(2,5

đ)

a) α = ·ABC ; sin 1

2

AC CB

α = = → α = 300

Chọn trục quay đi qua A và vuông góc với mặt phẳng hình vẽ

Quy tắc mômen: sin

2

P l =Tl α (l = AB)

→ T =

2sin

P

α = 100N.

b) Lực tác dụng lên thanh như hình vẽ:

Điều kiện cân bằng lực: T P N Fr r+ + +r rms =0

Chiếu lên phương ngang và phương thẳng đứng:

N = Tcosα

Fms = P – Tsinα

Điều kiện đê thanh không trượt: Fms ≤ µ.N

→ P – Tsinα ≤ µTcosα → µ ≥ 1 tan

os

3 − 3 = 3 ≈ 0,58

0,5 0,5

0,5 0,5 0,5

3

(4 đ)

a) Chọn mốc thế năng tại VTCB của m1 Gọi v1 là vận tốc m1 tại VTCB

1 (1 os )

2

m gl −c α = m v

→ v1 = 2 (1gl −cos )α = 2.10.0, 4.(1 1) 2

2

b) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng cho

0,5 0,5

Trang 3

hệ 2 vật m1, m2 Gọi ' '

1, 2

v v lần lượt là vận tốc của m1 và m2 sau va chạm, chiều dương hướng sang trái:

' 1 2 1

1

1 2

0,1 0,3

m m v v

' 1 1

2

1 2

0,1 0,3

m v v

Sau va chạm m1 bật ngược trở lại với vận tốc 1m/s, m2 chuyên động sang trái

cũng với vận tốc 1m/s

c) Gọi ∆ℓ là độ nén cực đại của lò xo ĐLBT cơ năng cho hệ lò xo + m2:

2 2

( )

2m v =2k ∆l → 2 '

2

0,3 1 100

m v k

Gọi β là góc lệch cực đại của dây treo m1 sau va chạm DDLBT cơ năng:

'2

1 1 1

1

(1 os )

2m v =m gl −c β

→ cosβ = 1 -

'2 1

2

v

gl = 1 -

2

1 2.10.0, 4 =

7

8→ β ≈ 29

0

d) DDLBT Năng lượng:

2 2

→ 100( )∆l 2+ 2.0,1.0,3.10.∆ −l 0,3.12 =0

→ 100( )∆l 2+ 0,6Δℓ - 0,3 = 0

→ Δℓ ≈ 0,052m = 5,2cm

0,5

4

(1,5

đ)

+ Khi chuyên động đều lên mặt phẳng nghiêng, lực kéo là F1, công suất kéo P:

F1 = mg(sinα + µcosα) → P = F1v1 = mg(sinα + µcosα)v1 (1)

+ Khi chuyên động đều xuống mặt phẳng nghiêng, lực kéo F2:

F2 = mg(µcosα – sinα) → P = F2v2 = mg(µcosα – sinα)v2 (2)

(Điều kiện F2 > 0 → µ > tanα = 1/ 3 )

Từ (1) và (2) → µ = 1 2

2 1

tan

v v

v +v α

6

5 3 + Khi chuyên động đều trên mặt phẳng nằm ngang:

F3 = µmg → P = µmgv3 (3)

Từ (1) và (3) → mg(sinα + µcosα)v1 = µmgv3

sin

os

µ

.0,5 2

6 / 5 3

+

11 3

24 ≈ 0,8m/s

0,25 0,25

0,5

Định dạng
Số trang	3
Dung lượng	149,5 KB