Bài 24. Chuyển động của hệ vật

Chào mừng tất cả các quý thầy cô cùng toàn bộ các bạn học sinh thân mến đến với tiết học giáo án điện tử của tổ II !... *Nhóm công tác thực hiện: tổ II, lớp 10A4*Mục tiêu h ớng tới: Sự c

Chào mừng tất cả các quý thầy cô cùng toàn bộ các bạn học sinh thân mến đến với tiết học giáo án điện tử của tổ II !

*Nhóm công tác thực hiện: tổ II, lớp 10A4

*Mục tiêu h ớng tới: Sự chuyển động của hệ vật

và quý thầy cô ủng hộ

Bài 24: Chuyển

động của hệ vật

GV: Khuất Thị Mỹ Linh

Ngoài thực tế có rất nhiều hình ảnh của hệ vật

nh đầu tàu kéo các toa tàu, hai đội kéo co đang thi đấu Trong bài này ta xét tr ờng hợp hệ gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi dây có chiều dài không đổi và có khối l ợng không

đáng kể

1 Khái niệm về hệ vật.

Ta xét bài toán sau:

Hai vật có khối l ợng m 1 và m 2 nối với nhau bằng sợi dây

đ ợc đặt trên mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát tr ợt giữa mặt bàn và mỗi vật là μt Khi lực kéo F đặt vào vật m 1 theo ph ơng song song với mặt bàn, dây nối căng, hai vật chuyển động với cùng vận tốc theo chiều của lực F Tính gia tốc chung cho cả hai vật và lực căng của dây nối Bỏ qua khối l ợng và độ biến dạng của dây

F T 1 T 1 ’

+

T2

F ms1

F ms F ms2

T 2 ’

• Tóm tắt:

• _ Lực F tác dụng vào F m1 -> dây nối căng -> 2

-vật chuyển động

• _Hệ số ma sát tr ợt : μ μ t = 0,05 t = 0,05

• _ ‘?’ : a =? ; a T = ? T

Phân tích bài toán :

_D ới tác dụng của lực F, vật m1

có gia tốc và bắt đầu chuyển

động, dây bị kéo căng và xuất

hiện cặp lực căng T và T’ tác

dụng lên mỗi vật

_Tóm lại ta xét đến các lực sau:

+Lực F tác dụng lên vật m1

+Lực căng T và T’ tác dụng

lên mỗi vật

+Lực ma sát Fms1 và F ms2

+Trọng lực của mỗi vật cân

bằng với phản lực pháp tuyến

(có thể bỏ qua)

F

m 2

F ms1

F ms2

m 1

T’ T

• Tóm tắt:

• _Vật m1 nối với vật m1 m2 bằng m2

một sợi dây nối

• _ Lực F tác dụng vào F m1 -> -dây nối căng -> 2 vật chuyển

động

• _Hệ số ma sát tr ợt : μ μ t = 0,05 t = 0,05

• _ ‘?’ : a =? ; a T = ? T

+

Lời giải:

_áp dụng định luật II Niu-tơn cho hệ gồm 2 vật ta có :

F + F ms1 + T 1 = m 1 a (1)

F ms2 + T 2 = m = m 2 a (2)

_Ta chọn trục toạ độ xx’ huớng theo lực F, đồng thời chiếu (1) và (2) lên trục (1)

xx’ ta đ ợc: F F – F – F F F ms1 – F – F T T 1 = m 1 a (3)

T 2 - F ms2 = m 2 a (4)

trong đó: F ms1 = μ t m 1 g; F ms2 = μ t m 2 g; T = T’

_Cộng vế với vế của (3) và (4) cho ta:

F

T’ T

F ms1

F ms2

a = F – F T – F F

F – F T – F F ms1 + T + T ’ – F ’ – F

F ms2 m

1 + m 2

a = F F – F– F (F (F ms1 + F ms2 )

m 1 + m 2

a = F – F μ t (m 1 + m 2 ) g

m 1 + m 2

_Thay a vµo (4) ta ® îc:

m 1 + m 2

m 2 F

T =

a = F – F μ t (m 1 + m 2 ) g

m 1 + m 2

m 1 + m 2

m 2 F

T =

*§¸p sè:

*** Nhận xét:

_ Trong bài toán trên nếu xét hệ gồm hai m 1 , m 2 và dây nối, thì

T và T’ là nội lực, còn lực kéo F, các lực ma sát, trọng lực,

phản lực pháp tuyến của mặt bàn đều là ngoại lực

_Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ có mặt các

ngoại lực mà không có mặt các nội lực Các nội lực không gây

ra gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau

F

m 2

T’ T

F ms1

F ms2

m 1

VËy HÖ vËt lµ g× mµ sao

l»ng nh»ng qu¸!

* Ghi nhí:

*HÖ vËt lµ tËp hîp hai hay nhiÒu vËt mµ gi÷a chóng

cã t ¬ng t¸c.

*Lùc t ¬ng t¸c gi÷a c¸c vËt trong hÖ gäi lµ néi lùc Lùc do vËt ë ngoµi hÖ t¸c dông lªn vËt trong hÖ gäi

lµ ngo¹i lùc.

2 Một ví dụ khác về hệ vật

Hệ vật gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi dây Cho m 1

= 300 g ; m 2 = 200 g ; = 30 = 200 g ; = 30 α = 30 α = 30 o ; hệ số ma sát tr ợt giữa vật m 2 và mặt phẳng nghiêng là μt = 0,3.

a) Tính gia tốc chung cho mỗi vật m 1 , m 2 khi ta thả cho chúng chuyển động

b) Tính lực căng của dây.

α = 30

N

F ms

T’

P 2x

P

T

T’

Tóm tắt:

băng một sợi dây _ α = 30 α = 30 = 30 = 30 o

_

_Thả cho hệ vật chuyển động

_ ‘?’: +gia tốc cho mỗi vật?

+lực căng của dây?

Phân tích bài toán :

_ Tr ớc hết cần nhận xét rằng,

dây nối bị kéo về hai phía luôn

luôn căng Mặt khác, chiều dài

dây không đổi, khối l ợng dây và

ròng rọc không đáng kể, nên hai

vật luôn luôn có cùng tốc độ và

cùng độ lớn gia tốc

_ Tóm lại ta xét các lực sau:

+ Lực P1 tác dụng vào m1

+ Lực P2 tác dụng vào vật m2 có

thể phân tích thành 2thành phần:

• P2x có xu h ớng làm cho vật tr ợt

xuống

• P2y nén vật vuông góc với mặt

phẳng nghiêng

T

Lời giải:

_Chon trục toạ độ có chiều d ơng là chiều chuyển động cho mỗi vật

_áp dụng định luật II Niu-tơn đối với hệ gồm vật 1 và vật 2 ta có độ lớn các lực trong hệ :

*P 1 = m 1 g = 0,3 9,8 = 2,94 N

*P 2 = m 2 g = 0,2 9,8 = 1,96 N

+ P 2x = P 2 sin30 o = 0,98 N

+ P 2y = P 2 cos30 o = 0.98 3 N = 0.98 3 N √3 N √3 N

*Vật 2 tr ợt trên mặt phẳng nghiêng thì F ms =μt P 2y =0,3.0,98 √3 N3

+vật 1 sẽ chuyển động thẳng đứng, h ớng theo

h ớng của trọng lực P 1

+ vật 2 sẽ tr ợt lên trên theo ph ơng của mặt

phẳng nghiêng

+ Vì vậy nên lực ma sát có ph ơng h ớng

xuống phía d ới

α = 30

N

F ms

T’

P 2

P 2x

P 2y

P 1

T

T’

T

_Ngoài ra, tác dụng lên mỗi vật còn có lực căng dây Các lực

căng này có độ lớn , gọi chung là T áp dụng định luật II Niu-tơn cho từng vật

Với vật 1: P 1 – F– F T = m T = m 1 a

Với vật 2: T T – F– F P P 2x – F– F F F ms = m 2 a

_Cộng vế với vế của (1) và (2) ta đ ợc:

P 1 – F – F P P 2x -

F ms

a =

m 1 + m 2 =

2,94 – F 0,98 -0,51

2,94 – F 0,98 -0,51

0,3 +0,2 2.9 (m/s

2 )

=

T = P 1 – F – F m m 1 a = 2,94 a = 2,94 – F – F 0,3.2,9 = 2,07 0,3.2,9 = 2,07

(N)

α = 30

N

F ms

T’

P 2x

T

Fms