Xác định hệ số ma sát giữa tường với quả cầu sao cho, khi cân bằng, điểm nối dây với quả cầu nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm quả cầu. Tìm áp lực của dây lên ròng rọc.[r]
Trang 1UBND TỈNH HÀ TĨNH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Đề chính thức
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2010 -2011
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1 Vật A được ném thẳng đứng lên trên từ độ cao 300m so với mặt đất với vận tốc ban
ở mặt đất, chiều dương hướng thẳng đứng lên trên, gốc thời gian là lúc ném vật A
1 Viết phương trình chuyển động của các vật A, B; tính thời gian chuyển động của các vật
2 Thời điểm nào hai vật có cùng độ cao; xác định vận tốc các vật tại thời điểm đó
3 Trong thời gian chuyển động khoảng cách lớn nhất giữa hai vật là bao nhiêu và đạt được lúc nào
Câu 2 Thanh CD vuông góc với trục thẳng
đứng OZ và quay quanh trục này với vận tốc
m nối với nhau bằng một lò xo khối lượng
không đáng kể, có độ cứng k và có chiều dài tự
nhiên l0 (Hình vẽ 1) Hai hòn bi có thể trượt
không ma sát trên thanh
biện luận
Áp dụng: M =0,1kg=2 ;m l0 =0, 2( );m k =40N m/ ;ω=3vòng/s
Tính x, y và lực đàn hồi của lò xo
Câu 3 Một quả cầu nặng đồng chất được treo bằng dây vào một điểm cố định trên tường thẳng đứng Xác định hệ số ma sát giữa tường với quả cầu sao cho, khi cân bằng, điểm nối dây với quả cầu nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm quả cầu
Bài 4: Cho cơ hệ như (hình vẽ 2) Biết α = 300, m1 = 3 kg, m2 = 2 kg, M = 2 kg, ma sát
lấy g = 10 m/s2
1 M đứng yên
a Tìm gia tốc của các vật m1 và m2
b Tìm áp lực của dây lên ròng rọc
mặt bàn nằm ngang để M không bị trượt trên bàn
- Hết -
Họ và tên thí sinh:……….SBD:………
o
B
Z
D
C
A
Hình 1
M
2
m
1
m
α
Hình 2
Trang 2HỨỚNG DẪN CHẤM HSG LÝ 10 NĂM HỌC 2010 – 2011
Câu 1 1 Viết phương trình chuyển động của các vật:
Chọn trục Ox hướng lên , gốc tại mặt đất, t = 0 khi ném vật A ta có;
1
2
2 2
300 20 5
250 25( 1) 5( 1) ; 1
1 0; 300 20 5 0
x = → + t− t =
Giải pt ta có: t11=10 ;s t12= − <6s 0 (loại)
………
21 2
0 250 25( 1) 5( 1) 0
……… Thời gian chuyển động của B là: ∆ =t t21− =1 10s
………
1 2
300 20 5 250 25( 1) 5( 1)
5, 3
x x
=
→ =
………
Vận tốc của A khi đó: v A =20−gt = −33 /m s
………
Vận tốc của B khi đó: v B =25 10(− t− =1) 18m s/
………
Khoảng cách giữa hai vật trong thời gian chuyển động:
2 1 80 15
………
(Max ) 80 15.10 70
(5đ) 0,5
0,5
0,5
0,5 0,5
0,5
0,5 0,5
0,5
0,5
Câu 2
Khi cân bằng lò xo bị giãn một đoạn ∆ = + −l x y l0
………
bi.F =F1 =F2
F =Mω x F =mω y F =k x= −y l
………
Đẳng thức F1 =F2 cho ta: x m
y = M (1)
(5đ) 0,5
0,5
0,5
Trang 3………
0
Mω x k x y l
k M m Mmω k m m Mmω
………
Mm
→
cứng lò xo đủ lớn để giữ hai hòn bi)
………
ax
( 1)
34, 6 /
M
M
M k
M vong s rad s
ω
+
………
Thay các giá trị vào (3) ta có: x=0, 095 ;m y=0,19 ;m lV =0, 085m
………
Lực đàn hồi: F =k l.V =3, 4N
0,5 0,75
0,75
0,5
0,5 0,5
Câu 3 Khi quả cầu đứng cân bằng các lực tác dụng vào nó:
Sức căng T; lực ma sát Fms; phản lực N;trọng lực P
………
Đối với trục quay lqua điểm A,
Fms.R – N.R = 0
………
hay Fms = N
………
Mặt khác Fms ≤ k.N → k ≥1
(4đ)
1
1,5
1 0,5
Câu 4 Chọn chiều dương là chiều chuyển động
Đối với m1 có các lực tác dụng: P1; T1
Đối với m1 có các lực tác dụng: P2; T2
P1 – T1 = m1a1
T2 – P2sinα = m2a2
Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a; T1 = T2 = T
a1 = a2 = (P1 – P2sinα)/(m1 + m2) = 4 m/s2
Hình vẽ 1
(6đ) 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25 0,5
T = P1 – m1a = 18 N
0,25 0,25
A
P
T
Fms
N
Trang 4T
2
T Q
Áp lực tác dụng lên trục của ròng rọc:
2
1 T T
Q= +
Hvẽ0,25 0,25
Các lực tác dụng vào vật M:
P, N ,T2 ,T1, '
2
N ,F ms
N2’ = P2cosα = 10 3N
Fmsn = T2x – N2x = 4 3N
N = P + T1 + T2y + N2y’
= P + T1 + T2sinα + N2x’cosα
= 62 N
Để M không bị trượt trên bàn thì ma sát giữa M và bàn là ma sát
nghỉ: Fmsn ≤ µN
Hình 1 Hình 2
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25
H vẽ2: 1
M
2
m
1
m
αP2
T1
N2 T2 T2
T1
P1
P
N
Fms
N2’
T1
T2