Bài 21: Một sợi dây lí tưởng, được gắn chặt vào mặt bàn nằm ngang và vắt qua ròng rọc không khối lượng, rồi buộc vào một vật có khối lượng nào đó nằm trên mặt nghiêng của một nêm không t[r]
Trang 1BÀI TẬP VẬT LÝ 10NC ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 1: Biết F F1 F2
và F1 = F2 = 5 3N và góc giữa F
và F1 bằng 300 Độ lớn của hợp lực F và góc giữa F1 với F2 bằng bao nhiêu? (Đs: 15N và 600)
Bài 2: Tác dụng một lực Flần lượt vào các vật có khối lượng m1, m2, m3 thì các vật thu được gia tốc
có độ lớn lần lượt bằng 2m/s2, 5 m/s2, 10 m/s2 Nếu tác dụng lực F nói trên vào vật có khối lượng (m1 + m2 + m3) thì gia tốc của vật bằng bao nhiêu? (Đs: 1,25 m/s2)
Bài 3: Từ độ cao 5m so với mặt nước trong hồ rộng, một người ném một vật nhỏ ra xa với vận tốc
ban đầu có độ lớn không đổi 15m/s, góc ném có thể thay đổi được Lấy g = 10m/s2 Hỏi góc ném nào cho tầm xa lớn nhất? Bỏ qua sức cản không khí (Đs: 400)
Bài 4: Sợi dây cao su mảnh, có chiều dài tự nhiên 50cm và hệ số đàn hồi 40N/m Đầu trên của dây
được gắn cố định vào một điểm O trên giá đỡ, đầu dưới có treo vật 100g Đưa vật tới sát vị trí O rồi thả nhẹ Lấy g = 10m/s2 Khi vật có vận tốc cực đại thì chiều dài của dây cao su bằng bao nhiêu? (Đs: 52,5cm)
Bài 5: Một quả bóng cao su, khối lượng 500g bay với tốc độ 72km/h đến đập vương góc với một
bức tường rồi bật ngược trở ra với tốc độ như trước Thời gian va chạm là 0,05s.Tính lực trung bình
do tường tác dụng vào bóng trong thời gian va chạm (400N)
Bài 6: Tại độ cao 20m so với mặt đất, người ta ném một quả cầu nhỏ theo phương ngang với tốc độ
ban đầu v0 Sau khi ném 1s vận tốc của quả cầu hợp với phương ngang một góc 450 Lấy g = 10m/s2 Hãy xác định:
a Tốc độ ban đầu v0 của quả cầu ( 10m/s)
b Tầm xa mà quả cầu đạt được (20m)
Bài 7: Một người kéo một kiện hàng khối lượng 100kg trên mặt sàn nằm ngang bằng một lực kéo
k
F
, có hướng hợp với phương ngang một góc α có thể thay đổi được Biết hệ số ma sát nghỉ giữa kiện hàng và mặt sàn là μ = 0,2 Lấy g = 10m/s2 Giả thiết rằng người đó chỉ có thể tạo ra một lực kéo tối đa là 198N, hỏi người đó có thể dịch được kiện hàng hay không? ( có thể)
Bài 8: Nêm M có khối lượng 2kg, góc nghiêng α = 300, đặt trên mặt đất trơn nhẵn Vật nhỏ m khối lượng m = 500g đặt trên mặt nghiêng của nêm Hệ số ma sát trượt giữa vật m và mặt nghiêng của nêm M là μ = 0,2 Ban đầu hệ đứng yên sau đó thả cho vật chuyển động tự đo Hãy xác định gia tốc của nêm so với mặt đất Lấy g = 10m/s2 (0,68m/s2)
Bài 9: Một rơmooc có khối lượng m = 1200kg được kéo với một lực không đổi Fk = 1000N Hệ số
ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là μl = 0,04 Hỏi sau khi chuyển bánh được 30s thì rơmooc đạt được vận tốc là bao nhiêu và đã đi được quãng đường là bao nhiêu? ( 13,2m/s , 198m)
Bài 10: Quả bóng khối lượng 200g bay với vận tốc 72km/h đến đập vào tường và bị bật trở lại với
vận tốc không đổi Biết va chạm của quả bóng với tường tuân theo định luật phản xạ gương và bóng đến đập vào tường dưới, góc tới 300, thời gian va chạm 0,05s Tính lực do tường tác dụng lên bóng (Đs: 138,4N)
Bài 11: Một xe lăn khối lượng 50kg dưới tác dụng của một lực kéo chuyển động không vận tốc đầu
từ đầu phòng đến cuối phòng mất 10s Khi chất lên xe một kiện
hàng xe phải chuyển động mất 20s Bỏ qua ma sát tìm khối lượng
kiện hàng ( 150kg)
Bài 12: Một vật có khối lượng m = 15kg, được treo bằng sợi dây.
Cho biết α = 280, β = 470 và g = 9,8m/s2 ( Hình 1) Tìm lực căng của
các sợi dây (TA = 100N, TB = 130N, TC = 150N)
Bài 13: Ba sợi dây cao su, một đầu nối với nhau và được kéo chậm
ra theo các hướng khác nhau ( Hình 2a) Tại một thời điểm nào đó độ dài của ba
dây bằng nhau và bằng L1 = 20cm Sau đó các dây được kéo dãn dưới các góc khác
Hình 1
Hình 2a
Trang 2( Hình 2b) Trong trường hợp đó sự bằng nhau của độ dài ba dây xảy ra khi mỗi dây đều bằng L2 = 30cm Biết rằng ban đầu độ dài tự nhiên của dây thứ nhất bằng l1 = 15cm Hãy tìm độ dài tự nhiện của hai dây kia và tỉ số độ cứng của các dây Coi các dây cao su tuân theo định luật Húc (l2 = l1, l3 = 16,9cm, k1 = k2 , k1/k3 = 0,62)
Bài 14: Một lò xo có khối lượng nhỏ không đáng kể, được treo vào điểm
cố định O có độ dài tự nhiên OA = l0 Treo một vật khối lượng m1 = 100g
vào lò xo thì độ dài của nó là OB = l1 = 31cm Treo thêm một vật khối
lượng m2 = 100g vào lò xo thì độ dài của nó là OC = l2 = 32cm Tính độ
cứng K và độ dài tự nhiên l0 của lò xo Lấy g = 10m/s2 (l0 = 30cm, K =
100N/m)
Bài 15: Hai lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là K1 =
100N/m, K2 = 150N/m có cùng độ dài tự nhiên l0 = 20cm được treo thẳng
đứng như hình vẽ (Hình 3) Đầu dưới 2 lò xo nối với 1 vật có khối lượng m
= 1kg Tính chiều dài lò xo khi vật cân bằng Lấy g = 10m/s2 ( 24cm)
Bài 16: Hai lò xo L1 và L2 có độ cứng lần lượt là K1 và K2 được móc vào một quả cầu (Hình 4) Cho biết tỉ số
1
2
K 3
=
K 2 và 2 lò xo đều ở trạng thái tự nhiên Nếu dùng một lực 5N thì có thể đẩy quả cầu theo phương ngang đi 1 đoạn 1cm Tính độ cứng K1 và K2 của 2 lò xo ( K1 = 300N/m, K2 = 200N/m)
Bài 17: Một lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng K, độ dài tự nhiên l0
a Tính độ cứng K’ của nửa lò xo ấy (l0/2) (K’ = 2K)
b Treo 2 vật nặng cùng khối lượng m vào điểm cuối B và điểm
chính giữa C của lò xo thì chiều dài l của lò xo là bao nhiêu? (
0
3 2
mg
l l
K
)
Bài 18: Lò xo L1 có độ cứng K1, lò xo L2 có độ cứng K2 Hai lò xo này
mắc nối tiếp như hình 5 Đầu trên treo vào điểm A còn đầu dưới treo vào vật nặng m
a Tính độ dãn ∆l của cả 2 lò xo.
b Có thể thay hai lò xo nối như trên bằng một lò xo có độ cứng K là bao nhiêu để
khi treo vật m, lò xo này cũng dãn ra ∆l (
1 2
K K K=
K +K )
Bài 19: Một vật có khối lượng m = 1kg đặt trên tấm ván có khối lượng M = 3kg (Hình
6), hệ số ma sát giữa vật và tấm ván là μ1 = 0,2 Tấm ván được đặt trên mặt bàn nằm
ngang mà hệ số ma sát giữa tấm ván và mặt bàn là μ2 = 0,3
a Phải tác dụng vào tấm ván một lực F nằm ngang có độ lớn là bao nhiêu để tấm
ván trượt dưới vật
b Tính gia tốc của vật và tấm ván trong hai trường hợp:
@1 F = 20N
@2 F = 15N
Bài 20: Một vật có k/l m = 20kg đặt trên sàn thang máy Tính trọng
lượng của vật và phản lực của sàn lên vật trong các trường hợp:
a Thang máy đi lên thẳng đều
b Thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1 m/s2
Bài 21: Một sợi dây lí tưởng, được gắn chặt vào mặt bàn nằm ngang và vắt qua ròng rọc không khối
lượng, rồi buộc vào một vật có khối lượng nào đó nằm trên mặt nghiêng của một nêm không trọng lượng (hình 7) Biết rằng mặt nghiêng đặt vật cũng như phần sợi dây giữa mặt bàn và ròng rọc lập với mặt bàn một góc 300; mặt thẳng đứng của nêm có
Hì
nh 2b
Hình 4
Hình 5
Hình 6
α
Hình 2a
Trang 3độ cao h Hỏi hệ số ma sát giữa mặt bàn và nêm phải như thế nào để nêm luôn luôn ở trạng thái đứng yên? (
3
μ 5
)
Bài 22: Cho hệ vật như hình 8 với m1 = 3kg, m2 = 1kg Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng
là μ = 0,1, góc α = 300 , g = 10m/s2 Dây không dãn Bỏ qua khối lượng ròng rọc và dây nối Tính gia tốc của vật và sức căng dây (a = 0,6m/s2, T = 10,6N)
Bài 23: Ba vật có cùng khối lượng m = 200g được nối với nhau bằng dây
không dãn như hình 9 Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn là μ = 0,2
Lấy g = 10m/s2
a Tính gia tốc và sức căng dây khi hệ chuyển động (a = 2m/s2, T =
1,6N, T’ = 0,8N)
b Sau 1s kể từ lúc thả không vận tốc đầu thì dây nối qua
ròng rọc bị đứt Tính quãng đường đi được của hai vật
trên bàn kể từ lúc dây đứt đến khi chúng dừng lại với
giả thiết bàn đủ dài (1m)
Bài 24: Hai vật có khối lượng m1 và m2 được nối qua hệ hai
ròng rọc như hình 10 Bỏ qua ma sát, khối lượng dây nối và ròng rọc, dây không
dãn Tính gia tốc chuyển động và sức căng dây khi thả cho hệ chuyển động Cho m1
= m2 = 1kg, g = 10m/s2 ( a = 4m/s2, T = 6N)
Bài 25: Có 3 vật m1 = 6kg, m2 = 3kg, m3 = 2kg được mắc qua 2 ròng rọc như hình
11 Tính gia tốc chuyển động của mỗi vật Lấy g = 10m/s2 ( a1 = 10/9m/s2, a2 =
10/9m/s2, a3 = 30/9m/s2 )
Bài 26: Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 300
Hệ số ma sát trượt là μ = 0,3464 Chiều dài mặt phẳng nghiêng là l = 1m Lấy g =
10m/s2
a Tính gia tốc chuyển động của vật (2m/s2)
b Tính thời gian và vận tốc của vật khi đến cuối mặt phẳng nghiêng (t = 1s, v
= 2m/s)
c Sau khi đi hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt tr6en mặt ngang Hệ số
ma sát trượt vẫn là μ = 0,3464 Tính quãng đường vật trượt được cho đến
khi dừng lại trên mặt ngang Biết rằng khi đến cuối dốc, vận tốc của vật chỉ
đổi hướng chứ không đổi độ lớn ( 0,577m)
Bài 27: Một vật có khối lượng m = 200g đang đứng yên trên mặt phẳng ngang
cách chân mặt phẳng nghiêng 1m Tác dụng lực F = 1N trong 5s, sau đó thả cho
vật chuyển động Hỏi vật lên mặt phẳng nghiêng tới độ cao cực đại là bao nhiêu?
Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1; giữa vật và mặt phẳng
nghiêng là 0,2; góc của mặt phẳng nghiêng là 300 (0,122m)
Bài 28: Xe đang chuyển động với vận tốc 25m/s thì bắt đầu trượt lên dốc
dài 50m, cao 14m Hệ số ma sát giữa xe và mặt dốc là 0,25
a Tìm gia tốc của xe khi lên dốc
b Xe có lên hết dốc không ? Nếu xe lên được, tìm vận tốc xe ở đỉnh dốc và thời gian lên dốc
Bài 29: Tại một điểm A trên mặt phẳng nghiêng một góc 300 so với phương ngang, người
ta truyền cho một vật vận tốc 6m/s để vật đi lên trên mặt phẳng nghiêng theo một đường dốc chính Bỏ qua ma sát Lấy g = 10 m/s2
1 Tính gia tốc của vật (8,66m/s2)
2 Tính quãng đường dài nhất vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.(2,08m)
3 Sau bao lâu vật sẽ trở lại A? Lúc đó vật có vận tốc bao nhiêu? (1,39s; 6m/s)
Bài 30 : Cho hệ cơ học như hình vẽ, m1= 1kg, m2= 2kg
hệ số ma sát giữa m2 và mặt bàn là 0,2 Biết ròng rọc có
Hình 7
α
Hình 8 Hình 9
Hình 10
Hình 11
Hình 12
Trang 4khối lượng và ma sát với dây nối không đáng kể Lấy g = 10m/s2 Cho dây nối có khối lượng và độ giãn không đáng kể.Hình 12
a Tìm gia tốc hệ và lực căng dây.(2m/s2 ; 8N)
b Cho lúc đầu cơ hệ đứng yên và m1 cách đất 2m Sau khi hệ chuyển động được 0,5s thì dây đứt.Tính thời gian vật m1 tiếp tục chuyển động vận tốc của nó khi vừa chạm đất Biết trước khi dây đứt thì m2 chưa chạm vào
ròng rọc.(0,35s, 4,47m/s)
Bài 31 : Một chất điểm, khối lượng m, được treo trong mặt phẳng
thẳng đứng nhờ hai dây như hình 13 Hãy xác định:
a Lực căng của hai dây
b Lực căng của dây OA và gia tốc của chất điểm ngay sau
khi dây AB bị cắt
Bài 32: Một ròng rọc được treo vào một lực kế Một sợi dây vắt qua ròng
rọc, ở hai đầu dây treo hai vật có khối lượng m1 = 2kg và m2 = 4kg (H14)
a Xác định gia tốc của hai vật
b Xác định lực căng dây
c Lực kế chỉ bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2, bỏ qua ma sát và khối lượng của
ròng rọc
Bài 33: Một quả bóng được ném ngang với vận tốc ban đầu 15m/s, và rơi xuống
đất sau 2s Quả bóng đã được ném từ độ cao nào và đạt được tầm ném xa bằng
bao nhiêu?
Bài 34: Một con lắc đơn có vị trí cân bằng O cách mặt đất 1m Lấy g = 10m/s2
Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc α rồi thả nhẹ Khi trở lại vị trí cân
bằng O co lắc có vận tốc v = 2,24m/s thì dây đứt Tìm phương trình quỹ đạo của
vật sau khi dây đứt và tính khoảng cách từ điểm vật chạm đất đến phương thẳng
đứng qua điểm treo Đs: y = x2, xmax = 1m
Bài 35: Một máy bay đang bay ngang với tốc độ v1 ở độ cao h so với mặt đất, muốn thả bom
trúng một đoàn xe tăng đang chuyển động với tốc độ v 2 trong cùng mặt phẳng thẳng đứng với
máy bay Hỏi còn cách xe tăng bao xa thì cắt bom (là khoảng cách từ đường thẳng đứng qua máy bay đến xe tăng) trong hai trường hợp:
a Máy bay và xe tăng chuyển động cùng chiều.
b Máy bay và xe tăng chuyển động ngược chiều.
Bài 36: Sườn đồi có thể coi là mpn, góc nghiêng 300 so với trục Ox nằm ngang Từ điểm O trên sườn đồi người ta ném một vật nặng với vtốc ban đầu v 0 theo phương Ox
a Viết pt chđ và pt quỹ đạo của vật.
b Tính khoảng cách d = OA từ chỗ ném đến điểm rơi A của vật trên sườn đồi, biết v 0 = 10m/s (d = 1,33m)
c Điểm B ở chân đồi, gần O nhất, cách O một đoạn l = OB = 15m Vận tốc ban đầu v0 phải như thế nào để vật nặng không rơi ở sườn đồi mà rơi ở quá chân đồi g = 10m/s 2 (v 0 > 10,6m/s )
Hình 13
m 1
k
m 2 Hình 14