Vật lý 10 chương 2 đáp án

Tác dụng lên vật có trọng lực P, phản lực Q của tường và lực căng dây T Vật năm cân băng khi: T+P+Q=0 P mg Tác dụng lên vật có sức căng dây T , trọng lực P và phản lực Q Vật năm cân bă

CHUONG 2: DONG LUC HOC CHAT DIEM

BAI 1: TONG HOP — PHAN TICH LUC — DIEU KIEN CAN BANG CUA

HƯỚNG DÂN GIẢI

Câu 1: Hợp lực tính bởi: F” = E + E +2RE;cosœ = F=502(N)

Câu 7: Ta có: |E —E,|<F<FE+E —=3N<F<2IN

ABD cân tại

Vì vectơ lực F, vuông góc với mặt phẳng chứa hai lực còn lại nên: E= NEj + =20(N)

Câu 18:

P+F-(2F) F?-3E

Góc giữa lực F và lực tông hợp: cosœ = 2.FE ¡ QF) =0 2F

Suy ra góc giữa lực E và lực tổng hợp có thể băng 90°

Tác dụng lên vật có sức căng dây T , trọng lực P và phản lực Q

Vật năm cân băng nên: T+P+Q=0

Chiếu lên trục Oxy như hình vẽ ta có:

Câu 2:

Cau 3:

Cau 4:

Tác dụng lên vật có: trọng lực P và lực căng dây T,

Tác dụng lên điêm treo Ô có sức căng của cac day: T,;T,;T,

Vì dây không giãn nên ta có: T, = -T,

Vật năm cân bằng nên: P+T, =0>P=T,

Điểm treo O nằm cân bằng nên: T, + T, +T, =0 (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục Oxy như hình vẽ:

Tác dụng lên vật có sức căng dây T , trọng lực P và phản lực Q

Vật năm cân băng nên: T+P+ Q =0

Chiếu lên trục Oxy như hình vẽ ta có:

Ox :Psina—T=0>T=Psina =40(N).

Tác dụng lên vật có trọng lực P, phản lực Q của tường và lực căng dây T

Vật năm cân băng khi: T+P+Q=0

P mg

Tác dụng lên vật có sức căng dây T , trọng lực P và phản lực Q

Vật năm cân băng nên: T+P+Q=0

Chiếu lên các trục của hệ tọa độ Oxy như hình vẽ ta có:

Vật năm cân băng nên: T+P+ Q =0

Chiếu lên trục Ox của hệ trục Oxy như hình vẽ ta có:

mgsinœ—T=0=>T = mgsin ơ = 4,9(N)

Câu 7:

Tác dụng lên vật có: trọng lực P , Sức căng dây T,

Tác dụng lên điểm treo có: T;T;;T; trong đó về mặt độ lớn: T =T;;T; =T, vì dây không giãn Vật nằm cân bằng nên: P=T, =T,

Điểm treo đèn cũng nằm cân bằng nên: T, +T, +T, =0

Chiếu phương trình này lên trục Oy của hệ tọa độ Oxy như hình vẽ ta có:

Tác dụng lên đèn có trọng lực P, sức căng dây T,

Vật nằm cân băng nên: T =P

Tác dụng lên điểm treo O có: lực căng dây T; lực căng dây T và phản lực Q của thanh Điểm O năm cân băng nên: T, +T+Q=0

Tác dụng lên quả cầu có trọng lực P, phản lực Q của tường và sức căng dây T

Vật năm cân băng nên: T+P+Q=0

Chiếu lên các trục của hệ tọa độ Oxy như hình vẽ ta được

Tác dụng lên thuyên có lực căng dây T, lực đây của gió F, , và lực đầy của nước F

Thuyền năm cân bằng nên: T+ E + E =0

Chiếu lên trục Oy của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

Tác dụng lên vật có lực đây F, trọng lực P, phản lực Q của mặt phăng nghiêng

Vật năm cân băng khi: F+P+ Q =0

Chiếu lên trục Ox của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ (Oy vuông góc với mặt phăng nghiêng) ta được:

mgsinœ — Fcosœ = 0—> E= mg.tan œ = 20(NÌ).

BAI 2: BA DINH LUAT NIU-TON

11-C | 12-B | 13-A | 14-C | 15-C | 16-B | 17-C | 18-D | 19-C | 20-A 21-C | 22-D | 23-B | 24-C | 25-A | 26-D | 27-A | 28-B | 29-D | 30-A

HUONG DAN GIẢI

Câu 11: Gia tốc của quả bóng trong thời gian có lực tác dụng: a = + = 400m/s’

m Sau thời gian 0,02s quả bóng bay đi với vận tốc bằng: v= Vy, +af = a.t = 400.0,02 =8m/s

, 1 1 F

Khi đó xe đi quãng đường s mất 10s suy ra: s= —a,.tˆ =>s = 2 1U (1)

m Lúc sau gia tốc của xe bằng: a; = X

Câu 15: Quãng đường vật đi được từ thời điểm t đến thời điểm t+ At là:

S,=§(t+At)—S(t)= vu(tEAt)+2.a(L£AĐŸ ~v.t- Sat’ = vo dt a(t At)" _-

Quang đường vật đi được từ thời điêm t+ At—>t+2At là:

S, =S(t+2At)—S(t+At)= v(t 2At)+—a (t+ 2A¢)° ~vy.(t+At)-Sa(teaty’

10

= voAt + 5a(t+2At) —sa(t+ at)’,

Theo bai ra ta có quãng đường sau dài hơn quãng đường trước 90cm nên:

S,—§, =90= -a|(L+2At}Ÿ -2(t+AtŸ +t | = Sa2AC =a.At =90=> a =40(cm/s*)

Theo định luật II Niu-ton ta co: F = m.a = 0,4.0,15 = 0,06(N)

Cau 16: Goi lực ép tác dụng lên quả câu trước khi rời nhau là H;:E,

Theo định luật II Niu-tơn ta có: E =E =FE

Câu 21: Gia tỐc của vật: a = - =1000(m/s)

Theo định luật II Niu-ton lực sút là: F= m.a =400(N)

Quãng đường vật đi được trong thời gian (t—1)s là: s, = vạ(t—1)+ 54 (t— ly

Quang đường vật đi được trong giây cuối cùng là: s—s, = vạt+ at” —v,(t—1)- 3v a(t—1) =1,5(m)

d e m At 0,025 v3 ( )

12

Câu 29: Vi thời gian rất ngắn nên coi độ lớn lực mà lò xo tác dụng lên 2 vật không đổi và có độ lớn băng nhau

BAI 3: LUC HAP DAN — LUC DAN HOI — LUC MA SAT — LUC HUONG TAM

Dang 1: Van dung công thức của các lực đề giải các bài toán đơn giản

Câu 7: Trọng lượng băng lực hâp dẫn, ở trên Trái Dat: F= P = mg = R 10(N)

Khi 6 cach Trai Dat 2R thi: F'= 2M = F = 9 5(n),

(2R) 4

A - ik » AL UA re Tk Vv

Câu 8: Gia tôc của vật trên Trái Đât: a = TẾ 10(m/ s7)

13

Gia tốc của vat trén hanh tinh X: a'=— =6,4=0,64a

Do đó lực hút trên hành tinh X bằng 0,64 lần trên Trai Dat

Câu 10: Trọng lượng của vật bang luc hap dẫn tác dụng lên vật: P, = 20N = cm

Tác dụng lên vật có trọng lực P, lực đàn hồi của các lò xo F;E

Vt nam can bang khi: F +F, =P

Với E =k,.A?,E =k,A(

mg

Suy ra: (k, +k, )A€=mg > Al= y (k, ;) g kik

= 0, 04(m) = 4(cm)

Vậy chiều dai lò xo khi đó là: = 0, + AC = 24(cm)

Câu 18: Gọi độ cứng lò xo là k, chiều dài tự nhiên là (,

14

Khi tác dụng lực E =2(N) thì độ giãn của lò xo băng: A(, = £¡— 0, =0,22— 0, -t==(1)

Khi tac dung luc F2 = 4,2(N) thi d6 gian cia 10 xo bang: Al, = 0, — 0, =0,242-0, = 7 = — (2)

Giải hé (1) va (2) ta tim ra duge: k = 100(N/m);¢, =0,2(m)

Câu 19: Khi treo vật nặng khối lượng m¡ = 500g vào lò xo thì nó giãn ra:

Al, = == = 0,05(m) =5(cm)

Treo vật thứ 2 vào giữa lò xo, phân bị vật này kéo có chiều dài bằng nửa lò xo nên độ cứng k' = 2k =

200 (N / m)

Độ giãn của phân lò xo này: AC, = mm = 0,025(m) = 2,5(cm)

Vay tong cong 10 xo gian: AC = AC, + AC, =7,5(cm) > 0 =, + AC =47,5(cm)

Cau 22: Khi kéo hệ lò xo ra bằng một lực F thì các lò xo A va B giãn những đoạn A/,; A0,

Khi do ca hé 10 xo gian doan: Al = A¢, + AZ, (1)

Xét điểm B là điểm nỗi giữa 2 vật chịu tác dụng của 2 lực đàn hồi của 2 lò xo B nam can bang nén:

k, AC, =k, AC, > AC, = THAY, thay vào (1) ta được: A£ = v.|b]

Điểm C chịu tác dụng của lực kéo F và lực đàn hồi của lò xo 2 C nam can bang nén: F=k,.A¢, =k.AC trong đó k là độ cứng của hệ tương đương

Suy ra: k,.A¢, =k,.A¢,., 1442 |>k=<1t& — 60(N/m) k, k, +k,

Câu 23: Khi chùm có 2 quả, khối lượng quả nặng là m¡ = 200.2 = 400(g)

Độ giãn của lò xo: Af, = /,—y =0,15— 0, = — =4()

k Khi chùm có 4 quả, khối lượng quả nặng là m, = 200.4 = 800(g)

Độ giãn của lò xo: A/, = 0, — 0, =0,17- 0, = " = = (2)

Giai hé (1) va (2) ta có: k= 200(N/m); 0, = 0,13m = 13cm

Khi lò xo dai 21cm thì nó giãn: A/ =0,21—0,13= 0,08(m) = "¬ = ee —n=8

Vay can 8 qua

Câu 24: Gọi độ cứng và chiêu dài tự nhiên của lò xo là k;£,

Khi treo vật khôi lượng m¡ị = 200g thì lò xo giãn: A(, = at, —Ly = 703 — fo (1)

15

mg -(,-t, 5%

Khi treo vật khối lượng m =m,+m, thì lò xo giãn: Af„ = =0,32-/,(2)

Giải hệ (1) và (2) ta tim ra: k =125(N/m); 0, =0,284(m)

Quãng đường mà xe chạy được đến khi dừng lại: s =

Câu 37: Tác dụng lên vật có lực đây F va luc ma sát F Do vật chuyển động nhanh dan đều nên:

Dang 2: Ap dung két hop dinh luat II Niu - ton va cac luc co hoc lién quan

Xe chuyển động thắng đều nên lực đây cân băng với lực ma sát: F=20N= F,„ = Hmg

Lúc sau khối lượng xe là (m + 20) kg nên lực đây cần là 60N: E'=60(N)=k(m+20).g

Trừ về ta được: 40 = 11.20.g > = 40 _

20.10 — 0,2

HUONG DAN GIẢI

Câu 1: Ô tô chuyên động nhanh dân đều với gia tỐc: a = > =0,5 (m / s”).,

Áp dụng định luật II Niu-tơn, lực kéo có độ lớn: E= m.a =1200.0,5 =600(N)

Tác dụng lên vật có trọng lực P , lực đàn hồi của lò xo F, và phản lực Q của mặt phẳng nghiêng

Vật năm cân băng nên: P+Q+F, =0

Chiếu lên trục Ox của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

DO nén cua lo xo: x =12 — 11 = 1(cm)

Tac dung lên vật có trọng lực P , lực đàn hồi của lò xo F, va phan luc Q cua mat phẳng nghiêng

Vật năm cân bằng nên: P+Q+F, =0

Chiếu lên trục Ox của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

mg sina —F, =0>sina=—+ =— =—>a=30"

mg mg Câu 4: Khi lò xo quay tròn thì lure dan héi đóng vai trò là lực hướng tâm Khi quay đều lò xo có chiều dài ứ

Tác dụng lên xe có trọng lực P và phản lực Q của câu lên xe

Theo định luật II Niu-tơn ta có: P+Q= ma

Chiếu lên phương hướng tâm tại điểm cao nhất ta có: P—Q= R =>Q=P- R =8000(N)

Theo định tuật H Niu-tơn thì áp lực của vật lên cầu có độ lớn bang phản lực của câu lên vật

18

Câu 9: Khoảng cách xa nhất của vật so với tâm bằng r Khi đó lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm: F=ma,, = mor

Để vật không bị trượt thì: E< tưng > mo’r < tưng > r <0,25(m) = 25cm

Câu 10: Tác dụng lên xe có lực kéo F và lực ma sát của mặt đường Theo định luật HH Niu-tơn ta có:

Theo định luật II Niu-tơn ta có: P+Q+E„ =ma

Chiếu lên các trục của hệ tọa độ như hình vẽ ta có: Oy :Q— mgcosœ =0 => Q= mgcosœ =N, trong đó

N là áp lực của vật lên mặt phăng nghiêng

Theo dinh luat II Niu-ton taco: P+Q+F+F, =0 (vi vat trượt đều)

Chiéu phương trình trên lên các trục của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

Oy:Q— mgcosơ = 0= Q = mgcosơœ = N là áp lực của vật lên mặt phẳng nghiêng

Ox : F—F,, —mgsina =0>F,, =F—mgsina = 30—90.sina <30(N)

19

Tác dụng lên vật có lực kéo F, trọng lực P, phản lực Q và lực ma sát Theo định luật II Niu-tơn ta có:

F+P+Q+ EF =0 vì hòm chuyền động đều

Chiếu lên các trục của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

Oy:Q~+F.sinœơ—P=0>Q=P-Fsinœ=N với N là lực ép của vật lên mặt phăng

Ox: Fcosœ —F„ =0 = Fcosơ — HN = 0 Fcosơ — (mg — Fsin œ)=0— E= —*—=56.4(N)

Tác dụng lện vật m, có trọng lực P, phản lực Q, lực ma sát F va luc cang day T,

Theo định luật II Niu-tơn ta có: P.+Q+T/+E, =maa,

Tác dụng lên vật ma có trọng lực P, và lực căng dây T,

Theo định luật II Niu-tơn ta có: P, + T, = m,a,

Coi day khéng dan ta c6: a, =a, =a;T, =T, =T

Chọn chiều dương trùng với chiêu chuyên động của các vật Chiêu các phương trình lên chiều dương đã

Suy ra: T=P, —m,a =1,44(N)

Cau 16:

Đê vật đi lên ta cân tác dụng một lực kéo hướng lên

Tác dụng lên vật có lực kéo F, các lực ma sát với các tâm ván và trọng lực P, các lực ép của các tâm ván

Xét vật trong hệ quy chiếu gắn với thang máy Tác dụng lên vật có trọng lực P, phản lực Q và lực quán tính F,

Vật nằm yên trong thang máy nên: P+ Q+ F, =0

Chiếu lên hướng chuyển d6ng cia thang m4y: Q=P+EF, =mg+ma =40.10+ 40.5 = 600(N)

Độ lớn phản lực băng độ lớn áp lực N của vật lên sàn thang máy

Xét vật trong hệ quy chiêu gắn với xe Khi xe chuyển động, lực quán tính ngược hướng gia tốc xe có xu

hướng làm cho lò xo bị nén lại Do đó nó chịu tác dụng của lực ma sát và lực đàn hôi có hướng như hình

vẽ

Vật năm cân băng đối với xe nên: P+Q+F,+F, +F, =0

Chiếu lên các trục của hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ ta được:

Oy: Q—P=0>Q=mg=N là áp lực của vật lên xe

BAI 4: BAI TOAN VE CHUYEN DONG CUA VAT NEM NGANG

Chọn gốc tọa độ tại vị trí thả vật, trục Ôy thăng đứng hướng xuống, trục Ox nằm ngang

Viên đạn rơi gần chân tường nhà nhất khi nó đi vừa đúng qua đầu A và rơi xuống tại điểm C

Phân tích chuyển động của vật thành 2 thành phần theo phương ngang và theo phương thăng đứng

Theo phương ngang không có lực tác dụng nên vật chuyên động thắng đều: x = Vọ.{

Khi vật rơi tới đất thì y =100(m) = x = 111,8(m) = CH—> CB =CH - HB = 11,8(m)

Câu 4: Thời gian vật chuyển động ném ngang băng với thời gian rơi tự do của vật ở cùng độ cao h:

c— (2t =0)

Theo phương ngang không có lực tác dụng lên vật nên vật chuyển động thăng đều với vận tốc Vo-

Tâm bay xa của vật: L= vụ.t =1,8m=> v=3(m/s)

Để vật rơi qua cửa số thì khi hoành độ x = L vật phải có tung độ trong khoảng từ b< y<a+b

Gọi x là khoảng cách mà máy bay cân thả đề trúng xe tăng

Viên đạn chuyển động như một vật bị ném ngang từ độ cao h

Trong cùng thời gian đó xe tăng đã đi được quãng đường: S = v;.t =120(m)

Đề bom thả trúng xe ta có: x=L—§=1200—120 =1080(m)

Câu 8:

Chọn gốc tọa độ tại vị trí thả vật, trục Ôy thăng đứng hướng xuống, trục Ox nằm ngang

Phân tích chuyển động của vật thành 2 thành phần theo phương ngang và theo phương thăng đứng Theo phương ngang không có lực tác dụng nên vật chuyển động thắng đều: V.=Vẹ

Theo phương thăng đứng, vật chuyển động nhanh dân đều: Vv, =gt

Thời gian vật rơi tới mat dat: t = ]— =4(s)

g Vận tốc vật khi chạm dat: v = JV +Vv, = VV +(gt) ~ 44,7(m/$)

Câu 9:

Chọn gốc tọa độ tại vị trí thả vật, trục Ôy thăng đứng hướng xuống, trục Ox nằm ngang

Phân tích chuyển động của vật thành 2 thành phần theo phương ngang và theo phương thăng đứng Theo phương ngang không có lực tác dụng nên vật chuyên động thắng đều: V.=Vọ

Theo phương thăng đứng, vật chuyến động nhanh dân đều: Vv, =gt

Vectơ vận tốc của vật: v= v, + Vụ, Từ hình vẽ ta thấy góc tạo bởi vectơ vận tốc và phương ngang:

25