Mời các em theo dõi nội dung bài học hôm nay Giải vật lí 10 bài 20 trang 80, 81, 82 Kết nối tri thức
Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2 .Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng so với phương ngang. Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 450 so với phương ngang. Hai vật có khối lượng
Câu hỏi tr 82 B1
| 1. Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2 . |
Hướng dẫn giải:
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: BACKSLASH(BACKSLASHsum {BACKSLASHoverrightarrow F } = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Lời giải:
Vật chịu tác dụng của 4 lực: lực đẩy BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow F BACKSLASH), lực ma sát BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} BACKSLASH), trọng lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow P BACKSLASH), phản lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow N BACKSLASH)
Chọn hệ quy chiếu và các lực có chiều như hình vẽ
Theo định luật 2 Newton, ta có: BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow F + BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} + BACKSLASHoverrightarrow P + BACKSLASHoverrightarrow N = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH) (1)
Chiếu (1) lên trục Ox ta có: BACKSLASH(F – {F_{ms}} = ma BACKSLASHLeftrightarrow F – BACKSLASHmu N = maBACKSLASH) (2)
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}P – N = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N = P = mgBACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Thay N = mg vào (2), ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}F – BACKSLASHmu mg = maBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a = BACKSLASHfrac{{F – BACKSLASHmu mg}}{m}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a = BACKSLASHfrac{{220 – 0,35.55.9,8}}{{55}} = 0,57(m/{s^2})BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Câu hỏi tr 82 B2
| 2. Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng BACKSLASH(BACKSLASHalpha = {30^ BACKSLASHcirc }BACKSLASH) so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là BACKSLASH(BACKSLASHmu = 0,3BACKSLASH). Lấy g = 9,8 m/s2 . Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2 s. |
Hướng dẫn giải:
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: BACKSLASH(BACKSLASHsum {BACKSLASHoverrightarrow F } = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Lời giải:
Quyển sách (coi là chất điểm) chịu tác dụng của ba lực: lực ma sát BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} BACKSLASH), trọng lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow P BACKSLASH), phản lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow N BACKSLASH)
Theo định luật 2 Newton, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} + BACKSLASHoverrightarrow P + BACKSLASHoverrightarrow N = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH) (1)
Chiếu (1) lên Ox, ta có:
BACKSLASH({P_x} – {F_{ms}} = maBACKSLASH)
BACKSLASH( BACKSLASHLeftrightarrow mgBACKSLASHsin BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu N = maBACKSLASH) (2)
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}N – {P_y} = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N – mgBACKSLASHcos BACKSLASHalpha = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N = mgBACKSLASHcos BACKSLASHalpha BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Thay BACKSLASH(N = mgBACKSLASHcos BACKSLASHalpha BACKSLASH) vào (2), ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}mgBACKSLASHsin BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu mgBACKSLASHcos BACKSLASHalpha = maBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow gBACKSLASHsin BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu gBACKSLASHcos BACKSLASHalpha = aBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a = 9,8.BACKSLASHsin {30^ BACKSLASHcirc } – 0,3.9,8.BACKSLASHcos {30^ BACKSLASHcirc }BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a BACKSLASHapprox 2,35(m/{s^2})BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Quãng đường vật đi được sau 2 s là:
BACKSLASH(S = BACKSLASHfrac{1}{2}a{t^2} = BACKSLASHfrac{1}{2}.2,{35.2^2} = 4,7(m)BACKSLASH)
Câu hỏi tr 82 B3
| 3. Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 300 so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và mặt sàn là BACKSLASH(BACKSLASHmu = 0,2BACKSLASH)(lấy BACKSLASH(g = 9,8m/{s^2}BACKSLASH)). Hãy xác định độ lớn của lực kéo để thùng sâchs chuyển động thẳng đều. |
Hướng dẫn giải:
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: BACKSLASH(BACKSLASHsum {BACKSLASHoverrightarrow F } = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Lời giải:
Thùng sách (được coi là chất điểm) chịu tác dụng bởi 4 lực: lực ma sát BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} BACKSLASH), trọng lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow P BACKSLASH), phản lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow N BACKSLASH), lực kéo BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow F BACKSLASH)
Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ
Theo định luật 2 Newton, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow F + BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms}}} + BACKSLASHoverrightarrow P + BACKSLASHoverrightarrow N = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH) (1)
Chiếu (1) lên Ox, ta có:
BACKSLASH({F_x} – {F_{ms}} = maBACKSLASH)
BACKSLASH( BACKSLASHLeftrightarrow F.BACKSLASHcos BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu N = maBACKSLASH)
Do vật chuyển động thẳng đều nên a = 0
BACKSLASH( BACKSLASHRightarrow F.BACKSLASHcos BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu N = 0BACKSLASH) (2)
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}{F_y} + N – P = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N = P – {F_y}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N = P – F.BACKSLASHsin BACKSLASHalpha BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow N = mg – F.BACKSLASHsin BACKSLASHalpha BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Thay BACKSLASH(N = mg – F.BACKSLASHsin BACKSLASHalpha BACKSLASH)vào (2), ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}F.BACKSLASHcos BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu (mg – F.BACKSLASHsin BACKSLASHalpha ) = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F.BACKSLASHcos BACKSLASHalpha – BACKSLASHmu mg + F.BACKSLASHmu .BACKSLASHsin BACKSLASHalpha = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F(BACKSLASHcos BACKSLASHalpha + BACKSLASHmu .BACKSLASHsin BACKSLASHalpha ) = BACKSLASHmu mgBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F = BACKSLASHfrac{{BACKSLASHmu mg}}{{BACKSLASHcos BACKSLASHalpha + BACKSLASHmu .BACKSLASHsin BACKSLASHalpha }}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F = BACKSLASHfrac{{0,2.10.9,8}}{{BACKSLASHcos {{30}^0} + 0,2.BACKSLASHsin {{30}^0}}}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F BACKSLASHapprox 20,29(N)BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Câu hỏi tr 82 B4
| 4. Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm ngang. Kéo vật 1 bằng một lực BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow F BACKSLASH)nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số ma sát giữa mỗi vật và mặt sàn là BACKSLASH(BACKSLASHmu = 0,2BACKSLASH). Lấy BACKSLASH(g = 9,8m/{s^2}BACKSLASH). Tính gia tốc của mỗi vật và lực căng của dây nối. |
Hướng dẫn giải:
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: BACKSLASH(BACKSLASHsum {BACKSLASHoverrightarrow F } = m.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Lời giải:
Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ:
Theo định luật 2 Newton cho hệ vật, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{P_1}} + BACKSLASHoverrightarrow {{P_2}} + BACKSLASHoverrightarrow {{N_1}} + BACKSLASHoverrightarrow {{N_2}} + BACKSLASHoverrightarrow F + BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms1}}} + BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms2}}} + BACKSLASHoverrightarrow {{T_1}} + BACKSLASHoverrightarrow {{T_2}} = ({m_1} + {m_2}).BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH) (1)
Chiếu (1) lên Ox, ta có
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}F – {F_{ms1}} – {F_{ms2}} – {T_1} + {T_2} = ({m_1} + {m_2}).aBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow F – BACKSLASHmu ({N_1} + {N_2}) = ({m_1} + {m_2}).aBACKSLASHend{array}BACKSLASH)
BACKSLASH( BACKSLASHLeftrightarrow a = BACKSLASHfrac{{F – BACKSLASHmu ({N_1} + {N_2})}}{{{m_1} + {m_2}}}BACKSLASH) (2)
(do BACKSLASH({T_1} = {T_2}BACKSLASH))
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}{N_1} + {N_2} – {P_1} – {P_2} = 0BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow {N_1} + {N_2} = {P_1} + {P_2}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow {N_1} + {N_2} = ({m_1} + {m_2}).gBACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Thay BACKSLASH({N_1} + {N_2} = ({m_1} + {m_2}).gBACKSLASH) vào (2), ta có:
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}a = BACKSLASHfrac{{F – BACKSLASHmu .g({m_1} + {m_2})}}{{{m_1} + {m_2}}}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a = BACKSLASHfrac{{45 – 0,2.9,8.(5 + 10)}}{{5 + 10}}BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow a = 1,04(m/{s^2})BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Xét vật 1
Theo định luật 2 Newton, ta có
BACKSLASH(BACKSLASHoverrightarrow {{P_1}} + BACKSLASHoverrightarrow {{N_1}} + BACKSLASHoverrightarrow F + BACKSLASHoverrightarrow {{F_{ms1}}} + BACKSLASHoverrightarrow {{T_1}} = {m_1}.BACKSLASHoverrightarrow a BACKSLASH) (3)
Chiếu (3) lên Ox, có
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l}F – {F_{ms1}} – {T_1} = {m_1}.aBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow {T_1} = F – BACKSLASHmu {N_1} – {m_1}.aBACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Chiếu (3) lên Oy, ta có BACKSLASH({N_1} = {P_1} = {m_1}.gBACKSLASH)
BACKSLASH(BACKSLASHbegin{array}{l} BACKSLASHRightarrow {T_1} = F – BACKSLASHmu {m_1}g – {m_1}.aBACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow {T_1} = 45 – 0,2.5.9,8 – 5.1,04BACKSLASHBACKSLASH BACKSLASHLeftrightarrow {T_1} = 30(N)BACKSLASHend{array}BACKSLASH)
Vậy gia tốc của hai vật là 1,04 m/s2 và lực căng của dây nối là 30 N.
Hy vọng với nội dung trong bài Giải vật lí 10 bài 20 trang 80, 81, 82 Kết nối tri thức
do thầy cô trường Trung học Bình Chánh biên soạn sẽ giúp các em nắm chắc kiến thức nội dung bài học tốt hơn để từ đó hoàn thành tất cả các bài tập trong SGK.
Đăng bởi: THCS Bình Chánh
Chuyên mục: Vật Lí 10 Kết nối tri thức
