Vật lí 10 Bài 20: Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học | Giải Vật lí 10 Kết nối tri thức

Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học I. Các bước giải chính

II. Các loại bài toán III. Bài tập tự giải

Bài tập 1 trang 82 SGK Vật Lí 10: 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.

Trả lời:

Coi thùng như một chất điểm (hình vẽ), các lực tác dụng vào vật gồm: trọng lực P, lực đẩy F , phản lực N, lực ma sát trượt của sàn F_ms.

Áp dụng định luật 2 Newton ta có: F+F_ms + + =P N m.a (1) Chiếu (1) lên hai trục Ox, Oy ta có:

ms x

Ox : F F m.a m.a Oy : N P 0

− = =

 − =



( )

F .N ma

N P mg 55.9,8 539 N

−  =

  = = = =

(

)

F N

a 0,57 m / s .

m

 = −  =

Vậy gia tốc của thùng là 0,57 m/s²

Bài tập 2 trang 82 SGK Vật Lí 10: Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng= 30^o so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là µ = 0,3. Lấy g = 9,8 m/s². Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2 s.

Trả lời:

Các lực tác dụng vào quyển sách gồm: trọng lực P, phản lực N, lực ma sát trượt Fms.

Áp dụng định luật 2 Newton ta có: F_ms + +P N=m.a (1) Chiếu (1) lên hai trục Ox, Oy ta có:

x ms x

y y

Ox : P F m.a m.a mgsin .N ma

N P mg cos Oy : N P 0

− = =  −  =

 

 − =  = = 



mgsin .mgcos m.a

  −   =

( )

o o 2

a g sin gcos 9,8.sin 30 0,3.9,8.cos30 2,35 m / s .

 =  −   = − =

Quãng đường vật đi được sau 2s: ^{s 1at2 1.2,35.22 4,7 m .}

( )

2 2

= = =

Bài tập 3 trang 82 SGK Vật Lí 10: 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

30^o so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và mặt sàn là µ = 0,2 (lấy g = 9,8 m/s²). Hãy xác định độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều.

Trả lời:

Coi thùng như một chất điểm (hình vẽ), các lực tác dụng vào vật gồm: trọng lực P, phản lực N, lực ma sát trượt Fms, lực kéo F.

Áp dụng định luật 2 Newton ta có: F+F_ms + + =P N m.a (1) Chiếu (1) lên hai trục Ox, Oy ta có:

ms x

y

Ox : F.cos F m.a Oy : F.sin N P m.a

 − =

  + − =

 (2)

Do vật chuyển động thẳng đều nên a_x =a_y =0. (3) Từ (2) và (3):

Fcos .N 0 N mg Fsin

 −  =

  = − 

( )

Fcos . mg Fsin 0

  −  −  = mg

( )

F 20,3 N .

cos sin

 =  =

 +  

Bài tập 4 trang 82 SGK Vật Lí 10: 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 F nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số ma sát giữa mỗi vật và mặt sàn là µ = 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Tính gia tốc của mỗi vật và lực căng của dây nối.

Trả lời:

Vì hai vật được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn nên hai vật chuyển động với cùng gia tốc a.

Các lực tác dụng lên vật được biểu diễn trên hình vẽ:

Ta có T1 = T2 .

Áp dụng định luật 2 Newton cho hệ 2 vật ta có:

( )

ms1 ms2 1 2 1 2 1 2 1 2

F+F +F + +P P +N +N + +T T = m +m .a (1) Chiếu (1) lên trục Ox ta có:

( )

ms1 ms2 1 2 1 2

F−F −F − +T T = m +m a

( )

1 2 1 2

F m g m g m m a

 −  −  = +

(

) (

)

1 2

F g m m

a 1,04 m / s .

m m

−  +

 = =

+

Áp dụng định luật 2 Newton cho vật 1 ta có:

ms1 1 1 1 1

F+F + +P N +T =m .a (2) Chiếu (2) lên trục Ox ta có:

1 1 1

F− m g− =T m a

1 1 1

( )

T F m g m a 30 N T .

 = −  − = =