Một vật nhỏ khối lượng m1 = 2 m bắt đầu trượt không ma sát từ đỉnh A của nêm (Hình 1)

(1)

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN

VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ

ĐỀ CHÍNH THỨC

ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LẦN THỨ VIII MÔN VẬT LÝ - KHỐI 10

Ngày thi: 18/04/2015 Thời gian làm bài: 180 phút (Đề này có 05 câu; gồm 02 trang)

Câu 1: (4 điểm)

Trên mặt phẳng ngang nhẵn có một chiếc nêm khối lượng m, góc nêm là . Biết ABl.

a. Một vật nhỏ khối lượng m1 = 2

m bắt đầu trượt không ma sát từ đỉnh A của nêm (Hình 1). Hãy xác định gia tốc của nêm và quãng đường mà nêm đã trượt theo phương ngang kể từ khi vật bắt đầu trượt từ đỉnh A cho đến khi nó rời khỏi nêm tại B.

b. Giả sử nêm đang có vận tốc Vr₀

đến va chạm hoàn toàn đàn hồi vào một quả cầu nhỏ có khối lượng m2 = 2m đang đứng yên (Hình 2). Sau va chạm nêm không nẩy lên. Để nêm tiếp tục chuyển động theo hướng ban đầu thì góc nêm  phải nhỏ hơn một góc giới hạn 0 . Tìm 0 ? Coi rằng khi va chạm trọng lực là nhỏ so với lực tương tác.

Câu 2: (4 điểm)

Một thanh cứng, mảnh và nhẹ có chiều dài l, hai đầu gắn hai quả cầu nhỏ có khối lượng M và m. Thanh được giữ để đầu M nằm trên mặt phẳng nằm ngang và thanh hợp với phương thẳng đứng một góc



(Hình 3). Thả nhẹ thanh.

a. Hỏi hệ số ma sát giữa M và mặt phẳng ngang bằng bao nhiêu để nó trượt trên mặt phẳng ngang ngay sau khi thả?

b. Xác định gia tốc của các quả cầu nhỏ ngay sau khi thả, trong trường hợp : M = m; hệ số ma sát μ = 0,3;

  30

⁰; g = 10 m/s².

Câu 3: (4 điểm)

Một xi lanh tiết diện S đặt dựng đứng chứa một chất khí đơn nguyên tử. Trong xi lanh có hai pittong mỗi pittong có cùng khối lượng m như hình 4 . Khoảng cách giữa đáy xilanh và pitong phía dưới là H, còn khoảng cách giữa hai pitong là 3H. Thành xilanh và pitong phía trên không dẫn nhiệt. Pitong phía dưới dẫn nhiệt và có thể bỏ qua nhiệt dung của nó.

Mỗi pitong sẽ di chuyển được một khoảng là bao nhiêu sau khi cấp từ từ cho khí một nhiệt lượng bằng Q? Áp suất bên ngoài là không đổi và bằng p0, gia tốc rơi tự do là g. Bỏ qua ma sát.

A m

1

 B

Hình 1

Vr0

A

B 2m



Hình 2

m

M ^

Hình 3

p0

3H

Hình 4 H

(2)

Câu 4: (5 điểm)

Một thanh thẳng OA đồng chất, tiết diện đều có chiều dài l và khối lượng M có thể quay không ma sát xung quanh trục cố định nằm ngang đi qua đầu O của nó. Mômen quán tính của thanh OA đối với trục quay O là

1

²

I M .

 3 l

Lúc đầu, thanh được giữ nằm ngang, sau được thả rơi không vận tốc đầu. Khi thanh tới vị trí cân bằng, đầu A của

nó đập vào một vật B có kích thước nhỏ và có khối lượng m, đặt trên một giá đỡ phẳng nằm ngang (Hình 5). Va chạm là hoàn toàn đàn hồi.

a. Xác định vận tốc góc của thanh OA và vận tốc của vật B ngay sau va chạm. Biện luận các trường hợp có thể xảy ra đối với chuyển động của thanh OA ngay sau va chạm.

b. Xác định góc lớn nhất mà thanh OA quay được so với vị trí thẳng đứng sau va chạm.

c. Xác định quãng đường mà vật B đi được từ thời điểm ngay sau va chạm cho tới lúc nó dừng lại. Biết hệ số

ma sát giữa mặt giá đỡ và vật B tỉ lệ bậc nhất với độ dời, hệ số tỉ lệ là k, giá đỡ đủ dài.

Câu 5: (3 điểm) Xác định hệ số ma sát Cho dụng cụ thí nghiệm gồm:

- Một vật nhỏ hình hộp cần khảo sát.

- Một lò xo.

- Một chiếc thước đo có độ chia thích hợp.

- Mặt bàn có giá đỡ để có thể treo hoặc gắn cố định đầu lò xo vào.

Hãy xác định hệ số ma sát trượt giữa vật nhỏ và mặt bàn.

Yêu cầu:

- Nêu phương án đo hệ số ma sát trượt.

- Lập công thức cần thiết.

- Lập bảng số liệu và những lưu ý để hạn chế sai số.

--- Hết --- (Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm)

Họ và tên thí sinh: ……… Số báo danh: ………

O A

B A

Hình 5