Một vật khối lượng m = 5 kg, đang nằm yên thì chuyển động nhanh dần đều trên mặt phẳng
Một vật khối lượng m = 5 kg, đang nằm yên thì chuyển động nhanh dần đều trên mặt phẳng ngang nhờ một lực kéo F theo phương ngang có độ lớn không đổi. Sau khi đi được 8 m, vật đạt vận tốc 14,4 km/h. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là µ = 0,2 và lấy g = 10 m/s2 .
a. Tính độ lớn của lực kéo F r .
b. Ngay khi vật đạt vận tốc 14,4 km/h, lực kéo F ngừng tác dụng, theo quán tính vật tiếp tục chuyển động lên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α = 150 so với phương ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1. Tính độ cao lớn nhất mà vật đạt được trên mặt phẳng nghiêng.
Đáp án đúng là: A
Quảng cáo
: a) Dùng phương trình độc lập với thời gian :
\({v^2} - v_0^2 = 2as\)
để tìm gia tốc a.
Vẽ hình biểu diễn các lực tác dụng lên xe trên hệ trục tọa độ Oxy: lực của động cơ, lực ma sát, trọng lực, phản lực N. Dùng định luật II Niu – Tơn:
\(\sum {\overrightarrow F } = m.\overrightarrow a \)
. Sau đó chiếu phương trình định luật II lên các trục tọa độ. Và tìm F.
b) Khi lực F ngừng tác dụng, chỉ còn lực ma sát, trọng lực và phản lực. Vẽ hình vật trên mặt phẳng nghiêng, Dùng định luật II Niu – Tơn: \(\sum {\overrightarrow F } = m.\overrightarrow a \)
. Sau đó chiếu phương trình định luật II lên các trục tọa độ. Và tìm gia tốc mới.
Dùng phương trình độc lập với thời gian : \({v^2} - v_0^2 = 2as\) để tìm quãng đường vật đi được đến khi dừng lại.
Sau đó tìm độ cao vật đạt được h = s.sinα
Đổi 14,4 km/h = 4m/s.
Gia tốc a của vật là
\({v^2} - v_0^2 = 2as \Leftrightarrow a = \frac{{{4^2} - 0}}{{2.8}} = 1m/{s^2}\)
Ta có hình vẽ
Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất, các lực tác dụng lên vật như trên hình vẽ
Vật chuyển động thẳng với gia tốc = 1 m/s2, theo định luật I và II Niu – tơn ta có
\(\overrightarrow F + \overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m.\overrightarrow a \)
Chiếu lên hai trục Ox, Oy ta được
\(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{Ox: F - }}{{\rm{F}}_{ms}} = m.a\\
Oy:P - N = 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\rm{Ox; F = }}{{\rm{F}}_{ms}} + ma = \mu .N + ma = 0,2.50 + 5.1 = 15N\\
Oy:P = N = m.g = 5.10 = 50N
\end{array} \right.\)
Vậy lực của động cơ là 15 N
b) Bây giờ vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng
Ta có hình vẽ
\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m.\overrightarrow {a'} \)
Chiếu lên hai trục Ox, Oy ta được
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{Ox: - F}}{{\rm{'}}_{ms}} - {P_1} = m.a'\\
Oy:{P_2} - N = 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\rm{Ox; - F}}{{\rm{'}}_{ms}} - P.\sin \alpha = - \mu .N - mg.\sin {15^0} = ma'\\
Oy:P.\cos \alpha = N = m.g.\cos {15^0} = 5.10.\cos {15^0} = 48,3N
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow - 0,1.48,3 - 50.\sin {15^0} = 5.a' \Leftrightarrow a' = - 3,55m/{s^2}
\end{array}\)
Vậy xe chuyển động chậm dần đều với gia tốc a = -3,55 m/s2.
Quãng đường xe đi được đến khi dừng lại là s, được xác định bởi
\(\begin{array}{l}
{v^2} - v_0^2 = 2a's\\
\Leftrightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a'}} = \frac{{0 - {4^2}}}{{2.( - 3,55)}} = 2,25m
\end{array}\)
Vậy vật đi được 2,25 m trước khi dừng hẳn;
Độ cao mà vật đạt được là
\(h = s.\sin {15^0} = 2,25.\sin {15^0} = 0,58m\)
Đáp án cần chọn là: A
Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí
>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
