Vật có khối lượng \(m = 2,0kg\) trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác dụng của một lực kéo

Câu hỏi số 438873:

Vận dụng cao

Vật có khối lượng \(m = 2,0kg\) trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác dụng của một lực kéo \(F = 5N\) hướng xiên lên một góc \(\alpha = {30^0}\) so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt là \(0,20\). Cho \(g = 10m/{s^2}\). Gia tốc của vật m là:

A. \(0,42m/{s^2}\)

B. \(2,17m/{s^2}\)

C. \(2,50m/{s^2}\)

D. \(0,75m/{s^2}\)

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:438873

Phương pháp giải

Phương pháp động lực học:

Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.

Bước 2: Chọn hệ quy chiếu (Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vuông góc với phương chuyển động)

Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.

Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn.

\(\overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = m.\vec a\) (*) (Tổng tất cả các lực tác dụng lên vật)

Bước 5: Chiếu phương trình lực (*) lên các trục toạ độ Ox, Oy:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Ox:{\rm{ }}{F_{1x}} + {\rm{ }}{F_{2x}} + {\rm{ }} \ldots {\rm{ }} + {\rm{ }}{F_{nx}} = {\rm{ }}ma\;\;\;\left( 1 \right)}\\{Oy:{\rm{ }}{F_{1y}} + {\rm{ }}{F_{2y}} + {\rm{ }} \ldots {\rm{ }} + {\rm{ }}{F_{ny}} = {\rm{ }}0\;\;\;\left( 2 \right)}\end{array}} \right.\)

Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm

Giải chi tiết

- Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo \(\vec F = {\vec F_1} + {\vec F_2}\), lực ma sát \({\vec F_{ms}}\), trọng lực \(\vec P\), phản lực \(\vec N\)

- Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.

- Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng véc tơ:

\(\vec F + \overrightarrow {{F_{ms}}} + \vec P + \vec N = m\vec a\) (1)

- Chiếu (1) lên Ox và Oy ta được :

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{F_2} - {F_{ms}}\; = ma}\\{{F_1} + N - P = 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{F.\cos \alpha \; - {F_{ms}} = ma\;\;\;\;\left( 2 \right)}\\{N = P - F\sin \alpha {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 3 \right)}\end{array}} \right.\)

Lực ma sát:

\({F_{ms}} = {\mu _t}N = {\mu _t}\left( {P - F\sin \alpha } \right) = {\mkern 1mu} {\mu _t}\left( {mg - F\sin \alpha } \right){\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 4 \right)\)

Từ (2), (3) và (4) ta có :

\(\begin{array}{l}ma = F.\cos \alpha - {\mu _t}\left( {mg - F\sin \alpha } \right)\\ \Rightarrow a = \dfrac{F}{m}\left( {\cos \alpha + {\mu _t}\sin \alpha } \right) - {\mu _t}g\end{array}\)

Thay số ta được:

\(a = \dfrac{5}{2}\left( {\cos 30 + 0,2.\sin 30} \right) - 0,2.10 = 0,42m/{s^2}\)

Đáp án cần chọn là: A

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K11 học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, Kiến thức cập nhật theo chương trình mới nhất. Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.