Một vật có khối lượng 2 tấn, chuyển động trên đường nằm ngang với lực kéo là \(2000N\),
Một vật có khối lượng 2 tấn, chuyển động trên đường nằm ngang với lực kéo là \(2000N\), biết rằng trong suốt quãng đường chuyển động, hệ số ma sát không đổi và bằng \(0,05\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\).
a) Tính gia tốc của chuyển động.
b) Sau quãng đường đó, người ta thay đổi độ lớn lực \(\overrightarrow F \) và kéo lực \(\overrightarrow F \) hợp với phương ngang \(\alpha = {30^0}\) (như hình vẽ) để vật chuyển động đều. Tìm độ lớn lực \(\overrightarrow F \) lúc này.
Đáp án đúng là: D
Quảng cáo
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:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{Ox:{\rm{ }}{F_{1x}} + {F_{2x}} + {\rm{ }} \ldots + {F_{nx}} = ma\;\;\;\left( 1 \right)}\\{Oy:{\rm{ }}{F_{1y}} + {F_{2y}} + {\rm{ }} \ldots + {F_{ny}} = 0\;\;\;\,\,\,\,\left( 2 \right)}\end{array}} \right.\)
Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm.
a)
- Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo \(\vec F\), 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:
\(\vec F + {\vec F_{ms}} + \vec P + \vec N = m.\vec a\,\,\,\left( * \right)\)
- Chiếu (*) lên trục Ox, Oy ta được:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{F - {F_{ms}} = ma}\\{ - P + N = 0\;}\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{a = \dfrac{{F - {F_{ms}}}}{m}}\\{P = N}\end{array}} \right.\)
Có: \({F_{ms}} = {\mu _t}.N = {\mu _t}.P = {\mu _t}.mg\)
\( \Rightarrow \) Gia tốc chuyển động của vật:
\(\begin{array}{l}a = \dfrac{{F - {F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{F - {\mu _t}.mg}}{m}\\\,\,\,\, = \dfrac{{2000 - 0,05.2000.10}}{{2000}} = 0,5m/{s^2}\end{array}\)
b)
- 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:
\(\vec F + \overrightarrow {{F_{ms}}} + \vec P + \vec N = m\vec a\)
Vật chuyển động thẳng đều nên
\(\vec a = 0 \Rightarrow \vec F + \overrightarrow {{F_{ms}}} + \vec P + \vec N = 0\,\,\,\left( 1 \right)\)
- Chiếu (1) lên Ox và Oy ta được:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{F_2} - {F_{ms}}\; = 0}\\{{F_1} + N - P = 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{F.\cos \alpha \; = {F_{ms}}\;\;\;\;\left( 2 \right)}\\{N = P - F\sin \alpha {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( 3 \right)}\end{array}} \right.\)
Lực ma sát:
\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = {\mu _t}N = {\mu _t}\left( {P - F\sin \alpha } \right)\\\,\,\,\,\,\,\,\, = {\mkern 1mu} {\mu _t}\left( {mg - F\sin \alpha } \right){\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \,\,\,\,\left( 4 \right)\end{array}\)
Từ (2), (3) và (4) ta có :
\(\begin{array}{l}F.\cos \alpha \; = {\mkern 1mu} {\mu _t}\left( {mg - F\sin \alpha } \right)\\ \Leftrightarrow F.\cos \alpha \; = {\mkern 1mu} {\mu _t}mg - F.{\mu _t}\sin \alpha \\ \Leftrightarrow F\left( {\cos \alpha + {\mu _t}\sin \alpha } \right) = {\mu _t}mg\\ \Rightarrow F = \dfrac{{{\mu _t}mg}}{{\cos \alpha + {\mu _t}\sin \alpha }}\\ \Rightarrow F = \dfrac{{0,05.2000.10}}{{\cos 30 + 0,05.\sin 30}} = 1122,3N\end{array}\)
Đáp án cần chọn là: D
Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí
>> 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.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
