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
>> 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
