Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban
Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0,11. Tính công suất trung bình của trọng lực trên đoạn dốc.
Đáp án đúng là: C
Quảng cáo
Sử dụng phương pháp phân tích lực
Công thức định luật II Newton: \(\overrightarrow F = m.\overrightarrow a \)
Công thức tính công cơ học: \(A = F.s.\cos \alpha \)
Công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\)
Ta có hình vẽ:
Mặt dốc nghiêng góc so với mặt phẳng ngang là:
\(\sin \alpha = \dfrac{h}{l} = \dfrac{{50}}{{100}} = 0,5 \Rightarrow \alpha = {30^0}\)
Áp dụng công thức định luật II Newton, ta có:
\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m.\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\)
Chiếu (*) lên trục Oy, ta có:
\( - {P_y} + N = 0 \Rightarrow N = {P_y} = P\cos \alpha = mg\cos \alpha \)
Chiếu (*) lên trục Ox, ta có:
\(\begin{array}{l}{P_x} - {F_{ms}} = ma \Rightarrow P\sin \alpha - \mu N = ma\\ \Rightarrow mg\sin \alpha - \mu mg\cos \alpha = ma\\ \Rightarrow a = g\left( {\sin \alpha - \mu \cos \alpha } \right)\\ \Rightarrow a \approx 3,966\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\end{array}\)
Vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh dốc, xuống chân dốc có:
\(d = \dfrac{1}{2}a{t^2} \Rightarrow 100 = \dfrac{1}{2}.3,966.{t^2} \Rightarrow t \approx 7,1\,\,\left( s \right)\)
Thành phần trọng lực theo phương mặt phẳng nghiêng là:
\({P_x} = P\sin \alpha = mg.\dfrac{h}{l}\)
Công của trọng lực trên đoạn dốc là:
\(\begin{array}{l}{A_P} = {P_x}.l = mg.\dfrac{h}{l}.l = mgh\\ \Rightarrow {A_P} = 75.9,8.50 = 36750\,\,\left( J \right)\end{array}\)
Công suất trung bình của trọng lực trên đoạn dốc là:
\(\overline P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{36750}}{{7,1}} \approx 5176\,\,\left( W \right)\)
Đáp án cần chọn là: C
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
