Một vật trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác dụng của lực kéo \(\overrightarrow F \)

Một vật trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác dụng của lực kéo \(\overrightarrow F \) có phương ngang. Cho đồ thị vận tốc – thời gian của vật như hình vẽ.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng

Tìm gia tốc và mô tả tính chất chuyển động của vật trong từng giai đoạn.

Xem lời giải

Câu hỏi:646354

Phương pháp giải

Gia tốc: \(a = \dfrac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)

Giải chi tiết

+ Trong 4 s đầu, vật chuyển động nhanh dần đều với gia tốc:

\({a_1} = \dfrac{{{v_1} - {v_0}}}{{{t_1} - {t_0}}} = \dfrac{{8 - 0}}{{4 - 0}} = 2\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)

+ Từ thời điểm \({t_1} = 4s\) đến thời điểm \({t_2} = 16s\), vật chuyển động đều với vận tốc: \({v_1} = 8\,\,\left( {m/s} \right)\)

+ Từ thời điểm \({t_2} = 16s\) đến thời điểm \({t_3} = 24s\), vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc:

\({a_3} = \dfrac{{{v_3} - {v_2}}}{{{t_3} - {t_2}}} = \dfrac{{0 - 8}}{{24 - 16}} = - 1\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)

Câu hỏi số 2:

Vận dụng

Biết vật có khối lượng 500 g và hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,15. Xác định độ lớn lực kéo F theo phương ngang tác dụng lên vật trong từng giai đoạn.

Xem lời giải

Câu hỏi:646355

Phương pháp giải

Công thức định luật II Newton: \(\overrightarrow F = m\overrightarrow a \)

Độ lớn lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N\)

Giải chi tiết

Ta có hình vẽ:

Áp dụng công thức định luật II Newton, ta có:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow F = m\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\)

Chiếu (*) lên Oy, ta có:

\( - P + N = 0 \Rightarrow N = P = mg\)

Chiếu (*) lên Ox, ta có:

\(\begin{array}{l} - {F_{ms}} + F = ma \Rightarrow - \mu N + F = ma\\ \Rightarrow F = ma + \mu N = ma + \mu mg\end{array}\)

Độ lớn lực kéo tác dụng lên vật trong 4 s đầu là:

\({F_1} = m{a_1} + \mu mg = 0,5.2 + 0,15.0,5.9,8 = 1,735\,\,\left( N \right)\)

Độ lớn lực kéo tác dụng lên vật trong 12 s tiếp theo là:

\({F_2} = \mu mg = 0,15.0,5.9,8 = 0,735\,\,\left( N \right)\)

Độ lớn lực kéo tác dụng lên vật trong 8 s cuối là:

\({F_3} = m{a_3} + \mu mg = 0,5.\left( { - 1} \right) + 0,15.0,5.9,8 = 0,235\,\,\left( N \right)\)

Câu hỏi số 3:

Vận dụng

Dùng đồ thị vận tốc tìm quãng đường xe đi được trong 24 s đầu.

Xem lời giải

Câu hỏi:646356

Phương pháp giải

Quãng đường bằng độ dịch chuyển khi vật không đổi chiều chuyển động

Độ dịch chuyển bằng diện tích vùng giới hạn bởi đồ thị vận tốc – thời gian

Giải chi tiết

Nhận xét: trong 24 s đầu, vận tốc của vật luôn dương, vật không đổi chiều chuyển động

→ quãng đường xe đi được bằng độ dịch chuyển:

\(\begin{array}{l}s = d = {S_{OABC}} = \dfrac{{\left( {AB + OC} \right).AH}}{2}\\ \Rightarrow s = \dfrac{{\left( {12 + 24} \right).8}}{2} = 144\,\,\left( m \right)\end{array}\)

Quảng cáo

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

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 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