Sử dụng đoạn thông tin sau để trả lời các câu hỏi từ 1 đến 5: Trong các

Sử dụng đoạn thông tin sau để trả lời các câu hỏi từ 1 đến 5:

Trong các trung tâm logistics, máng trượt được sử dụng phổ biến để chuyển hàng hóa từ trên cao xuống một cách nhanh chóng mà không cần động cơ. Xét một máng trượt thẳng dài $L = 5m$, hợp với phương ngang một góc $\alpha = 30^{0}$. Một thùng hàng có khối lượng $m = 10kg$ được thả trượt không vận tốc đầu từ đỉnh máng xuống đáy máng.

Trong quá trình trượt, thùng hàng chịu tác dụng của các lực: trọng lực $\overset{\rightarrow}{P}$, phản lực pháp tuyến $\overset{\rightarrow}{N}$ từ mặt máng và lực ma sát trượt ${\overset{\rightarrow}{F}}_{ms}$. Hệ số ma sát trượt giữa thùng hàng và mặt máng là $\mu = 0,2$.

Để thuận tiện cho việc khảo sát, trọng lực $\overset{\rightarrow}{P}$ thường được phân tích thành hai thành phần: ${\overset{\rightarrow}{P}}_{x}$ song song với mặt phẳng nghiêng (gây ra chuyển động trượt) có độ lớn $P_{x} = mg\sin\alpha$, và ${\overset{\rightarrow}{P}}_{y}$ vuông góc với mặt phẳng nghiêng có độ lớn $P_{y} = mg\cos\alpha$. Lực ma sát trượt được tính bằng công thức $F_{ms} = \mu N$. Lấy gia tốc rơi tự do $g = 9,8\text{m/s}^{2}$.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Thông hiểu

Mỗi phát biểu sau đây là Đúng hay Sai?

	Đúng	Sai
a) Trọng lực tác dụng lên thùng hàng luôn có hướng vuông góc với mặt máng trượt.
b) Độ lớn của phản lực pháp tuyến $\overset{\rightarrow}{N}$ do mặt máng tác dụng lên thùng hàng bằng với độ lớn của thành phần ${\overset{\rightarrow}{P}}_{y}$.
c) Lực ma sát trượt tác dụng lên thùng hàng có hướng cùng chiều với chiều chuyển động của thùng.
d) Gia tốc trượt của thùng hàng trên máng không phụ thuộc vào khối lượng $m$ của thùng.

Đáp án đúng là: S; Đ; S; Đ

Xem lời giải

Câu hỏi:946982

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về đặc điểm của các lực cơ học: Trọng lực, lực ma sát, áp lực và phản lực.

Viết phương trình định luật II Newton $\overset{\rightarrow}{P} + \overset{\rightarrow}{N} + {\overset{\rightarrow}{F}}_{ms} = m\overset{\rightarrow}{a}$ và chiếu lên các trục tọa độ để biện luận.

Giải chi tiết

Ý a: Sai. Trọng lực $\overset{\rightarrow}{P}$ do Trái Đất tác dụng luôn có phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống dưới, không phụ thuộc vào độ nghiêng của mặt máng.

Ý b: Đúng. Chiếu phương trình định luật II Newton lên trục vuông góc với mặt phẳng nghiêng (trục y), do vật không chuyển động theo phương này nên $a_{y} = 0$. Suy ra $\left. N - P_{y} = 0\Rightarrow N = P_{y} = mg\cos\alpha \right.$.

Ý c: Sai. Lực ma sát trượt sinh ra tại bề mặt tiếp xúc và luôn có hướng ngược chiều với chiều chuyển động tương đối của vật.

Ý d: Đúng. Chiếu lên trục dọc theo mặt phẳng nghiêng (trục x): $\left. P_{x} - F_{ms} = ma\Rightarrow mg\sin\alpha - \mu mg\cos\alpha = ma\Rightarrow a = g(\sin\alpha - \mu\cos\alpha) \right.$. Biểu thức này cho thấy gia tốc $a$ triệt tiêu khối lượng $m$.

Đáp án cần chọn là: S; Đ; S; Đ

Câu hỏi số 2:

Vận dụng

Gia tốc của thùng hàng trong quá trình chuyển động trên máng trượt có giá trị bằng bao nhiêu?

A. $4,9m/s^{2}$.

B. $3,2m/s^{2}$.

C. $6,6m/s^{2}$.

D. $1,7m/s^{2}$.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:946983

Phương pháp giải

Sử dụng phương trình định luật II Newton chiếu lên phương chuyển động để tìm biểu thức gia tốc.

Giải chi tiết

Theo định luật II Newton chiếu lên phương song song với mặt phẳng nghiêng, chiều dương là chiều chuyển động:

$P_{x} - F_{ms} = ma$

$\left. \Leftrightarrow mg\sin\alpha - \mu N = ma \right.$

$\left. \Leftrightarrow mg\sin\alpha - \mu mg\cos\alpha = ma \right.$

$\left. \Rightarrow a = g(\sin\alpha - \mu\cos\alpha) \right.$

Thay số: $a = 9,8 \cdot (\sin 30^{0} - 0,2 \cdot \cos 30^{0}) = 9,8 \cdot (0,5 - 0,2 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2}) \approx 3,2m/s^{2}$.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 3:

Thông hiểu

Hãy ghép tên các lực/thành phần lực ở cột Dữ liệu với đặc điểm/vai trò tương ứng ở cột Cột đáp án đối với thùng hàng trong đoạn thông tin trên.

1. Trọng lực $\vec{P}$

2. Lực ma sát trượt $\vec{F}_{ms}$

3. Phản lực pháp tuyến $\vec{N}$

4. Thành phần $\vec{P}_x$

Đáp án đúng là: 1-c; 2-a; 3-b; 4-d

Xem lời giải

Câu hỏi:946980

Phương pháp giải

Dựa vào định nghĩa, phương chiều và tác dụng của các lực cơ học cơ bản trong hệ tọa độ gắn với mặt phẳng nghiêng.

Giải chi tiết

Trọng lực $\vec{P}$: Là lực hấp dẫn của Trái Đất, luôn hướng thẳng đứng xuống dưới $\rightarrow$ Ghép với c.

Lực ma sát trượt $\vec{F}_{ms}$: Sinh ra tại mặt tiếp xúc, ngược chiều chuyển động nên có tác dụng cản trở và sinh công âm $\rightarrow$ Ghép với a.

Phản lực pháp tuyến $\vec{N}$: Phản ứng lại áp lực của vật, do mặt đỡ tác dụng vuông góc ra ngoài bề mặt tiếp xúc $\rightarrow$ Ghép với b.

Thành phần $\vec{P}_x$: Là hình chiếu của $\vec{P}$ lên trục chuyển động, kéo vật đi xuống $\rightarrow$ Ghép với d.

Đáp án cần chọn là: 1-c; 2-a; 3-b; 4-d

Câu hỏi số 4:

Vận dụng

Tốc độ của thùng hàng ngay khi chạm tới chân máng trượt là bao nhiêu $\text{m/s}$? (Làm tròn kết quả đến 1 chữ số thập phân)

Đáp án:

Đáp án đúng là: 5,7

Xem lời giải

Câu hỏi:946984

Phương pháp giải

Sử dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng biến đổi đều: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2aL$.

Giải chi tiết

Thùng hàng được thả không vận tốc đầu nên $v_{0} = 0\text{~m/s}$.

Áp dụng công thức độc lập thời gian:

$\left. v^{2} - v_{0}^{2} = 2aL\Rightarrow v = \sqrt{2aL} \right.$

$v = \sqrt{2.3,2.5} \approx 5,7\text{m/s}$.

Đáp án cần điền là: 5,7

Câu hỏi số 5:

Vận dụng

Đối với một số loại hàng hóa dễ vỡ, người quản lý kho muốn thùng hàng trượt xuống với tốc độ không đổi. Để làm được điều này mà không cần thay đổi vật liệu máng (giữ nguyên $\mu = 0,2$), họ có thể điều chỉnh góc nghiêng $\alpha$ của máng trượt. Góc nghiêng mới cần thiết lập có giá trị xấp xỉ bằng:

A. $11,3^{0}$.

B. $14,5^{0}$.

C. $22,5^{0}$.

D. $30,0^{0}$.

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải

Câu hỏi:946985

Phương pháp giải

Thùng hàng trượt thẳng đều đồng nghĩa với việc gia tốc $a = 0$.

Thiết lập điều kiện cân bằng các lực dọc theo mặt phẳng nghiêng để tìm mối liên hệ giữa hệ số ma sát $\mu$ và góc nghiêng $\alpha$.

Giải chi tiết

Để thùng hàng chuyển động thẳng đều, tổng hợp lực tác dụng lên thùng hàng theo phương chuyển động phải bằng 0.

$\left. P_{x} - F_{ms} = 0\Leftrightarrow mg\sin\alpha' - \mu mg\cos\alpha' = 0 \right.$

$\left. \Rightarrow\sin\alpha' = \mu\cos\alpha' \right.$

$\left. \Rightarrow\tan\alpha' = \mu \right.$

Thay $\mu = 0,2$ vào phương trình, ta tìm được góc nghiêng mới:

$\alpha' = \arctan(0,2) \approx 11,3^{0}$.

Như vậy, cần hạ góc nghiêng của máng xuống còn khoảng $11,3^{0}$ thì hàng hóa sẽ trượt đều.

Đáp án cần chọn là: A

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