Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời 03 câu hỏi kèm theo.Hình vẽ bên mô tả cơ chế vận

Dựa vào thông tin dưới đây để trả lời 03 câu hỏi kèm theo.

Hình vẽ bên mô tả cơ chế vận hành của hệ thống an toàn trong thang máy khi xảy ra sự cố đứt dây cáp. Thang máy có khối lượng M = 1800 kg bị đứt cáp khi đang đứng yên ở tầng một của tòa nhà. Chỉ sau khoảng thời gian t = 0,2 s ngay khi sự cố xảy ra, kẹp an toàn được kích hoạt bó vào các thanh dẫn hướng và tạo lực ma sát không đổi có độ lớn F = 30000 N để hãm chuyển động của thang máy. Cho rằng chuyển động của thang máy ngay trước khi hệ thống kẹp an toàn kích hoạt là rơi tự do với gia tốc trọng trường $g = 9,8\mspace{6mu} m/s^{2}$.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Thông hiểu

Tốc độ của thang máy ngay tại thời điểm hệ thống kẹp an toàn được kích hoạt là

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải
Câu hỏi:969731
Phương pháp giải

+ Chuyển động của thang máy trong khoảng thời gian 0,2 s đầu tiên sau khi đứt cáp là rơi tự do (không có vận tốc ban đầu).

+ Áp dụng công thức tính vận tốc của vật rơi tự do tại thời điểm t: v = g.t.

Giải chi tiết

Tốc độ của thang máy ngay tại thời điểm hệ thống kẹp an toàn được kích hoạt là:

$v = g.t = 9,8.0,2 = 1,96\left( {m/s} \right)$.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 2:
Vận dụng

Khi kẹp an toàn kích hoạt thì thang máy sẽ dừng lại sau khi đi xuống thêm 28 cm. Khi đó nội năng của cả hệ sẽ tăng lên bao nhiêu?

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:969732
Phương pháp giải

+ Trong quá trình hệ thống kẹp an toàn hoạt động, lực ma sát trượt giữa kẹp và thanh dẫn hướng sinh công âm làm giảm cơ năng của hệ. Theo định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, toàn bộ phần cơ năng bị mất đi này được chuyển hóa thành nội năng (nhiệt năng) làm nóng hệ thống (thang máy và thanh dẫn).

+ Độ tăng nội năng của hệ bằng đúng độ lớn công của lực ma sát: $\Delta U = \left| A_{ms} \right| = F.s$.

Giải chi tiết

Quãng đường thang máy đi xuống thêm kể từ khi kẹp an toàn kích hoạt cho đến lúc dừng hẳn là:

$s = 28cm = 0,28m$.

Lực ma sát do kẹp an toàn tạo ra là: $F = 30000N$.

Độ tăng nội năng của cả hệ thống là:

$\Delta U = F.s = 30000.0,28 = 8400J$.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Để tăng cường thêm sự an toàn trong trường hợp hệ thống kẹp không hoạt động, các kỹ sư bố trí thêm một hệ thống lò xo có hệ số đàn hồi k = 0,90 MN/m được đặt ở phía dưới để "đỡ" thang máy. Giả sử, hệ thống kẹp không được kích hoạt và lúc dây đứt, đáy thang máy cách lò xo một khoảng h = 3,7 m. Coi lò xo đủ dài và tuân theo định luật Hooke, độ nén tối đa của lò xo là

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:969733
Phương pháp giải

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ gồm thang máy, Trái Đất và lò xo (bỏ qua sức cản không khí và ma sát do hệ thống kẹp không hoạt động).

+ Tại vị trí đứt cáp (bắt đầu rơi), thang máy có vận tốc bằng 0 nên cơ năng chỉ gồm thế năng trọng trường.

+ Tại vị trí lò xo bị nén tối đa, thang máy dừng lại tức thời (vận tốc bằng 0), cơ năng của hệ gồm thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi của lò xo.

Giải chi tiết

Đổi đơn vị độ cứng của hệ thống lò xo:

$k = 0,90MN/m = 0,90.10^{6}N/m = 900000N/m$.

Gọi $\Delta x$ là độ nén tối đa của lò xo tính từ vị trí tự nhiên của nó.

Tổng quãng đường thang máy rơi tự do từ lúc đứt cáp đến khi làm lò xo nén cực đại là:

$h + \Delta x$.

Chọn mốc tính thế năng trọng trường tại vị trí thang máy làm lò xo nén cực đại.

Cơ năng ban đầu của hệ tại thời điểm đứt cáp:

$W_{1} = W_{t} = M.g.\left( {h + \Delta x} \right)$.

Cơ năng của hệ tại thời điểm lò xo nén cực đại (vận tốc thang máy bằng 0):

$W_{2} = W_{dh} = \dfrac{1}{2}.k.\Delta x^{2}$.

Do bỏ qua lực cản, cơ năng của hệ được bảo toàn nên ta có phương trình:

$W_{1} = W_{2}$

$\left. \Rightarrow M.g.\left( {h + \Delta x} \right) = \dfrac{1}{2}.k.\Delta x^{2} \right.$

$\left. \Rightarrow 1800.9,8.\left( {3,7 + \Delta x} \right) = \dfrac{1}{2}.900000.\Delta x^{2} \right.$

$\left. \Rightarrow 65268 + 17640.\Delta x = 450000.\Delta x^{2} \right.$

$\left. \Rightarrow 450000.\Delta x^{2} - 17640.\Delta x - 65268 = 0 \right.$

$\left. \Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {\Delta x \approx 0,401m} \\ {\Delta x \approx - 0,36m} \end{array} \right. \right.$

$\Delta x \approx - 0,36m$ (loại vì độ nén phải có giá trị dương)

Đáp án cần chọn là: C

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn