Với giải Vật Lí 10 nâng cao Bài 16: Định luật III Niu-tơn hay, chi tiết được biên soạn bám sát nội dung sách giáo khoa Vật Lí lớp 10 nâng cao giúp bạn dễ dàng làm bài tập về nhà môn Vật Lí 10.
Trả lời Câu hỏi [trang 74]
Giải Bài tập [trang 75]
I. Kiến thức cơ bản
1. Định luật I Niutơn [định luật quán tính]
\[\overrightarrow F = 0 \Rightarrow \overrightarrow a = 0\]:
Suy ra: v = 0 [đứng yên] hoặc v không đổi [chuyển động thẳng đều].
Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì \[\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} \]
2. Định luật II Niutơn
Biểu thức: \[\overrightarrow a = \frac{{\overrightarrow F }}{m} \Rightarrow \overrightarrow F = m\overrightarrow a \]
Độ lớn: \[a = \frac{F}{m} \Rightarrow F = ma\]
3. Định luật III Niutơn
Vật m1 tương tác với vật m2 thì: \[\overrightarrow {{F_{12}}} = - \overrightarrow {{F_{21}}} \]
Độ lớn: \[{F_{12}} = {F_{21}} \Leftrightarrow {m_2}{a_2} = {m_1}{a_1}\]
II. Phương pháp
1. Phương pháp động lực học
Bước 1: Chọn vật [hệ vật] khảo sát.
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu gắn với vật [cụ thể hóa bằng hệ trục tọa độ vuông góc; trục tọa độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động, trục tọa 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 [phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc].
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niutơn.
\[\overrightarrow {{F_{hl}}} = \sum\limits_{i = 1}^n {\overrightarrow {{F_i}} } = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = m\overrightarrow a \] [*]
Bước 5: Chiếu phương trình [*] lên các trục tọa độ Ox, Oy:
\[\left\{ \begin{array}{l}Ox:{F_{1{\rm{x}}}} + {F_{2{\rm{x}}}} + ... + {F_{n{\rm{x}}}} = ma\left[ 1 \right]\\Oy:{F_{1y}} + {F_{2y}} + ... + {F_{ny}} = 0\left[ 2 \right]\end{array} \right.\]
2. Phương pháp chiếu
- Nếu lực vuông góc với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương đó bằng 0
- Nếu lực song song với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương chiếu đó bằng:
+ Trường hợp 1: F cùng hướng với chiều dương phương chiếu:
+ Trường hợp 2: F ngược hướng với chiều dương phương chiếu:
Giải phương trình [1] và [2] ta được các đại lượng cần tìm.
* Chú ý: Sử dụng các công thức động học:
- Nếu vật chuyển động thẳng đều thì gia tốc a = 0.
- Các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều:
+ \[s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2}\]
+ \[v = {v_0} + at\]
+ \[{v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}s\]
- Các công thức của chuyển động tròn đều.
III. Bài tập ví dụ
Bài 1: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chạy với vận tốc v0 thì hãm phanh, xe đi thêm quãng đường 15 m trong 3s thì dừng hẳn. Tính:
a] Vận tốc v0
b] Lực hãm phanh. Bỏ qua các lực cản bên ngoài.
Hướng dẫn giải
Chọn hệ trục tọa độ Oxy gắn với vật như hình vẽ.
Các lực tác dụng lên vật gồm:\[\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,\overrightarrow {{F_h}} \]
Phương trình định luật II Niuton cho vật là:
\[\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_h}} = m\overrightarrow a \] [*]
Chiếu phương trình [*] lên trục Oy ta được:
N – P = 0 => N = P [1]
Chiếu phương trình [*] lên trục Ox ta được:
\[ - {F_h} = ma\][2]
a]
Áp dụng công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:
\[\left\{ \begin{array}{l}s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} \Leftrightarrow 15 = 3{v_0} + \frac{1}{2}a{.3^2}\\v = {v_0} + at \Leftrightarrow 0 = {v_0} + 3{\rm{a}}\end{array} \right.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{v_0} = 10m/s\\a = - \frac{{10}}{3}m/{s^2}\end{array} \right.\]
Vậy v0 = 10 m/s
b]
Từ phương trình [2] \[{F_h} = - ma = - {2.10^3}.\left[ { - \frac{{10}}{3}} \right] = 6666,7N\]
Bài 2: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3,6 km/h đến va chạm vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A lùi lại với vận tốc 0,1 m/s, còn xe B chạy với vận tốc 0,55 m/s. Cho mB = 200g. Tìm mA.
Hướng dẫn giải
Đổi 3,6 km/h = 1 m/s
Ta có: v0A = 1 m/s; vA = 0,1 m/s
v0B = 0; vB = 0,55 m/s
mB = 200 g = 0,2 kg
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe A trước va chạm.
Áp dụng định luật III Niuton ta có:
\[\overrightarrow {{F_{AB}}} = - \overrightarrow {{F_{BA}}} \] \[ \Leftrightarrow {m_B}\overrightarrow {{a_B}} = {m_A}\overrightarrow {{a_A}} \Leftrightarrow {m_B}\frac{{\overrightarrow {{v_B}} - \overrightarrow {{v_{0B}}} }}{{\Delta t}} = - {m_A}\frac{{\overrightarrow {{v_A}} - \overrightarrow {{v_{0A}}} }}{{\Delta t}}\]
Chiếu lên chiều dương ta chọn, ta được:
\[{m_B}\frac{{{v_B}}}{{\Delta t}} = - {m_A}\frac{{ - {v_A} - {v_{0A}}}}{{\Delta t}}\]
\[ \Rightarrow {m_A} = \frac{{{m_B}{v_B}}}{{{v_A} + {v_{0A}}}} = \frac{{0,2.0,55}}{{1 + 0,1}} = 0,1kg\]
Loigiaihay.com
BÀI TẬP VẬN DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTONVideo bài giảng định luật I, II Newton
Video bài giảng định luật III Newton
Phương pháp chung
1. Tính a => F = ma
2. Tính độ lớn của hợp lực vận dụng định luật II Newton
3. Phân tích lực rồi vận dụng định luật II Newton
Mục lục chuyên đề ba định luật Newton
- Bài giảng ba định luật Newton
- Bài tập vận dụng ba định luật Newton
- Bài tập trắc nghiệm ba định luật Newton
Bài tập 1. Lực không đổi tác dụng vào vật trong 0,6s làm vận tốc của vật giảm từ 8cm/s xuống 5cm/s. Tiếp tục giữ nguyên hướng và tăng độ lớn của lực tác dụng lên gấp đôi, xác định vận tốc của vật sau 2,2s.
Hướng dẫn
t1 = 0,6s; v1 = 0,08m/s; v2 = 0,05m/s; t2 = 2,2s; v2 = 0,05m/s
a$_{1 = }$\[\dfrac{v_2 – v_1}{t_1}\] = – 0,05 m/s2.
F$_{2 = }$2F1 = > a2 = 2a1 = – 0,1 m/s2.
v3 = v2 + a2t2 = – 0,17 m/s
Hướng dẫn
a1 = F/m1 ; a2 = F/m2
a = \[\dfrac{F}{m_1 + m_2} = \dfrac{F}{\dfrac{F}{a_1} + \dfrac{F}{a_2}}\] = 2 m/s2.
a/ Xác định độ lớn của lực còn lại
b/ Sau 24m, lực kéo biến mất thì vật sẽ dừng lại sau bao lâu?
Hướng dẫn
F$_{C}$ = 0,5N; t = 4s; s = 24m; m = 0,5kg, vo = 2m/s
a/ s = vot + 0,5a1t2 = > a1 = 2m/s2
F$_{K}$ – F$_{C}$ = ma1 = > F$_{K}$ = 1,5N
b/ Lực kéo ngưng tác dụng = > F$_{K}$ = 0; vận tốc sau 4 giây đóng vai trò vận tốc ban đầu của chuyển động thẳng chậm dần đều tiếp theo. Vật dừng lại = > v2 = 0
– F$_{C}$ = ma2 = > a2 = – 1m/s2.
Vận tốc sau 4 giây: v1 = vo + a1t1 = 2 + 2.4 10m/s.
v2 = v1 + a2t = 0 = > 10 – 1t = 0 = > t = 10s.
Hướng dẫn
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
m = 4.103kg; vo = 5m/s; s = 50m; v1 = 15m/s; µ = 0,05; g = 10m/s2; v2 = 20m/s
N = P = mg = > F$_{ms}$ = µN = µmg;
v12 – vo2 = 2as = > a = 2 m/s2.
biểu thức định luật II Newton:
\[\vec{F_{K}}+\vec{F_{ms}}+\vec{P}+\vec{N} = m\vec{a}\]
Chiếu lên Ox: F$_{K}$ – F$_{ms}$ = ma = > F$_{K}$ = 10000N
v2 = vo + at2 = > t2 = 7,5s
s2 = vot2 + 0,5at22 = 93,75 m.
Bài tập 5. Tác dụng lực 4,5N không đổi theo phương ngang vào vật đang đứng yên có khối lượng 1500g. Hệ số ma sát trượt 0,2; g = 10 m/s2
a] Sau 2 giây tính gia tốc, vận tốc của vật.
b] Sau 2 giây ngừng tác dụng lực, tính quãng đường tổng cộng vật đi được trước khi dừng lại.
Hướng dẫn
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
µ = 0,2; m = 1,5kg; F = 4,5 N; g = 10 m/s2; t1 = 2s; vo = 0
sau 2s: F = 0 = > vật chuyển động chậm dần đều, dừng lại v2 = 0
a/ biểu thức định luật II Newton:
\[\vec{F}+\vec{F_{ms}}+\vec{P}+\vec{N} = m\vec{a}\]
N = P = mg = > F$_{ms}$ = µN = µmg
Chiếu lên Ox: F – F$_{ms}$ = ma = > a = 1 m/s2
v1 = vo + at1 = 2 m/s.
s1 = vot1 + 0,5at12 = 2m
b/ F = 0 = > – F$_{ms}$ = ma2 = > a2 = – 2 m/s2;
v22 – v12 = 2a2s2 = > s2 = 1m
s = s1 + s2 = 3m
Bài tập 6. Vật khối lượng 1kg trượt trên mặt phẳng nghiêng AB góc 30°, hệ số ma sát trượt trên mặt phẳng AB µ1 = 0,1; vật trượt từ A đến B rồi đến điểm C trên mặt phẳng nằm ngang thì dừng lại tính hệ số ma sát trượt trên mặt phẳng AC lấy g = 10 m/s2. Biết AB = 1m, BC = 10,35m
Hướng dẫn
Chọn hệ qui chiếu như hình vẽ
m = 1kg; g = 10 m/s2; s1 = AB = 1m ; s2 = BC = 10,35m; vo = 0; µ1 = 0,1
trên đoạn AB: N1 = Pcosα = mgcosα = > F$_{ms1}$ = µ1mgcosα
trên đoạn BC: N2 = P = mg = > F$_{ms2}$ = µ2mg
Trên đoạn AB: vật chuyển động nhanh dần đều nhờ thành phần trọng lực Psinα theo phương song song với mặt phẳng ngang.
Trên đoạn BC: vật chuyển động chậm dần đều Psinα = 0; chỉ còn lại F$_{ms2}$, vật dừng lại tại C = > v$_{C}$ = 0
Trên đoạn AB: biểu thức định luật II Newton:
\[\vec{P}+\vec{F_{ms1}}+\vec{N} = m\vec{a_1}\]
Chiếu lên trục Ox:
Psinα – F$_{ms1}$ = ma1 = > a1 = 4 m/s2.
v$_{B}$2 – vo2 = 2s1a1 = > v$_{B}$ = \[2\sqrt 2 \] m/s.
Trên đoạn BC:
v$_{C}$2 – v$_{B}$2 = 2s2a22 = > a2 = – 0,4 m/s2.
Psinα = 0; –F$_{ms2}$ = ma2 = > µ2 = 0,04
Bài tập 7. Vật chuyển đang chuyển động với vận tốc 20m/s trượt lên dốc dài 100m cao 10m. Cho g = 10 m/s2, hệ số ma sát trượt 0,05.
a] Tính gia tốc khi vật lên dốc, vật có đi hết dốc không? nếu có tính khoảng thời gian vật đi hết dốc và vận tốc của vật tại đỉnh dốc.
b] Các yếu tố khác không đổi, vận tốc ban đầu của vât là 15m/s thì quãng đường vật đi được là bao nhiêu. Tính vận tốc của vật tại chân dốc sau khi lên dốc rồi trượt trở lại chân dốc.
Hướng dẫn
Phân tích bài toán
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ
a/ s = AC = 100 m; h = AB = 10m; µ = 0,05; v$_{01}$ = 20 m/s; g = 10 m/s2; v$_{02}$ = 15 m/s
= > sinα = h/s = 0,1 = > cosα = 0,99
trên đoạn CA: N = Pcosα = mgcosα = > F$_{ms}$ = µmgcosα
Chuyển động lên dốc của vật là chuyển động chậm dần đều giả sử dốc dài mãi thì quãng đường mà vật đi được sẽ tính theo công thức v12 – v$_{01}$2 = 2as1; nếu s1 > s = > vật sẽ đi hết dốc và ngược lại.
biểu thức định luật II Newton:
\[\vec{P}+\vec{F_{ms1}}+\vec{N} = m\vec{a_1}\]
Chiếu lên trục Ox:
–Psinα – F$_{ms}$ = ma = > a = – 1,5 m/s2.
v12 – v$_{01}$2 = 2as1 [với v1 = 0] = > s1 = 133 m > s = > vật đi hết dốc.
vận tốc tại đỉnh dốc v2 – v$_{01}$2 = 2as = > v = 10 m/s.
b/ gia tốc không đổi, vật chuyển động chậm dần đều lên dốc được 1 đoạn sẽ dừng lại [v2 = 0] sau đó chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a2 trở lại chân dốc khi đó vật có vận tốc v3
v22 – v$_{02}$2 = 2as2 = > s2 = 75 m.
vật xuống dốc: Psinα – F$_{ms}$ = ma2 = > a2 = 0,5 m/s2
v32 – v22 = 2a2s2 = > v3 = 8,7 m/s.
Bài tập 8. Một xe có khối lượng 100kg bắt đầu chuyển động trên đường ngang. Biết sau khi chạy được 200m thì đạt vận tốc 20m/s.
a] Tính gia tốc của chuyển động.
b] tính lực kéo của động cơ khi :
+/ lực cản không đáng kể
+/ lực cản là 100N
c] Xe đang chạy với vận tốc trên thì tắt máy. Hỏi xe chạy thêm được đoạn đường bao nhiêu và sau bao lâu thì dừng lại [ Lúc này lực cản là 100N]
Hướng dẫn
m = 100kg; vo = 0; s = 200m; v = 20m/s
a/ a = v2/2s = 1m/s2
b/ Lực cản không đáng kể = > F$_{K}$ = ma = 100N
Lực cản đáng kể = > F$_{K}$ – F$_{C}$ = ma = > F$_{K}$ = 200N
c/ Xe tắt máy F$_{K}$ = 0 = > –F$_{C}$ = ma2 = > a2 = –1m/s2
s2 = –v2/[2a2] = 200m
Hướng dẫn
m = 400g = 0,4kg; t = 0,1s; v1 = v2 = 4m/s
chọn chiều dương là chiều quả bóng nảy lại
= > Độ lớn của gia tốc a = [v2 – [–v1]]/t = 80m/s2
F = ma = 32N
a] Lực kéo có phương song song với mặt ngang.
b] Lực kéo hợp với phương ngang một góc 30°.
Hướng dẫn
vo = 0; v = 10m/s; s = 100m
a/ a = v2/2s = 0,5m/s2
F$_{K}$ – F$_{ms}$ = ma = > F$_{K}$ = µ.mg + ma = 25N
b/ F$_{K}$cosα – µ[mg – F$_{K}$.sinα] = ma = > F$_{K}$ = 25,88N
Hướng dẫn
m1 = 4kg; a1 = 3m/s2; a2 = 2m/s2
m1a1 = m2a2 = > m2 = 6kg
= > khối lượng vật thêm vào m = 6–4 = 2kg
Hướng dẫn
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe
Độ lớn gia tốc của mỗi xe lần lượt là a1 = v1/t; a2 = v2/t
Áp dụng định luật III Newton
m1a1 = m2a2 = > m1v1 = m2v2 = > v2 = 2,67m/s
a/ Xác định gia tốc của ô tô trong từng giai đoạn ?
b/ Xác định lực cản tác dụng vào xe.
c/ Lực kéo của động cơ trong từng giai đoạn .
Hướng dẫn
a/ vo = 1m/s; v1 = 3m/s; t1 = 2s; v2 = v1; t2 = 1s; t3 = 2s; dừng lại v3 = 0
v1 = vo + a1t1 = > a1 = 1m/s2
v2 = v1 = > a2 = 0
v3 = v2 + a3t = > a3 = –1,5m/s2
b/ F$_{C}$ = m|a3| = 150N
c/ F1 – F$_{C}$ = ma1 = > F1 = 250N
F2 = F$_{C}$ = 150N;
tắt máy = > F3 = 0
Hướng dẫn
Bài tập 15. Một xe lăn khối lượng 50kg, dưới tác dụng của một lực kéo theo phương ngang, chuyển động không vận tốc đầu từ đầu phòng đến cuối phòng mất 10s. Khi chất lên xe một kiện hàng, xe phải chuyển động mất 20s. Bỏ qua ma sát. Tìm khối lượng của kiện hàng.
Hướng dẫn
Bài tập 16. Vật chuyển động thẳng trên đoạn đường AB chịu tác dụng của lực F1 theo phương ngang và tăng tốc từ 0 lên 10m/s trong thời gian t. Trên đoạn đường BC vật chịu tác dụng lực F2 theo phương ngang và tăng tốc đến 15m/s cũng trong thời gian t.
a/ Tính tỉ số F2/F1
b/ Vật chuyển động trên đoạn đường CD trong thời gian 2t vẫn dưới tác dụng của lực F2. Tìm vận tốc vật ở D.
Biết A, B, C, D cùng nằm trên một đường thẳng.
Hướng dẫn
Bài tập 17. Vật chịu tác dụng lực ngang F ngược chiều chuyển động thẳng trong 6s. Vận tốc giảm từ 8m/s còn 5m/s. Trong 10s tiếp theo lực tác dụng tăng gấp đôi về độ lớ còn hướng không đỏi. Tính vận tốc của vật ở điểm cuối.
Hướng dẫn
Bài tập 18. Có hai vật vật m1 ban đầu đứng yên còn m2 chuyển động thẳng đều với vận tốc vo. Đặt lên mỗi vật lực \[\vec{F}\] giống nhau, cùng phương \[\vec{v_o}\]. Tìm F để sau thời gian t hai vật có cùng độ lớn và hướng vận tốc. Cho biết điều kiện để bài toán có nghiệm
Hướng dẫn
Bài tập 19. Một xe tải khối lượng m = 2000kg đang chuyển động thì hãm phanh dừng lại sau khi đi thêm quãng đường 9m trong 3s. Tính lực hãm
Hướng dẫn
Bài tập 20. Xe khối lượng m = 500kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Tìm lực hãm biết quãng đường đi được trong giây cuối cùng của chuyển động là 1m.
Hướng dẫn
Bài tập 21. Đo quãng đường một vật chuyển động thẳng biến đổi đều đi được trong những khoảng thời gian 1,5s liên tiếp, người ta thấy quãng đường sau dài hơn quãng đường trước 90cm. Tìm lực tác dụng lên vật biết m = 150g
Hướng dẫn
Bài tập 22. Từ A, xe [1] chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc đầu 5m/s đuổi theo xe II khởi hành cùng lúc tại B cách A 30cm. Xe II chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc đầu và cùng hướng xe [I]. Biết khoảng cách ngắn nhất giữa hai xe là 5m. Bỏ qua ma sát, khối lượng xe m1 = m2 = 1000kg. Tìm lực kéo của động cơ mỗi xe. Biết các xe chuyển động theo phương ngang với gia tốc a2 = 2a1
Hướng dẫn
Hướng dẫn
Bài tập 24. Đoàn tàu có khối lượng m = 1000 tấn bắt đầu chuyển bánh, lực kéo đầu máy là 25.104N, hệ số ma sát lăn là µ = 0,005. Tìm vận tốc của đoàn tàu khi nó đi được 1km và thời gian chuyển động trên quãng đường này. Lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn
Bài tập 25. Vật khối lượng m đặt trên mặt phẳng ngang chịu tác dụng của lực kéo F hợp với phương ngang góc α. Biết vật chuyển động với gia tốc a và có hệ số ma sát trượt với sàn là µ. Tìm F
Hướng dẫn
Bài tập 26. Vật khối lượng m = 20kg được kéo chuyển động ngang bởi lực F = 120N hợp với phương ngang góc α = α1 = 60°, vật chuyển động thẳng đều. Tìm gia tốc chuyển động nếu α = α2 = 30°, hệ số ma sát trượt của sàn µ, lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn
Bài tập 27. Vật có khối lượng 2,5kg rơi thẳng từ độ cao 100m không vận tốc đầu, sau 10s thì chạm đất. Tìm lực cản của không khí [coi như không đổi] tác động lên vật. Lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn
Bài tập 28. Hai xe khối lượng m1 = 500kg; m2 = 1000kg khởi hành không vận tốc đầu từ A và B cách nhau 1,5m chuyển động đến gặp nhau. Lực kéo của các động cơ xe lần lượt là 600N và 900N. hệ số ma sát lăn của xe với mặt đường lần lượt là 0,1 và 0,05. Xe [II] khởi hành sau xe [I] 50s. Hỏi hai xe gặp nhau lúc nào và tại đâu? lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn
Bài tập 29. Từ mặt đất người ta ném một vật khối lượng 5kg lên cao theo phương thẳng đứng. Thời gian đạt độ cao cực đại là t1 thời gian trở lại mặt đất là t2. Biết t1 = t2/2. Tính độ lớn lực cản không khí [xem như không đổi]. cho g = 10m/s2
Hướng dẫn
Bài tập 30. Quả cầu khối lượng m = 100g treo ở đầu sợi dây trong một toa tàu. Tàu chuyển động ngang với gia tốc a. Dây treo nghiêng góc α = 30° với phương thẳng đứng. Tìm a và lực căng của dây. Lấy g = 10m/s2.
Hướng dẫn
Bài tập 31. Quả cầu khối lượng m được treo bởi hai dây nhẹ trên trần một toa xe như hình vẽ.
Bài tập 32. Vật khối lượng m = 0,5kg nằm trên mặt bàn nằm ngang, gắn vào đầu một lò xo thẳng đứng có k = 10N/m.
Bài tập 33. Xe tải khối lượng m = 1tấn bắt đầu chuyển động trên mặt đường nằm ngang. Biết hệ số ma sát lăn giữa hai xe và mặt đường là µ = 0,1. Ban đầu lực kéo của động cơ là 2000N
a/ Tìm vận tốc và quãng đường chuyển động sau 10s
b/ Trong giai đoạn kế, xe chuyển động đều trong 20s. Tìm lực kéo của động cơ xe trong giai đoạn này.
c/ Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và dừng lại sau khi bắt đầu hãm phanh 2s, tìm lực hãm.
d/ Tính vận tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.
e/ Vẽ đồ thị vận tốc, gia tốc và đường đi của chuyển động.
Hướng dẫn
Bài tập 34. Thang máy khối lượng 1000kg chuuyển động có đồ thị như hình vẽ. Tính lực căng của dây cáp treo trong thang máy trog từng giai đoạn chuyển động xét hai trường hợp
a/ Thang máy đi lên
b/ Thang máy đi xuống.
c/ Biết buồng thang máy nêu trên có một người đứng trên sàn có khối lượng 50kg. Tìm trọng lượng của người trong từng giai đoạn chuyển động của thang máy. khi nào trọng lượng của người bằng0.
Bài tập 35. Khoảng cách giữa hai nhà ga là s = 10,8km. Một đầu máy xe lửa khối lượng m = 1tấn khởi hành không vận tốc đầu từ nhà ga I, chuyển động thẳng nhanh dần đều trong thời gian t1 = 5phút, sau đó chạy chậm dần đều và dừng lại trước nhà ga II, thời gian chuyển động tổng cộng là t = 20phút. Biết hệ số ma sát lăn là µ = 0,04. Tìm lực kéo của đầu máy trong từng giai đoạn chuyển động.
Hướng dẫn
BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT III NEWTON
Công thức vận dụng định luật III Newton
\[\vec{F_{12}} = –\vec{F_{21}}\] = > \[m_1\vec{a_1}\] = \[-m_2\vec{a_2}\]
\[m_1\dfrac{\vec{v'_1} – \vec{v_1}}{t}\] = \[-m_2\dfrac{\vec{v'_2} – \vec{v_2}}{t}\]
= > $m_1[\vec{v'_1} – \vec{v_1}]$ = $-m_2[\vec{v'_2} – \vec{v_2}]$
- v1; v1': lần lượt là vận tốc của vật m1 trước và sau va chạm
- v2; v2': lần lượt là vận tốc của vật m2 trước và sau va chạm
Hướng dẫn
v1 = 5m/s; v’1 = 150cm/s = 1,5m/s; v2 = 0; v’2 = 2m/s; m2 = 0,4kg
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe 1 trước va chạm
độ lớn gia tốc của xe 1: a1 = [–v’1 – v1]/t
độ lớn gia tốc của xe 2: a2 = [v’2 – v2]/t
áp dụng định luật III Newton ta có
m1a1 = –m2a2 = > m1[1,5 + 5] = 2m2 = > m1 = 0,145kg
Hướng dẫn
v1 = 4m/s; v'1 = 2m/s; v2 = 0; v'2 = 2m/s
Gọi t là thời gian tương tác giữa 2 quả cầu, chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả cầu 1
áp dụng định luật III Newton ta có
m1a1 = –m2a2 = > m1[v’1 – v1]/t = –m2[v’2 – v2]/t = > m1/m2 = 1
Hướng dẫn
Bài tập 39. quả bóng khối lượng 200g bay với vận tốc 72km/h đến đập vào tường và bật trở lại với độ lớn không đổi. Biết va chạm của bóng với tường theo định luật phản xạ gương, và bóng đến đập vào tường dưới góc tới 30°. Thời gian va chạm là 0,05s. Tính lực do tường tác dụng lên bóng.
Hướng dẫn
Bài tập 40. Xe A chuyển động với vận tốc 3,6km/h đến đạp vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A đội ngược lại với vận tốc 0,1m/s, còn xe B chạy tới với vận tốc 0,55m/s. Biết m$_{B}$ = 200g, tìm m$_{A}$.
Hướng dẫn
Bài tập 41. Một xe lăn bằng gỗ có khối lượng m = 300[g] đang chuyển động với vận tốc v = 3[m/s] thì va chạm vào một xe lăn bằng thép có khối lượng m = 600[g] đang đứng yên trên bàn nhẵn nằm ngang. Sau thời gian va chạm 0,2[s] xe lăn thép đạt vận tốc 0,5[m/s] theo hướng của v. Xác định lực F tác dụng vào xe lăn gỗ khi tương tác và vận tốc của nó ngay sau khi va chạm ?
ĐS: 2[m/s].
Bài tập 42. Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt phẳng ngang. Khi buông tay, hai quả bóng lăn được những quãng đường 9[m] và 4[m] rồi dừng lại. Biết sau khi rời nhau, hai quả bóng chuyển động chậm dần đều với gia tốc không đổi. Tính tỉ số khối lượng của hai quả bóng ?
ĐS: m2/m1 = 1,5
Hướng dẫn
a1 = a2 => $\dfrac{{s_1}}{{s_2}}=\dfrac{{v_{01}}^2}{{v_{02}}^2}$
$ \Rightarrow v_{01}=1,5v_{02}$.
$F_1=F_2$ => $m_1v_{01}=m_2v_{02}$
$ \Rightarrow \dfrac{m_2}{m_1}=\dfrac{3}{2}$
ĐS: m$_{A}$/m$_{B}$ = 0,5
Bài tập 44. Hai xe lăn đặt nằm ngang, đầu xe A có gắn một lò xo nhẹ. Đặt hai xe sát nhau để lò xo bị nén rồi buông ra. Sau đó hai xe chuyển động, đi được những quãng đường s1 = 1[m]; s2 = 2[m] trong cùng một khoảng thời gian. Bỏ qua ma sát. Tính tỉ số khối lượng của hai xe ?
ĐS: m1/m2 = 2
Bài tập 45. Một quả bóng khối lượng m = 100[g] được thả rơi tự do từ độ cao h = 0,8[m]. Khi đập vào sàn nhẵn bóng thì nẩy lên đúng độ cao h. Thời gian và chạm là ∆t = 0,5[s]. Xác định lực trung bình do sàn tác dụng lên bóng ?
ĐS: 1,6[N].
Hướng dẫn
vận tốc khi chạm đất: v = $\sqrt{2gh}$
Chọn chiều dương là chiều bóng nảy lên
F = ma = m [ v – [-v]]/ Δt = 2mv/Δt = 1,6N
Xem thêm:
Tổng hợp lý thuyết, bài tập vật lý lớp 10 chương động lực học chất điểm
nguồn học vật lý trực tuyến