ÔN TẬP CHƯƠNG 3: ĐỘNG LỰC HỌC
(PHẦN 6 – 20 CÂU)

Câu 1: “Lực mà lò xo tác dụng vào vật và lực mà vật tác dụng vào lò xo” Cặp lực này có phải là cặp lực cân bằng không? Giải thích?

Trả lời:

Hai lực này là 2 lực trực đối, không cân bằng vì có điểm đặt khác nhau.

Câu 2: Thanh kim loại có chiều dài l khối lượng m đặt trên bàn nhô ra một đoạn bằng chiều dài thanh. Tác dụng lực có độ lớn 40N hướng xuống thì đầu kia của thanh kim loại bắt đầu nhô lên, lấy g=10m/s². Tính khối lượng của thanh kim loại.

Trả lời:

Tâm quay O. Lực F làm vật quay theo chiều kim đồng hồ, trọng lực P làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

M_F = F.OB; M_P = P.OG mà AG = BG = 2OB => OB = OG = .AB

Áp dụng quy tắc mômen: M_F = M_P => F.OB = P.OG = mg.OG => m = 4 kg.

Câu 3: Giải thích vì sao trọng lực được xem là một lực hấp dẫn.

Trả lời:

Trọng lực được xem là lực hấp dẫn vì nó là lực tác động từ một vật lớn (Trái Đất) đến một vật nhỏ (vật chất).

Câu 4: Tại sao các bề mặt nhẵn mịn tạo ra ít ma sát hơn so với các bề mặt gồ ghề?

Trả lời:

Các bề mặt nhẵn mịn giảm ma sát bởi ít khả năng tạo ra sự chấn động và va chạm giữa các phân tử.

Câu 5: Một người có thể bơi trong nước (khi nước không chảy thành dòng) với vận tốc 1,5 m/s. Người đó bơi trên một con sông, xuôi dòng từ điểm A đến điểm B sau đó bơi ngược lại từ B trở về. Biết tổng thời gian bơi là 2 phút và khoảng cách giữa A và B là 50 m. Vận tốc dòng chảy là?

Trả lời:

Gọi v là vận tốc của người đó khi nước không chảy,v_n là vận tốc của dòng nước

Khi người đó bơi xuôi dòng, vận tốc bơi bằng: v_x = v + v_n => t_x =

Khi người đó bơi ngược dòng, vận tốc bơi bằng: v_ng = v – v_n => t_ng =

Tổng thời gian đã bơi là: t = t_x + t_ng =

=> v_n =

Câu 6: Một vật khối lượng 4kg treo vào tường bởi dây BC và thanh AB. Thanh AB gắn vào tường bằng bản lề A, α = 30^o

1. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB nếu:

a. Bỏ qua khối lượng của thanh

b. Khối lượng thanh AB là 2kg

2. Khi tăng góc α thì lực căng dây BC tăng hay giảm

Trả lời:

1. a. Bỏ qua khối lượng của thanh lực tác dụng lên thanh như hình vẽ

T’ = T:cos30^o = mg:cos30^o = 46,2N

Q = T’sin30^o = 23,1N

b. Khi tính khối lượng của thanh lực tác dụng vào thanh như hình vẽ

M_T’ = M_T + M_P => T’.ABcos30^o = T.AB + P’.AB:s = AB (P + 0,5.P’)

T’ = (m + 0,5m’)g:cos30^o = 57,7N

Q_x = T’sin30^o = 28,85N

Q_y = P + P’ –Tcos30^o = 10N

2. T’ = (m + 0,5m’)g:cosα, khi α tăng cosα giảm => T’ tăng.

Câu 7: Thanh AB khối lượng m = 1,5kg, đầu B đựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo AC góc α = 45^o. Tìm các lực tác dụng lên thanh.

Trả lời:

Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ

M_T = M_P (trục quay đi qua điểm tiếp xúc)

=>T.ABsin45^o = P.ABcos45^o/2 => T = 7,5N

Q₁ = P = mg = 15N; Q₂ = T = 7,5N

Câu 8: Thanh AB khối lượng m₁ = 10kg, chiều dài L = 3m gắn vào tường bởi bản lề A. Đầu B của thanh treo vật nặng m₂ = 5kg. Thanh được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo CD, góc α = 45^o. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB biết AC = 2m.

Trả lời:

Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ

Trục quay qua A => M_T = M_P1 + M_T′

T.AC.sinα = P₁.AB:2 + P₂.AB => T = 212,13N

Q = Tcosα = 150N

Câu 9: Một thanh AB dài 2m khối lượng m=2kg được giữ nghiêng một góc α trên mặt sàn nằm ngang bằng một sợi dây nằm ngang BC dài 2m nối đầu B của thanh với một bức tường đứng thẳng; đầu A của thanh tựa lên mặt sàn. Hệ số ma sát giữa thanh và mặt sàn bằng

1) Tìm các giá trị của α để thanh có thể cân bằng.

2) Tính các lực tác dụng lên thanh và khoảng cách AD từ đầu A của thanh đến góc tường D khi α =45^o. Lấy g=10m/s²

Trả lời:

Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ

Xét tâm quay tại A

M_P = M_T => T.ABsinα = P.AB/2.cosα => T = 0,5mg.cotα

Theo phương ngang để thanh cân bằng thì

F_ms ≤ T => µ.mg ≤ 0,5mg.cotα => α ≥ 30^o

Khi α = 45^o => F_ms = T = 10N; N = P = 20N

Câu 10: Dùng cân đòn để cân một vật. Vì cánh tay đòn của cân không thật bằng nhau nên khi đặt vật ở đĩa cân bên này ta được 40g nhưng khi đặt vật sang đĩa cân kia ta cân được 44,7g. Tìm khối lượng đúng của vật.

Trả lời:

Gọi “đĩa cân bên này” là đĩa cân 1, “đĩa cân bên kia” là đĩa cân 2; Px là trọng lượng của vật cần cân. Ta có:

Khi cân lần 1: P₁l₁ = P_xl₂ => m₁l₁ = m_xl₂ (1)

Khi cân lần 2: P_xl₁ = P₂l₂ => m_xl₁ – m₂l₂ (2)

Lấy (1) chia cho (2) được:

Vậy: Khối lượng đúng của vật là

Câu 11: Nếu bạn đứng ở đỉnh một ngọn núi, có sự thay đổi nào đối với trọng lực và trọng lượng của bạn?

Trả lời:

Trọng lực vẫn hướng xuống, nhưng trọng lượng giảm do khoảng cách từ trung tâm Trái Đất đến bạn tăng lên.

Câu 12: Tại sao lực căng trong một dây đàn hồi không làm thay đổi trọng lực?

Trả lời:

Lực căng trong dây đàn hồi chỉ tác động nội lực trong dây, không ảnh hưởng đến trọng lực xuống dưới.

Câu 13: Một ô tô m = 1,2 tấn chuyển động trên đường nằm ngang chịu tác dụng của lực phát động 3300 N. Cho xe chuyển động với vận tốc đầu 10 m/s. Sau khi đi 75 m đạt vận tốc 72 km/h. Lực ma sát giữa xe và mặt đường có độ lớn là?

Trả lời:

Ta có: v² – v₀² = 2as =>

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật:

⇒ -F_ms + F = ma ⇒ F_ms = 3300 - 1,2.10³.2 = 900 N

Câu 14: Một người đẩy một vật trượt thẳng nhanh dần đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn 500 N. Khi đó, độ lớn lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ:

Trả lời:

Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều ⇒ a > 0

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật, ta có:

- F_ms + F = ma ⇒ F_ms = F – ma ⇒ F_ms < F = 500 N

Câu 15: Gió thổi vào xe theo hướng vuông góc với thành bên của xe với vận tốc V. Xe có khối lượng m = 10⁴kg, chiều cao 2b = 2,4m, chiều ngang 2a = 2m, chiều dài l = 8m. Áp suất gió tính bởi công thức p = ρv² với ρ = 1,3kg/m³ là khối lượng riêng của không khí. Tìm V để xe bị lật ngã.

Trả lời:

Các lực tác dụng lên xe: trọng lực , phản lực , lực tác dụng của gió.

Khi xe bắt đầu lật, theo quy tắc momen lực đối với trục qua hai bánh xe, ta có:

(vì có giá đi qua trục quay nên = 0)

=> P.a = F.b => F =

Vì F = pS = . Suy ra:

=> V =

Vậy: vận tốc của gió để xe bị lật ngã là

Câu 16: Hai vật có khối lượng m₁ = 30kg; m₂ = 20kg được nối với nhau bằng một sợi dây không dân và đặt trên một mặt phẳng ngang. Biết hệ số ma sát giữa các vật với mặt phẳng ngang là μ₁ = μ₂ = 0,1. Một người tác dụng vào m₁ một lực kéo F_k = 80N song song với mặt bàn

a. Tìm gia tốc của mỗi vật?

b. Lực căng dây nối giữa hai vật?

Trả lời:

- Các lực tác dụng lên m₁ gồm: Trọng lực ; phản lực ; lực đàn hồi của dây ; lực ma sát ; lực kéo

- Các lực tác dụng lên m2 gồm: Trọng lực phản lực ; lực đàn hồi của dây ; lực ma sát

Phương trình định luật II Newton cho từng vật:

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình. Chiếu các phương trình ta có:

- Trên Ox:

- Trên Oy: =>

Vậy lực ma sát tác dụng lên các vật là:

Do đó ta có:

- Do dây không dãn nên: T₁ = T₂ = T và a₁ = a₂ = a

Lấy (2) + (1) ta có : F – g(μ₁m₁ + μ₂m₂) = (m₁ + m₂)a

Từ (2) ta có : T = m₂(a + μ₂g) = 20.(0,6 + 0,1.10) = 32 N

Câu 17: Một diễn viên xiếc đi trên một sợi dây mác ngang giữa hai tòa nhà cao tầng. Khi diễn viên đi tới chính giữa dây thì dây chùng xuống với α = 10,0°. Khối lượng của diễn viên xiếc là 50,0 kg, lấy g = 9,8 m/s. Tính lực căng của sợi dây lúc này.

Trả lời:

Các lực tác dụng lên diễn viên xiếc được biểu diễn như hình vẽ

Điều kiện cân bằng:

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình

Chiếu (*) lên Ox ta có: T_BD.cosα – T_AD.cosα = 0 => T_AD = T_BD = T (1)

Chiếu (*) lên Oy ta có: -P + T_BDsinα + T_ADsinα = 0 (2)

Thay (1) vào (2) ta có: -P + Tsinα + Tsinα = 0 => T =

Câu 18: Một toa tàu có khối lượng m = 80 tấn chuyển động thẳng đều dưới tác dụng của lực kéo F = 6.10⁴ N. Xác định lực ma sát và hệ số ma sát giữa toa tàu với mặt đường

Trả lời:

Tàu chuyển động thẳng đều ⇒ cân bằng với

⇒ Fms = 6.10⁴ N = μmg

Câu 19: Một vật khối lượng 2,5 kg đang nằm yên trên mặt phẳng ngang thì chịu tác dụng của lực kéo 15 N theo phương ngang và bắt đầu chuyển động. Biết trong 1 phút đầu sau khi chịu tác dụng lực, vật đi được 2 700 m. Coi lực cản tác dụng vào vật không đổi trong quá trình chuyển động. Xác định độ lớn của lực cản tác dụng vào vật.

Trả lời:

F_c = F_k – ma = 15 – 2,5.1,5 = 11,25 N

Câu 20: Một vật đang trượt trên một mặt phẳng, khi tốc độ của vật giảm thì hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng có thay đổi không?

Trả lời:

Một vật đang trượt trên một mặt phẳng, khi tốc độ của vật giảm thì hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng không đổi.