FULL DẠNG BÀI TẬP ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

Các dạng bài tập Động lực học chất điểm chọn lọc, có đáp án

Với Các dạng bài tập Động lực học chất điểm chọn lọc, có đáp án Vật Lí lớp 10 tổng hợp các dạng bài tập, 400 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Động lực học chất điểm từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 10.

Bạn đang xem: Full dạng bài tập động học chất điểm

*


Tổng hợp lý thuyết Chương Động lực học chất điểm

Tổng hợp và phân tích lực

Các định luật Newton

Lực hấp dẫn

Lực đàn hồi

Chuyển động của vật bị ném

Lực ma sát

Lực hướng tâm

Bài tập tổng hợp

Bài tập trắc nghiệm Động lực học chất điểm

Cách tổng hợp, phân tích lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Tổng hợp lực: là thay thế hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bởi một lực sao cho tác dụng vẫn không thay đổi.

+ Lực thay thế gọi là hợp lực.

+ Phương pháp tìm hợp lực gọi là tổng hợp lực.

Quy tắc hình bình hành: Hợp lực của hai lực quy đồng được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những vecto biểu diễn hai lực thành phần.

*

Tổng hợp ba lực F1→ , F2→, F3→

- Lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành 1 lực tổng hợp F12→

- Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp F12→ trên với lực F3→ còn lại cho ra được lực tổng hợp F→ cuối cùng.

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Lưu ý: Nếu có hai lực, thì hợp lực có giá trị trong khoảng: | F1 - F2 | ≤ Fhl ≤ | F1 + F2 |

2. Phân tích lực (Ngược với tổng hợp lực): là thay thế 1 lực bởi 2 hay nhiều lực tác dụng đồng thời sao cho tác dụng vẫn không thay đổi.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4(N) và 5(N) hợp với nhau một góc α. Tính góc α ? Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8(N)

Hướng dẫn:

Ta có F1 = 4 N

F2 = 5 N

F = 7.8 N

Hỏi α = ?

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Suy ra α = 60°15"

Bài 2: Cho ba lực đồng qui cùng nằm trên một mặt phẳng, có độ lớn F1 = F2 = F3 = 20(N) và từng đôi một hợp với nhau thành góc 120° . Hợp lực của chúng có độ lớn là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

*

Ta có F→ = F1→ + F2→ + F3→Hay F→ = F1→ + F23→

Trên hình ta thấy F23 có độ lớn là F23 = 2F2cos60° = F1

Mà F23 cùng phương ngược chiều với F1 nên Fhl = 0

Bài 3: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F1 = 16 N; F2 = 12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α = 0°; 60°; 120°; 180°. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N.

Hướng dẫn:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Khi α = 0°; F = 28 N

Khi α = 60°; F = 24.3 N.

Khi α = 120°; F = 14.4 N.

Khi α = 180°; F = F1 – F2 = 4 N.

Khi F = 20 N ⇒ α = 90°

Bài 4: Một vật nằm trên mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang chịu trọng lực tác dụng có độ lớn là 50 N. Xác định độ lớn các thành phần của trọng lực theo các phương vuông góc và song song với mặt nghiêng.

Hướng dẫn:

*

P1 = Psinα = 25 N

P2 = Pcosα = 25√3 N

Bài 5: Cho lực F có độ lớn 100 N và có hướng tạo với trục Ox một góc 36,87° và tạo với Oy một góc 53,13°. Xác định độ lớn các thành phần của lực F trên các trục Ox và Oy.

Hướng dẫn:

36.87° + 53.13° = 90°

Fx = F.cos(36,87°) = 80 N

Fy = F.sin(53,13°) = 60 N

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Các lực tác dụng lên một vật gọi là cân bằng khí

A.hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật bằng không.

B.hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật là hằng số.

C.vật chuyển động với gia tốc không đổi.

D.vật đứng yên.

Lời giải:

Chọn A

Câu 2: Một sợi dây có khối lượng không đáng kể, một đầu được giữ cố định, đầu kia có gắn một vật nặng có khối lượng m. Vật đứng yên cân bằng. Khi đó

A.vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

B.vật chịu tác dụng của trọng lực, lực ma sát và lực căng dây.

C.vật chịu tác dụng của ba lực và hợp lực của chúng bằng không .

D.vật chịu tác dụng của trọng lực và lực căng dây.

Lời giải:

Chọn C

Câu 3: Chọn phát biểu đúng :

A.Dưới tác dụng của lực vật sẽ chuyển động thẳng đều hoặc tròn đều.

B.Lực là nguyên nhân làm vật vật bị biến dạng.

C.Lực là nguyên nhân làm vật thay đổi chuyển động.

D.Lực là nguyên nhân làm vật thay đổi chuyển động hoặc làm vật bị biến dạng.

Lời giải:

Chọn D

Câu 4: Hai lực trực đối cân bằng là:

A.tác dụng vào cùng một vật

B.không bằng nhau về độ lớn

C.bằng nhau về độ lớn nhưng không nhất thiết phải cùng giá

D.có cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều tác dụng vào hai vật khác nhau

Lời giải:

Chọn A

Câu 5: Hai lực cân bằng không thể có :

A.cùng hướng

B.cùng phương

C.cùng giá

D.cùng độ lớn

Lời giải:

Chọn A

Câu 6: Một chất điểm đứng yên dưới tác dụng của 3 lực 12 N, 20 N, 16 N. Nếu bỏ lực 20 N thì hợp lực của 2 lực còn lại có độ lớn bằng bao nhiêu ?

A.4 N

B.20 N

C.28 N

D.Chưa có cơ sở kết luận

Lời giải:

Vật đứng yên nên lực tổng hợp của hai lực 12 N và 16 N là lực cân bằng với lực 20 N tác dụng vào vật. Nên hợp lực của hai lực 12 N và 16 N cùng phương ngược chiều với lực 20 N và có độ lớn bằng 20 N

Câu 7: Có hai lực đồng qui có độ lớn bằng 9 N và 12 N. Trong số các giá trị sau đây, giá trị nào có thể là độ lớn của hợp lực ?

A.25 N

B.15 N

C.2 N

D.1 N

Lời giải:

Vì 152 = 122 + 92

Trong công thức: F2 = F12 + F22

Câu 8: Cho hai lực đồng qui có cùng độ lớn 600 N.Hỏi góc giữa 2 lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 600 N.

A.α = 0°

B.α = 90°

C.α = 180°

D.α = 120°

Lời giải:

Ta có: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Mà F1 = F2

Suy ra F12 = 2F2cosα

Để F12 = F2 thì cosα = 1/2

Vậy α = 60° góc giữa hai lực là 2α = 120°

Câu 9: Một chất chịu hai lực tác dụng có cùng độ lớn 40 N và tạo với nhau góc 120°. Tính độ lớn của hợp lực tác dụng lên chất điểm.

A.10 N

B.20 N

C.30 N

D.40 N

Lời giải:

Áp dụng công thức của quy tắc hình bình hành:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Suy ra F = 40 N

Câu 10: Hợp lực F của hai lực F1 và lực F2 có độ lớn 8√2 N; lực F tạo với hướng của lực F1 góc 45° và F1 = 8 N. Xác định hướng và độ lớn của lực F2.

A.vuông góc với lực F1 và F2 = 8 N

B.vuông góc với lực F1 và F2 = 6 N

C.cùng phương ngược chiều với F1 và F2 = 8 N

D.cùng phương ngược chiều với F1 và F2 = 6 N

Lời giải:

Ta có: F1 = F.cos45°

⇒ F2 vuông góc với F1

⇒ F2 = F.sin45°

Câu 11: Lực 10 N là hợp lực của cặp lực nào dưới đây ? Cho biệt góc giữa cặp lực đó.

A.3 N, 15 N; 120°

B.3 N, 6 N; 60°

C.3 N, 13 N; 180°

D.3 N, 5 N; 0°

Lời giải:

Áp dụng công thức: F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Sau đó thử đáp án ra đáp án C phù hợp với hợp lực có độ lớn 10 N

Câu 12: Một vật chịu 4 lực tác dụng. Lực F1 = 40 N hướng về phía Đông, lực F2 = 50 N hướng về phía Bắc, lực F3 = 70 N hướng về phía Tây, lực F4 = 90 N hướng về phía Nam. Độ lớn của hợp lực tác dụng lên vật là bao nhiêu ?

A.50 N

B.120 N

C.170 N

D.250 N

Lời giải:

*

Ta có F13 = 70 – 40 = 30 N

F24 = 90 – 50 = 40 N

Suy ra F2 = F132 + F242

Vậy F = 50 N

Câu 13: Chọn phát biểu đúng. Tổng hợp lực là:

A.Là phân tích nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống như các lực ấy.

B.Là thay thế các lực đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

C.Là phân tích các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

D.Là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng các lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

Lời giải:

Chọn B

Câu 14: Câu nào đúng ? Hợp lực của hai lực có độ lớn F và 2F có thể:

A. nhỏ hơn F

B. vuông góc với lực F→

C. lớn hơn 3F

D. vuông góc với lực 2F→

Lời giải:

Chọn B

Câu 15: Một chất điểm đứng yên dưới tác dụng của 3 lực 4 N, 5 N và 6 N.Nếu bỏ đi lực 6 N thì hợp lực của 2 lực còn lại bằng bao nhiêu ?

A.9 N

B.6 N

C.1 N

D.không biết vì chưa biết góc

Lời giải:

Tương tự câu 6

Chọn B

Dạng bài tập Vật trượt trên mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng hay, chi tiết (Áp dụng định luật 1, 2 Niutơn)

A. Phương pháp & Ví dụ

Áp dụng hai định luật I và II Newton

- Định luật I Niu Tơn. ( định luật quán tính)

Nếu F→ = 0 thì a→ = 0

⇒ + v = 0 nếu vật đứng yên

+ v = const nếu vật chuyển động thẳng đều

Lưu ý: Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì : F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→

- Định luật II Niu Tơn.

Biểu thức vectơ: F→ = m a→

Biểu thức độ lớn: F = ma

Lưu ý: Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì : F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→

* Phương pháp động lực học:

Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.

Bước 2: Chọn hệ quy chiếu ( Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ 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 Niu Tơn. ( Nếu có lực phân tích thì sau đó viết lại phương trình lực và thay thế 2 lực phân tích đó cho lực ấy luôn).

F→ = Fhl→ = F1→ + F2→ + … + Fn→ (*) ( tổng tất cả các lực tác dụng lên vật)

Bước 5: Chiếu phương trình lực(*) lên các trục toạ độ Ox, Oy:

Ox: F1x + F2x + … + Fnx = ma (1)

Oy: F1y + F2y + … + Fny = 0 (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 đó bằng :

+ TH: F Cùng hướng với chiều dương phương chiếu:

*

+ TH: F ngược hướng với chiều dương phương chiếu:

*

- Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm

(gia tốc a hoặc F)

* Chú ý: Sử dụng các công thức động học:

- Chuyển động thẳng đêu f: a = 0

Chuyển động thẳng biến đổi đều.

s = v0t + at2/2 ; v = v0 + at ; v2 – v02 = 2as

Chuyển động tròn đều:

*

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động theo trục Ox (trên một mặt ngang), dưới tác dụng của lực F→ nằm ngang có độ lớn không đổi. Xác định gia tốc chuyển động của vật trong hai trường hợp:

a. Không có ma sát.

b. Hệ số ma sát trượt trên mặt ngang bằng μt

Hướng dẫn:

- Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo F→, lực ma sát Fms→, trọng lực P→, phản lực N→

- Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.

*

Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng vectơ:F→ + Fms→ + P→ + N→ = m.a→ (1)

Chiếu (1) lên trục Ox:

F – Fms = ma (2)

Chiếu (1) lên trục Oy:

- P + N = 0 (3)

N = P và Fms = μt.N

Vậy:

+ Gia tốc a của vật khi có ma sát là:

*

+ Gia tốc a của vật khi không có ma sát là:

*

Bài 2: Một học sinh đẩy một hộp đựng sách trượt trên sàn nhà. Lực đẩy ngang là 180 N. Hộp có khối lượng 35 kg. Hệ số ma sát trượt giữa hộp và sàn là 0,27. Hãy tìm gia tốc của hộp. Lấy g = 9,8 m/s2.

Hướng dẫn:

Hộp chịu tác dụng của 4 lực: Trọng lực P→, lực đẩy F→, lực pháp tuyến N→ và lực ma sát trượt của sàn.

*

Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ:

Ox: Fx = F – Fms = max = ma

Oy: Fy = N – P = may = 0

Fms = μN

Giải hệ phương trình:

N = P = mg = 35.9,8 = 343 N

Fms = μN= 0.27. 343 = 92.6 N

*

a = 2,5 m/s2 hướng sang phải.

Bài 3: Hai vật cùng khối lượng m = 1 kg được nối với nhau bằng sợi dây không dẫn và khối lượng không đáng kể. Một trong 2 vật chịu tác động của lực kéo F→ hợp với phương ngang góc a = 30°. Hai vật có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang góc α = 30°. Hệ số ma sát giữa vật và bàn là 0,268. Biết rằng dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 10 N. Tính lực kéo lớn nhất để dây không đứt. Lấy √3 = 1,732.

*

Hướng dẫn:

*

Vật 1 có:

*

Chiếu xuống Ox ta có: F.cos 30° - T1 - F1ms = m1a1

Chiếu xuống Oy: F.sin30° - P1 + N1 = 0

Và F1ms = k.N1 = k (mg - Fsin30°)

⇒ F.cos30° - T1k.(mg - Fsin30°) = m1a1 (1)

Vật 2 có:

*

Chiếu xuống Ox ta có: T - F2ms = m2a2

Chiếu xuống Oy: - P2 + N2 = 0

Mà F2ms = k N2 = km2g

⇒ T2 - k m2g = m2a2

Hơn nữa vì m1 = m2 = m; T1 = T2 = T ; a1 = a2 = a

⇒ F.cos30° - T – k (mg - Fsin30°) = ma (3)

⇒ T - kmg = ma (4)

Từ (3) và (4)

Vậy Fmax = 20 N.

Bài 4: Một xe trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 30°. Hệ số ma sát trượt là m = 0,3464. Chiều dài mặt phẳng nghiêng là l = 1 m. lấy g = 10 m/s2 và hệ số ma sát μ = 1,732. Tính gia tốc chuyển động của vật.

*

Hướng dẫn:

*

Các lực tác dụng vào vật:

1. Trọng lực P→

2. Lực ma sát fms→

3. Phản lực N→ của mặt phẳng nghiêng

4. Hợp lực fms→ + P→ + N→ = m.a→

Chiếu lên trục Oy: - Pcosα + N = 0

⇒ N = mgcosα (1)

Chiếu lên trục Ox: Psinα - Fms = max

⇒ mgsinα - μN = max (2)

Từ (1) và (2) ⇒ mgsinα - mgcosα = max

⇒ax = g(sina - μcosa) = 2 m/s2

Bài 5: Một quyển sách được thả trượt từ đỉnh của một bàn nghiêng một góc α = 35° so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa mặt dưới của quyển sách với mặt bàn là μ = 0.5. Tìm gia tốc của quyển sách. Lấy g = 9.8 m/s2.

Hướng dẫn:

Quyển sách chịu tác dụng của ba lực: trọng lực P→, lực pháp tuyến N→ và lực ma sát Fms→ của mặt bàn.

Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ.

Ox: Fx = Psinα – Fms = max = ma

Oy: Fy = N – Pcosα = may = 0

Fms = μN

Giải hệ phương trình ta được:

a = g. (sinα - μcosα) = 9.8.(sin35° - 0,50.cos35°)

⇒ a = l.6 m/s2, hướng dọc theo bàn xuống dưới.

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Câu nào đúng? Khi một xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách

A. Đứng lại ngay

B. Ngả người về phía sau.

C. Chúi người về phía trước.

D. Ngả người sang bên cạnh.

Lời giải:

Chọn B

Câu 2: Câu nào sau đây là câu đúng?

A. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không thề chuyển động được.

B. Không cần có lực tác dụng vào vật thì vật vẫn chuyển động tròn đều được.

C. Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật .

D. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật.

Lời giải:

Chọn A

Câu 3: Nếu một vật đang chuyển động có gia tốc mà lực tác dụng lên vật giảm đi thì vật sẽ thu được gia tốc

A. Lớn hơn.

B. Nhỏ hơn.

Xem thêm: Trọn Bộ Điều Chỉnh Amply Karaoke Gia Đình Chất Lượng Tốt Nhất

C. Không thay đổi.

D. Bằng 0.

Lời giải:

Chọn B

Câu 4: Một hợp lực 1,0 N tác dụng vào một vật có khối lượng 2,0 kg lúc đầu đứng yên , trong khoảng thời gian 2,0 s. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đó là

A. 0.5 m.

B. 2.0 m.

C. 1.0 m.

D. 4.0 m.

Lời giải:

Ta có F = ma nên

*

Câu 5: Một quả bóng có khối lượng 500 g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một lực 250 N. Nếu thời gian quả bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,020 s, thì bóng sẽ bay đi với vận tốc bằng bao nhiêu?

A. 0.01 m/s.

B. 2.5 m/s.

C. 0.1m/s.

D. 10 m/s.

Lời giải:

Ta có:

*

Câu 6: Một vật có khối lượng 2.0 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Vật đi được 80 cm trong 0.50 s. Gia tốc của vật và hợp lực tác dụng vào nó là bao nhiêu?

A. 3.2 m/s2; 6.4 N.

B. 0.64 m/s2; 1.2 N.

C. 6.4 m/s2; 12.8 N.

D. 640 m/s2; 1280 N.

Lời giải:

*

F = ma = 2. 6.4 = 12.8 N

Câu 7: Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5,0 kg làm vận tốc của nó tăng từ 2,0 m/s đến 8,0 m/s trong 3,0 s. Hỏi lực tác dụng vào vật là bao nhiêu?

A. 15 N.

B. 10 N.

C. 1 N.

D. 5 N.

Lời giải:

Ta có v = vo + at suy ra a = (v – vo)/t = (8 – 2)/3 = 2 m/s2

Vậy F = ma = 5.2 = 10 N

Câu 8: Một ô tô đang chạy với vận tốc 60 km/h thì người lái xe hãm phanh , xe đi tiếp được quãng đường 50 m thì dừng lại. Hỏi nếu ô tô chạy với tốc độ 120 km/h thì quãng đường đi được từ lúc hãm phanh đến khi dừng lại là bao nhiêu? Giả sử lực hãm trong hai trường hợp bằng nhau.

A. 100 m.

B. 141 m.

C. 70.7 m.

D. 200 m.

Lời giải:

Ta có 60 km/h = 50/3 m/s

v2 – vo2 = 2as ⇒

*

Tương tự với vo = 120 km/h = 100/3 m/s ta được:

v2 – vo2 = 2as ⇒

*

Câu 9: Một xe tải khối lương m = 2000 kg đang chuyển động thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều và dừng lại sau khi đi thêm được 9 m trong 3s. Lực hãm tác dụng vào ô tô là bao nhiêu?

A.8000 N

B.6000 N

C.2000 N

D.4000 N

Lời giải:

Ta có:

*

Vậy F = ma = 2000.2 = 4000 N

Câu 10: Người ta dùng dây cáp để kéo một chiếc ô tô có khối lượng 1500 kg chuyển động. Hỏi lực kéo phải bằng bao nhiêu để xe có gia tốc 1,75 m/s2?

A.1750 N

B.2625 N

C.2250 N

D.3500 N

Lời giải:

Ta có F = ma = 1500. 1.75 = 2625 N

Câu 11: Một lực F không đổi tác dụng lên xe lăn trong khoảng thời gian t làm xe đi được 2,5 m. Nếu đặt thêm vật m = 250g lên xe thì cũng trong khoảng thời gian trên xe chỉ đi được 2 m khi chịu tác dụng của lực F. Hỏi khối lượng của xe là bao nhiêu?

A.0,4 kg

B.0,5 kg

C.0,75 kg

D.1 kg

Lời giải:

Ta có:

*

*
mà m2 = m1 + 0.25

Vậy m = m1 = 1 kg

Câu 12: Hai quả bóng ép sát vào nhau trên mặt bàn nằm ngang, khi buông tay hai quả bóng lăn được những quảng đường 9m và 4m rồi dừng lại. Biết sau khi tương tác hai quả bóng chuyển động cùng gia tốc. Mối liên hệ giữa khối của hai quả bóng là:

A.m1 = 1,5m2

B.m2 = 1,5m1

C.m2 = 2,25m1

D.m1 = 2,25m2

Lời giải:

Hai quả bóng chịu tác dụng của lực ma sát nên chuyển động chậm dần đều với cùng gia tốc a nên:

Đối với quả bóng 1

v12 - v102 = 2as1

⇒ v12 - 02 = 2a × 9 = 18a

⇒ v1 = √(18a) (m/s)

Đối với quả bóng 2

v22 - v202 = 2as2

⇒ v22 - 02 = 2a × 4 = 8a

⇒ v2 = √(8a) (m/s)

Áp dụng ĐL bảo toàn động lượng :

*

Chọn chiều dương theo hướng v1" ban đầu

⇒ m1.0 + m2.0 = m1v1" - m2v2"

*

Câu 13: Một vật khối lượng m = 1kg nằm cân bằng trên một phẳng nghiêng góc 60° Biết g = 10 m/s2. Cho hệ số ma sát μ = 1. Lực ma sát tác dụng lên vật là:

A.10 N

B.5 N

C.20 N

D.5√3 N

Lời giải:

Các lực tác dụng vào vật:

1. Trọng lực P→

2. Lực ma sát fms→

3. Phản lực N→ của mặt phẳng nghiêng

4. Hợp lực fms→ + P→ + N→ = m.a→

Chiếu lên trục Oy: - Pcosα + N = 0

⇒ N = mgcosα = 10.cos60 = 5 N

Fms = μ.N = 1.5 = 5 N

Câu 14: Một lực tác dụng vào vật trong thời gian 0,6s thì vận tốc của vật giảm từ 9 m/s đến 6 m/s. Nếu tăng độ lớn của lực lên gấp đôi nhưng vẫn giữ nguyên hướng của lực thì trong bao lâu nữa vật đó dừng lại?

A.0,9s

B.0,6s

C.1,2s

D.0,3s

Lời giải:

Ta có: v = vo + a1t suy ra a1 = (v – vo)/t = 5 m/s2

F2 = 2F1 suy ra a2 = 2a1 = 10 m/s2

Vậy t = (v – vo)/a2 = 0.6s

Câu 15: Một ôt tô khối lượng 1000 kg đang chạy với vận tốc 72 km/h. Muốn xe dừng lại trong 10s thì phải tác dụng vào xe một lực hãm bằng bao nhiêu?

A.3000 N

B.1500 N

C.1000 N

D.2000 N

Lời giải:

Ta có v = vo + at suy ra: a = (v – vo)/t = (0 – 20)/10 = -2 m/s2

(72 km/h = 20 m/s)

Vậy độ lớn lực tác dụng là F = m.a = 1000.2 = 2000 N

Dạng bài tập Vật trượt trên mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng hay, chi tiết (Áp dụng định luật 3 Niutơn)

A. Phương pháp & Ví dụ

Áp dụng định luật

- Định luật III Niu Tơn

Vật m1 tương tác m2 thì: F12→ = - F21→

Độ lớn: F12 = F21 suy ra m2a2 = m1a1

Bài tập vận dụng

Bài 1: Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu 1 chuyển động với vận tốc 4 m/s đến va chạm vào quả cầu 2 đang đứng yên. Sau va chạm cả hai quả cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với cùng vận tốc 2 m/s. Tính tỉ số khối lượng của hai quả cầu.

Hướng dẫn:

Ta có: v1 = 4 m/s và v"1 = 2 m/s

v2 = 0 m/s và v’2 = 2 m/s

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai quả cầu và chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả cầu 1. Áp dụng định luật 3 Niu Tơn ta có:

m2a2 = m1a1 suy ra m1(v’1 – v1)/t = m2(v’2 – v2)/t

Vậy m1/m2 = 1

Bài 2: Hai xe A và B cùng đặt trên mặt phẳng nằm ngang, đầu xe A có gắn mộ lò xo nhẹ. Đặt hai xe sát nhau để lò xo bị nén rồi buông nhẹ để hai xe chuyển động ngược chiều nhau. Tính từ lúc thả tay, xe A và B đi được quãng đường lần lượt là 1 m và 2 m trong cùng một khoảng thời gian. Biết lực cản của môi trường tỉ lệ với khối lượng của xe. Tỉ số khối lương của xe A và xe B là ?

Hướng dẫn:

Vận tốc của vật bị bật bị bật ra sau khi buông tay là

F1 = F2 nên

*

Do lực cản nên chuyển động chậm dần và lực cản tỉ lệ với khối lượng nên:

*

Theo định luật 3 Niu tơn ta có:

FAB = - FBA ⇒ mAaA = mBaB

Vậy mA/mB = aB/aA (1)

Lại có s = (1/2).at2 suy ra sB/sA = aB/aA = 2 (2)

Từ (1) và (2) suy ra

*

Bài 3: Một viên bi A có khối lượng 300 g đang chuyển động với vận tốc 3 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng 600 g đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian va cham 0,2 s, bi B chuyển động với vận tốc 0,5 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tốc đọ chuyển động của bi A ngay sau va chạm là?

Hướng dẫn:

Gia tốc chuyển động của bi B

*

Lực tương tác giữa hai viên bi: FAB = - FBA = mBaB = 0,6.2,5 = 1,5 N

Định luật III Niu Tơn:

*

Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A

Chiếu lên chiều dương ta có: 0.3(vA – 3) = -0.6(0.5 – 0) ⇒ vA = 2 m/s

Bài 4: Trên mặt nằm ngang không ma sát xe một chuyển động với độ lớn vận tốc 5 m/s đến va chạm vào xe hai đang đứng yên. Sau va chạm xe một bật lại với vận tốc 150 cm/s; xe hai chuyển động với vận tốc 200 cm/s. Biết khối lượng xe hai là 400g; tính khối lượng xe một?

Hướng dẫn:

Ta có v1 = 5m/s; v’1 = 1.5 m/s; v2 = 0; v’2 = 2 m/s; m2 = 0.4 kg

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe một trước va chạm

Áp dụng định luật 3 Niuton ta có:

FAB = - FBA ⇒ mAaA = mBaB

*

Bài 5: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3.6 km/h đến đụng vào mộ xe B đang đứng yên. Sau khi va chạm xe A dội ngược lại với vận tốc 0.1 m/s còn xe B chạy tiếp với vận tốc 0.55 m/s. Cho mB = 200g; tìm mA?

Hướng dẫn:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe A

Áp dụng định luật 3 Niuton cho hai xe trên ta có

FAB = - FBA ⇒ mAaA = mBaB

*

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Câu nào đúng? Trong một cơn lốc xoáy , một hòn đá bay trúng vào một cửa kính , làm vỡ kính.

A. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính lớn hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

B. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính bằng (về độ lớn) lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

C. Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính nhỏ hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

D.Viên đá không tương tác với tấm kính khi làm vỡ kính.

Lời giải:

Chọn B

Câu 2: Một người thực hiện động tác nằm sấp, chống tay xuống sàn nhà để nâng người lên. Hỏi sàn nhà đẩy người đó như thế nào?

A. Không đẩy gì cả.

B. Đẩy lên.

C. Đẩy xuống.

D. Đẩy sanh bên.

Lời giải:

Chọn B

Câu 3: Câu nào đúng? Khi một con ngựa kéo xe, lực tác dụng vào con ngựa làm nó chuyển động về phía trước là

A. lực mà ngựa tác dụng vào xe.

B. lực mà xe tác dụng vào ngựa.

C. lực mà ngựa tác dụng vào mặt đất.

D. lực mà mặt đất tác dụng vào ngựa.

Lời giải:

Chọn B

Câu 4: Câu nào đúng? Một người có trọng lượng 500 N đứng trên mặt đất. Lực mà mặt đất tác dụng lên người đó có độ lớn

A. bằng 500 N.

B. bé hơn 500 N.

C. lớn hơn 500 N.

D. phụ thuộc vào nơi mà người đó đứng trên Trái Đất.

Lời giải:

Chọn A

Câu 5: Khi nói về một vật chịu tác dụng của lực, phát biểu nào sau đây đúng?

A.Khi không có lực tác dụng, vật không thể chuyển động.

B.Khi ngừng tác dụng lực lên vật, vật này sẽ dừng lại.

C.Gia tốc của vật luôn cùng chiều với chiều của lực tác dụng.

D.Khi có tác dụng lực lên vật, vận tốc của vật tăng

Lời giải:

Chọn C

Câu 6: Một trái bóng bàn bay từ xa đến đập vao tường và bật ngược trở lại:

A.Lực của trái bóng tác dụng vào tường nhỏ hơn lực của tường tác dụng vào quả bóng.

B.Lực của trái bóng tác dụng vào tường bằng lực của tường tác dụng vào quả bóng.

C.Lực của trái bóng tác dụng vào tường lớn hơn lực của tường tác dụng vào quả bóng.

D.Không đủ cơ sở để kết luận.

Lời giải:

Chọn B

Câu 7: Lực và phản lực không có tính chất sau:

A.luôn xuất hiện từng cặp

B.luôn cùng loại

C.luôn cân bằng nhau

D.luôn cùng giá ngược chiều

Lời giải:

Chọn A

Câu 8: Điều nào sau đây là sai khi nói về lực về phản lực:

A.Lực và phản lực luôn xuất hiện và mất đi đồng thời.

B.Lực và phản lực bao giờ cũng cùng loại.

C.Lực và phản lực luôn cùng hướng với nhau.

D.Lực và phản lực không thể cân bằng nhau.

Lời giải:

Chọn C

Câu 9: Một vật có khối lượng m = 1kg chuyển động với vận tốc 5 m/s đến va chạm vào vật thứ 2 đang đứng yên. Sau va chạm vật thứ nhất chuyển động ngược lại với vận tốc 1 m/s, còn vật thứ hai chuyển động với vận tốc 2 m/s. Hỏi khối lượng của vật thứ hai là bao nhiêu?

A.1,5 kg

B.3 kg

C.2 kg

D.2,5 kg

Lời giải:

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai vật

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật một trước va chạm

Áp dụng định luật 3 Niuton ta có:

FAB = - FBA suy ra mAaA = mBaB

*

Câu 10: Một quả bóng khối lượng 200 g bay với vận tốc 90 km/h đến đập vuông góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,05s. Độ lớn lực của tường tác dụng lên quả bóng là nhiêu?

A.120 N

B.210 N

C.200 N

D.160 N

Lời giải:

Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động bật ra của quả bóng

Định luật III Niu Tơn ta có:

*

Câu 11: Một người có trọng lượng 500 N đứng trên mặt đất. Lực mà mặt đất tác dụng lên người đó có độ lớn?

A.Bằng 500 N.

B.Bé hơn 500 N.

C.Lớn hơn 500 N.

D.Phụ thuộc vào nơi mà ngừời đó đứng trên mặt đất.

Lời giải:

Chọn A

Câu 12: Một quả bóng , khối lượng 500g bay với tốc độ 20 m/s đập vuông góc vào bức tường và bay ngược lại với tốc độ 20 m/s.Thời gian va đập là 0,02 s. Lực do bóng tác dụng vào tường có độ lớn và hướng:

A. 1000 N, cùng hướng chuyển động ban đầu của bóng

B. 500 N, cùng hướng chuyển động ban đầu của bóng

C. 1000 N, ngược hướng chuyển động ban đầu của bóng

D. 200 N, ngược hướng chuyển động ban đầu của bóng

Lời giải:

Ta có: a = v - vo/t = 1000 N

Vậy F = ma = 500 N

Câu 13: Một viên bi A có khối lượng 1kg đang chuyển động với vận tốc 5 m/s thì va chạm vào viên bi B có khối lượng 2kg đang đứng yên trên mặt bàn nhẵn, nằm ngang. Biết sau thời gian va cham 0.3 s, bi B chuyển động với vận tốc 2 m/s cùng chiều chuyển động ban đầu của bi A. Bỏ qua mọi ma sát, tốc độ chuyển động của bi A ngay sau va chạm là?

A.2 m/s

B.2.5 m/s

C.1 m/s

D.1.5 m/s

Lời giải:

Gia tốc chuyển động của bi B

*

Lực tương tác giữa hai viên bi: FAB = - FBA = mBaB = 2. 6.67 = 13.33 N

Định luật III Niu Tơn:

*

Chọn chiều dương cùng chiều chuyển động ban đầu của viên bi A

Chiếu lên chiều dương ta có: 1.(vA – 5) = - 2.(2 – 0) ⇒ vA = 1 m/s

Câu 14: Một A vật có khối lượng 1kg chuyển động với tốc độ 5 m/s va chạm vào một vật B có khối lượng 3kg đứng yên. Sau va chạm vật A chuyển động ngược trở lại với tốc độ 1 m/s, cho vật B chuyển động với tốc độ bao nhiêu?

A.2 m/s

B.3 m/s

C.4 m/s

D.5 m/s

Lời giải:

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai vật

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật A trước va chạm

Áp dụng định luật 3 Niuton ta có:

FAB = - FBA ⇒ mAaA = mBaB

*

Câu 15: Một quả bóng khối lượng 0,5kg đang bay theo phương ngang với vận tốc 20 m/s thì va theo phương vuông góc vào bức tường thẳng đứng và bay ngược trở lại với vận tốc 15 m/s. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,02s. Lực của quả bóng tác dụng vào tường là bao nhiêu?