Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài tập về động lực học

BAI TAP VE ĐONG LUC HOC 
 Bài 6 trang 84:Một vật được ném theo phương ngang từ độ cao 80m với vận tốc ban đầu v 0 = 30m/s 
vẽ quỹ đạo chuyển động 
Xác định tầm bay xa của vật 
Xác định vận tốc của vật khi chạm đất 
Ném ngang 
V 0 = 30m/s 
h= 80m 
g = 10m/s 2 
a.Quỹ đạo 
b. tầm bay L 
c. V đ 
Giải 
V 0 
x 
y 
O 
Bước 1: chọn hệ quy chiếu 
Hệ trục toạ độ Oxy như hình vẽ 
Gốc thời gian lúc ném 
Bước 2 : lập phương trình chuyển động 
Ox : x = V 0 .t = 30.t (1 ) 
Oy : y = gt 2 = 5.t 2 (2 ) 
1 
2 
Từ (1 ) x = V 0 .t = 30.t  t = = thế t vào (2) 
x 
V 0 
x 
30 
Bước 3 : lập phương trình quỹ đạo 
Oy : y = 5.t 2 = = 
5.x 2 
30 2 
x 2 
180 
5.x 2 
30 2 
 hay: y = 
x 2 
180 
b. X ác định tầm bay xa của vật 
L = V 0 = 30.4 = 120m 
c. V ận tốc lúc chạm đất 
 với : V x = V 0 = 30m/s 
V y = g.t = 10.4 = 40m/s 
Th ời gian chuyển động của vật 
Bài 7 trang 84: Một máy bay bay theo phương ngang ở độ cao 5km với vận tốc 720km/h. người trên máy bay muốn thả bom trúng một điểm nào đó tren mặt đất thì phải thả bom cách mục tiêu bao nhiêu xa ? 
Giải 
V 0 
x 
y 
O 
Quả bom rơi : chuyển động ném ngang 
V 0 = 720Km/h = 200m/s 
Tầm xa L : ? 
L 
h = 5km = 5000m 
L = V 0 = 200. = 120m 
Bài 7 trang 84: Một vật bị ném ngang ở độ cao 20m , phải có vận tốc ban đầu bao nhiêu để trước khi chạm đất nó có vận tốc 25m/s 
 chuyển động ném ngang h = 20m 
V Đ = 25 m/s 
V 0 : ? 
Giải 
V ận tốc lúc chạm đất 
Thời gian chuyển động : 
V y = g.t = 10.2 = 20m/s 
 BÀI TẬP LỰC ĐÀN HỒI 
 Bài 2. Phải treo một vật có khối lượng bao nhiêu vào một lò xo có đô cứng K = 100 N/m để nó dãn ra 10cm 
l 
F = k.  l 
F dh 
P 
 Tóm tắt 
 Gi ải 
Khi vật cân bằng : 
K= 100N/m 
l = 10cm = 0,1m 
m: ? 
P + F dh = 0 
 P = F dh  m.g = K. l 
 m = = 1kg 
Kl 
 g 
Bài 2 trang 88 ; một ộ tô tải keó một ôtô con khối luợng 2 tấn và chạy nhanh dần đều với vận tốc ban đầu bằng 0. sau 50s đi được 400m, khi đó day cáp nối hai ô tô dãn ra bao nhiêu ? Biết độ cúng của dây cáp là 2.10 6 N/m. bỏ qua ma sát 
P 
N 
F k 
A 
B 
 Tóm tắt 
M = 2t = 2000Kg 
V 0 = 0 
t =50s, S = 400m 
K= 2.10 6 N/m 
l = ? 
Định luật II Newton 
P 
N 
F k 
A 
B 
l 2 
l 3 
P 
F dh 
I.PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC 
1. Bài toán thuận : Cho các lực , tìm chuyển động . 
a.Vẽ hình , phân tích các lực tác dụng lên vật . Chon hệ quy chiếu thích hợp 
b. Áp dụng định luật II để xác định gia tốc 
c.Dùng các công thức chương I tìm chuyển động . 
a = 
F k - F c 
m 
2. Bài toán nghịch : Cho chuyển động.tìm lực tác dụng 
vẽ hình chon hệ quy chiếu . 
b.Dùng các công thức chương I tìm gia tốc . 
c.Vận dụng định luât II và điều kiện đề bài suy ra lực tác dụng 
Vật trên mặt phẳng nghiêng hợp với mặt ngang một góc , n =0,4,  t 0,2, vật được thả nhẹ từ một điểm cách điểm cuối mặt phẳng nghiêng s = 0,8m 
a.  min ? để vật có thể trượt xuống mặt phẳng nghiêng . 
b.  = 30 0 , a = ? , v =?, 
V 0 = 0 
 n =0,4, t0,2 
V 0 = 0 
S= 0,8m 
 min vật trượt ? 
b.  = 30 0 , a = ? , v=?, 
P 
P x 
P y 
N 
F ms 
Giải 
a. Điều kiện  để vật có thể trượt trên mặt phẳng nghiêng 
vật có thể trượt trên mặt phẳng nghiêng khi : 
P x > F M (1) 
P x = Psin  (2) 
P y = Pcos  
F M = n N =  n P y =  n Pcos  (3) 
(1)  Psin  >  n Pcos  
  tan >  n 
 hay tan > 0,4 
   > 21,8 0 
b.Gia tốc vật khi trượt trên mặt phẳng nghiêng 
a = 
F k - F c 
m 
a = 
Psin  - F mst 
m 
Mà F mst =  t N = t Pcos  
a = 
g(sin  -  cos ) 
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ : 
Ox song song mặt phẳng nghiêng . 
Oy vuông góc với mặt nghiêng . 
Bài 2: 
Quả cầu có khối lượng m= 250g buộc vào một sợi dây dài l = 0,5m, được làm quay như hình vẽ ( hình 22.3) Dây hợp với phương thẳng đứng một góc  = 45 0 . Tìm lực căng dây và chu kỳ quay của quả cầu . 
O 
R 
l 
P 
T 
Giải 
Quả cầu chuyển động tròn đều F ht là hợp lực của trọng lực P và lực căng dây T. ĐLIINiuTon 
F ht 
N 2 = 
T = 
P + 
m.a ht 
T = 
P 
cos 45 0 
R = l.sin  
F ht = P.tan  
 m  2 R = m.g.tan  
  2 R = g.tan  
 = 
2  
 T 
 2 = 
4  2 
 T 2 
 
4  2 
 T 2 
 l.sin  = g.tan  
T = 2 
l.cos  
 g 
Bài tập : Một cái hòm có khối lượng m = 40kg , đặt trên sàn nhà có  t = 0,2 . Người ta đẩy hòm bằng một lực F = 200N, hơp với phương ngang chếch xuống phía dưới  = 30 0. T ìm gia tốc của hòm . 
O 
x 
y 
N 
P 
F 
F x 
F y 
F ms 
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ : 
Ox song song mặt phẳng ngang . 
Oy vuông góc với mặt nghiêng . 
N + 
P + 
m.a 
F x + 
F y + 
F ms = 
Chiếu lên Ox : 
F x – F ms = m.a x 
F x = F cos  
F y = Fsin  
N = P + Fsin  
 F ms =  t N = t ( P + Fsin ) 
Fcos  –  t ( P + Fsin ) = m.a x 
 a = 
Fcos  –  t ( P + Fsin ) 
 m 
a = 1,83 m/s 2 
 a = 
200cos 30 – 0,2( 400 + 200sin 30) 
 40 
Định luật II NiuTon 
Chiếu lên Oy : 
N -P - Fsin  = ma y = 0 
Bài 3: 
 Một vật đặt trên mặt phẳn nghiêng  = 30 0 được truyền vận tốc ban đầu v 0 = 2m/s, t = 0,3. 
a.Tìm gia tốc vật . 
b.Độ cao lớn nhất H mà vật đạt được . 
Giải 
P 
P x 
P y 
N 
F ms 
v 
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ : 
Ox song song mặt phẳng ngang . 
Oy vuông góc với mặt nghiêng . 
m.a 
N + 
P x + 
P y + 
F ms = 
Định luật II NiuTon 
Chiếu lên Ox : - P x – F ms = m.a x . 
Chiếu lên Oy : - P y + N = m.a y = 0 
P x = Psin  
P y = Pcos  
 a = 
- P x –  t N 
 m 
N = P y = P cos  
 a = 
-( Psin  +  t Pcos ) 
 m 
 a = 
- g(sin  +  t cos ) 
 a = 
-9.8(sin 30 + 0,3 cos 30) = -7,446 m/s 2 
b. Độ cao lớn nhất H mà vật lên được : 
** Quãng đường xa nhất theo phương ngang mà vật len đựoc trên mặt phẳng nghiêng : 
 v 2 - v o 2 = 2.a.s = - v 0 2 = 2.as 
S = = 0,268 m 
 - v 2 0 
2a 
Độ cao lon nhất mà vật lên được : 
H = s sin  = 0,268.sin 30 = 0,134m 
c. Sau khi lên đến điểm cao nhất vật trượt nhanh dần đều xuống mặt phẳng nghiêng . 
P 
F q 
T 
F ht 
r 
lsin  
Bài 4. trang 106 
m = 200g = 0,2 kg 
l = 15cm = 0,15m 
r = 20cm = 0,2 m 
 = 60 0 , f ( vòng / ph) 
b. T 
Giải 
Xét vật m trong hệ quy chiếu gắn với mặt bàn . (HQC phi quán tính ) 
Điều kiện cân bằng : 
T + 
P + 
F q = 
0 
m.a ht 
F q = 
F q = ma ht (1) 
Mà F q = Ptan  (2) 
 a ht = g. tan  
  2 (r + lsin ) = g. tan  
4 2 f 2 (r + lsin ) = g. tan  
f 2 = 
 g.tan  
4 2 (r+lsin) 
f = 68,9 vòng / phut 
Lực căng dây : 
T = 
mg 
cos 60 0 
T = 
P 
cos 60 0 
T = = 3,92N 
0,2.9,8 
cos 60 0