Ngày soạn
: 27/11/2022
TIẾT 49-50. LỰC CẢN VÀ LỰC NÂNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về lực cản và lực nâng.
2. Mức độ cần đạt:
- Vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
I. Lực cản của chất lưu
1. Lực cản
- Chất lưu được dùng để chỉ chất lỏng và chất khí
- Mọi vật chuyển động trong chất lưu luôn chịu tác dụng bởi lực cản của chất lưu. Lực này ngược hướng
chuyển động và cản trở chuyển động của vật
2. Lực cản phụ thuộc vào yếu nào?
=> Lực cản của chất lưu (khơng khí, nước) phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật.
II. Lực nâng của chất lưu
1
- Một số tác dụng của lực nâng trong tình huống thực tế:
+ Máy bay có thể di chuyển trong khơng khí
+ Tàu thuyền có thể nổi và di chuyển được trên mặt nước
+ Khinh khí cầu lơ lửng trên không trung
+ Nhiều sinh vật bay lượn dễ dàng trong khơng khí
Chú ý: Khi vật rơi trong chất lưu dưới tác dụng của trọng lực và lực cản của chất lưu thì đến một lúc nào
đó vật sẽ đạt tới vận tốc giới hạn và sẽ chuyển động đều với vận tốc này.
- Cơng thức tính lực đẩy Archimedes: FA=ρ.g.VFA=ρ.g.V
Trong đó:
+ FA : lực đẩy Archimedes (N)
+ ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3 )
+ V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3 )
2. Vận dụng kiến thức:
1. DẠNG 1. BIỂU DIỄN LỰC CẢN, LỰC NÂNG TRONG THỰC TẾ
1.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Bước 1: Phân tích các lực tác dụng lên vật
Bước 2: Dựa vào đặc điểm chỉ ra lực đẩy, lực nâng
1.2. BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Hãy xác định và biểu diễn các lực tác dụng lên vật theo phương chuyển động trong mỗi trường
hợp sau:
a)Vận động viên nhảy dù
b)Một chiếc ô tô đang chạy nhanh trên đường ngang mấp mơ khi lặng gió
c)Một người đang đạp xe
d)Một vật chìm hồn tồn trong thùng nước
Hướng dẫn giải
a)Vận động viên chịu tác dụng của các lực:
r
+ Trọng lực: P
r
F
+ Lực cản khơng khí: C
b)Theo phương chuyển động ô tô chịu tác dụng của các lực:
r
F
+ Lực ma sát (lực cản): ms
r
Fk
+ Lực kéo động cơ:
c)Theo phương chuyển động, người đạp xe chịu tác dụng:
2
+ Lực cản của khơng khí:
+ Lực đẩy:
d)Vật chìm hồn toànutrong
thùng nước chịu tác dụng:
ur
+ Lực đẩy củaurnước: FA
+ Trọng lực: P
2. DẠNG 2: BÀI TẬP VỀ LỰC CẢN
2.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Bước 1: Phân tích và vẽ các lực tác dụng lên vật
Bước 2: Áp dụng định luật II Newton viết phương trình vecto
Bước 3: Chọn trục tọa độ tương ứng
Bước 4: Chiếu phương trình định luật II Newton lên chiều dương trục tọa độ => đại lượng cần tìm
* Sử dụng một số công thức sau:
Công thức gia tốc:
Công thức vận tốc v = v0 + at
Công thức quãng đường đi được trong chuyển động biến đổi đều:
Công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường:
2.2. BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Một chiếc ô tô đang chuyển động trên mặt đường ngang, tổng khối lượng người và xe là 850 kg.
Lực đẩy do động cơ tác dụng lên ô tô là 1000 N, tổng lực cản của môi trường lên ô tô là 150N.
a)Biểu diễn trên hình hai lực tác dụng lên ơ tơ
b)Tính gia tốc ô tô
c)Tính vận tốc ô tô sau khi bắt đầu chuyển động được 2 s
Hướng dẫn giải.
a)
b) Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ô tô
F Fd Fc 1000 150 850( N )
+ Gia tốc ô tô:
F
a 1(m / s 2 )
m
3
c) Vận tốc ô tô sau khi bắt đầu chuyển động được 2 s
v v0 a.t 0 1.2 2(m / s)
Bài 2: Một vật có khối lượng là 10kg rơi với vận tốc ban đầu v 0 = 1 m/s với độ cao là 10m xuống đất
theo hướng thẳng đứng. Trong quá trình vật rơi trong khơng khí nó chịu ln chịu lực cản khơng đổi là
20N. Lấy g = 10 m/s2,
a)Biểu diễn các lực tác dụng lên vật trong q trình vật rơi.
b)Tính gia tốc trong q trình vật rơi.
c)Tính độ lớn vận tốc khi vật vừa chạm đất
Hướng dẫn giải.
Chọn trục 0x theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới
a)
Trong quá trình vật rơi vật chịu 2 lực tác dụng:
Trọng lực và lực cản của khơng khíur uur
r
P
F
m
.
a
C
b)Áp dụng định luật II Newton có:
P FC m.a a 8(m / s 2 )
Chiếu phương trình lên trục 0x:
v v02 2a.s 161(m / s )
c)Độ lớn vận tốc khi vật vừa chạm đất
Bài 3: Một chiếc canô bắt đầu chạy trên sông dưới tác dụng của lực đẩy động cơ bằng 2% trọng lượng
của canô. Lực cản do khơng khí và lực cản do nước tác dụng lên canô đều bằng 0,1% trọng lượng của
canô không đổi trong q trình canơ chuyển động, lấy g=10m/s2.
a)Tính gia tốc của cannơ
b)Tính vận tốc khi ca nơ đi được 20s kể từ lúc bắt đầu chuyển động
c)Sau khi đi được 20s, để canơ đi thêm được 400m nữa thì ca nô phải điều chỉnh lực đẩy của động cơ
như thế nào?
Hướng dẫn giải.
a.Chọn trục 0x theo phương chuyển động của canơ, chiều dương cùng chiều chuyển động
Theo phương chuyểnuu
động
có 3 lực tác dụng lên canô:
r
F
+ Lực đẩy động cơ: Duuu
r
F
ck
+ Lực cản khơng khí: uuu
r
F
+ Lực cản của nước: cn
F Fcn Fck m.a a 0,18(m / s 2 )
Chiếu lên trục 0x: D
b) Vận tốc khi ca nô đi được 20s kể từ lúc bắt đầu chuyển động
v v0 a.t 0 0,18.20 3, 6(m / s)
v 2 v02
0, 0162( m / s 2 )
2s
3,8.103 m
a,
c)Gia tốc của ca nô trong 400m cuối
'
'
'
Mặt khác: F D Fcn Fck m.a F D
Vậy để canô đi thêm được 400m nữa thì ca nơ phải điều chỉnh lực đẩy của động cơ giảm đi một
lượng 0,1962m (N)
4
3. Luyện tập:
Bài 1: Một chiếc mô tô đang chuyển động trên mặt đường ngang, tổng khối lượng người và xe là 250
kg. Lực kéo do động cơ tác dụng lên mô tô là 500 N, lực cản của không khí lên mơ tơ là 50N, hệ số ma sát
giữa bánh xe và đường là 0,01. Lấy g = 10 m/s2
a.Biểu diễn trên hình các lực tác dụng lên mơ tơ theo phương chuyển động
b.Tính gia tốc mơ tơ
c.Tính qng đường mô tô sau khi bắt đầu chuyển động được 4s
Bài 2: Một vật khối lượng 2kg bắt đầu chuyển động trên mặt phẳng ngang, sau 4s vật đi được quãng
đường 8m. Lực kéo tác dụng lên vật là 400 N. Lấy g = 10 m/s2
a.Tính tổng lực cản tác dụng lên vật
b.Để vật đi thêm được quãng đường 16m rồi dừng lại cần tác dụng thêm lực cản bằng bao nhiêu?
Bài 3: Một vật có khối lượng là 5kg rơi với vận tốc ban đầu v 0 = 2 m/s với độ cao là 5m xuống đất theo
hướng thẳng đứng. Trong q trình vật rơi trong khơng khí nó chịu luôn chịu lực cản không đổi là 10N.
Lấy g = 10 m/s2,
a)Biểu diễn các lực tác dụng lên vật trong q trình vật rơi.
b)Tính gia tốc trong q trình vật rơi.
c)Tính độ lớn vận tốc khi vật vừa chạm đất
Bài 4: Một chiếc thuyền đang đi trên sông về phía Nam, lực đẩy của động cơ là 900N hướng về phía
Nam. Lực ma sát giữa thuyền và mặt nước là 200N, lực cản của khơng khí lên thuyền là 100N hướng về
phía Bắc.
a.Biểu diễn các lực tác dụng lên thuyền theo phương ngang
b.Xác định lực tổng hợp tác dụng lên thuyền theo phương ngang
c.Sau 5s kể từ lúc bắt đầu chuyển động thuyền đi được 10m. Xác định khối lượng của thuyền khi đó
Bài 5: Một chiếc canơ khối lượng 800kg bắt đầu chạy trên sông dưới tác dụng của lực đẩy động cơ
bằng 5% trọng lượng của canô. Lực cản do khơng khí và lực cản do nước tác dụng lên canô đều bằng
0,2% trọng lượng của canô khơng đổi trong q trình canơ chuyển động, lấy g =10m/s2.
a)Tính gia tốc của cannơ
b)Tính vận tốc khi ca nơ đi được 20s kể từ lúc bắt đầu chuyển động
c)Sau khi đi được 20s, để canô đi thêm được 400m nữa thì ca nơ phải tắt máy và tác dụng thêm lực
hãm bao nhiêu?
Hướng dẫn giải.
Bài 1:
a.
Theo phương chuyển động mô tô chịu tác dụng: lực kéo, lực ma sát, lực cản khơng khí
b. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ô tô
Fms .N 25( N )
F Fk Fc Fms 500 50 25 425( N )
Gia tốc ô tô:
a
F
1, 7(m / s 2 )
m
1
s vo t a.t 2 13, 6m
2
c.Quãng đường đi được:
Bài 2:
1
s vot a.t 2
2
a.Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật
=> a = 1 m/s2
F Fk Fc m.a Fc 398( N )
5
b.Vận tốc sau 4s:
v4 s 4(m / s )
a
v 2 v42s
0,5(m / s 2 )
2s
Gia tốc khi chuyển động chậm dần đều:
F Fk Fc ma Fc 401( N )
Để vật đi thêm được quãng đường 16m rồi dừng lại cần tác dụng thêm lực cản bằng 1N.
Bài 3: Chọn trục 0x theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống dưới
a)
Trong quá trình vật rơi vật chịu 2 lựcurtác u
dụng:
Trọng
lực và lực cản của khơng khí
ur
r
P FC m.a
b)Áp dụng định luật II Newton có:
P FC m.a a 8( m / s 2 )
Chiếu phương trình lên trục 0x:
c)Độ lớn vận tốc khi vật vừa chạm đất
v v02 2a.s 84(m / s )
Bài 4:
Hướng Nam
a.
b.Chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền
F Fk Fc Fms 900 100 200 600( N )
1
s vot a.t 2
2
c)
=> a = 8 m/s2
F m.a m 750(kg )
Bài 5:
a)Chọn trục 0x theo phương chuyển động của canô, chiều dương cùng chiều chuyển động
Theo phương chuyểnuu
động
có 3 lực tác dụng lên canô:
r
F
+ Lực đẩy động cơ: Duuu
r
F
ck
+ Lực cản khơng khí: uuu
r
Fcn
+ Lực cản của nước:
Chiếu lên trục 0x:
FD Fcn Fck m.a a 0, 46(m / s 2 )
v v0 a.t 0 0, 46.20 9, 2(m / s )
d) Vận tốc khi ca nô đi được 20s kể từ lúc bắt đầu chuyển động
v 2 v02
a,
0,1058(m / s 2 )
2s
e)Gia tốc của ca nô trong 400m cuối
'
Mặt khác: Fh Fcn Fck m.a
F h 116, 64 N
Vậy để canô đi thêm được 400m nữa thì ca nơ phải tắt máy và tác dụng thêm lực hãm 116,64 N
6
Ngày soạn: 27/11/2022
TIẾT 51-52. LỰC CẢN VÀ LỰC NÂNG
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về lực cản và lực nâng.
2. Mức độ cần đạt:
- Vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
1. Lực cản của chất lưu
* Chất lưu được dùng để chỉ chất lỏng và chất khí
* Mọi vật chuyển động trong chất lưu luôn chịu tác dụng bởi lực cản của chất lưu. Lực này ngược hướng
chuyển động và cản trở chuyển động của vật
* Lực cản của chất lưu (khơng khí, nước) phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật.
2. Lực nâng của chất lưu
* Một số tác dụng của lực nâng trong tình huống thực tế:
+ Máy bay có thể di chuyển trong khơng khí
+ Tàu thuyền có thể nổi và di chuyển được trên mặt nước
+ Khinh khí cầu lơ lửng trên khơng trung
+ Nhiều sinh vật bay lượn dễ dàng trong khơng khí
* Chú ý: Khi vật rơi trong chất lưu dưới tác dụng của trọng lực và lực cản của chất lưu thì đến một lúc nào
đó vật sẽ đạt tới vận tốc giới hạn và sẽ chuyển động đều với vận tốc này.
* Cơng thức tính lực đẩy Archimedes:
F gV d .V
Trong đó: A
FA : lực đẩy Archimedes (N)
: khối lượng riêng của chất lưu (kg/m3)
V: thể tích của khối chất lưu bị vật chiếm chỗ (m3)
d: trọng lượng riêng của chất lưu (N/m3)
2. Vận dụng kiến thức:
3. DẠNG 3: BÀI TẬP VỀ LỰC NÂNG
3.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
* Đặc điểm của lực nâng:
+ Phương: thẳng đứng
+ Chiều: hướng lên
F gV dV
+ Độ lớn: A
: khối lượng riêng của chất lưu (kg/m3)
V: thể tích của khối chất lưu bị vật chiếm chỗ ( m3)
d: trọng lượng riêng của chất lưu (N/m3)
* Khi một vật lơ lửng trong chất lưu, để xác định độ lớn của lực nâng ta làm như sau:
B1: Phân tích và biểu diễn các lực tác dụng lên vật.
B2: Áp dụng điều kiện để vật nằm lơ lửng (cân bằng) trong chất lưu: hợp lực tác dụng lên vật theo
phương thẳng đứng bằng 0
B3: Xác định độ lớn lực nâng tác dụng lên vật.
3.2. BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1. Một miếng gỗ hình hộp chữ nhật có kích thước: chiều dài 50cm, chiều rộng 30 cm, chiều cao 20
cm đang lơ lửng, bị ngập một nửa trong nước. Khối lượng riêng của nước là 1kg/dm3.
a) Phân tích các lực tác dụng lên tấm gỗ.
b) Tính lực nâng do nước tác dụng lên tẫm gỗ.
c) Tính trọng lượng của tấm gỗ.
Hướng dẫn giải.
7
a) Có 2 lực tác dụng lên tấm gỗ:
r
Trọng lực P do Trái Đất tác dụng lên vật;
r
Lực nâng F do nước tác dụng lên vật.
b) Lực nâng do nước tác dụng lên tấm gỗ:
c) Tấm gỗ nằm lơ lửng nên trọng lượng của tấm gỗ:
Bài 2. Một máy bay đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ khơng đổi.
a) Phân tích các lực tác dụng lên máy bay.
b) Nếu khối lượng tổng cộng của máy bay là 80 tấn thì lực nâng có độ lớn bao nhiêu?
Hướng dẫn giải.
a) Có 4 lực tác dụng lên máy bay:
+ Lực đẩy của động cơ.
+ Lực cản của không khí.
+ Trọng lực
+ Lực nâng do khơng khí tác dụng lên máy bay.
b) Lực nâng do khơng khí tác dụng lên máy bay
F P mg 80000.10 800000( N )
Bài 3. Một tảng băng có phần thể tích chìm dưới nước là 80% tổng thể tích. Khối lượng riêng của nước
biển là 1020kg/m3.
a) Tính khối lượng riêng của tảng băng.
b) Tảng băng trôi dưới tác dụng của lực đẩy của nước với độ lớn bằng 0,2% trọng lượng của tảng băng.
Tính gia tốc trơi của tảng băng khi đó. Lấy g=10m/s2.
Hướng dẫn giải.
a)Tảng băng nằm cân bằng
b)Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tảng băng.
Áp dụng định luật II Niutơn cho vật ta có
Chiếu (1) lên chiều dương ta được:
3. Vận dụng:
Bài 1. Một máy bay có khối lượng 10 tấn đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ không đổi dưới
tác dụng của lực đẩy của động cơ là 45 000N.
a) Phân tích các lực tác dụng lên máy bay.
b) Tính lực nâng của khơng khí tác dụng lên máy bay.
c) Tính lực cản của khơng khí tác dụng lên máy bay.
Bài 2. Một vật có trọng lượng riêng 20 000 N/m 3. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng ngập trong nước
thì lực kế chỉ 15N. Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3.
a)Cho biết ý nghĩa số chỉ của lực kế.
b) Nếu treo vật trong khơng khí thì lực kế chỉ bao nhiêu?
Bài 3. Một chiếc thuyền máy đang chuyển động dọc theo một dịng sơng. Lực đẩy của máy thuyền
là 500N, lực ma sát giữa thuyền và nước là 100N, lực cản của khơng khí lên thuyền là 50N. Trọng
lượng của thuyền là 2 tấn.
a)Tính lực nâng của nước tác dụng lên thuyền.
b)Tính gia tốc chuyển động của thuyền.
Bài 4. Một tảng băng có khối lượng riêng là 800 kg/m 3 đang lơ lừng trên mặt nước biển. Khối lượng
riêng của nước biển là 1020 kg/m3.
a)Tính tỉ lệ phần trăm phần thể tích của băng chìm dưới nước.
b)Tảng băng chịu tác dụng của lực đẩy của nước với độ lớn bằng 0,5% trọng lượng của tảng băng, lực
cản của nước và băng là khơng đáng kể. Tính gia tốc trơi của tảng băng khi đó. Lấy g=10m/s2.
8
Bài 5. Một vật làm bằng sắt và một vật làm bằng nhơm có cùng khối lượng được nhúng ngập trong một
loại chất lỏng. Khối lượng riêng của sắt là 7,800g/cm3, của nhơm là 2700kg/m3. Tính tỉ lệ giữa lực nâng do
nước tác dụng lên sắt và lực đẩy do nước tác dụng lên nhơm.
Hướng dẫn giải.
Bài 1.
a) Có 4 lực tác dụng lên máy bay:
+ Lực đẩy của động cơ
+ Lực cản của khơng khí
+ Trọng lực
+ Lực nâng của khơng khí
b) Vì máy bay bay với độ cao ổn định và tốc độ không đổi nên:
Chiếu (1) lên phương thẳng đứng ta có:
c) Chiếu (1) lên phương ngang ta có:
Bài 2.
a)Vật chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Archimedes . Do đó số chỉ của lực kế
b) Khi treo trong khơng khí thì số chỉ của lực kế chính là trọng lượng P của vật.
+ Ta có:
+ Từ (1) ta có:
Vậy số chỉ của lực kế là 30N.
Bài 3.
a) Có 4 lực tác dụng lên thuyền:
+ Trọng lực
+ Lực đẩy của động cơ
+ Lực cản của khơng khí
+ Lực cản của nước
+ Lực nâng của nước
Áp dụng định luật II Niwton cho vật ta có
Chiếu (1) lên phương thẳng đứng ta có:
b) Chiếu (1) lên phương ngang ta có:
Bài 4.
a) Gọi thể tích của khối băng là V, phần thể tích băng bị chìm dưới nước là
Tảng băng nằm cân bằng nên:
b) Gia tốc trôi của tảng băng
Bài 5.
Đổi
+ Gọi khối lượng của sắt và nhôm là m.
+ Thể tích của sắt và nhơm là
+ Tỉ lệ lực nâng của nước tác dụng lên sắt và nhơm là:
3. Luyện tập:
TỰ LUẬN
Bài 1. Một máy bay có khối lượng 5 tấn đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ không đổi dưới
tác dụng của lực đẩy của động cơ là 40 000N.
a) Phân tích các lực tác dụng lên máy bay.
9
b) Tính lực nâng của khơng khí tác dụng lên máy bay.
c) Tính lực cản của khơng khí tác dụng lên máy bay.
Đáp số: b.50 000N; c. 40 000N
Bài 2. Một tảng băng có khối lượng riêng là 700 kg/m 3 đang lơ lửng trên mặt nước biển. Khối lượng
riêng của nước biển là 1000 kg/m3.
a)Tính tỉ lệ phần trăm phần thể tích của băng chìm dưới nước.
b)Tảng băng chịu tác dụng của lực đẩy của nước với độ lớn bằng 0,8% trọng lượng của tảng băng, lực
cản của nước và băng là khơng đáng kể. Tính gia tốc trơi của tảng băng khi đó. Lấy g=10m/s2.
Đáp số: a.70%; b. 0,08 m/s2
Bài 3: Một vật khối lượng 1kg bắt đầu chuyển động trên mặt phẳng ngang, sau 2s vật đi được quãng
đường 10m. Lực kéo tác dụng lên vật là 500 N. Lấy g = 10 m/s2
a)Tính tổng lực cản tác dụng lên vật.
b)Tính vận tốc của vật chuyển động sau 2s.
c)Để vật đi thêm được quãng đường 20m rồi dừng lại cần tác dụng thêm lực cản bằng bao nhiêu?
Đáp số: a. 495 N, b. 10 m/s; c. 2,5 N
Bài 4: Một vật có trọng lượng riêng 30 000 N/m 3. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng ngập trong nước
thì lực kế chỉ 10N. Trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3.
a)Cho biết ý nghĩa số chỉ của lực kế.
b)Nếu treo vật trong khơng khí thì lực kế chỉ bao nhiêu?
Đáp số: b.15N
Bài 5: Một chiếc thuyền khối lượng 5 tấn bắt đầu chạy trên sông dưới tác dụng của lực đẩy động cơ
bằng 5000N. Lực cản do khơng khí và lực cản do nước tác dụng lên thuyền đều bằng 2% trọng lượng của
thuyền không đổi trong q trình thuyền chuyển động, lấy g =10m/s2.
a)Tính gia tốc của thuyền
b)Tính quãng đường thuyền đi được 40s kể từ lúc bắt đầu chuyển động
c)Sau khi đi được 40s, để thuyền đi thêm được 576m nữa thì thuyền phải tắt máy và tác dụng
thêm lực hãm bao nhiêu?
Đáp số: a. 0,6m/s2 ; b. 480 m ; c.500N
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Trong Vật lí, chất lưu dùng để chỉ:
A.chất lỏng
B.chất rắn
C.chất khí
D. chất lỏng và khí
Câu 2. Đặc điểm của lực cản lên vật là:
A. ngược chiều chuyển động của vật
B.cùng chiều chuyển động của vật
C.phát động chuyển động của vật
D.vng góc với chiều chuyển động của vật
Câu 3. Một ô tô chuyển động từ Đông sang Tây, lực cản tác dụng lên ơ tơ có hướng:
A.từ Đơng sang Tây
B. từ Tây sang Đông
C.từ Bắc đến Nam
D.từ Nam đến Bắc
Câu 4. Tình huống nào sau đây khơng xuất hiện lực nâng?
A.Thuyền đi trên sông
B.Máy bay đang bay trên trời
C. Quả tạ rơi từ độ cao 15m trong khơng khí
D.Khinh khí cầu bay trên khơng trung
Câu 5. Khi móc một vật vào lực kế trong khơng khí thì lực kế chỉ 50N. Nếu nhúng chìm vật đó vào trong
nước, số chỉ lực kế sẽ:
A. tăng lên.
B. giảm đi.
C. không đổi.
D. chỉ số 0.
Câu 6. Một cái diều có khối lượng 200g đang bay lơ lửng trong khơng khí. Khi đó
A. độ lớn lực cản của khơng khí lớn hơn trọng lượng của diều.
B. độ lớn lực cản của khơng khí nhỏ hơn trọng lượng của diều.
C. độ lớn lực cản của khơng khí bằng trọng lượng của diều.
D. khơng so sánh được độ lớn lực cản của khơng khí và trọng lượng của diều
Câu 7. Tại sao đi lại trên mặt đất dễ dàng hơn khi đi lại dưới nước?
A. Vì khi đi dưới nước chịu cả lực cản của nước và khơng khí.
B. Vì khi ở dưới nước ta bị Trái Đất hút nhiều hơn.
C. Vì lực cản của nước lớn hơn lực cản của khơng khí.
10
D. Vì khơng khí chuyển động cịn nước thì đứng yên.
Câu 8. Lực cản của chất lưu tác dụng lên vật phụ thuộc vào yếu tố nào?
A. chỉ phụ thuộc vào hình dạng của vật
B. chỉ phụ thuộc vào tốc độ của vật
C. phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật
D. không phụ thuộc vào tốc độ của vật.
Câu 9. Trường hợp nào sau đây khơng có lực nâng do chất lưu tác dụng lên vật?
A. Con chim bay trên bầu trời
B. Cuốn sách nằm trên bàn
C. Thợ lặn lặn xuống biển D. Con cá bơi dưới nước
Câu 10.
Lực nâng của chất lưu tác dụng lên vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
A. thể tích của phần chất lưu bị vật chiếm chỗ và bản chất của chất lưu.
B. chỉ phụ thuộc vào thể tích của phần chất lưu bị vật chiếm chỗ.
C. chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất lưu.
D. phụ thuộc vào thể tích của phần chất lưu bị vật chiếm chỗ mà không phụ thuộc vào bản chất của
chất lưu.
Câu 11.
Một vật có khối lượng 600g có khối lượng riêng 10 g/cm3 được nhúng hoàn toàn trong
nước. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Lấy g = 10 m/s2 lực đẩy của nước lên vật là:
A.0,4 N
B. 0,6 N
C. 0,7 N
D. 0,5 N
Câu 12.
Một vật bằng kim loại chìm trong bình chứa nước thì nước trong bình dâng lên 100 cm3.
Nếu treo vật vào lực kế thì nó chỉ 7,8N. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Lực đẩy của nước
tác dụng lên vật là:
A.4 N
B. 2 N
C. 1 N
D. 3 N
Câu 13.
Chọn phát biểu sai?
A. Các chất lỏng khác nhau tác dụng lực cản khác nhau lên cùng một vật.
B. Lực cản của nước muối lớn hơn lực cản của nước lọc.
C. Các chất lỏng khác nhau tác dụng lực cản như nhau lên cùng một vật.
D. Lực cản của nước lớn hơn lực cản của khơng khí.
Câu 14.
Một chiếc xe máy đang chuyển động trên mặt đường ngang, tổng khối lượng người và xe là
200 kg. Lực đẩy do động cơ tác dụng lên ô tô là 500 N, tổng lực cản của môi trường lên ô tô là 50N. Gia
tốc ô tô là:
A. 1,25 m/s2
B. 2,25 m/s2
C. 3,25 m/s2
D. 4,25 m/s2
Câu 15.
Một chiếc canô đang chuyển động dọc theo một dịng sơng. Lực đẩy của động cơ là 900N,
lực ma sát giữa thuyền và nước là 150N, lực cản của khơng khí lên thuyền là 50N. Trọng lượng của ca nô
là 1 tấn. Gia tốc của ca nô là:
A. 0,5 m/s2
B. 0,6 m/s2
C. 0,7 m/s2
D. 0,8 m/s2
Câu 16.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào chịu lực cản của nước?
A. Quả dừa rơi từ trên cây xuống.
B. Bạn Nam đang tập bơi.
C. Bạn Hoa đi xe đạp tới trường.
D. Chiếc máy bay đang bay trên bầu trời.
Câu 17.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào chịu lực cản của khơng khí?
A. Chiếc thuyền đang chuyển động.
B. Con cá đang bơi.
C. Bạn Hoa đang đi bộ trên bãi biển.
D. Mẹ em đang rửa rau.
Câu 18.
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng?
A. Bạn Hoa chạy nhanh sẽ chịu lực cản ít hơn bạn Hoa chạy chậm.
B. Đi xe máy chạy nhanh chịu lực cản ít hơn đi xe đạp chạy chậm.
C. Lực cản của nước lớn hơn lực cản của khơng khí.
D. Cả A và B đúng
Câu 19.
Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là sai?
A. Người đang bơi trong nước chịu cả lực cản của khơng khí và của nước.
B. Người đi bộ trên mặt đất chịu lực cản của không khí.
C. Xe ơ tơ đang chạy chịu lực cản của khơng khí.
D. Máy bay đang bay chịu lực cản của khơng khí.
Câu 20.
Thả rơi quả bóng từ độ cao 3m xuống mặt đất thì quả bóng chịu tác dụng của những lực
nào?
11
A. Chỉ chịu lực hút của Trái Đất.
B. Chịu lực hút của Trái Đất và lực cản của khơng khí.
C. Chịu lực hút của Trái Đất và lực cản của nước.
D. Chỉ chịu lực cản của khơng khí.
Câu 21.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào chịu lực cản của khơng khí lớn nhất?
A. Thả tờ giấy phẳng xuống đất từ độ cao 2m.
B. Thả tờ giấy vo tròn xuống đất từ độ cao 2m.
C. Gập tờ giấy thành hình cái thuyền rồi thả xuống đất từ độ cao 2m.
D. Gập tờ giấy thành hình cái máy bay rồi thả xuống đất từ độ cao 2m
Câu 22.
Trong các trường hợp sau, trường hợp nào chịu lực cản của khơng khí nhỏ nhất?
A. Người đạp xe giữ lưng thẳng khi đi.
B. Người đạp xe khum lưng khi đi.
C. Người đạp xe cúi gập người xuống khi đi.
D. Người đạp xe nghiêng người sang phải khi đi.
Câu 23.
Điều nào sau đây đúng khi nói về lực cản tác dụng lên một vật chuyển động trong chất lưu?
A. Lực cản của chất lưu tăng khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ tới
hạn.
B. Lực cản của chất lưu cùng phương cùng chiều với chiều chuyển động của vật.
C. Lực cản của chất lưu không phụ thuộc vào hình dạng của vật.
D. Lực cản của chất lưu càng lớn khi vật có khối lượng càng lớn.
Câu 24.
Chọn phát biểu đúng?
A. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng lớn.
B. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ.
C. Vật đi càng nhanh thì lực cản của khơng khí càng nhỏ.
D. Tờ giấy để phẳng rơi nhanh hơn hòn đá.
Câu 25.
Chọn phát biểu sai?
A. Các chất lỏng khác nhau tác dụng lực cản khác nhau lên cùng một vật.
B. Lực cản của nước muối lớn hơn lực cản của nước lọc.
C. Các chất lỏng khác nhau tác dụng lực cản như nhau lên cùng một vật.
D. Lực cản của nước lớn hơn lực cản của khơng khí.
Câu 26.
Các tàu ngầm thiết kế giống hình dạng của cá heo để:
A. đẹp mắt
B. giảm thiểu lực cản
C. tiết kiệm chi phí chế tạo
D. tăng thể tích khoang chứa
Câu 27.
Khinh khí cầu hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
A. Khí nóng nhẹ hơn, chuyển động nhanh hơn khí lạnh.
B. Bay lên nhờ động
cơ.
C. Dựa theo sức gió của mơi trường xung quanh.
D. Cả A và C đều đúng
Câu 28.
Một vật khối lượng 2,5 kg rơi thẳng đứng từ độ cao 100 m khơng vận tốc đầu, sau 20s thì
chạm đất. Tính lực cản của khơng khí (coi như khơng đổi) tác dụng lên vật là:
A. 23,75 N.
B. 40 N.
C. 20 N.
D. 25 N.
Câu 29.
Chọn phát biểu sai?
A. Hịn đá chìm bởi vì trọng lượng riêng của nó lớn hơn trọng lượng riêng của nước.
B. Con tàu nổi bởi vì trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.
C. Con tàu nổi bởi vì trọng lượng riêng nước lớn hơn trọng lượng riêng của tàu.
D. Hịn đá chìm bởi vì trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.
Câu 30.
Một viên bi sắt và một viên bi gỗ có cùng kích thước cùng đặt ngập trong dầu. Phát biểu
nào sau đây là đúng
A. Viên bi gỗ chịu tác dụng của lực nâng do nước tác dụng lớn hơn viên bi sắt.
B. Viên bi sắt chịu tác dụng của lực nâng do nước tác dụng lớn hơn viên bi gỗ.
C. Hai viên bi chịu tác dụng của lực nâng do nước tác dụng bằng nhau.
D. Không so sánh được lực nâng do nước tác dụng lên hai viên bi.
Câu 31.
Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét:
12
A. bằng trọng lượng riêng của nước nhân với thể tích của vật.
B. bằng trọng lượng vật. C. bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.
D. bằng trọng lượng của phần vật chìm trong nước.
Câu 32.
Một vận động viên nhảy dù có khối lượng 60kg đang chuyển động thẳng đều từ trên xuống.
Khi đó, lực cản do khơng khí tác dụng lên người đó có
A. phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống, có độ lớn lớn hơn trọng lượng của người.
B. phương thẳng đúng, chiều từ dưới lên, có độ lớn bằng trọng lượng của người.
C. phương thẳng đúng, chiều từ dưới lên, có độ lớn nhỏ hơn trọng lượng của người.
D. phương thẳng đúng, chiều từ trên xuống, có độ lớn bằng trọng lượng của người.
Câu 33.
Một quả bóng bay có thể bay lên trên khơng khí. Giải thích nào sau đây là đúng?
A. Trong bóng bay có bơm một loại khí và Trái đất khơng hút các loại khí.
B. Do bóng bay nhẹ hơn khơng khí.
C. Do trong bóng bay người ta bơm khí hiđro có khối lượng riêng rất nhỏ, khơng khí lại tác dụng lên
quả bóng một lực nâng lớn hơn trọng lượng của quả bóng.
D. Do trọng lượng của quả bóng lớn hơn trọng lực do Trái Đất tác dụng lên quả bóng.
Câu 34.
Khi ôm một tảng đá trong nước ta thấy nhẹ hơn khi ơm nó trong khơng khí. Sở dĩ như vậy
là vì:
A. khối lượng của tảng đá thay đổi.
B. khối lượng của nước thay đổi.
C. lực nâng của nước.
D. lực đẩy của tảng đá.
Câu 35.
Treo một vật ở ngồi khơng khí vào lực kế, lực kế chỉ 2,1 N. Nhúng chìm vật đó vào nước
thì số chỉ của lực kế giảm 0,2 N. Hỏi chất làm vật đó có trọng lượng riêng lớn gấp bao nhiêu lần trọng
lượng riêng của nước. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m3.
A. 6 lần
B. 10 lần
C. 10,5 lần
D. 8 lần
Câu 36.
Chọn phát biểu sai?
A. Lực nâng phụ thuộc vào hình dạng và vận tốc của vật.
B. Lực cản phụ thuộc vào hình dạng và vận tốc của vật.
C. Lực cản ngược hướng với chuyển động và cản trở chuyển động.
D. Lực nâng thì hỗ trợ cho phép vật chuyển động, vng góc với phương chuyển động của vật
Câu 37.
Tại sao tàu ngầm lại có tốc độ nhỏ hơn máy bay vì:
A. tàu ngầm to hơn máy bay
B. tàu ngầm chịu lực cản của nước
C. tàu ngầm nặng hơn máy bay
D. Cả 3 đáp án trên
Câu 38.
Chọn phát biểu đúng?
A. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ.
B. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng lớn.
C. Vật đi càng nhanh thì lực cản của khơng khí càng nhỏ.
D. Tờ giấy để phẳng rơi nhanh hơn hòn đá.
Câu 39.
Yên xe đạp đua (Hình 45.1) thường cao hơn ghi – đơng vì:
A. vận động viên có thể cúi người xuống để làm tăng diện tích cơ thể
tiếp xúc với gió, nhờ đó làm giảm được lực cản của khơng khí.
B. vận động viên có thể cúi người xuống để làm giảm diện tích cơ thể
tiếp xúc với gió, nhờ đó làm giảm được lực cản của khơng khí.
C. vận động viên có thể cúi người xuống để làm giảm diện tích cơ thể
tiếp xúc với gió, nhờ đó làm tăng được lực cản của khơng khí.
D. vận động viên có thể cúi người xuống để làm tăng diện tích cơ thể
tiếp xúc với gió, nhờ đó làm tăng được lực cản của khơng khí.
Câu 40.
Khi máy bay cất cánh, phần trước máy bay hướng lên để:,
A. lực nâng tăng dần, giúp cho máy bay hạ thấp độ cao
B. lực nâng tăng dần, giúp cho máy bay chuyển động lên cao hơn.
C. lực nâng giảm dần, giúp cho máy bay hạ thấp độ cao
D. lực nâng giảm dần, giúp cho máy bay chuyển động lên cao hơn.
ĐÁP ÁN BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
13
1D
2A
3B
4C
5D
6C
7C
8C
9B
10A
11B
12B
13C
14B
15C
16B
17C
18C
19A
20B
21A
22C
23B
24A
25C
26B
27A
28D
29D
30C
31C
32B
33C
34C
35B
36A
37A
38B
39B
40B
14
Ngày soạn: 30/11/2022
TIẾT 53-54. MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ CÁCH GIẢI CÁC BÀI TOÁN
THUỘC PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về phương pháp động lực học.
2. Mức độ cần đạt:
- Vận dụng thấp, vận dụng cao.
II. NỘI DUNG KIẾN THỨC:
1. Kiến thức trọng tâm:
1. Các lực trong thực tiễn cuộc sống
a. Trọng lực
- Trọng lực là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật. Trọng lực là một trường hợp riêng của lực hấp dẫn.
r
- Trọng lực được kí hiệu là vecto P
+ Phương thẳng đứng
+ Chiều hướng về tâm Trái Đất
+ Điểm đặt của trọng lực gọi là trọng tâm của vật
+ Độ lớn: P mg
b. Lực căng
- Khi một sợi dây bị kéo thì ở tại mọi điểm trên dây, kể cả hai đầu dây sẽ
xuất hiện lực để chống lại sự kéo, lực này gọi là lực căng.
r
T
- Lực căng được kí hiệu là vecto
+ Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.
+ Phương trùng với chính sợi dây.
+ Chiều hướng từ hai đầu dây và phần giữa của sợi dây.
c. Lực ma sát
✨ Lực ma sát trượt:
Lực ma sát trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật trượt trên một bề mặt.
- Lực ma sát trượt có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và
ngược chiều với chiều chuyển động của vật.
- Độ lớn lực ma sát trượt: F N
+ Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật
+ Phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai bề mặt tiếp xúc
+ Tỉ lệ với độ lớn của áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc
là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tính trạng bề mặt tiếp xúc, đại lượng này khơng có
đơn vị
N là độ lớn áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc.
15
✨ Lực ma sát nghỉ
Ma sát nghỉ xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật chịu tác dụng của một ngoại lực. Lực ma sát nghỉ triệt tiêu
ngoại lực này làm vật vẫn đứng yên.
- Lực ma sát nghỉ có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc giữa hai bề mặt, phương tiếp tuyến và
ngược chiều với xu hướng chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc.
- Độ lớn lực ma sát nghỉ bằng độ lớn của lực tác dụng gây ra xu hướng chuyển động
- Lực ma sát nghỉ khi vật bắt đầu chuyển động gọi là lực ma sát nghỉ cực đại
- Khi vật trượt, lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại
✨ Lực ma sát lăn
Ma sát lăn xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật lăn trên một bề mặt.
Fmsn max Fmst
2. Định luật 2 Newton
Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của
lực và tỉr lệ nghịch với khối lượng của vật.
r F
a
m
2
Trong hệ SI, đơn vị của lực là N (Newton): 1N 1kg.1 m/s
r r r
r
F
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng 1 , F2 , F3 ,.... thì F là hợp lực của các lực đó:
r r r r
F F1 F2 F3 ...
2. Vận dụng kiến thức:
1. Dạng 1: Biểu diễn các lực tác dụng lên vật
1.1: Phương pháp giải
Lực là hệ quả của sự tương tác giữa các vật. Để biểu diễn các lực tác dụng lên một vật ta phải xác định:
Bước 1: Xác định những vật nào có tương tác với vật đã cho.
Bước 2: Xác định lực tương tác giữa những vật đó với vật đã cho.
1.2: Bài tập minh hoạ
Bài 1: Hãy vẽ các mũi tên biểu diễn các lực tác dụng lên vật trong mỗi trường hợp này, và hãy giải
thích các mũi tên biểu diễn cái gì?
16
Một vật được ném xiên (Bỏ qua ma sát)
Vật trượt trên mặt phẳng nghiêng
Vật quay trong một mặt phẳng thẳng đứng
Con lắc đơn
Hướng dẫn giải
a. Hình a
- Trái đất tương tác với vật.
r
- Vật đang xét chỉ chịu tác dụng của trọng lực P .
b. Hình b
- Trái đất và mặt phẳng nghiêng tương tác với vật.
r
r
F
- Vật đang xét chỉ chịu tác dụng của trọng lực P , lực ma sát trượt ms và phản lực vng góc với mặt
r
phẳng nghiêng N .
c. Hình c
- Trái đất và sợ dây tương tác với vật.
r
r
- Vật đang xét chỉ chịu tác dụng của trọng lực P , lực căng của sợ dây T .
d. Hình d
- Trái đất và sợ dây tương tác với vật.
r
r
- Vật đang xét chỉ chịu tác dụng của trọng lực P , lực căng của sợ dây T .
17
2. Dạng 2: Áp dụng định luật II Newton theo hai trục tọa độ Ox và Oy
2.1: Phương pháp giải
Bước 1: Chọn hai trục vng góc Ox và Oy ; trong đó trục Ox cùng hướng với chuyển động của vật
hay cùng hướng với lực kéo khi vật đứng yên.
Bước 2: Phân tích các lực theo hai trục này.
Bước 3: Áp dụng định luật 2 Newton theo hai trục toạ độ Ox và Oy .
2.2: Bài tập minh hoạ
Bài 1: Khi hãm phanh gấp thì bánh xe ơ tơ bị “khóa” lại (khơng quay được) làm cho xe trượt trên
đường. Kỷ lục về dấu trượt dài nhất là dấu trượt trên đường cao tốc M1 ở Anh của một xe Jaguar xảy ra
vào năm 1960, nó dài tới 290 m. Hãy chọn hệ trục tọa độ Oxy và áp dụng định luật II Newton theo hai
trục toạ độ Ox và Oy ?
Hướng dẫn giải
r
r
Fms
P
Các lực tác dụng vào xe khi xe trượt: Trọng lực ; Lực ma sát trượt giữa bánh xe và mặt đường
;
r
phản lực vng góc với mặt đường N .
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : N P 0
Ox : Fms ma
Bài 2: Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng có khối lượng m chuyển động trên mặt sàn
nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 45 0 so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa thùng sách
và mặt sàn là . Hãy chọn hệ trục tọa độ Oxy và áp dụng định luật II Newton theo hai trục toạ độ Ox và
Oy ?
Hướng dẫn giải
r
r
F
Các lực tác dụng vào thùng sách khi nó trượt: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa vật và mặt sàn ms ;
r
r
phản lực vng góc với mặt sàn N ; lực kéo F .
18
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
0
0
Oy : Fy N P 0 F sin 45 N mg 0 N mg F sin 45
mà
Fms .N mg F sin 450
0
0
0
0
Ox : Fx Fms ma F cos 45 mg F sin 45 ma F cos 45 mg F sin 45 ma
2.3: Bài tập vận dụng
Bài 1: Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng m theo phương ngang với lực F làm thùng chuyển
động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa thùng và mặt phẳng là . Hãy chọn hệ trục tọa độ Oxy và
áp dụng định luật II Newton theo hai trục toạ độ Ox và Oy ?
Hướng dẫn giải
r
r
F
Các lực tác dụng vào cái thùng khi nó trượt: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa thùng và mặt sàn ms ;
r
r
phản lực vng góc với mặt sàn N ; lực đẩy F .
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : N P mg
Mà
Fms .N mg
Ox : F Fms ma F mg ma
Bài 2: Một quyển sách có khối lượng m đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho truợt xuống. Cho
0
biết góc nghiêng 30 so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là . Hãy
chọn hệ trục tọa độ Oxy và áp dụng định luật II Newton theo hai trục toạ độ Ox và Oy ?
Hướng dẫn giải
19
r
P
Các lực tác dụng vào quyển sách khi nó trượt: Trọng lực ; Lực ma sát trượt giữa quyển sách và mặt
r
r
Fms
bàn
; phản lực vng góc với mặt bàn N .
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : Py N 0 N Py mg cos
Mà
Fms .N .mg.cos
Ox : Fms Px ma .mg.cos mg.sin ma
Bài 3: Một ô tô có khối lượng m đang lên dốc, biết dốc nghiêng so với mặt phẳng ngang. Lực phát
động gây ra bởi động cơ ơ tơ có độ lớn F. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là . Hãy chọn hệ
trục tọa độ Oxy và áp dụng định luật II Newton theo hai trục toạ độ Ox và Oy ?
Hướng dẫn giải
r
r
F
Các lực tác dụng vào xe khi lên dốc: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa xe và mặt đường ms ; phản
r
r
lực vng góc với mặt bàn N ; Lực phát động gây ra bởi động cơ ô tô có độ lớn F .
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : Py N 0 N Py mg cos
Mà
Fms .N .mg.cos
Ox : F Fms Px ma F .mg.cos mg.sin ma
3. Dạng 3: Bài toán xác định gia tốc của vật khi biết lực tác dụng vào vật
3.1: Phương pháp giải
Bước 1: Chọn vật khảo sát chuyển động. Biển diễn các lực tác dụng lên vật, trong đó làm rõ phương,
chiều và điểm đặt của từng lực.
Bước 2: Chọn hai trục vng góc Ox và Oy ; trong đó trục Ox cùng hướng với chuyển động của vật
20
hay cùng hướng với lực kéo khi vật đứng yên. Phân tích các lực theo hai trục này. Áp dụng định luật 2
Newton theo hai trục toạ độ Ox và Oy .
Ox : Fx F1x F2 x ... m.ax 1
Oy : Fy F1 y F2 y ... 0 2
Bước 3: Giải hệ phương trình (1) và (2) để tìm gia tốc và các đại lượng động học khác.
3.2: Bài tập minh hoạ
Bài 1: [SGK kết nối trí thức tr80] Một người đẩy một thùng hàng, khối lượng 50kg , trượt trên sàn
nhà. Lực đẩy có phương nằm ngang với độ lớn là 180N . Tính gia tốc của thùng hàng, biết hệ số ma sát
2
trượt giữa thùng hàng và sàn nhà là 0,25 . Lấy g 9,8m / s .
Hướng dẫn giải
r
r
Fms
P
Các lực tác dụng vào cái thùng khi nó trượt: Trọng lực ; Lực ma sát trượt giữa thùng và mặt sàn
;
r
r
phản lực vng góc với mặt sàn N ; lực đẩy F .
Coi thùng hàng như một chất điểm:
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : N P mg 50.9,8 490 N
Mà
Fms .N 0, 25.490 122,5 N
2
Ox : F Fms ma 180 122,5 50.a a 1,15 m / s
r
a 1,15 m / s 2
a
Vậy thùng hàng chuyển động với gia tốc có độ lớn
, cùng hướng Ox .
Bài 2: [SGK kết nối trí thức tr82] Một chiếc hộp gỗ được thả trượt không vận tốc ban đầu từ đầu trên
o
của một tấm gỗ dài L 2m . Tấm gỗ đặt nghiêng 30 so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa đáy hộp và
2
mặt gỗ là 0, 2 . Lấy g 9,8m / s . Hỏi sau bao lâu thì hộp trượt xuống đến đầu dưới của tấm gỗ?
Hướng dẫn giải
r
Các lực tác dụng vào khúc gỗ khi nó trượt: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa khúc gỗ và mặt phẳng
r
r
Fms
nghiêng
; phản lực vng góc với mặt phẳng nghiêng N .
Coi khúc gỗ như một chất điểm:
21
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : Py N 0 N Py mg cos
Mà
Fms .N .mg.cos
Ox : Fms Px ma .mg.cos mg.sin ma a g. sin .cos
Thay số, ta được:
a g . sin 30o 0, 2.cos30o 3, 2m / s 2
Hộp trượt xuống với gia tốc a 0,64m / s , cùng chiều với trục Ox .
1
2L
2.2
L at 2 t
1,1s.
2
a
3,
2
Áp dụng công thức:
2
3.3: Bài tập vận dụng
Bài 1: [Sgk Kết nối tri thức tr82] Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang
với lực 220N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa thùng và mặt phẳng là
0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2
Hướng dẫn giải
r
P
- Các lực tác dụng vào cái thùng khi nó trượt: Trọng lực ; Lực ma sát trượt giữa thùng và mặt sàn
r
r
r
Fms
; phản lực vng góc với mặt sàn N ; lực đẩy F .
Coi thùng hàng như một chất điểm:
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : N P mg 55.9,8 539 N
Mà
Fms .N 0,35.539 188,65 N
2
Ox : F Fms ma 220 188,65 55.a a 0.57 m / s
22
r
a 0.57 m / s 2
Vậy thùng hàng chuyển động với gia tốc a có độ lớn
, cùng hướng Ox .
Bài 2: [Sgk Kết nối tri thức tr82] Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho truợt
0
xuống. Cho biết góc nghiêng 30 so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là
0,3. Lấy g 9,8 m/s2. Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2s.
Hướng dẫn giải
r
Các lực tác dụng vào quyển sách khi nó trượt: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa quyển sách và mặt
r
r
Fms
N
bàn
; phản lực vng góc với mặt bàn .
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : Py N 0 N Py mg cos
F .N .mg.cos
Mà ms
Ox : Fms Px ma .mg.cos mg.sin ma
mg cos mg sin
0
0
2
a
g cos sin 9,8. 0,3cos30 sin 30 2,35 m/s
m
1
1
S v0t at 2 .2,35.22 4, 7 m
2
2
- Quãng đường quyển sách đi được sau 2s:
Bài 3: Một ô tô có khối lượng 1,2 tấn đang lên dốc, biết dốc nghiêng 30 0 so với mặt phẳng ngang. Lực
phát động gây ra bởi động cơ ơ tơ có độ lớn 8000 N. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là
0,05 . Cho g 9,8m / s 2 . Tính gia tốc của xe khi lên dốc?
Hướng dẫn giải
r
r
F
Các lực tác dụng vào xe khi lên dốc: Trọng lực P ; Lực ma sát trượt giữa xe và mặt đường ms ; phản
r
r
lực vng góc với mặt bàn N ; Lực phát động gây ra bởi động cơ ơ tơ có độ lớn F .
23
Áp dụng định luật II Newton theo các trục Ox và Oy :
Oy : Py N 0 N Py mg cos
Mà
Fms .N .mg.cos
Ox : F Fms Px ma F .mg .cos mg.sin ma
F
8000
g. sin cos
9,8. sin 300 0,05.cos300 1,34m / s 2
m
1200
3. Vận dụng:
a
Câu 1: Một vật có khối lượng 3,6 tấn bắt đầu chuyển động trên đường nằm ngang với lực kéo F. Sau thời
4 s vận tốc của vật là 2 m/s. Biết hệ số ma sát của vật với mặt đường bằng 0,1. Lấy g = 10 m/s 2. Lực kéo
có giá trị là:
A. 5,4.103 N.
B. 3,6.103 N.
C. 1,8.103 N.
D. 5,4 N.
Câu 2: Vật có khối lượng m = 1 kg được kéo chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Biết lực có phương hợp
với phương ngang góc 300 và độ lớn 5 N. Sau khi chuyển động 3 s, vật đi được quãng đường s = 2,52 m.
Lấy g = 10m/s2, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn có giá trị:
A. 0,5.
B. 0,25.
C. 0,1.
D. 0,2.
Câu 3: Một tủ lạnh có khối lượng 90 kg trượt thẳng đều trên sàn nhà. Hệ số ma sát trượt giữa tủ lạnh và
sàn nhà là 0,5. Hỏi lực đẩy tủ lạnh theo phương ngang bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2.
A. F = 450 N.
B. F = 45 N.
C. F > 450 N.
D. F = 900 N.
Câu 4: Một vật có vận tốc đầu có độ lớn là 10 m/s trượt trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật
và mặt phẳng là 0,10. Lấy g = 10 m/s2. Quãng đường vật đi được đến lúc dừng lại là
A. 20 m.
B. 50 m.
C. 100 m.
D. 500 m.
Câu 5: Một người đẩy một vật trượt thẳng đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn
300 N. Khi đó, độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ:
A. lớn hơn 300 N.
B. nhỏ hơn 300 N.
C. bằng 300 N.
D. bằng trọng lượng của vật.
Câu 6: Người ta truyền một vận tốc 7 m/s cho một vật đang nằm yên trên sàn. Hệ số ma sát trượt giữa vật
và sàn là 0,5. Cho g = 9,8 m/s². Đến khi dừng lại, vật đi được quãng đường là
A. 7,0 m.
B. 5,0 m.
C. 9,0 m.
D. 9,8 m.
Câu 7: Vật có khối lượng m = 2,0 kg trượt trên mặt phẳng ngang dưới tác dụng của một lực kéo có độ lớn
F = 5 N hướng xiên lên một góc α = 30° so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt là 0,20. Cho g = 10
m/s². Gia tốc của vật m là
A. 2,50 m/s².
B. 0,42 m/s².
C. 2,17 m/s².
D. 0,75 m/s².
Câu 8: Một vật trượt xuống không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng góc 30° so với mặt phẳng
ngang. Cho g = 10 m/s². Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,3. Gia tốc của vật trên mặt
phẳng nghiêng bằng
A. 1,3 m/s².
B. 5,0 m/s².
C. 2,4 m/s².
D. 6,3 m/s².
Bài 9: Một xe hơi chạy trên đường cao tốc với vận tốc có độ lớn là 15 m/s. Lực hãm có độ lớn 3000
N làm xe dừng lại trong 10 s. Tìm khối lượng của xe.
A. 200 kg.
B. 2000 kg.
C. 300 kg.
D. 3000 kg.
24
Bài 10: Một vật có vận tốc đầu có độ lớn là 10 m/s trượt trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt
giữa vật và mặt phẳng là 0,10. Hỏi vật đi được 1 quãng đường bao nhiêu thì dừng lại? Lấy g =
10m/s 2.
A. 100 m.
B. 50 m.
C. 90 m.
D. 45 m.
Bài 11: Hùng và Sơn đẩy cùng chiều một thùng nặng 1200 kg theo phương nằm ngang. Hùng đẩy
với lực 500 N và Sơn đẩy với lực 300 N. Nếu lực ma sát có sức cản là 200 N thì gia tốc của thùng là
bao nhiêu?
A. 0,5 m/s2.
B. 0,6 m/s2.
C. 0,7m/s2.
D. 0,4 m/s2.
Bài 12: Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh một dốc nghiêng có góc nghiêng α = 30 0 , hệ số ma sát là μ =
0,3. Biết thời gian vật trượt hết dốc là 5s. Xác định chiều dài của dốc:
A. 20 m.
B. 62,5 m.
C. 87,5 m
D. 90 m.
Bài 13: Một vật có khối lượng m = 40 kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang
F = 200 N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn nhà là = 0,25. Tính vận tốc đạt được sau 5 giây kể từ khi
bắt đầu trượt:
A. 12,5 m/s.
B. 62,5 m/s.
C. 25 m/s.
D. 5 m/s.
Câu 14: Một vật có khối lượng m = 4 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực
F hợp với hướng chuyển động một góc = 300. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là = 0,3. Lấy g = 10
m/s2. Tính độ lớn của lực để vật chuyển động với gia tốc bằng 1,25 m/s2:
A. 16,7 N.
B. 10,5 N.
C. 5 N.
D. 10 N.
0
Câu 15: Một mặt phẵng nghiêng dài 1m tạo với mặt phẳng ngang góc 30 . hệ số ma sát giữa vật và mặt
phẵng nghiêng 1 = 0,1. Lấy g = 10 m/s 2. Một vật khối lượng m trượt không có vận tốc ban đầu từ đỉnh
mặt phẳng nghiêng. Vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng:
2
2
2
2
A. 2 2m / s .
B. 2 10m / s .
C. 10m / s .
D. 10 2m / s .
Câu 16: Một mặt phẵng AB nghiêng một góc 300 so với mặt phẳng ngang BC. Biết AB = 1 m, BC = 10,35
m, hệ số ma sát trên mặt phẵng nghiêng 1 = 0,1. Lấy g = 10 m/s 2. Một vật khối lượng m trượt khơng có
vận tốc ban đầu từ đỉnh A tới C thì dừng lại. Tính hệ số ma sát 2 trên mặt phẵng ngang:
A. 0,04.
B. 0,4.
C. 0,02.
D. 0,2.
Câu 17: Một vật đang chuyển động trên đường ngang với vận tốc 20 m/s thì trượt lên một cái dốc dài 100
m, cao 10 m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt dốc là = 0,05. Lấy g = 10 m/s 2. Biết vật lên hết dốc. Tính
vận tốc ở đỉnh dốc:
A. 10 m/s.
B. 15m/s .
C. 10 3 m/s.
D. 10 2 m/s.
Câu 18: Cho hệ vật như hình vẽ, m 1 = 0,2 kg; m2 = 0,3 kg được nối với nhau bằng một dây nhẹ và không
r
giãn. Bỏ qua ma sát giữa hai vật và mặt bàn. Một lực F có phương song song với mặt bàn tác dụng vào
r
m1. Khi F có độ lớn 1 N thì gia tốc của các vật là bao nhiêu?
A. 2 m/s2.
B. 5 m/s2.
C. 3,3 m/s2.
D. 0,3 m/s2.
25