Trắc nghiệm Vật Lí 10 bài 18 kết nối tri thức có đáp án — Không quảng cáo

Sử dụng lí thuyết về lực ma sát: Lực ma sát cản trở chuyển động

Do có ma sát cản trở chuyển động nên vật chuyển động chậm dần.

Áp dụng các công thức:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g\\F = m.a\\{v^2} - v_0^2 = 2.a.S\end{array}\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g\\F = m.a\end{array}\)

\( \to \left| a \right| = \mu .g = 0,4.9,8 = 3,92m/{s^2}\)

Vì lực ma sát cản trở chuyển động nên ta có:

\(\begin{array}{l}{v^2} - v_0^2 = 2.a.S\\ \Rightarrow S = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.a}} = \frac{{{0^2} - {{20}^2}}}{{2.( - 3,92)}} = 51(m)\end{array}\)

Sử dụng lí thuyết về lực ma sát không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc của vật

Ta có hệ số của lực ma sát không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc của vật nên khi diện tích hai mặt tiếp xúc tăng lên thì hệ số ma sát giữa hai mặt tiếp xúc không đổi

Vận dụng kiến thức đã học

Bàn chân ép vào mặt đất một lực đàn hồi theo phương vuông góc với mặt đất, làm cho mặt đất và bàn chân bị biến dạng

Áp dụng công thức

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g\\F = m.a\end{array}\)

\({F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g = 0,2.100.10 = 200(N)\)

Chọn chiều dương là chiều đẩy thùng hàng

Theo định luật 2 Newton ta có: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow {{F_d}}  = m.\overrightarrow a \)

Chiếu lên chiều dương theo phương ngang ta có:

\(\begin{array}{l}{F_d} - {F_{ms}} = m.a\\ \Rightarrow a = \frac{{{F_d} - {F_{ms}}}}{m} = \frac{{300 + 400 - 200}}{{100}} = 5(m/{s^2})\end{array}\)

Áp dụng các công thức:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g\\F = m.a\\{v^2} - v_0^2 = 2.a.S\end{array}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Theo định luật 2 Newton, ta có: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  = m.\overrightarrow a \)

Chiếu lên chiều dương của chuyển động, ta có:

\(\begin{array}{l} - {F_{ms}} = m.a \Leftrightarrow  - \mu .m.g = m.a\\ \Rightarrow a =  - \mu .g =  - 0,2.9,8 =  - 1,96(m/{s^2})\end{array}\)

Ta có:

\(\begin{array}{l}{v^2} - v_0^2 = 2.a.S\\ \Rightarrow S = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.a}} = \frac{{{0^2} - {3^2}}}{{2.( - 1,96)}} \approx 2,3(m)\end{array}\)

Sử dụng lí thuyết về vai trò của lực ma sát nghỉ trong đời sống: lực ma sát nghỉ giúp ta cầm nắm được các vật, là lực phát động giúp cho con người, động vật, xe cộ chuyển động được ...

Đế dép, lốp ô tô, lốp xe đạp phải khía ở mặt cao su để làm tăng ma sát nghỉ

Áp dụng công thức:

\(\begin{array}{l}F = m.a\\{F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g\end{array}\)

Chọn chiều dương là chiều của lực tác dụng

Theo định luật 2 Newton, ta có: \(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)

Chiếu lên chiều dương theo phương ngang, ta có:

\(\begin{array}{l}F - {F_{ms}} = m.a\\ \Rightarrow a = \frac{{F - {F_{ms}}}}{m} = \frac{{F - \mu .m.g}}{m} = \frac{{200 - 0,3.50.9,8}}{{50}} = 1,06(m/{s^2})\end{array}\)

+ Công thức tính lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N\)

+ Định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Công thức của chuyển động biến đổi đều:

\(\begin{array}{l}v = {v_0} + at\\{v^2} - v_0^2 = 2as\end{array}\)

Khi ô tô chưa hãm phanh, ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}{v_0} = 10m/s\\v = 72km/h = 20m/s\\s = 75m\end{array} \right.\)

Lại có: \({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2s}} = \frac{{{{20}^2} - {{10}^2}}}{{2.75}} = 2(m/{s^2})\)

Phương trình định luật 2 Newton: \(\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)    (1)

Chiếu (1) lên chiều chuyển động ta có:

\( - {F_{ms}} + F = m.a \Rightarrow {F_{ms}} = F - ma = 3300 - 1,{5.10^3}.2 = 300(N)\)

Thời gian ô tô chuyển động: \(t = \frac{{v - {v_0}}}{a} = \frac{{20 - 10}}{2} = 5(s)\)

Khi ô tô tắt máy hãm phanh:

+ Vận tốc của ô tô trước khi hãm phanh đến khi dừng hẳn là:

\(a' = \frac{{v' - {v_0}'}}{t} = \frac{{0 - 20}}{4} =  - 5(m/{s^2})\)

+ Phương trình định luật 2 Newton cho ô tô: \(\overrightarrow {F_{ms}'}  = m.\overrightarrow {{a'}} \)               (2)

Chiếu (2) lên chiều chuyển động ta được:

\(\begin{array}{l} - F_{ms}' = m{a'} \Rightarrow  - \mu mg = ma'\\ \Rightarrow \mu  = \frac{{ - a}}{g} =  - \frac{{( - 5)}}{{10}} = 0,5\end{array}\)

+ Công thức tính lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu .N\)

+ Định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a } \)

+ Định luật 1 Newton: Nếu không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:

Áp dụng định luật 2 Newton:

\(\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

\( \Leftrightarrow \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  = m.\overrightarrow a \)                    (*)

Chiếu (*) lên Ox, Oy, ta có:

\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}N = {P_2} = P.\cos \alpha \\F - {F_{ms}} - {P_1} = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}N = {P_2} = P.\cos \alpha \\F - \mu N - mg\sin \alpha  = 0\end{array} \right.\\ \Rightarrow F = \mu N + mg\sin \alpha  = \mu mg\cos \alpha  + mg\sin \alpha \\ = mg.(\mu \cos \alpha  + \sin \alpha )\\ = {10^3}.10.(0,01.\frac{{\sqrt {{{200}^2} - {{10}^2}} }}{{200}} + \frac{1}{{20}}) = 600(N)\end{array}\)

Các bước giải bài tập động lực học

+ Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát

+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu

+ Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.

+ Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Bước 5: Chiếu phương trình định luật 2 lên các trục Ox, Oy, giải phương trình

+ Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo \(\overrightarrow F \), lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \)

+ Chọn hệ trục tạo độ như hình vẽ

+ Phương trình định luật 2 Newton là:

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a  = \overrightarrow 0 \) (do xe chuyển động thẳng đều)                         (*)

Chiếu (*) lên trục Ox, Oy ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}F - {F_{ms}} = 0\\ - P + N = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}F = {F_{ms}}\\P = N\end{array} \right.\)

Lại có \({F_{ms}} = \mu .N = \mu .m.g \Rightarrow F = \mu .m.g\)

+ Khi chưa chất hàng lên xe: \({F_1} = \mu .{m_1}.g\)                            (1)

+ Khi chất hàng lên xe: \({F_2} = \mu .({m_1} + {m_2}).g\)                         (2)

Từ (1) và (2) ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{{m_1} + {m_2}}}{{{m_1}}} \Leftrightarrow \frac{{100}}{{70}} = \frac{{35 + {m_2}}}{{35}}\\ \Rightarrow {m_2} = 15(kg)\end{array}\)

Các bước giải bài tập động lực học

+ Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát

+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu

+ Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.

+ Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Bước 5: Chiếu phương trình định luật 2 lên các trục Ox, Oy, giải phương trình

+ Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo \(\overrightarrow F \), lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \)

+ Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ

+ Phương trình định luật 2 Newton là:

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)                                                           (*)

Chiếu (*) lên trục Ox, Oy ta được:

\(\left\{ \begin{array}{l}F - {F_{ms}} = m.a\\ - P + N = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \frac{{F - {F_{ms}}}}{m}\\P = N\end{array} \right.\)

Mặt khác, ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = \mu .N = \mu .P = \mu .m.g\\ \Rightarrow a = \frac{{F - {F_{ms}}}}{m} = \frac{{F - \mu .m.g}}{m} = \frac{{180 - 0,27.35.9,8}}{{35}} = 2,5(m/{s^2})\end{array}\)

Các bước giải bài tập động lực học

+ Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát

+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu

+ Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.

+ Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Bước 5: Chiếu phương trình định luật 2 lên các trục Ox, Oy, giải phương trình

+ Các lực tác dụng lên vật: Lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \)

+ Chọn hệ trục tạo độ như hình vẽ

+ Phương trình định luật 2 Newton là:

\(\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)                                                           (*)

+ Chiếu (*) lên trục Ox, Oy ta được:

\(\begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}P\sin \alpha  - {F_{ms}} = m.a\\ - P\cos \alpha  + N = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}N = P.\cos \alpha \\P\sin \alpha  - {F_{ms}} = ma\end{array} \right.\\ \Rightarrow {F_{ms}} = \mu .N = \mu .P.\cos \alpha  = \mu .m.g.\cos \alpha \\ \Rightarrow P.\sin \alpha  - \mu .m.g.\cos \alpha  = m.a\\ \Rightarrow a = \frac{{P.\sin \alpha  - \mu .m.g.\cos \alpha }}{m} = \frac{{m.g.\sin \alpha  - \mu .m.g.\cos \alpha }}{m}\\ \Rightarrow a = g.\sin \alpha  - \mu .g.\cos \alpha  = g.(\sin \alpha  - \mu .\cos \alpha ) = 9,8.(\sin {35^0} - 0,5.\cos {35^0}) = 1,6(m/{s^2})\end{array}\)

Các bước giải bài tập động lực học

+ Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát

+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu

+ Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.

+ Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Bước 5: Chiếu phương trình định luật 2 lên các trục Ox, Oy, giải phương trình

Để vật trượt trên tấm ván thì:

\(\begin{array}{l}{P_1} \ge {F_{ms}} \Leftrightarrow {P_1} \ge \mu N \Leftrightarrow {P_1}\sin \alpha  \ge \mu P.\cos \alpha \\ \Rightarrow \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} \ge \mu  \Leftrightarrow \tan \alpha  \ge 0,577 \Leftrightarrow \alpha  \ge {30^0}\end{array}\)

- Hệ thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

- Định luật 1 Newton: Nếu không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đâng chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

- Lực đẩy tủ lạnh theo phương ngang

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tủ lạnh

Áp dụng định luật 2 Newton, ta có:

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a  = \overrightarrow 0 \) (do xe chuyển động thẳng đều)                         (*)

Chiếu (*) lên trục Ox, Oy ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}F - {F_{ms}} = 0\\ - P + N = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}F = {F_{ms}}\\P = N\end{array} \right.\)

Mặt khác, ta có:

\({F_{ms}} = \mu .N = \mu .P = 0,51.890 = 453,9(N)\)

=> Với giá trị lực đẩy này, ta không thể làm tủ lạnh chuyển động được từ trạng thái nghỉ vì hợp lực tác dụng lên vật bằng 0, vật đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên.

- Định luật 2 Newton: \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

- Mối liên hệ giữa s, v, a: \({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}\)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của bóng

Bóng chuyển động chậm dần đều dưới tác dụng của lực ma sát nên theo định luật 2 Newton, ta có:

\(\overrightarrow {{F_{ms}}}  = m.\overrightarrow a \)                    (*)

Chiếu (*) lên phương chuyển động, ta có:

\(\begin{array}{l} - {F_{ms}} = m.a \Leftrightarrow  - \mu .N = m.a\\ \Leftrightarrow  - \mu mg = ma \Leftrightarrow a =  - \mu .g\\ \Rightarrow a =  - 0,2.9,8 =  - 1,96(m/{s^2})\end{array}\)

Áp dụng công thức liên hệ giữa s, v, a ta có:

\({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \frac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.( - 1,96)}} = 25,51(m)\)

- Định luật 2 Newton: \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

- Biểu thức mối liên hệ giữa v, s, a: \({v^2} - v_0^2 = 2as\)

+ Khi vật trượt trên mặt phẳng nằm ngang, có 3 lực tác dụng lên vật: trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \), lực ma sát trượt \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \)

+ Theo định luật 2 Newton, ta có: \(\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)                (*)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Chiếu (*) lên chiều dương (phương ngang) của vật, ta có:

\( - {F_{ms}} = ma\)

Theo bài ta có:

\(\begin{array}{l}{F_{ms}} = 0,06P = 0,06mg\\ \Rightarrow  - 0,06mg = ma\\ \Rightarrow a =  - 0,06g =  - 0,06.10 =  - 0,6(m/{s^2})\end{array}\)

Mặt khác: \({v^2} - v_0^2 = 2as\)

Khi vật dừng lại thì v = 0

\( \Rightarrow  - v_0^2 = 2as \Rightarrow {v_0} = \sqrt { - 2as}  = \sqrt { - 2.( - 0,6).60}  \approx 8,5(m/s)\)

- Định luật 2 Newton: \(\overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

- Biểu thức mối liên hệ giữa v, s, a: \({v^2} - v_0^2 = 2as\)

+ Khi vật trượt trên đường ray, có 3 lực tác dụng lên vật: trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \), lực ma sát trượt \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \)

+ Theo định luật 2 Newton, ta có: \(\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)                (*)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Chiếu (*) lên chiều dương (phương ngang) của vật, ta có:

\(\begin{array}{l} - {F_{ms}} = ma \Leftrightarrow  - \mu mg = ma\\ \Rightarrow a =  - \mu g =  - 0,2.9,8 =  - 1,96(m/{s^2})\end{array}\)

Quãng đường xe đi thêm được:

\({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \frac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.( - 1,96)}} = 25,51(m)\)

Lực ma sát trượt \(({\overrightarrow F _{m{\rm{st}}}})\) xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của nhau.

A, B, C - đúng

D - sai vì: \({\mu _t}\) hầu như không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của các mặt tiếp xúc (có nhẵn hay không, làm bằng vật liệu gì)

Lực ma sát trượt: \({F_{m{\rm{st}}}} = {\mu _t}N\)=>  phụ thuộc vào độ lớn của áp lực

Biểu thức xác định của lực ma sát trượt là: \({F_{m{\rm{s}}t}} = {\mu _t}N\)

Khi một vật lăn trên mặt một vật khác, lực ma sát lăn xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật và có tác dụng cản trở sự lăn đó

A - sai vì: Lực ma sát nghỉ có giá luôn nằm trong mặt tiếp xúc giữa hai vật

B - sai vì: Lực ma sát nghỉ có chiều ngược chiều với ngoại lực

C - đúng

D - sai vì: Độ lớn của lực ma sát nghỉ\({F_{m{\rm{s}}n}} \le {\mu _n}N\)

A - đúng

B, C, D - sai

Vận dụng lý thuyết về các loại lực

Lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước khi người đó kéo một thùng hàng chuyển động là lực mà mặt đất tác dụng vào bàn chân người kéo.

A, B, D - đúng

C - sai vì: Lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với áp lực N giống như ma sát trượt nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần.

Ta có, lực ma sát nghỉ có chiều ngược chiều với ngoại lực hay chính là ngược chiều với vận tốc của vật