Bài tập file word vật lí 10 chân trời sáng tạo Ôn tập chương 5
Bộ câu hỏi tự luận vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Câu hỏi và bài tập tự luận Ôn tập chương 5. Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Thông hiểu, nhận biết, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học vật lí 10 Chân trời sáng tạo.
ÔN TẬP CHƯƠNG 5: MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG
(20 CÂU)
Câu 1: Nêu khái niệm về hệ thống lực?
Trả lời:
Hệ thống lực là tập hợp các lực tác động lên một vật và có thể ảnh hưởng lẫn nhau.
Câu 2: Giải thích điều kiện cân bằng của vật.
Trả lời:
Để vật ở trong điều kiện cân bằng, tổng moment lực và tổng lực tác động phải đều bằng 0.
Câu 3: Tại sao trong một hệ thống lực, lực nào cũng cần được biểu diễn bằng vector?
Trả lời:
Vector giúp mô tả đầy đủ hướng, chiều và độ lớn của lực, cần thiết khi tổng hợp lực.
Câu 4: Tại sao người lái xe đạp cần cảm nhận và thay đổi trọng tâm khi lái xe?
Trả lời:
Thay đổi trọng tâm giúp duy trì cân bằng khi lái xe đạp.
Câu 5: 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).
Trả lời:
Ta có F1 = 4 N
F2 = 5 N
F = 7.8 N
Theo công thức của quy tắc hình bình hành:
F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα
Suy ra α = 60°15'
Câu 6: Thanh kim loại có chiều dài l khối lượng m đặt trên bàn nhô ra một đoạn bằng 1/4 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.
MF = F.OB ; MP = P.OG
AG = BG = 2OB OB = OG = 1/4.AB
Áp dụng quy tắc mômen: MF = MP F.OB = P.OG = mg.OG
m = 4 kg.
Câu 7: Định nghĩa về phân tích lực và tổng hợp lực.
Trả lời:
Phân tích lực là quá trình phân tích và xác định các lực tác động lên một vật, còn tổng hợp lực là quá trình kết hợp các lực để xác định lực tác động tổng cộng.
Câu 8: Thanh AB khối lượng 25 kg, dài 7,5 m trọng tâm tại G biết GA=1,2 m. Thanh AB có thể quay quanh trục đi qua O biết OA=1,5 m. Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Khi đó trục quay sẽ tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu? Lấy g=10 m/s2.
Trả lời:
GA = 1,2 m; m = 25 kg, AB = 7,5 m, OA = 1,5 m; g = 10 m/s2
Trục quay đi qua điểm O thanh nằm cân bằng MG = MB
MG = MB mg.GO = F.OB F = 12,5 N.
N = P + F = 262,5 N.
Câu 9: Giải thích tại sao cần phải chú ý đến hướng và chiều của lực khi phân tích hệ thống lực.
Trả lời:
Hướng và chiều của lực quyết định ảnh hưởng của nó đối với vật, cũng như ảnh hưởng của các lực khác trong hệ thống.
Câu 10: Một người nâng một tấm gỗ nặng 60 kg dài 1,5 m, Biết lực nâng hướng thẳng đứng lên trên tấm gỗ hợp với mặt đất nằm ngang một góc α, trọng tâm của tấm gỗ cách đầu mà người đó nâng 120 cm. Tính lực nâng của người đó và phản lực của mặt đất lên tấm gỗ. Lấy g=10 m/s2.
Trả lời:
m = 60kg; AB = 1,5m; GB = 1,2m
Tâm quay tại A
Cánh tay đòn của lực F: AH = AB.cosα
Cánh tay đòn của lực P: AI = GA.cosα
MP = MF P.AGcosα = F.ABcosα F = 120 N.
Xét trục quay đi qua G, ta có:
MN = MF N.AGcosα = F.BGcosα N = 480 N.
Câu 11: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F1 = 16 N; F2 = 12 N trong các trường 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.
Trả lời:
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°
Câu 12: Một thanh nhẹ gắn vào sàn tại B như hình vẽ. Tác dụng lên đầu A lực kéo F = 100N theo phương ngang. Thanh được giữ cân bằng nhờ dây AC. Tìm lực căng của dây biết α = 30o.
Trả lời:
Áp dụng quy tắc momen lực với trục quay qua B ta có
MF = MT F.AB = T.AB.sinα T = 200N
Câu 13: 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.
Trả lời:
36.87° + 53.13° = 90°
Fx = F.cos(36,87°) = 80 N
Fy = F.sin(53,13°) = 60 N
Câu 14: Định nghĩa về momen lực.
Trả lời:
Moment lực là sự xoay vòng một vật quanh một trục cố định do lực tác động.
Câu 15: 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.
Trả lời:
P1 = Psinα = 25 N
P2 = Pcosα = 25 N
Câu 16: Thanh AB khối lượng m = 1,5kg, đầu B đựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo AC góc α = 45o. Tìm các lực tác dụng lên thanh.
Trả lời:
Các lực tác dụng lên thanh như hình vẽ
MT = MP (trục quay đi qua điểm tiếp xúc)
T.ABsin45o = P.ABcos45o/2 T = 7,5N
Q1 = P = mg = 15N; Q2 = T = 7,5N
Câu 17: Cho ba lực đồng quy (tại điểm O), đồng phẳng → lần lượt hợp với trục Ox những góc 0°, 60°, 120° và có độ lớn tương ứng là F1 = F3 = 2F2 = 10(N) như hình vẽ. Tìm hợp lực của ba lực trên?
Trả lời:
F1 = F3 → F13 có phương trùng với đường phân giác của góc hợp bởi
Câu 18: Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng
Trả lời:
Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm vật quay.
Câu 19: Trò chơi “Xếp đá cân bằng” là môn nghệ thuật sao cho việc sắp xếp những hòn đá lên nhau được cân bằng. Dưới góc nhìn vật lí, em hãy cho biết nguyên nhân chính tạo nên sự cân bằng của hệ các viên đá.
Trả lời:
Hợp lực của các lực: trọng lực của viên đá dài, trọng lực của các khối đá bên trái và bên phải của viên đá dài phải có phương đi qua điểm tiếp xúc giữa viên đá dài và hai viên đá đặt bên dưới.
Câu 20: Biển quảng cáo của một quán cà phê được treo cân bằng nhờ một dây nằm ngang và dây còn lại hợp với trần một góc α như hình dưới đây
a) Giữ cho một dây luôn căng và có phương nằm ngang, thay đổi vị trí và độ dài dây treo trên trần. Xác định điều kiện góc α để hệ có thể cân bằng.
b) Biển quảng cáo có trọng lượng là P, tính lực căng trên hai dây treo.
Trả lời:
Để hệ cân bằng thì . Ta thấy:
- Trên phương (Oy), thành phần trọng lực - Trên phương (Oy), thành phần trọng lực hướng xuống luôn cân bằng với thành phần hướng lên.
- Trên phương (Ox), lực căng dây - Trên phương (Ox), lực căng dây luôn căng và có phương nằm ngang nên thành phần phải hướng theo chiều âm của trục (Ox).
Do đó, góc α phải thoả điều kiện: 0°<α<90°.
b) Áp dụng điều kiện cân bằng của hệ:
(*)
Chiếu (*) lên (Ox) và (Oy):
Vậy và