Bài tập file word Vật lí 10 kết nối Ôn tập chương 3 (P5)
Bộ câu hỏi tự luận Vật lí 10 kết nối tri thức. Câu hỏi và bài tập tự luận Ôn tập chương 3. Bộ tài liệu tự luận này có 4 mức độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Phần tự luận này sẽ giúp học sinh hiểu sâu, sát hơn về môn học Vật lí 10 KNTT.
ÔN TẬP CHƯƠNG 3: ĐỘNG LỰC HỌC
(PHẦN 5 – 20 CÂU)
Câu 1: Khinh khí cầu hoạt động dựa trên nguyên tắc nào?
Trả lời:
Khi đốt khí bên trong nóng lên, nhẹ hơn và làm cho khí cầu bay lên.
Để điều chỉnh cho khí cầu di chuyển từ nơi này đến nơi khác mới cần chú ý đến sức gió của môi trường xung quanh.
Câu 2: Một chiếc tủ có trọng lượng 1000 N đặt trên sàn nhà nằm ngang. Hệ số ma sát nghỉ giữa tủ và sàn là 0,6 N. Hệ số ma sát trượt là 0,50. Người ta muốn dịch chuyển tủ nên đã tác dụng vào tủ lực theo phương nằm ngang có độ lớn bao nhiêu?
Trả lời:
Muốn vật dịch chuyển theo phương nằm ngang thì ta cần tác dụng một lực có độ lớn lớn hơn độ lớn của lực ma sát nghỉ: F > Fmsn = μmsn.P = 0,6.1000 = 600 N
Câu 3: Thiết kế một công trình sử dụng lực nâng để giảm lực cản trong quá trình di chuyển.
Trả lời:
Có thể thiết kế một hệ thống lực nâng trên phương tiện di chuyển để giảm lực cản và tiết kiệm năng lượng.
Câu 4: 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.GO = F.OB => F = 12,5 N.
Vậy N = P + F = 262,5 N.
Câu 5: Mô tả cách trọng lực và lực căng hoạt động trong một chiếc thang máy đang di chuyển.
Trả lời:
Trọng lực và lực căng đều tác động lên người và vật chất trong thang máy. Trọng lực xuống dưới, trong khi lực căng hướng lên trên.
Câu 6: Giải thích sự khác biệt giữa ma sát tĩnh và ma sát động.
Trả lời:
Ma sát tĩnh xảy ra khi vật không chuyển động, trong khi ma sát động xảy ra khi vật đang chuyển động.
Câu 7: Một vật khối lượng 4 kg rơi thẳng đứng từ độ cao 100 m không vận tốc đầu, sau 20s thì chạm đất. Tính lực cản của không khí (coi như không đổi) tác dụng lên vật lấy g = 10 m/s2.
Trả lời:
Chọn trục tọa độ Oy gắn với quỹ đạo rơi của vật, gốc tọa độ tại mặt đất, chiều dương hướng xuống.
Phương trình chuyển động của vật:
Khi vật rơi chạm đất
Áp dụng biểu thức định luật II Newton:
Câu 8: Thanh BC nhẹ, gắn vào tường bởi bản lề C, đầu B treo vật có khối lượng m = 2kg và được giữ cân bằng nhờ dây treo AB. Cho AB = 30cm, AC = 40cm. Xác định các lực tác dụng lên BC.
Trả lời:
Áp dụng quy tắc momen đối với trục quay qua C
MT1 = MT2 => T1AC = T2AB => T1 = T2.AB:AC = mg.AB:AC = 15 N
Q = T1:sinα = T1.BC:AB = 25N
Câu 9: Tại sao trọng lực trên Mặt Trăng nhỏ hơn so với trên Trái Đất?
Trả lời:
Trọng lực trên Mặt Trăng nhỏ hơn do khối lượng Mặt Trăng nhỏ và khoảng cách từ trung tâm Mặt Trăng đến một đối tượng trên bề mặt Mặt Trăng lớn hơn.
Câu 10: Một người đẩy một vật trượt thẳng đều trên sàn nhà nằm ngang với một lực nằm ngang có độ lớn 360N. Khi đó, độ lớn của lực ma sát trượt tác dụng lên vật sẽ bằng bao nhiêu?
Trả lời:
Bằng 360 N
Câu 11: Một người nhảy dù có khối lượng tổng cộng 100 kg. Khi người đó mở dù, lực tác dụng của dù lên người là 2000 N hướng lên.
a) Biểu diễn các lực tác dụng lên người nhảy dù ngay khi mở dù.
b) Xác định hợp lực tác dụng lên người nhảy dù ngay khi mở dù.
Trả lời:
Trọng lượng của người nhảy dù P = mg = 1000 N.
a)
b) Hợp lực tác dụng lên người nhảy dù hướng lên và có độ lớn F= 1000 N.
Câu 12: Bán cầu đồng chất khối lượng 100g. Trên mép bán cầu đặt một vật nhỏ khối lượng 7,5g. Hỏi mặt mặt phẳng của bán cầu sẽ nghiêng góc α bao nhiêu khi có cân bằng biết rằng trọng tâm bán cầu ở cách mặt phẳng của bán cầu một đoạn 3R/8 (R là bán kính bán cầu)
Trả lời:
Các lực tác dụng lên bán cầu: trọng lực (bán cầu), trọng lực (vật nhỏ), phần lực (tại điểm tiếp xúc A).
Áp dụng quy tắc momen lực đối với trục quay qua ):
(vì có giá đi qua trục quay tại A nên
=> P.Ogsinα = pRcosα
hay
Vậy khi có cân bằng, mặt phẳng của bán cầu sẽ nghiêng góc
Câu 13: Cho cơ hệ như hình vẽ. Biết m1 = 0,8 kg; m2 = 0,2 kg. Lấy g = 10 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát; khối lượng của dây và ròng rọc. Ban đầu hệ được giữ đứng yên.Tính gia tốc, lực căng dây khi hệ chuyển động.
Trả lời:
Các lực tác dụng lên vật m1: Trọng lực , phản lực , lực căng dây
Các lực tác dụng lên vật m2: Trọng lực , lực căng dây
Định luật II Newton cho các vật:
Vì bỏ qua khối lượng của các dây nối và ròng rọc nên a1 = a2 = a và T1 = T2 = T do đó ta có:
=> P2 = (m1 + m2)a => (m/s2)
=> Lực căng của sợi dây: T = ma = 0,8.2 = 1,6 N
Câu 14: Một đầu máy tạo ra một lực kéo để kéo một toa xe có khối lượng m = 3 tấn chuyển động với gia tốc a = 0,2 m/s2. Biết hệ số ma sát giữa toa xe với mặt đường là k = 0,02. Hãy xác định lực kéo của đầu máy. Cho g = 9,8 m/s2
Trả lời:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của toa xe
Áp dụng định luật II Newton:
Chiếu phương trình trên lên chiều dương ta có:
F – Fms = ma ⇒ F = ma + kmg = 3.103.(0,2 + 0,02.9,8) = 117,6 N
Câu 15: Nêu các ứng dụng của lực nâng trong các phương tiện và công trình kỹ thuật.
Trả lời:
Lực nâng được sử dụng trong máy bay, thang máy, cầu dẫn, và nhiều ứng dụng khác.
Câu 16: “Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các … có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các … có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ”. Chọn các cụm từ sau, điền vào các khoảng trống để được một phát biểu đúng?
Trả lời:
Moment lực – moment lực
Câu 17: Trong hệ quy chiếu của Trái Đất, trọng lực được đo bằng đơn vị gì?
Trả lời:
Trong hệ quy chiếu của Trái Đất, trọng lực được đo bằng newton (N).
Câu 18: Một vật trượt có ma sát trên một mặt tiếp xúc nằm ngang. Nếu diện tích tiếp xúc của vật đó giảm 3 lần thì độ lớn lực ma sát trượt giữa vật và mặt tiếp xúc sẽ thay đổi như thế nào?
Trả lời:
Độ lớn của lực ma sát không phụ thuộc vào diện tích bề mặt tiếp xúc => không thay đổi
Câu 19: Một quả cầu khối lượng m = 1 kg, bán kính r = 6 cm. Tìm vận tốc rơi cực đại của quả cầu. Biết rằng lực cản của không khí có biểu thức F = kSv2 hệ số k = 0,024
Trả lời:
Trong quá trình rơi vật chịu tác dụng của và . Áp dụng biểu thức của định luật II Newton:
. Chiếu lên trục Oy theo phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống:
Khi vật mới chuyển động, lực cản nhỏ, trong quá trình vật chuyển động, lực cản tăng dần.
Vận tốc của vật đạt giá trị cực đại khi
Câu 20: Một thanh gỗ nặng 12 kg dài 1,5 m, một đầu được gắn cố định đi qua điểm A, thanh gỗ có thể quay xung quanh trục đi qua A, đầu còn lại được buộc vào một sợi dây sao cho phương của sợi dây thẳng đứng và giữ cho tấm gỗ nằm nghiêng hợp với phương ngang một góc α. Biết trọng tâm của thanh gỗ cách đầu A khoảng 50 cm. Tính lực căng của sợi dây và lực tác dụng điểm A của thanh gỗ. Lấy g=10 m/s2.
Trả lời:
AG = 50cm; AB = 1,5m, m = 12kg;
Tâm quay tại A:
+ Cánh tay đòn của trọng lực P là AI = AGcosα
+ Cánh tay đòn của lực căng T là AH = ABcosα.
Thanh nằm cân bằng: MP = MT => P.AGcosα = T.ABcosα => T = 40 N.
Giả sử trục quay đi qua B => MP = MN => P.BGcosα = N.AB.cosα => N = 80N.