Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Câu C1 trang 111 SGK Vật lý 10

Chuyển động của những vật sau đây có phải là chuyển động tịnh tiến không? Tại sao?

- Chuyển động của bè nứa trên một đoạn sông thẳng.

- Chuyển động của người ngồi trong chiếc đu đang quay (Hình 21.3).

Hướng dẫn giải

- Chuyển động của bè nứa trên sông là chuyển động tịnh tiến thẳng.

- Chuyển động của lồng (ghế ngồi) của người ngồi trong chiếc đu đang quay là chuyển động tịnh tiến cong.

Vì nó thỏa mãn định nghĩa chuyển động tịnh tiến: chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với chính nó.

Câu C2 trang 112 SGK Vật lý 10

Tại sao khi hai vật có trọng lượng bằng nhau thì ròng rọc vẫn đứng yên sau khi thả tay?

Hướng dẫn giải

Tổng momen lực tác dụng lên ròng rọc:

M1 + (- M2) = (T1 – T2)R

Nếu hai vật có trọng lượng bằng nhau

=> T1 = T2

=> Tổng momen lực bằng không, hay ròng rọc nằm cân bằng.

Câu C3 trang 113 SGK Vật lý 10

Đo thời gian chuyển động của vật 1 cho đến khi chạm sàn (gọi là to).

Hướng dẫn giải

Học sinh dùng đồng hồ đo thời gian chuyển động của vật 1 cho đến khi chạm sàn ứng với độ cao h của 1 vật cho trước.

Câu C4 trang 113 SGK Vật lý 10

Đo thời gian chuyển động t1 của một vật cho tới khi chạm sàn. So sánh t1 với to rồi rút ra kết luận về mức quán tính của vật.

Hướng dẫn giải

Nếu t1 < to thì tốc độ góc của ròng rọc tăng nhanh hơn ứng với khối lượng của ròng rọc nhỏ hơn.

Câu C5 trang 113 SGK Vật lý 10

Đo thời gian chuyển động t2 của vật 1 cho tới khi chạm sàn, so sánh với to để rút ra kết luận về mức quán tính của vật.

Hướng dẫn giải

- Nếu t2 < to , tốc độ góc của ròng rọc tăng nhanh hơn ứng với sự phân bố khối lượng gần trục quay hơn.

- Ngược lại: sự phân bố khối lượng xa trục quay hơn, chủ yếu ở vành ngoài thì tốc độ góc của ròng rọc tăng chậm hơn, t2 > to.

Bài 1 (SGK trang 114)

Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho một ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và một ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong?

Hướng dẫn giải

Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho một ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và một ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong ?

Hướng dẫn giải:

Chuyển động tịnh tiến là chuyển động của một vật rắn mà đường thẳng nối hai điểm bất kỳ trên vật luôn song song với chính nó.

VD:Các ghế ngồi trong đu quay chuyển động tịnh tiến ( cong )

Người đi xe máy trên đường thẳng ( thẳng )

Bài 2 (SGK trang 114)

Có thể áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến được không? Tại sao? 

Hướng dẫn giải

Có thể áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến được không? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

Có thể áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến vì tất cả các điểm của vật đều chuyển động như nhau nghĩa là có cùng gia tốc.

Bài 3 (SGK trang 114)

Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định?

Hướng dẫn giải

Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định ?

Hướng dẫn giải:

Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.

Bài 4 (SGK trang 114)

Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?

Hướng dẫn giải

Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?

Hướng dẫn giải:

Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay.

Bài 5 (SGK trang 114)

Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn µt = 0,25. Hãy tính:

a) Gia tốc của vật;

b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba;

c) Đoạn thẳng mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy  g = 10 m/s2.

Hướng dẫn giải

a) Vật chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ. Chọn hệ trục tọa độ Oxy có O trùng với vị trí ban đầu khi vật bắt đầu chuyển động. Chiều dương là chiều chuyển động.

Định luật II Niu-tơn cho:

1

Chiếu (1) lên Ox, Oy ta có:

(Ox) F – fms = ma (2)

(Oy) N- P = 0 => N = P = mg (3)

Mà fms = µM (4)

(2), (3) và (4) => F – µmg = ma

2

=> a = 2,5 m/s2

b) Ta có: v = at

=> v = 2,5.3 = 7,5 m/s

c) Ta có: Qãng đường vật đi được trong 3 giây:
3

Bài 6 (SGK trang 115)

Một vật có khối lượng m = 4,0kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực \(\overrightarrow{F}\) hợp với hướng chuyển động một góc α = 30o (hình 21.6). Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là µt = 0,30. Tính độ lớn của lực để:

a) Vật chuyển động với gia tốc bằng 1,25 m/s2;

b) Vật chuyển động thẳng đều. Lấy g = 10 m/s2.

 

Hướng dẫn giải

Lực tác dụng lên vật m được biểu diễn trên hình vẽ.

Định luật II Niu-tơn cho:

Chọn hệ trục Oxy với chiều dương là chiều chuyển động theo phương Ox, chiếu phương trình (1) lên:

(Ox): Fcosα- fms= ma (2)

(Oy): N + Fsinα – P = 0 (3)

mà fms= μN (4)

(2), (3) và (4) => F cosα – μ(P- Fsinα ) = ma

=> Fcosα – μP + μFsinα = ma

F(cosα +μsinα) = ma +μmg

=> F =

a) khi a = 1,25 m/s2

5

Bài 7 (SGK trang 115)

Một xe ca có khối lượng 1250kg được dùng để kéo một xe móc có khối lượng 325kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc 2,15mm/s2. Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định:

a) Hợp lực tác dụng lên xe ca;

b) Hợp lực tác dụng lên xe móc.

Hướng dẫn giải

Gọi mA là khối lượng của xe ca.

mB là khối lượng của xe móc.

Chọn trục Ox nằm ngang, chiều dương là chiều chuyển động.

Định luật II Niu-tơn cho:

a) Hợp lực tác dụng lên xe A chính là hợp lục tác dụng lên hệ (A và B).

Fhl = (mA+mB)a = (1250 +325). 2,15

=> Fhl = 3386,25 N

b) Hợp lực tác dụng lên xe B.

Fhl = mB.a

Fhl = 325. 2,15 = 698,75 N.

Bài 8 (SGK trang 115)

Một vật đang quay quanh một trục với tốc độ góc ω = 6,28 rad/s. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì

A. vật dừng lại ngay. 

B. vật đổi chiều quay.

C. vật quay đều với tốc độ góc ω = 6,28 rad/s.

D. vật quay chậm dần rồi dừng lại.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Chọn C (Vì khi đó vật còn momen quán tính)

Bài 9 (SGK trang 115)

Đối với một vật quay quanh một trục cố định, câu nào sau là đúng?

A. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên.

B. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật đang quay sẽ lập tức dừng lại.

C. Vật quay được là nhờ momen lực,tác dụng lên nó.

D. Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn là đã có momen lực tác dụng lên vật.

Hướng dẫn giải

Đối với một vật quay quanh một trục cố định, câu nào sau là đúng?

A. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên.

B. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật đang quay sẽ lập tức dừng lại.

C. Vật quay được là nhờ momen lực,tác dụng lên nó.

D. Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn là đã có momen lực tác dụng lên vật

Hướng dẫn giải:

Chọn D

Bài 10 (SGK trang 115)

Mức quán tính của một vật quay quanh một trục không phụ thuộc vào

A. khối lượng của vật.

B. hình dạng và kích thước của vật.

C. tốc độ góc của vật.

D. vị trí của trục quay.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Mức quán tính của một vật quay quanh một trục không phụ thuộc vào

A. khối lượng của vật.

B. hình dạng và kích thước của vật.

C. tốc độ góc của vật.

D. vị trí của trục quay.

Chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải:

Chọn C

(Vì momen quán tính của một vật đối với một trục quay phụ thộc vào khối lượng của vật và vào sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay)

Có thể bạn quan tâm