a. Áp dụng định lý động năng

A = W d B − W d A ⇒ A F → + A f → m s = 1 2 m v B 2 − 1 2 m v A 2

Công của lực kéo  A F = F . s = 4000.100 = 4.10 5 ( J )  

Công của lực ma sát 

A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m . g . s = − μ .2000.10.100 = − μ .2.10 6 ( J ) ⇒ 4.10 5 − μ .2.10 6 = 1 2 .2000.20 2 − 1 2 .2000.10 2 ⇒ μ = 0 , 05

b. Giả sử D làvị trí mà vật có vận tốc bằng không

Áp dụng định lý động năng

A = W d D − W d B ⇒ A P → + A f → m s = 1 2 m v D 2 − 1 2 m v B 2

Công trọng lực của vật

A P → = − P x . B D = − m g sin 30 0 . B D = − 10 4 . B D ( J )

Công của lực ma sát 

A f m s = − f m s . B D = − μ N . B D = − μ . m . g cos 30 0 . B D = − 2000. B D ( J )

⇒ − 10 4 . B D − 2000. B D = 1 2 .2000.0 − 1 2 .2000.20 2 ⇒ B D = 33 , 333 ( m )

⇒ B C > B D nên xe không lên được đỉnh dốc.

c. Áp dụng định lý động năng

A = W d C − W d B ⇒ A F → + A P → + A f → m s = 1 2 m v C 2 − 1 2 m v B 2

Công trọng lực của vật

A P → = − P x . B C = − m g sin 30 0 . B C = − 10 4 .40 = − 4.10 5 ( J )

Công của lực ma sát

A f m s = − f m s . B C = − μ N . B C = − μ . m . g cos 30 0 . B C = − 2000.40 = − 8.10 4 ( J )  

Công của lực kéo

A F → = F . B C = F .40 ( J ) ⇒ F .40 − 4.10 5 − 8.10 4 = 0 − 1 2 .2000.20 2 ⇒ F = 2000 ( N )

a. Khi ô tô chuyển động đều, áp dụng định luật II Newton ta có 

P → + N → + F k → + F m s → = 0                               

Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có: 

F_k – F_ms = 0  F_k = F_ms và 

− P + N = 0 ⇒ N = P = m g ⇒ F k = F m s = μ N = μ m g ⇒ μ = F k m g

M à   ℘ = F . v ⇒ F k = ℘ v = 20000 10 = 2000 ( N ) ⇒ μ = 2000 4000.10 = 0 , 05

b. Gia tốc chuyển động của ô tô:  

a = v t 2 − v 0 2 2 s = 15 2 − 10 2 2.250 = 0 , 25 ( m / s 2 )

Áp dụng định luật II Newton ta có: P → + N → + F k → + F m s → = m a →  (5)

Chiếu (5) lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta tìm được

F k − F m s = m a ; N = P = m g ⇒ F k = m a + μ m g = 4000.0 , 25 + 0 , 05.4000.10 = 3000 ( N )

Công suất tức thời của động cơ ô tô ở cuối quãng đường là:

  ℘  = F_kv_t = 3000.15 = 45000W.

Ta có: v = v 0 + a t ⇒ t = v − v 0 a = 15 − 10 0 , 25 = 20 ( s )

Vận tốc trung bình của ô tô trên quãng đường đó

v ¯ = s t = 250 20 = 12 , 5 ( m / s ) .

Công suất trung bình của động cơ ô tô trên quãng đường đó là: 

℘ ¯ = F k . v ¯ = 375000 ( W )

+ Theo định luật II Niwton:  

P → + N → + F → m s + F → k = m a →

+ Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:

  F k − F m s = m a ; − P + N = 0 ⇒ N = P = m g

Vậy:  F k   =   m a   + F m s   =   m a   +   k P   =   m ( a   +   k g )

Gia tốc chuyển động của ô tô:  

a = v t 2 − v 0 2 2 s = 20 2 − 0 2 2.200 = 1 m / s 2

Lực kéo của động cơ ô tô là: 

F k   −   m   ( a   +   k g )   =   2000 . 1 , 5   =   3000 N .

Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên

quãng đường s là:  A   =   F k . s   =   600 . 000 J   =   600 k J

Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:

A   =   − F m s . s   =   − k m g . s   =   −   200 . 000 J   =   −   200 k J

Chọn đáp án A

Theo định luật II Newton ta có:    P → + N → + F m s → + F k → = m a →

Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:

F k − F m s = m a  và   − P + N = 0 ⇒ N = P = m g

Vậy : F_k = ma +F_ms = ma + kP = m(a + kg)  

Gia tốc chuyển động của ô tô:  

− P + N = 0 ⇒ N = P = m g

Lực kéo của động cơ ô tô là: F_k – m (a + kg) = 2000.1,5 = 3000N.

Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên quãng đường s là:

A = F_k.s = 600.000J = 600kJ

Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:

A = -F_ms.s = -kmg.s = - 200.000J = - 200kJ

a, Gia tốc của ô tô

\(a=\dfrac{v^2-v_0^2}{2s}=\dfrac{15^2-0^2}{2\cdot200}=\dfrac{9}{16}\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)

b,Theo định luật II Niu tơn

\(\overrightarrow{F_đ}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\cdot\overrightarrow{a}\)

Chiếu theo trục Oy: \(N=P=mg=2000\cdot10=20000\left(N\right)\)

Chiếu theo trục Ox:

\(F_đ-F_{ms}=m\cdot a\Rightarrow F_đ-\mu N=m\cdot a\)

\(\Rightarrow\mu=\dfrac{F_đ-m\cdot a}{N}=\dfrac{2000-2000\cdot\dfrac{9}{16}}{20000}=0,04375\)

c, Theo định luật II Niu tơn

\(\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\cdot\overrightarrow{a'}\)

Chiếu lên trục Oy: \(-F_{ms}=m\cdot a'\Rightarrow a'=\dfrac{-\mu N}{m}=\dfrac{-0,04375\cdot20000}{2000}=-\dfrac{7}{16}\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)

Quãng đường mà xe có chạy thêm là

\(s'=\dfrac{v'^2-v^2}{2a'}=\dfrac{0^2-15^2}{2\cdot\left(-\dfrac{7}{16}\right)}=\dfrac{1800}{7}\left(m\right)\)

Thời gian có thể đi thêm là

\(t=\dfrac{v'-v}{a}=\dfrac{0-15}{-\dfrac{7}{16}}=\dfrac{240}{7}\left(s\right)\)

Định luật ll Niu tơn ta có:

\(\overrightarrow{F}+\overrightarrow{F_{ms}}=m\cdot\overrightarrow{a}\)

\(\Rightarrow F-F_{ms}=m\cdot a\)

\(\Rightarrow a=\dfrac{F-F_{ms}}{m}=\dfrac{1000-0,05\cdot1000\cdot10}{1000}=0,5\)m/s²

\(v=36\)km/h=10m/s

Thời gian chuyển động: \(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{10-0}{0,5}=20s\)

Khi ô tô chuyển động đều, áp dụng định luật II Newton ta có:  

P → + N → + F → k + F → m s = 0 →

Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:

F k − F m s = 0 ⇒ F k = F m s  và   − P + N = 0 ⇒ N = P = m g

  ⇒ F k = F m s = μ N = μ m g ⇒ μ = F k m g

Mà

ϑ = F . v ⇒ F k = ϑ v = 20000 10 = 2000 N ⇒ μ = 2000 4000.10 = 0 , 05  

Chọn đáp án C