Một đĩa tròn đồng chất, khối lượng m, lăn không trượt trên sàn ngang với vận tốc v.. Động năng toàn phần của đĩa là A.1/2mv2 B.mv2 C.3/4mv2 D.4/3mv2
Hai vật có khối lượng m và 2m chuyển động trên một
mặt phẳng với vận tốc có độ lớn lần lượt là v và v/2 theo 2
hướng vuông góc nhau. Tổng động năng của hệ 2 vật bằng:
A. mv2 B. 2mv2 C. 3mv2/2 D. √2mv2
Một xe lăn có sàn phẳng, khối lượng M = 5kg, đang chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc v0 = 2 m/s. Đặt nhẹ nhàng một vật nhỏ khối lượng m = 150 g lên sàn xe và ngang với cạnh trước của sàn xe. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn xe là μ = 0,1. Để vật nhỏ không rơi khỏi sàn xe thì chiều dài tối thiểu của sàn xe là
A. 2,98 m
B. 2,0 m
C. 4,0 m
D. 1,98 m
Đáp án D
- Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất. Sau khi đặt vật lên sàn xe, vật bắt đầu chuyển động nhanh dần, còn xe chuyển động chậm dần. nếu khi vật lui dần đến cạnh sau sàn xe mà không rơi ra khỏi sàn xe thì khi đó vận tốc của vật vừa đúng bằng vận tốc xe.
- Gọi v là vận tốc ở đó. Xét hệ xe và vật. Vì không chịu tác dụng của ngoại lực theo phương nằm ngang nên theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Áp dụng định lý về động năng cho vật m ta được:
(trong đó s1 là quãng đường di chuyển của vật)
Áp dụng định lý về động năng cho xe M ta được
(trong đó s2 là quãng đường di chuyển của xe).
Gọi L là chiều dài tối thiếu sàn xe thì:
Bài 1: Một chất điểm khối lượng m đang chuyển động với vận tốc 10m/s thì tăng tốc sau khi đi được 50 m thì có vận tốc 15m/s. Tính gia tốc của chất điểm.
Bài 3: Một vật có khối lượng 20kg bắt đầu trượt trên sàn nhà nằm ngang dưới tác dụng của lực kéo theo phương ngang, vật chuyển động có gia tốc 1m/s2. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn là 0,2, lấy g = 10m/s2. Tính độ lớn của lực kéo.
Bài 4: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm. Lò xo được giữ cố định một đầu, đầu còn lại treo một vật có khối lượng 1 kg thì lò xo dài 35cm, lấy g = 10m/s2. Tính độ cứng của lò xo.
Một quả cầu A khối lượng 2 kg chuyển động trên máng thẳng ngang không ma sát với vận tốc 3 m/s và tới va chạm vào quả cầu B khối lượng 3 kg đang chuyển động với vận tốc 1 m/s cùng'chiều với quả cầu A trên cùng một máng ngang. Xác định độ lớn của vận tốc và chiều chuyển động của hai quả cầu sau khi va chạm. Cho biết sự va chạm giữa hai quả cầu A và B có tính chất hoàn toàn đàn hồi, tức là sau khi va chạm thì các quả cầu này chuyển động tách rời khỏi nhau, đồng thời tổng động năng của chúng trước và sau va chạm được bảo toàn (không thay đổi).
Chọn chiều chuyển động ban đầu của quả cầu A là chiều dương. Hệ vật gồm hai quả cầu A và B. Gọi v 1 , v 2 và v ' 1 , v ' 2 là vận tốc của hai quả cầu trước và sau khi va chạm.
Vì hệ vật chuyển động không ma sát và ngoại lực tác dụng lên hệ vật (gồm trọng lực và phản lực của máng ngang) đều cân bằng nhau theo phương thẳng đứng, nên tổng động lượng của hệ vật theo phương ngang được bảo toàn (viết theo trị đại số):
m 1 v ' 1 + m 2 v ' 2 = m 1 v 1 + m 2 v 2
2. v ' 1 + 3. v ' 2 = 2.3 +3.1 = 9
Hay v ' 1 + 1,5. v ' 2 = 4,5 ⇒ v ' 2 = 3 - 2 v ' 1 /3 (1)
Đồng thời, tổng động năng của hệ vật cũng bảo toàn, nên ta có:
m1 v ' 1 2 /2 + m2 v ' 2 2 /2 = m1 v 1 2 /2 + m2 v 2 2 /2
2 v ' 1 2 /2 + 3 v ' 2 2 /2 = 2. 3 2 /2 + 3. 1 2 /2
Hay v ' 1 2 + 1,5 v ' 2 2 = 10,5 ⇒ v ' 2 2 = 7 - 2 v ' 1 2 /3 (2)
Giải hệ phương trình (1), (2), ta tìm được: v ' 1 = 0,6 m/s; v ' 2 = 2,6 m/s
(Chú ý: Loại bỏ cặp nghiệm v ' 1 = 3 m/s, v ' 2 = 1 m/s, vì không thỏa mãn điều kiện v ' 2 > v 2 = 1 m/s)
Một vật có khối lượng m = 500g rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao h = 40cm lên một đĩa cân (h so với mặt đĩa cân), bên dưới đĩa cân có gắn một lò xo thẳng đứng có độ cứng k = 40N/m. Khi chạm vào đĩa vật gắn chặt vào đĩa (va chạm mềm) và dao động điều hòa. Bỏ qua khối lượng đĩa và mọi ma sát. Năng lượng dao động của vật là:
A. 3,2135J.
B. 5,3125J.
C. 2,5312J.
D. 2,3125J.
Chọn D
+ Vận tốc của vật lúc chạm đĩa:
+ Tần số góc dao động của con lắc lò xo:
+ Vị trí cân bằng của hệ cách vị trí ban đầu:
+ Biên độ dao động của hệ:
+ Năng lượng dao động của vật:
Một vật có khối lượng
m = 5kg
đang nằm yên trên sàn. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là
μ=0,4. Hỏi cần một lực bằng bao nhiêu để
a) Nhấc được vật lên khỏi mặt sàn?
b) Để nâng vật đi lên với vận tốc không đổi?
c) Để hạ vật đang ở trên cao đi xuống với vận tốc không đổi?
d) Để kéo vật trượt theo phương ngang.
Một vật có khối lượng m trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng với vận tốc ban đầu v0, trượt đến chân mặt phẳng nghiêng với vận tốc là v = 12m/s, sau đó vật tiếp tục trượt trên mặt sàn nằm ngang, hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là m =0,5. Quãng đường vật đi được trên mặt sàn ngang là
A. 14,4 m.
B. 17,2 m.
C. 3,6 m.
D.7,2 m.
Hình vẽ bạn tham khảo.
Theo định luật ll Niu-tơn ta có:
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F}+\overrightarrow{F_{ms}}=m\cdot\overrightarrow{a}\)
Oy: \(N=P=mg=10m\left(N\right)\)
\(Ox:\) \(-F_{ms}=m\cdot a\)
\(\Rightarrow-\mu mg=m\cdot a\Rightarrow a=-\mu\cdot g=-0,5\cdot10=-5\)m/s2
Quãng đường vật đi:
\(v^2-v^2_0=2aS\Rightarrow S=\dfrac{v^2-v^2_0}{2a}=\dfrac{0-12^2}{2\cdot\left(-5\right)}=14,4m\)
Chọn A.
Trên một xe lăn khối lượng m có thể lăn không ma sát trên sàn nằm ngang có gắn một thanh nhẹ thẳng đứng đủ dài. Một vật nhỏ có khối lượng m buộc vào đầu thanh bằng một dây treo không dãn, không khối lượng, chiều dài l= 19,6cm (hình vẽ). Ban đầu xe lăn và vật cùng ở vị trí cân bằng. Truyền tức thời cho vật một vận tốc ban đầu v0 có phương nằm ngang. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10 m/s2. Để vật chuyển động theo quỹ đạo tròn thì giá trị nhỏ nhất của v0 là
A. 2,0 m/s
B. 4,2 m/s
C. 5,2 m/s
D. 3,1 m/s
Đáp án B
- Để vật chuyển động theo quỹ đạo tròn, thì dây không bị trùng trong suốt quá trình vật chuyển động muốn vậy tại điểm cao nhất của quỹ đạo lực căng dây phải lớn hơn hoặc bằng 0:
- Gọi v1, v21 là vận tốc của xe lăn và vận tốc của vật với xe lăn ở điểm cao nhất.
- Động lượng của hệ được bảo toàn theo phương ngang:
- Chọn hệ quy chiếu gắn với xe tại thời điểm vật ở điểm cao nhất. Hệ quy chiếu này là một hệ quy chiếu quán tính vì tại điểm cao nhất lực căng dây có phương thẳng đứng nên thành phần lực tác dụng lên xe theo phương ngang sẽ bằng 0, suy ra xe không có gia tốc.
- Định luật II Newton cho vật ở điểm cao nhất:
Một bánh xe hình đĩa đồng chất có đường kính 80 cm khối lượng 20 kg phân bố đều trên vành bánh xe quay đều với vận tốc 120 vòng/phút . Quanh trục của nó tính động năng quay của bánh xe