Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học

Một người đẩy một cái thùng có khối lượng 50 kg theo phương ngang với lực 200 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Lấy g = 9,8 m/s². Chọn nhận xét đúng.

1. Thùng trượt với gia tốc 0,57 m/s² cùng chiều với trục Ox.
2. Thùng trượt với gia tốc 0,57 m/s² ngược chiều với trục Ox.
3. Thùng trượt với gia tốc 0,42 m/s² cùng chiều với trục Ox.
4. Thùng trượt với gia tốc 0,42 m/s² ngược chiều với trục Ox.

Một xe tải kéo một ô tô bằng dây cáp. Từ trạng thái đứng yên, sau 100 s ô tô đạt vận tốc 36 km/h. Khối lượng ô tô là 900 kg. Biết lực ma sát giữa ô tô và mặt đường có độ lớn bằng 0,01 lần trọng lượng của ô tô. Lấy g = 9,8 m/s². Lực kéo của xe tải trong thời gian trên là

1. 178,2 N.
2. 156,4 N.
3. 198,3 N.
4. 212,2 N.

Một học sinh đẩy một thùng đựng sách trượt trên sàn nhà. Lực đẩy hướng theo phương ngang và có độ lớn là 130 N. Thùng có khối lượng 40 kg. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và sàn nhà là 0,27. Lấy g = 9,8 m/s². Gia tốc của hộp có

1. độ lớn 0,604 m/s² và cùng chiều chuyển động của thùng.
2. độ lớn 0,604 m/s² và ngược chiều chuyển động của thùng.
3. độ lớn 0,302 m/s² và cùng chiều chuyển động của thùng.
4. độ lớn 0,302 m/s² và ngược chiều chuyển động của thùng

Một ô tô có khối lượng 3,6 tấn bắt đầu chuyển động trên đường nằm ngang với lực kéo \(F\). Sau 20 s vận tốc của xe là 12 m/s. Biết lực ma sát của xe với mặt đường có độ lớn bằng \(0,25F\). Lấy gia tốc g = 10 m/s². Độ lớn của lực ma sát và lực kéo lần lượt là

1. 720 N và 2880 N.
2. 640 N và 2560 N.
3. 560 N và 2240 N.
4. 680 N và 2725 N.

Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng α = 30^o so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là µ = 0,27. Lấy g = 9,8 m/s². Gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2 s lần lượt là​

1. 2,6 m/s² và 5,2 m.
2. 2,35 m/s² và 4,7 m.
3. 2,2 m/s² và 4,4 m.
4. 2,85 m/s² và 5,7 m.

Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 30^o so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và mặt sàn là µ = 0,2 (lấy g = 9,8 m/s²). Độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều là​

1. 20,3 N.
2. 18,6 N.
3. 22,5 N.
4. 24,7 N.

Vật có khối lượng 1 kg được kéo chuyển động ngang bởi một lực \(\overrightarrow{F}\) hợp với phương ngang góc 30^o, độ lớn của lực kéo là 2 N. Sau khi chuyển động 2 s, vật đi được quãng đường 1,66 m. Lấy g = 9,8 m/s². Hỏi hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn là bao nhiêu?

1. 0,102 m/s².
2. 0,085 m/s².
3. 0,154 m/s².
4. 0,216 m/s².

Một vật trượt từ đỉnh một cái dốc phẳng dài 55 m, chiều cao 33 m xuống không vận tốc đầu, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt dốc là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Thời gian để vật trượt hết chiều dài của dốc là

1. 3 s.
2. 4 s.
3. 5 s.
4. 6 s.

Hai vật được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể và có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang. Khối lượng hai vật là m₁ = 2 kg, m₂ = 1 kg. Ta tác dụng vào vật 1 một lực 9 N theo phương song song với mặt bàn. Hệ số ma sát giữa hai vật với mặt bàn là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Gia tốc chuyển động của mỗi vật là

1. 1,04 m/s².
2. 1,42 m/s².
3. 1,26 m/s².
4. 1,64 m/s².

Hai vật có khối lượng lần lượt là m₁ = 5 kg và m₂ = 10 kg được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm ngang. Kéo vật 1 bằng một lực F nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số ma sát giữa mỗi vật và mặt sàn là µ = 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Gia tốc của mỗi vật và lực căng của dây nối lần lượt là

1. 1,04 m/s² và 30 N.
2. 1,04 m/s² và 40 N.
3. 1,52 m/s² và 30 N.
4. 1,52 m/s² và 40 N.

Sắp xếp các bước giải bài toán thuộc phần động lực học.

• Chọn vật khảo sát chuyển động. Biểu diễn các lực tác dụng lên vật, trong đó làm rõ phương, chiều và điểm đặt của từng lực.
• Chọn hai trục vuông góc Ox và Oy. Phân tích các lực theo hai trục này. Áp dụng định luật 2 Newton theo hai trục tọa độ Ox và Oy ta được một hệ phương trình.
• Giải hệ phương trình để tìm gia tốc hay tìm lực, tùy từng bài toán.

Một người đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s².

Giải

Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy:

\(\left\{{}\begin{matrix}F_x=F-F_{ms}=ma\\F_y=N-P=0\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow N=P=mg=\)  N

\(F_{ms}=\mu.N=\)  N

\(\Rightarrow a=\dfrac{F-F_{ms}}{m}=\)  m/s²

Một người dùng dây buộc để kéo một cái thùng gỗ theo phương nằm ngang bằng một lực \(\overrightarrow{F}\). Khối lượng của thùng là 40 kg. Hệ số ma sát giữa sàn và đáy thùng là 0,3. Lấy g = 9,8 m/s². Tính độ lớn của lực kéo trong 2 trường hợp:

Một chiếc hộp gỗ được thả trượt không vận tốc ban đầu từ đầu trên của một tấm gỗ dài L = 1,5 m. Tấm gỗ đặt nghiêng 30^o so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa đáy hộp và mặt gỗ là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy ta được hệ phương trình nào?

​Trả lời

Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy ta được:

• Theo trục Ox: F_x = Px - Fms || Fms - Px = mgsinα - µN || µN - mgsinα = ma
• Theo trục Oy: F_y = N - Py || Py - N = N - mgcosα || mgcosα - N =0

Một chiếc hộp gỗ được thả trượt không vận tốc ban đầu từ đầu trên của một tấm gỗ dài L = 1,5 m. Tấm gỗ đặt nghiêng 30^o so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa đáy hộp và mặt gỗ là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s². Hỏi sau bao lâu thì hộp trượt xuống đến đầu dưới của tấm gỗ?

1. 0,97 s.
2. 0,34 s.
3. 0,49 s.
4. 1,03 s.