Bài 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21.5 trang 48 SBT Vật lí 10

21.1.

Một xe lăn khi chịu lực nằm ngang 20N thì chuyển động thẳng đều trên mặt đường nằm ngang. Khi chất lên xe kiện hàng 20 kg, thì phải tác dụng lực nằm ngang 60N xe mới chuyển động thẳng đều. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là:

A. 0,2

B. 0,4

C. 0,3

D. 0,6

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính lực ma sát \({F_{ms}} = \mu .N = \mu mg\)

Lời giải chi tiết:

Vì xe chuyển động thẳng đều nên ta có:

\({F_{ms}} = F \to \mu mg = 20N\)

Tương tự, ta có:

\(F{'_{ms}} = F'\\ \to \mu (m + 20)g = 60N\)

\( \to \mu mg + 20\mu g = 60N \\\to 20\mu g = 40\\ \to \mu  = 0,2\)

Chọn đáp án A

21.2.

Một đĩa tròn quay đều quanh trục xuyên tâm vuông góc với đĩa. OA là một bán kính của đĩa, B là điểm trung bình của OA. Giữa vận tốc dài \({v_A}\) và vận tốc dài \({v_B}\) có quan hệ:

A. \({v_A} = {v_B}\)

B. \({v_A} =  - {v_B}\)

C. \({v_A} = \dfrac{{{v_B}}}{2}\)

D. \({v_A} = 2{v_B}\)

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính tốc độ dài của chuyển động tròn đều \(v = \omega r\)

Lời giải chi tiết:

Ta có

\({v_A} = \omega .OA\)

\({v_B} = \omega .OB\)

\( \to \dfrac{{{v_A}}}{{{v_B}}} = \dfrac{{OA}}{{OB}} = 2 \to {v_A} = 2{v_B}\)

Chọn đáp án D

21.3.

Trong thí nghiệm dùng để xác định gia tốc rơi tự do ở hình 21.1, các quả nặng đều giống nhau. Khi thả cho các quả nặng chuyển động thì sau 1,4s, chùm bên phải chạm đất. Từ đó tính được độ lớn của gia tốc rơi tự do là:

A. \(9,8m/{s^2}\)

B. \(10m/{s^2}\)

C. \(9,18m/{s^2}\)

D. \(10,2m/{s^2}\)

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính quãng đường rơi tự do \(h = \dfrac{{g{t^2}}}{2}\)

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức tính quãng đường rơi tự do \(h = \dfrac{{a{t^2}}}{2} \to a = \dfrac{{2h}}{{{t^2}}}\)

Lại có \(5mg - T = 5ma\) và \(4mg - T =  - 4ma\)(*)

\(\begin{array}{l} \to 20mg - 4T = 20ma(1)\\20mg - 5T =  - 20ma(2)\end{array}\)

Từ (1) và (2) \( \to T = 40ma\)

Thay vào (*) ta có \(g = 9a = 9.\dfrac{{2h}}{{{t^2}}} = \dfrac{{18.1}}{{{{1,4}^2}}} = 9,18m/{s^2}\)

Chọn đáp án C

21.4.

Một ô tô có khối lượng 1 600 kg đang chuyển động thì bị hãm phanh với lực hãm bằng 600 N. Hỏi độ lớn và hướng của vectơ gia tốc mà lực này gây ra cho xe ?

Phương pháp giải:

Sử dụng định luật II Niu ton F = m.a

Lời giải chi tiết:

Độ lớn gia tốc mà lực hãm phanh gây ra cho xe là

\(a = \displaystyle{F \over m} = {{600} \over {1600}} = 0,375(m/{s^2})\)

Hướng của gia tốc trùng với hướng của lực, tức là ngược với hướng của chuyển động.

21.5.

Một xe tải không chở hàng đang chạy trên đường. Nếu người lái xe hãm phanh thì xe trượt đi một đoạn đường s thì dừng lại.

a) Nếu xe chở hàng có khối lượng bằng khối lượng của xe thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?

b) Nếu tốc độ của xe chỉ bằng một nửa lúc đầu thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?

Cho rằng lực hãm không thay đổi.

Phương pháp giải:

- Sử dụng định luật II Niu ton F = m.a

- Sử dụng biểu thức liên hệ vận tốc và gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều \({v^2} - v_0^2 = 2aS\)

Lời giải chi tiết:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Ta có \({v^2} - v_0^2 = 2as\)

với \(v  = 0 \to a = \displaystyle{{ - v_0^2} \over {2s}} = - {F \over m}\)

Do đó \(s = \displaystyle{{mv_0^2} \over {2F}}\)

a.  Xe chở hàng có khối lượng bằng khối lượng của xe => khối lượng tổng cộng là 2m 

\({s_1} = \displaystyle{{2mv_0^2} \over {2F}} = 2s\)

b.  Tốc độ của xe chỉ bằng nửa tốc độ lúc đầu v₀/2 

\({s_2} = \displaystyle{{mv_0^2} \over {2F.4}} = {s \over 4}\)