Các dạng bài tập về mặt phẳng nghiêng, mặt phẳng ngang lớp 10

I. Các dạng bài tập vật lý 10 và cách giải liên quan đến vật trượt trên mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng - ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT 1-2 NEWTON

Bài 1: Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động theo trục Ox (trên một mặt ngang), dưới tác dụng của lực F nằm ngang có độ lớn không đổi. Xác định gia tốc chuyển động của vật trong hai trường hợp:

a. Không có ma sát.

b. Hệ số ma sát trượt trên mặt ngang bằng μt

Hướng dẫn:

- Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo F, lực ma sát Fms , trọng lực P, phản lực N

- Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.

Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng vectơ:

Chiếu (1) lên trục Ox:

F – Fms = ma     (2)

Chiếu (1) lên trục Oy:

       - P + N = 0     (3)

N = P và Fms = μt.N

Vậy:

+ Gia tốc a của vật khi có ma sát là:

+ Gia tốc a của vật khi không có ma sát là:

Bài 2: Một học sinh đẩy một hộp đựng sách trượt trên sàn nhà. Lực đẩy ngang là 180 N. Hộp có khối lượng 35 kg. Hệ số ma sát trượt giữa hộp và sàn là 0,27. Hãy tìm gia tốc của hộp. Lấy g = 9,8 m/s².

Hướng dẫn:

Hộp chịu tác dụng của 4 lực: Trọng lực P , lực đẩy F, lực pháp tuyến N và lực ma sát trượt của sàn.

Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ:

Ox: Fx = F – Fms = max = ma

Oy: Fy = N – P = may = 0

Fms = μN

Giải hệ phương trình:

N = P = mg = 35.9,8 = 343 N

Fms = μN= 0.27. 343 = 92.6 N

a = 2,5 m/s² hướng sang phải.

Bài 5: Một quyển sách được thả trượt từ đỉnh của một bàn nghiêng một góc α = 35° so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa mặt dưới của quyển sách với mặt bàn là μ = 0.5. Tìm gia tốc của quyển sách. Lấy g = 9.8 m/s².

Hướng dẫn:

Quyển sách chịu tác dụng của ba lực: trọng lực F , lực pháp tuyến N và lực ma sát Fms của mặt bàn.

Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ.

Ox: Fx = Psinα – Fms = max = ma

Oy: Fy = N – Pcosα = may = 0

Fms = μN

Giải hệ phương trình ta được:

a = g. (sinα - μcosα) = 9.8.(sin35° - 0,50.cos35°)

⇒ a = l.6 m/s², hướng dọc theo bàn xuống dưới.

II. Các dạng bài tập vật lý 10 và cách giải liên quan đến vật trượt trên mặt phẳng ngang, mặt phẳng nghiêng - ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT 3 NEWTON

Bài 1: Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, quả cầu 1 chuyển động với vận tốc 4 m/s đến va chạm vào quả cầu 2 đang đứng yên. Sau va chạm cả hai quả cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu 1 với cùng vận tốc 2 m/s. Tính tỉ số khối lượng của hai quả cầu.

Hướng dẫn:

Ta có:

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai quả cầu và chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả cầu 1. Áp dụng định luật 3 Niu Tơn ta có:

Vậy m₁/m₂ = 1

Bài 4: Trên mặt nằm ngang không ma sát xe một chuyển động với độ lớn vận tốc 5 m/s đến va chạm vào xe hai đang đứng yên. Sau va chạm xe một bật lại với vận tốc 150 cm/s; xe hai chuyển động với vận tốc 200 cm/s. Biết khối lượng xe hai là 400g; tính khối lượng xe một?

Hướng dẫn:

Ta có v₁ = 5m/s; v’₁ = 1.5 m/s; v₂ = 0; v’₂ = 2 m/s; m₂ = 0.4 kg

Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe một trước va chạm

Áp dụng định luật 3 Newton ta có:

Bài 5: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3.6 km/h đến đụng vào mộ xe B đang đứng yên. Sau khi va chạm xe A dội ngược lại với vận tốc 0.1 m/s còn xe B chạy tiếp với vận tốc 0.55 m/s. Cho m_B = 200g; tìm m_A?

Hướng dẫn:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của xe A

Áp dụng định luật 3 Newton cho hai xe trên ta có