Bài 21. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Giải SBT Vật Lí 10: Bài 21. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Bài 21.1 trang 48 Sách bài tập Vật Lí 10

Một xe lăn khi chịu lực nằm ngang 20 N 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 60 N xe mới chuyển động thẳng đều. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là

A. 2,0.       

B. 0,4.       

C. 0,3.       

D. 0,6.

Lời giải

Chọn đáp án A.

Bài 21.2 trang 48 Sách bài tập Vật Lí 10

Một đĩa tròn quay đầu quanh trục xuyên tâm vuông góc với đĩa. OA là một bán kính của đĩa. B là trung điểm 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 = v_B/2.       

D. v_A = 2v_B.

Lời giải

Chọn đáp án D.

Bài 21.3 trang 48 Sách bài tập Vật Lí 10

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. 9,8 m/s².       

B. 10 m/s².

C. 9,18 m/s².       

D. 10,2 m/s².

Lời giải

Từ h = at²/2 tính được a = 2h/t²

Từ 5 mg - T = 5ma và 4mg - T = -4ma

Suy ra giá trị của g = 18h/t² = 18.1/1,4² ≈ 9,18 m/s²

Chọn đáp án C.

Bài 21.4 trang 48 Sách bài tập Vật Lí 10

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 ?

Lời giải

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

a = F/m = 600/1600 = 0,375 (m/s²)

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

Bài 21.5 trang 48 Sách bài tập Vật Lí 10

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.

Lời giải

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Ta có v² - v₀² = 2as với v = 0 ⇒ a = -v₀²/2s = -F/m

Do đó s = mv₀²/2F

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

s₁ = 2mv₀²/2F = 2s

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

s₂ = mv₀²/(2F.4) = s/4

Bài 21.6 trang 49 Sách bài tập Vật Lí 10

Một vật có khối lượng 1,0 kg đang nằm yên trên sàn nhà. Người ta kéo vật bằng một lực nằm ngang làm nó đi được 80 cm trong 2 s. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là 0,30. Lấy g = 9,8 m/s².

a) Tính lực kéo.

b) Sau quãng đường ấy, lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật chuyển động thẳng đều ?

Lời giải

Hình 21.1G vẽ các lực tác dụng lên vật.

a) a = 2s/t²= 2.0,8/4 = 0,40(m/s²)

Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có: 

Chiếu (1) lên các trục tọa độ đã chọn ta được

Ox: F - μ_tN = ma

Oy: N – mg = 0

Suy ra F = m(a + μ_tg) = 1,0(0,40 + 0,30.9,8) = 3,34 N.

b) F = F_ms= μ_tmg = 0,30.1,0.9,8 = 2,94 N.

Bài 21.7 trang 49 Sách bài tập Vật Lí 10

Một người kéo một cái hòm có khối lượng 32 kg trên nên nhà băng một sợi dây chếch 30^o so với phương ngang. Lực kéo dây là 120 N. Hòm chuyển động thẳng với gia tốc 1,2 m/s². Tính hệ số ma sát trượt giữa hòm và nền nhà.

Lời giải

Hình 21.2G vẽ các lực tác dụng lên vật.

Phương trình chuyển động của vật theo các phương Ox, Oy có dạng :

Ox : Fcos30^o - F_ms = ma (1)

Oy : N + Fsin30^o - mg = 0 (2)

F_ms = μ_tN (3)

Từ (1), (2) và (3) ta tìm được

N = mg - Fsin30°

Fcos30° - μ_t(mg - Fsin30^o) = ma

Bài 21.8 trang 49 Sách bài tập Vật Lí 10

Một vật trượt từ trạng thái nghỉ xuống một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α so với phương ngang.

a) Nếu bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng thì vật trượt được 2,45 m trong giây đầu tiên. Tính góc a. Lấy g = 9,8 m/s².

b) Nếu hộ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,27 thì trong giây đầu tiên vật trượt được một đoạn đường bằng bao nhiêu ?

Lời giải

a) Hình 21.3Ga

Phương trình chuyển động của vật trên các trục Ox, Oy là

Ox: Psina = ma (1)

Oy : N - Pcosa = 0 (2)

Mặt khác, theo bài ra : a = 2s/t² (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra sinα = a/g = 2s/(gt²) = 2.2,45/(9,8.1) = 0,5

⇒ α = 30^o

b) Hình 21.3Gb

mgsina - μ_tN = ma (4)

N - mgcosa = 0 (5)

s = at²/2 (6)

Từ (4) và (5) ⇒ a = g(sina + μ_tcosa) = 9,8(0,5 - 0,27.0,866) = 2,606 ≈ 2,6 m/s²

Từ (6) : s = 2,6.1/2 = 1,3 m.

Bài 21.9 trang 49 Sách bài tập Vật Lí 10

Hai người kéo một chiếc thuyền dọc theo một con kênh. Mỗi người kéo bằng một lực F₁ = F₂ = 600 N theo hướng làm với hướng chuyển động của thuyền một góc 30^o (H.21.2). Thuyền chuyển động với vận tốc không đổi. Hãy tìm lực cản F₃ của nước tác dụng vào thuyền.

Lời giải

Xem hình 21.4G.

F₁₂ = 2F₁cos30^o

F₃ = F₁₂