Bài tập định luật II Newton: vật chuyển động ngang, vật lí 10

Bài tập định luật II Newton: dạng bài phân tích lực của vật chuyển động ngang thuộc chủ đề vật lí lớp 10 Lực và chuyển động

Bài tập định luật II Newton: dạng bài có Lực kéo vật hợp với phương ngang góc 0^o (lực kéo song song với phương chuyển động)

Bài 1. Một vật có khối lượng \[3000\left( kg \right)\] chuyển động trên một đường thẳng nằm ngang. Lực kéo theo phương ngang tác dụng vào vật là \[2000\left( N \right)\]. Hệ số ma sát \[\mu =0,05\]. Cho \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

a/  Tính gia tốc của vật ?

b/  Tính vận tốc và quãng đường vật đi được sau \[2\] phút kể từ lúc bắt đầu chuyển động ?

Bài 2. Một xe có khối lượng \[1\] tấn, sau khi khởi hành \[10\left( s \right)\] đi được quãng đường \[50\left( m \right)\].

a/  Tính lực phát động của động cơ xe ? Biết lực cản là \[500\left( N \right)\].

b/  Tính lực phát động của động cơ xe nếu sau đó xe chuyển động đều ? Biết lực cản không đổi trong suốt quá trình chuyển động.

ĐS:  \[a\text{/  }{{F}_{k}}=1500\left( N \right).\text{          }b\text{/  }{{F}_{k}}=500\left( N \right)\].

Bài 3. Một vật trượt được một quãng đường \[48\left( m \right)\] thì dừng lại. Biết lực ma sát trượt bằng \[0,06\] trọng lượng của vật và lấy \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\]. Nếu xem chuyển động của vật là chậm dần đều thì vận tốc ban đầu của vật là bao nhiêu ?

Bài 4. Cần phải đặt vào toa tàu một lực bằng bao nhiêu để nó chuyển động nhanh dần đều, đi được quãng đường \[11\left( m \right)\] trong \[50\left( s \right)\] ? Biết khối lượng toa tàu \[m=1600\left( kg \right)\], hệ số ma sát \[\mu =0,05\] và lấy \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

Bài 5. Một xe tải có khối lượng \[m=1\] tấn bắt đầu chuyển động trên đường nằm ngang. Biết hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là \[\mu =0,1\]. Ban đầu lực kéo của động cơ là \[2000\left( N \right)\].

a/  Tính vận tốc và quãng đường chuyển động sau \[10\left( s \right)\] ?

b/  Trọng giai đoạn kế tiếp, xe chuyển động đều trong \[20\left( s \right)\]. Tính lực kéo của động cơ xe trong giai đoạn này ?

c/  Sau đó xe tắt máy hãm phanh và dừng lại sau khi bắt đầu hãm phanh \[2\left( s \right)\]. Tìm lực hãm phanh đó ?

d/  Tính vận tốc trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động ?

Bài 6. Một xe đang chuyển động với vận tốc \[1\left( m\text{/}s \right)\] thì tăng tốc, sau \[2\left( s \right)\] có vận tốc \[3\left( m\text{/}s \right)\]. Sau đó xe tiếp tục chuyển động đều trong thời gian \[1\left( s \right)\] rồi tắt máy chuyển động chậm dần đều và đi thêm \[2\left( s \right)\] nữa rồi dừng lại. Biết khối lượng của xe là \[100\left( kg \right)\].

a/  Tính gia tốc của xe trong từng giai đoạn ?

b/  Lực cản tác dụng vào xe là bao nhiêu ? Biết lực cản có giá trị không đổi trong cả ba giai
đoạn.

c/  Tính lực kéo của động cơ xe trong từng giai đoạn ?

ĐS: \[a\text{/}\left\{\begin{matrix}
&{{a}_{1}}=1\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\\
&{{a}_{2}}=0 \\
&{{a}_{3}}=1,5\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right) \\
\end{matrix} \right.\text{            }b\text{/  }{{F}_{c}}=150\left( N \right)\text{          }c\text{/  }\left\{ \begin{matrix}
&{{F}_{k1}}=250\left( N \right) \\
&{{F}_{k2}}=150\left( N \right) \\
&{{F}_{k3}}=0
\end{matrix}\right.\]

Bài 7. Một ô tô có khối lượng \[m=7\] tấn bắt đầu chuyển động trên đường thẳng nằm ngang, vận tốc tăng từ \[0\] đến \[60\left( km\text{/}h \right)\] trong thời gian \[4\] phút và giữ nguyên vận tốc đó, lực ma sát có độ lớn \[{{F}_{ms}}=500\left( N \right)\] tác dụng vào ô tô không đổi trong suốt quá trình chuyển động.

a/  Tính lực kéo của động cơ để xe chuyển động đều ?

b/  Tính lực kéo của động cơ trong \[4\] phút trên ?

c/  Muốn xe dừng lại, tài xế tắt máy và hãm phanh sau khi đi được \[200\left( m \right)\] thì dừng hẳn. Tính lực hãm phanh và thời gian hãm phanh ?

Bài 8. Một diễn viên xiếc có khối lượng \[52\left( kg \right)\], tuột xuống dọc theo một sợi dây treo thẳng đứng. Dây chịu một lực căng tối đa là \[425\left( N \right)\]. Lấy \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

a/  Người đó tuột xuống với gia tốc \[a=2,5\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\]. Hỏi dây có bị đứt hay không ?

b/  Để dây không bị đứt thì người đó phải tuột xuống với gia tốc như thế nào ?

ĐS:  \[a\le 1,826\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

Bài tập định luật II Newton: dạng bài Lực kéo vật hợp với phương ngang góc α > 0^o

Bài 9. Một người dùng dây kéo một vật có khối lượng \[m=5\left( kg \right)\] trượt đều trên sàn nằm ngang. Dây kéo hướng một góc \[{{30}^{0}}\] so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt \[\mu =0,3\]. Xác định độ lớn của lực kéo ?

ĐS:  \[F=14,7\left( N \right)\].

Bài 10. Một người dùng một dây kéo một vật có khối lượng \[m=100\left( kg \right)\] trên sàn nằm ngang. Dây kéo nghiêng một góc \[{{30}^{0}}\] so với phương ngang. Biết vật bắt đầu trượt từ trạng thái nghỉ, chuyển động nhanh dần đều và đạt vận tốc \[1\left( m\text{/}s \right)\] khi đi được \[1\left( m \right)\]. Lực ma sát của sàn lên vật khi vật trượt có độ lớn \[125\left( N \right)\]. Tính lực căng của dây khi vật trượt ?

ĐS:  \[T=202\left( N \right)\].

Bài 11. Một vật có khối lượng \[2\left( kg \right)\] đang nằm yên thì được kéo bằng một lực có độ lớn \[F=12\left( N \right)\] theo hướng tạo với mặt phẳng ngang một góc \[\alpha ={{30}^{0}}\]. Biết hệ số ma sát của vật với mặt sàn là \[\mu =0,5\]. Tính quãng đường vật đi được sau \[10\left( s \right)\] chịu lực tác dụng ? Lấy \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

Bài 12. Vật có khối lượng \[1\left( kg \right)\] được kéo chuyển động ngang bởi lực F hợp với góc \[\alpha ={{30}^{0}}\] theo phương ngang như hình vẽ, biết độ lớn lực kéo là \[F=2\left( N \right)\]. Sau khi đi được \[2\left( s \right)\] vật đi được quãng đường dài \[1,66\left( m \right)\].

a/  Tính hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn ?

b/  Nếu cũng với lực kéo trên nhưng làm cho vật chuyển động đều. Hãy xác định lại lực ma sát trượt trong trường hợp này ?

Bài 13. Một vật có khối lượng \[m=10\left( kg \right)\] chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang bởi lực kéo \[F=20\left( N \right)\] hợp với phương ngang một góc \[{{30}^{0}}\]. Biết rằng sau khi bắt đầu chuyển động \[3\left( s \right)\], vật đi được quãng đường \[2,25\left( m \right)\]. Cho \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\] và \[\sqrt{3}=1,73\].

a/  Tính gia tốc của vật ?

b/  Tính hệ số ma sát giữa vật với mặt đường ?

ĐS:  \[a\text{/  }a=0,5\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\text{.           }b\text{/  }\mu =0,14\].

Bài 14. Một vật M có khối lượng \[10\left( kg \right)\] được kéo trượt trên mặt phẳng ngang bởi lực F hợp với phương nằm ngang một góc \[{{30}^{0}}\]. Cho biết hệ số ma sát \[\mu =0,1\]. Lấy \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

a/  Tính lực F để vật chuyển động đều ?

b/  Tính lực F để sau khi chuyển động \[2\left( s \right)\] vật đi được quãng đường \[5\left( m \right)\] ?

ĐS:  \[a\text{/  }F=11\left( N \right)\text{.           }b\text{/  }F=38,05\left( N \right)\].

Bài 15. Từ A, xe \[\left( I \right)\] chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc đầu \[5\left( m\text{/}s \right)\] đuổi theo xe \[\left( II \right)\] khởi hành cùng lúc tại B cách A một đoạn bằng \[30\left( m \right)\]. Xe \[\left( II \right)\] chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc đầu cùng hướng xe \[\left( I \right)\]. Biết khoảng cách ngắn nhất của hai xe là \[5\left( m \right)\]. Bỏ qua ma sát, khối lượng xe \[{{m}_{1}}={{m}_{2}}=1\] tấn. Tìm lực kéo của động cơ mỗi xe, biết rằng các xe chuyển động với gia tốc \[{{a}_{2}}=2{{a}_{1}}\].

ĐS:  \[{{F}_{k\left( I \right)}}=500\left( N \right),\text{  }{{F}_{k\left( II \right)}}=1000\left( N \right)\].