Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 21

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

Vật lý 10 - Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Để giúp các bạn học sinh có kết quả tốt hơn trong học tập, VnDoc mời các bạn học sinh tham khảo tài liệu Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 21, nội dung tài liệu kèm theo lời giải chi tiết sẽ giúp các bạn học sinh nắm chắc nội dung bài học một cách hiệu quả hơn.

Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 17

Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 18

Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 19

Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 20

Giải bài tập Vật lý 10

Bài 21.1 trang 48 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một thanh cứng có khối lượng có thể quay trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh một trục thẳng đứng đi qua trung điểm o của thanh. Trên thanh có gắn hai hình trụ giống nhau nhưng ở những vị trí khác nhau như hình 21. l. Hỏi trong trường hợp nào vật (bao gồm thanh và hai hình trụ) có mức quán tính đối với trục quay là bé nhất?

A. Hình 21.1a.

B. Hình 21.1b.

C. Hình 21.1c.

D. Hình 21.1d.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn đáp án B

Bài 21.2 trang 48 Sách bài tập (SBT) 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?

Hướng dẫn trả lời:

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

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

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

Bài 21.3 trang 48 Sách bài tập (SBT) 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.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Ta có

${v^2} - v_0^2 = 2as$ ${v^2} - v_0^2 = 2as$ với $v = 0 => a = {{ - v_0^2} \over {2s}} = - {F \over m}$ $v = 0 => a = {{ - v_0^2} \over {2s}} = - {F \over m}$

Do đó $s = {{mv_0^2} \over {2F}}$ $s = {{mv_0^2} \over {2F}}$

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

${s_1} = {{2mv_0^2} \over {2F}} = 2s$ ${s_1} = {{2mv_0^2} \over {2F}} = 2s$

b. Tốc độ của xe chỉ bằng nửa tốc độ lúc đầu $\frac{v_0}{2}$ $\frac{v_0}{2}$

${s_2} = {{mv_0^2} \over {2F.4}} = {s \over 4}$ ${s_2} = {{mv_0^2} \over {2F.4}} = {s \over 4}$

Bài 21.4 trang 48 Sách bài tập (SBT) 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?

Hướng dẫn trả lời:

Hình 21.1G vẽ các lực tác dụng lên vật.

$a. a = {{2s} \over {{t^2}}} = {{2.0,8} \over 4} = 0,40(m/{s^2})$ $a. a = {{2s} \over {{t^2}}} = {{2.0,8} \over 4} = 0,40(m/{s^2})$

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 21.5 trang 49 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một người kéo một cái hòm có khối lượng 32 kg trên nên nhà băng một sợi dây chếch 30° 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.

Hướng dẫn trả lời:

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° - F_ms = ma (1)

Oy: N + Fsin30° - mg = 0 (2)

F_ms = µtN (3)

Từ (1), (2) và (3) ta tìm được

N = mg - Fsin30°

Fcos30° - µ_t(mg - Fsin30°) = ma

Suy ra ${\mu _t} = {{F\cos {{30}^0} - ma} \over {mg - F\sin {{30}^0}}} = {{120.0,866 - 32.1,2} \over {32.9,8 - 120.0,5}} = 0,256$ ${\mu _t} = {{F\cos {{30}^0} - ma} \over {mg - F\sin {{30}^0}}} = {{120.0,866 - 32.1,2} \over {32.9,8 - 120.0,5}} = 0,256$

Bài 21.6 trang 49 Sách bài tập (SBT) 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?

Hướng dẫn trả lời:

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: $a\ =\frac{2s}{t^2}$ $a\ =\frac{2s}{t^2}$ (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra $\sin \alpha = {a \over g} = {{2s} \over {g{t^2}}} = {{2.2,45} \over {9,8.1}} = 0,5$ $\sin \alpha = {a \over g} = {{2s} \over {g{t^2}}} = {{2.2,45} \over {9,8.1}} = 0,5$

=> α = 30⁰.

b. Hình 21.3Gb

mgsina - µtN = ma (4)

N - mgcosa = 0 (5)

$s = {1 \over 2}a{t^2} (6)$ $s = {1 \over 2}a{t^2} (6)$

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

Từ (6): s = ½.2,6.1 = 1,3 m.

Bài 21.7 trang 49 Sách bài tập (SBT) 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°(H.21.2). Thuyền chuyển động với vận tốc không đổi. Hãy tìm lực cản F₃ của nước tác dụng vào thuyền.