Bài tập Lực hướng tâm dạng 3

Tính độ biến dạng của lò xo khi vật chuyển động tròn quanh 1 điểm cố định

1 216

Chuyên đề Động lực học chất điểm

Bài tập Lực hướng tâm dạng 3 trong chuyên đề Vật lý 10 được VnDoc biên soạn kỹ lưỡng, hỗ trợ học sinh ôn luyện cùng các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm Lý 10 khác nhau.

Bạn cần đăng ký tài khoản VnDoc Pro để làm bài trắc nghiệm này! Tìm hiểu thêm

Mua VnDoc PRO 79.000đ

1
Chọn câu sai:
- A. Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn quanh trái đất là do vệ inh chịu hai lực cân bằng
- B. Một vật chuyển động thẳng đều vì các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau
- C. Vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng thì chuyển động thẳng đều nếu vật đang chuyển động
- D. Vectơ hợp lực có hướng trùng với hướng của vecto gia tốc vật thu được
2
Có lực hướng tâm khi:
- A. Vật chuyển động thẳng đều
- B. Vật đứng yên
- C. Vật chuyển động thẳng
- D. Vật chuyển động cong
3
Một vật khối lượng 200 g đặt trên mặt bàn quay và cách trục quay 40 cm. Khi bàn quay với tốc độ 72 vòng/min thì vật vẫn nằm yên so với bàn. Tính độ lớn lực ma sát nghỉ của bàn tác dụng lên vật. (ĐS: 4,55 N)
- A. 4 N
- B. 5 N
- C. 4.55 N
- D. 5.44 N
m = 0,2 kg; r = 0,4 m; ω = 72 vòng/phút = 2,4π (rad/s)
F_msn = F_ht = mω²r = 4,55 N
4
Đoàn tàu chạy qua đường vòng bán kính 560 m. Đường sắt rộng 1,4 m và đường ray ngoài cao hơn đường ray trong 10 cm. Tàu phải chạy với vận tốc bao nhiêu để gờ bánh không nén lên thành ray. Biết với α nhỏ tanα ≈ sinα
- A. 20 m/s
- B. 20 km/h
- C. 72 m/s
- D. 72 km/h
Qcosα = P ⇒ Q = P/cosα (1)
Để gờ bánh không nén lên đường ray thì
Qsinα = F_ht = mv²/R (2)
từ (1) và (2) ⇒ mg.tanα = mv²/R ⇒ g.tanα = v²/R
tanα ≈ sinα = 10/140 ⇒ v = 20 m/s = 72 km/h
5
Hai quả cầu m₁ = 2 m₂ nối với nhau bằng dây dài l = 12 cm có thể chuyển động không ma sát trên một trục nằm ngang qua tâm của hai quả cầu. Cho hệ quay đều quanh trục thẳng đứng. Biết hai quả cầu đứng yên không trượt trên trục ngang. Tìm khoảng cách từ hai quả cầu đến trục quay.
*Lò xo k = 50 N/m, l_o = 36 cm treo vật m = 0.2kg có đầu trên cố định. Quay lò xo quanh một trục thẳng đứng qua đầu trên lò xo, m vạch một đường tròn nằm ngang hợp với trục lò xo góc 45°.
- A. r₁ = 5 cm; r₂ = 8 cm
- B. r₁ = 4 cm; r₂= 8 cm
- C. r₁ = 4 cm; r₂ = 6 cm
- D. r₁ = 4 cm; r₂ = 10 cm
Gọi r₁; r₂ là khoảng cách từ hai quả cầu đến trục quay.
Các quả cầu chuyển động tròn đều quanh trục bán kính khác nhau nhưng vận tốc góc là như nhau, lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm
⇒ m₁ω²r₁ = m₂ω²r₂ ⇒ m₁r₁ = m₂r₂ (1)
r₁ + r₂ = l (2)
Từ (1) và (2) ⇒ r₁ = 4 cm; r₂ = 8 cm
6
Tính chiều dài của lò xo?
- A. 0.416 m
- B. 0.173 m
- C. 0.238 m
- D. 0.127 m
P = Fcos45° ⇒ mg = k.Δlcos45 ⇒ Δl = 0,056m ⇒ l = Δl + l_o = 0,416 m
7
Số vòng quay trong 1 phút?
- A. 63.7 vòng/phút
- B. 55.8 vòng/giờ
- C. 55.8 vòng/phút
- D. 63.7 vòng/giờ
F_ht = Ptan45° = mω²R = mg ⇒ ω = 5,8404 (rad/s) = 55,8 vòng/phút
8
Hai lò xo giống hệt nhau k = 250 N/m, l_o = 36 cm bố trí như hình vẽ. Hai vật m kích thước nhở có thể trượt không ma sát trên một trục ngang. Quay hệ quanh trục thẳng đứng với tần số n = 2 vòng/s. Cho m = 200g. Tính chiều dài mỗi lò xo
- A. l₁ = 57 m; l₂ = 50 m
- B. l₁ = 26 cm; l₂ = 60 cm
- C. l₁ = 57 cm; l₂ = 50 cm
- D. l₁ = 26 m; l₂ = 60 m
vật 1: F₁ – F’₂ = ma = mω²(l_o + Δl₁) (1)
vật 2: F₂ = mω²(2l_o + Δl₁ + Δl₂) (2)
Ta có F₂ = F’₂ = kΔl₂; F₁ = k.Δl₁ ; ω = 2π.n (rad/s);
thay vào (1) ; (2) giải hệ ⇒ Δl₁ = 21 cm; Δl₂ = 14 cm
⇒ l₁ = 57 cn; l₂ = 50 cm
9
Đĩa nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng với tần số n = 30 vòng/phút. vật đặt trên mặt đĩa cách trục 20 cm. hệ số ma sát giữa đĩa và vật là bao nhiêu để vật không trượt trên đĩa.
- A. μ bằng 0.1
- B. μ lớn hơn 0.1
- C. μ nhỏ hơn 0.2
- D. μ lớn hơn 0.2
r = 0,2 m; ω = 30.2π/60 (rad/s)
Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm
⇒ Fmsn = mω²r; để vật không trượt Fmsn < Fmst = mω²r < μmg
⇒ µ > 0,2
10
Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật m = 100g đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá ω₁ = 2 vòng/s, lò xo không biến dạng. Nếu số vòng quay tăng chậm đến ω₂ = 5 vòng/s lò xo dãn gấp đôi. Tính độ cứng k của lò xo.
- A. 182 N/m
- B. 232 N/m
- C. 419 N/m
- D. 336 N/m
ω₁ = 2 vòng/s = 4π (rad/s); ω₂ = 5 vòng/s = 10π (rad/s)
khi lò xo chưa biến đạng: F_ms = F_ht = mω₁l_o
Khi lò xo biến dạng gấp đôi: F_ht = F_đh + F_ms
⇒ mω₂²l_o = kΔl + m.ω₁l_o = k(2l_o – l_o) + mω₁l_o
⇒ k = m(2ω₂ – ω₁) = 182 N/m
11
Chọn câu sai:
- A. Khi xe chạy qua cầu cong thì luôn có lực nén trên mặt cầu.
- B. Khi ô tô qua khúc quanh thì hợp lực tác dụng có thành phần hướng tâm.
- C. Lực hướng tâm giúp ô tô đi qua khúc quanh an toàn.
- D. Lực nén của ô tô khi đi qua cầu phẳng luôn cùng hướng với trọng lực.
12
Ở những đoạn đường vòng mặt đường được nâng lên một bên. Việc làm này nhằm nào kể sau đây?
- A. Tạo lực hướng tâm để xe chuyển hướng
- B. Tăng lực ma sát để khỏi trượt
- C. Giới hạn vận tốc của xe
- D. Cho nước mưa thoát dễ dàng
13
Chọn phát biểu sai
- A. Vệ tinh nhân tạo chuyển dộng ròn đều quanh trái đất do lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm
- B. Vật nằm nghiêng dưới mặt bàn nằm ngang đang quay đều quanh rục thẳng đứng thì lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm
- C. Xe chuyển động vào một đoạn đường cong lực đóng vai trò lực hướng tâm là lực ma sát
- D. Xe chuyển động trên đỉnh một cầu hình vòng cung thì hợp lực của trọng lực và phản lực vuông góc đóng vai trò lực hướng tâm.
14
Điều nào sau đây là đúng khi nói về lực tác động lên vật chuyển động tròn đều:
- A. Ngoài các lực cơ học vật còn chịu thêm tác dụng của lực hướng tâm.
- B. Vật chỉ chịu tác dụng của một vật duy nhất.
- C. Hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật nằm theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.
- D. Hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật đóng vai trò là lực hướng tâm.
15
Khi vật chuyển động tròn đều thì lực hướng tâm là:
- A. Trọng lực tác dụng lên vật
- B. Hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật
- C. Trọng lực tác dụng lên vật
- D. Lực hấp dẫn