Câu C1 trang 107 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Hãy viết công thức của định luật II Niu-tơn cho mỗi vật.

Giải :

Công thức định luật II khi chọn trục x’x theo chiều lực \(\overrightarrow F \)

\(\left\{ \matrix{  cho\,vật\,{m_1}:\,{m_1}a = F - T - {F_{ms1}} \hfill \cr  cho\,vật\,{m_2}\,:\,{m_2}a = {T'} - {F_{ms2}} \hfill \cr}  \right.\)

Câu C2 trang 108 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Các vật trong hệ ở Hình 24.3 có thể đứng yên hoặc chuyển động theo những khả năng nào ? Làm thế nào để biết được khả năng xảy ra ?

Giải 

So sánh P₁ và P_2x ta biết được xu hướng chuyển động của hệ.

Trong bài : P₁ > P_2x nên nếu chuyển động được thì hệ chuyển động sao cho m₁ xuống

\(=>\) Chiều lực ma sát cùng chiều \(\overrightarrow {{P_{2x}}} \). Muốn biết có chuyển động được không, ta so sánh P₁ và P_2x + F_M.

Nếu P₁ > P_2x + F_M thì hệ chuyển động được từ trạng thái nghỉ.

Nếu P₁ < P_2x + F_M thì hệ đứng yên.

( Bài toán không cho biết \({\mu _{n\,}}\) để tính F_M, lời giải dựa vào quan hệ P₁ > P_2x + F_mst để khẳng định m₁ đi xuống là sai).

Bài 1 trang 109 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Cho hệ vật như ở Hình 24.4. Biết \({m_A} > {m_B}\). Gia tốc của hai vật là a. Lực căng dây bằng bao nhiêu ?

A. \({m_A}g\)                               B. \(({m_A} + {m_B})g\)      

C. \(({m_A} - {m_B})g\)                D. \({m_A}\left( {g - a} \right)\)

Giải :

Chọn D. (Áp dụng định luật II cho vật m_A:

\(\eqalign{  & {m_A}\overrightarrow a  = {m_A}\overrightarrow g  + \overrightarrow T   \cr  &  =  > {m_A}a = {m_A}g - T =  > T = {m_A}\left( {g - a} \right) \cr} \)

Bài 2 trang 109 SGK Vật Lý 10 Nâng cao

Một đầu tàu có khối lượng 50 tấn được nối với hai toa, mỗi toa có khối lượng 20 tấn. Đoàn tàu bắt đầu chuyển động với gia tốc a = 0,2 m/s². Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe với đường ray là 0,05. Hãy tính:

a) Lực phát động tác dụng lên đoàn tàu.

b) Lực căng ở những chỗ nối toa.

Giải :

a) Đường ngang nên

\({F_{ms}} = \mu mg;\,{F_{ms1}} = \mu {m_1}g\,;\,{F_{ms2}} = \mu {m_2}g\).

Áp dụng định luật II cho hệ vật :

\(\eqalign{  & a = {{F - {F_{ms}} - {F_{ms1}} - {F_{ms2}}} \over {m + {m_1} + {m_2}}}  \cr  &  = {{F - \mu g(m + {m_1} + {m_2})} \over {m + {m_1} + {m_2}}}  \cr  & F = (m + {m_1} + {m_2})(a + \mu g) = 62100\,N \cr} \)

b) Áp dụng định luật II cho toa 2 :

\(\eqalign{  & {m_2}a = {T_2} - {F_{ms2}} = {T_2} - \mu {m_2}g  \cr  & {T_2} = {m_2}(a + \mu g) = 13800\,(N). \cr} \)

Áp dụng định luật cho toa 1 :

\(\eqalign{  & {m_1}a = {T_1} - {F_{ms1}} - {T_2} = {T_1} - \mu {m_1}g - {T_2}  \cr  & {T_1} = {m_1}(a + \mu g) + {T_2} = 27600\,N \cr} \).

Bài 4 trang 109 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Trong ví dụ ở mục 2 của bài, nếu cho m₁ những giá trị khác nhau (các dữ kiện khác giữ nguyên) thì hiện tượng có thể diễn ra những khả năng nào ? Tìm phạm vi giá trị của m₁ để xảy ra mỗi khả năng ấy.

Giải :

Với giả thiết \({\mu _n} = {\mu _t} = 0,3\) thì m₁ sẽ đi xuống nếu \({P_1} > {P_{2x}} + {F_M}\)

\(\eqalign{  &  <  =  > {m_1}g > {m_2}g\sin \alpha  + {\mu _n}{m_2}g\cos \alpha   \cr  &  <  =  > {m_1} > {m_2}(\sin \alpha  + {\mu _n}{\rm{cos}}\alpha {\rm{)}}  \cr  & {{\rm{m}}_1} > 152\,g \cr} \)

m₁ đi lên nếu

\(\eqalign{  & {P_{2x}} > {P_1} + {F_M} <  =  > {P_1} < {P_{2x}} - {F_M}  \cr  &  <  =  > {m_1}g < {m_2}g\sin \alpha  - {\mu _n}{m_2}g\cos \alpha   \cr  &  <  =  > {m_1} < {m_2}(\sin \alpha  - {\mu _n}{\rm{cos}}\alpha {\rm{)}}  \cr  & {\rm{ <  =  > }}{{\rm{m}}_1} < 48\,g \cr} \).

m₁ đứng yên nếu \(48 \le m \le 152(g)\).

Bài 3 trang 109 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Người ta vắt qua một chiếc ròng rọc nhẹ một đoạn dây, ở hai đầu có treo hai vật A và B có khối lượng là m_A = 260 g và m_B = 240 g (Hình 24.4). Thả cho hệ bắt đầu chuyển động.

a) Tính vận tốc của từng vật ở cuối giây thứ nhất.

b) Tính quãng đường mà từng vật đi được trong giây thứ nhất.

Bỏ qua ma sát ở ròng rọc, coi dây là không dãn.

Giải :

\({v_0} = 0;a = {{({m_A} - {m_B})g} \over {{m_A} + {m_B}}} = 0,392(m/{s^2})\)

a) Vận tốc mỗi vật ở cuối giây thứ nhất:

\({v_1} = a{t_1} = 0,392.1 = 0,392(m/s)\)

b) Quãng đường vật ở cuối giây thứ nhất:

\({S_1} = {{at_1^2} \over 2} = 0,196(m)\)

Giaibaitap.me