Bài tập định luật II Newton: dạng bài phân tích lực của vật chuyển động ngang

Bài tập định luật II Newton: dạng bài phân tích lực của vật chuyển động ngang

Lực kéo vật hợp với phương ngang góc 0o (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 ?

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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 ?

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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 \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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 ?

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn






[Ẩn HD]

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 ?

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

Lực kéo vật hợp với phương ngang góc α > 0o

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:  \[F=14,7\left( N \right)\].

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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:  \[T=202\left( N \right)\].

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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 \[g=10\left( m\text{/}{{s}^{2}} \right)\].

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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 ?

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn

[Ẩn HD]

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

Hướng dẫn

[Ẩn HD]