Giáo án trình chiếu vật lí 10 sách kết nối tri thức với cuộc sống bai 20 một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học

Bài 20. Một số ví
dụ về cách giải các
bài tốn thuộc
phần động lực học


01

Các bước giải chính


Các bước giải bài toán thuộc phần động lực học
Bước 1: Biểu diễn các lực tác dụng lên vật
Bước 2: Chọn hai trục Ox và Oy rồi phân tích
các lực theo hai trục này, sau đó áp dụng định
luật 2 Newton
Bước 3: Giải hệ phương trình để tìm dữ kiện
theo yêu cầu


02

Một số ví dụ


1. Một người đẩy một thùng hàng, khối lượng 50 kg,
trượt trên sàn nhà. Lực đẩy có phương nằm ngang với
độ lớn là 180 N. Tính gia tốc của thùng hàng, biết hệ số ma sát
trượt giữa thùng hàng và sàn nhà là 0,25. Lấy g = 9,8 m/s2

Hướng

dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm
- Trục Ox:
F  Fms  m.a  F  .N  m.a  1
- Trục Oy:
N  P  0  N  P  m.g  2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
F  .m.g  m.a

 180  0,25.50.9,8  50.a
 a  1,15 m/ s2 


2. Một người dùng dây buộc để kéo một thùng gỗ theo
phương nằm ngang bằng một lực F. Khối lượng của
thùng là 35 kg. Hệ số ma sát giữa sàn và đáy thùng là 0,3. Lấy
g = 9,8 m/s2. Tính độ lớn của lực kéo trong hai trường hợp:
a) Thùng trượt với gia tốc 0,2 m/s2
b) Thùng trượt đều
Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo

hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm
a) Trục Ox:
F  Fms  m.a  F  .N  m.a  1
- Trục Oy:
N  P  0  N  P  m.g  2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
F  .m.g  m.a

 F  0,3.35.9,8  35.0,2
 F  109,9 N


2. Một người dùng dây buộc để kéo một thùng gỗ theo
phương nằm ngang bằng một lực F. Khối lượng của
thùng là 35 kg. Hệ số ma sát giữa sàn và đáy thùng là 0,3. Lấy
g = 9,8 m/s2. Tính độ lớn của lực kéo trong hai trường hợp:
a) Thùng trượt với gia tốc 0,2 m/s2
b) Thùng trượt đều
Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu

r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm
b) Do thùng trượt đều nên a = 0, ta
có:
F  .m.g  m.a

 F  0,3.35.9,8  35.0
 F  102,9 N


3. Một chiếc hộp gỗ được thả trượt không vận tốc ban đầu từ
đầu trên của một tấm gỗ dài L = 2 m. Tấm gỗ đặt nghiêng
300 so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa đáy hộp và mặt gỗ là
0,2. Lấy g = 9,8 m/s2. Hỏi sau bao lâu thì hộp gỗ trượt xuống đến uu
r
Px
đầu dưới của tấm gỗ?
uu
r
Py
Hướng
dẫn
- Tấm gỗ trượt xuống nhanh dần
không vận tốc ban đầu nên:
1 2 1 2
d  v0 t  at  at

2
2
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm
- Trục Ox:
Px  Fms  m.a  P.sin   .N  m.a  1
- Trục Oy:
N  Py  0  N  Py  P.cos  mg.cos  2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
mg.sin   .mg.cos  m.a

 g.sin   g.cos  a
 9,8.sin300  0,2.9,8.cos300  a


3. Một chiếc hộp gỗ được thả trượt không vận tốc ban đầu từ
đầu trên của một tấm gỗ dài L = 2 m. Tấm gỗ đặt nghiêng
300 so với phương ngang. Hệ số ma sát giữa đáy hộp và mặt gỗ là
0,2. Lấy g = 9,8 m/s2. Hỏi sau bao lâu thì hộp gỗ trượt xuống đến uu
r
Px
đầu dưới của tấm gỗ?
uu

r
Py
Hướng
dẫn
- Tấm gỗ trượt xuống nhanh dần
không vận tốc ban đầu nên:
1 2 1 2
d  v0 t  at  at
2
2
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm

 a  3,2 m/ s2 
- Tấm gỗ trượt xuống nhanh dần
1nên:
không vận tốc ban đầu
d  at2
2
1
 2  .3,2.t2
2
 t  1,1 s

4. Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo
phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động
trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt
phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2

Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a

Bài làm
- Trục Ox:
F  Fms  m.a  F  .N  m.a  1
- Trục Oy:
N  P  0  N  P  m.g  2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
F  .m.g  m.a

 220  0,35.55.9,8  55.a
 a  0,57 m/ s2 


5. Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho

trượt xuống. Cho biết góc nghiêng ɑ = 300 so với phương
ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là µ = 0,3. Lấy
g = 9,8 m/s2. Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được uu
r
Px
của nó sau 2 s
uu
r
Py
Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a
- Quyển sách trượt xuống nhanh
dần không vận tốc ban đầu nên:
1
1
d  v0 t  at2  at2
2
2

Bài làm
- Trục Ox:
Px  Fms  m.a  P.sin   .N  m.a  1
- Trục Oy:

N  Py  0  N  Py  P.cos  mg.cos  2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
mg.sin   .mg.cos  m.a

 g.sin   g.cos  a
 9,8.sin300  0,3.9,8.cos300  a


5. Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho
trượt xuống. Cho biết góc nghiêng ɑ = 300 so với phương
ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là µ = 0,3. Lấy
g = 9,8 m/s2. Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được uu
r
Px
của nó sau 2 s
uu
r
Py
Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u
r r
r
F  Fms  N  P  m.a
- Quyển sách trượt xuống nhanh
dần không vận tốc ban đầu nên:
1

1
d  v0 t  at2  at2
2
2

Bài làm

 a  2,35 m/ s2 
- Quyển sách trượt xuống nhanh
dần không vận tốc ban đầu nên:

1 2 1
d  at  .2,35.22  4,7 m
2
2


6. Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg
chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một
góc chếch lên trên 300 so với phương ngang. Hệ số ma sát trượtur
Fy
2
giữa đáy thùng và mặt sàn là µ = 0,2 (lấy g = 9,8 m/s ). Hãy xác
định độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều
Hướng
dẫn
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
r uuu
r u

r r
r
F  Fms  N  P  m.a
- Vật chuyển động đều nên a = 0

uu
r
Fx

Bài làm
- Trục Ox:
Fx  Fms  ma  F.cos  .N  ma  1
- Trục Oy:
Fy  N  P  0  N  P  Fy  mg  F.sin   2
- Lấy (2) thế vào (1) ta có:
F.cos  . mg  F.sin    ma

 F.cos300  0,2. 10.9,8  F.sin300   10.0
 F  20,28 N


7. Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được
nối với nhau
bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm
ngang. Kéo
uur vật 1 bằng mộtuurlực F nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số
N1 sàn là µ = 0,2. Lấy g = Bài
ma sát giữa
9,8 làm
m/s2. Tính gia tốc

N2 mỗi vật và mặt
rcăng của dây nối
uu
r lựcuu
của mỗi vật và
r
- Trục Ox:
T1
T2
F
F – T1 – Fms1 + T2 – Fms2 = (m1 +
m2).a
uuuu
r
uuuu
r
- Mà T1 = T2 nên:
uu
r
Fms2
Fms1
u
u
r
P2
P1
F – µ.N1 – µ.N2 = (m1 + m2).a
Hướng
=> F – µ.(N1 + N2) = (m1 +
dẫn

m2).a (1)
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
- Trục Oy: N1 + N2 – P1 – P2 = 0
r uuu
r u
r r
r
=> N1 + N2 = P1 + P2 = m1g +
F  Fms  N  P  m.a
m2g


7. Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được
nối với nhau
bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm
ngang. Kéo
uur vật 1 bằng mộtuurlực F nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số
N1 sàn là µ = 0,2. Lấy g = Bài
ma sát giữa
9,8 làm
m/s2. Tính gia tốc
N2 mỗi vật và mặt
rcăng của dây nối
uu
r lựcuu
của mỗi vật và
r
- Lực căng dây:
T1

T2
F
F – T1 – Fms1 = m1.a
=> F – T1 – µ.N1 = m1.a
uuuu
r
uuuu
r
=> F – T1 – µ.P1 = m1.a
uu
r
Fms2
Fms1
u
u
r
P2
P1
=> F – T1 – µ.m1.g = m1.a
Hướng
=> 45 – T1 – 0,2.5.9,8 = 5.1,04
dẫn
=> T1 = 30 (N)
- Áp dụng định luật 2 Newton theo
hai trục Ox và Oy
- Vậy T2 = T1 = 30 (N)
r uuu
r u
r r
r

F  Fms  N  P  m.a