Bài 24. Chuyển động của hệ vật

Chào mừng tất cả các quý
thầy cô cùng toàn bộ các
bạn học sinh thân mến
đến với tiết học giáo án
điện tử của tổ II !


*Nhãm c«ng t¸c thùc hiÖn: tæ II, líp
10A4
*Môc tiªu híng tíi: Sù chuyÓn ®éng
cña hÖ vËt
*Chóc buæi d¹y thµnh c«ng rùc rì,
mong c¸c b¹n vµ quý thÇy c« ñng hé


Bµi 24:
ChuyÓn
®éng cña
hÖ vËt
GV: KhuÊt ThÞ Mü
Linh


Ngoài thực tế có rất nhiều hình ảnh
của hệ vật nh đầu tàu kéo các toa
tàu, hai đội kéo co đang thi đấu ...
Trong bài này ta xét trờng hợp hệ
gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi
dây có chiều dài không đổi và có
khối lợng không đáng kể .

1. Khái niệm về hệ vật.
Ta xét bài toán sau:
Hai vật có khối lợng m1 và m2 nối với
nhau bằng sợi dây đợc đặt trên mặt bàn
nằm ngang. Hệ số ma sát trợt giữa mặt bàn
và mỗi vật là t . Khi lực kéo F đặt vào vật
m1 theo phơng song song với mặt bàn, dây
nối căng, hai vật chuyển động với cùng vận
tốc theo chiều của lực F. Tính gia tốc chung
cho cả hai vật và lực căng của dây nối. Bỏ
qua khối lợng và độ biến dạng của dây.


+

F

T1

T1

T2

’

Fms

Fms1

T2’
Fms2


•

Tãm t¾t:

•

_VËt m1 nèi víi vËt m2 b»ng mét sîi d©y nèi

•

_ Lùc F t¸c dông vµo m1 -> d©y nèi c¨ng -> 2 vËt chuyÓn ®éng

•

_HÖ sè ma s¸t trît : μt = 0,05

•

_ ‘?’ : a =? ; T = ?


Phân tích bài toán:

Tóm tắt:
_Vật m1 nối với vật m2
bằng một sợi dây nối

_ Lực F tác dụng vào m1
-> dây nối căng -> 2 vật
chuyển động
_Hệ số ma sát trợt : t =
0,05
_ ? : a =? ; T = ?

_Dới tác dụng của lực F,
vật m1 có gia tốc và bắt
đầu chuyển động, dây
bị kéo căng và xuất hiện
cặp lực căng T và T tác
dụng lên mỗi vật
_Tóm lại ta xét đến các
lực sau:
+Lực F tác dụng lên
vật m1
+Lực căng T và T tác Fms
dụng lên mỗi vật
2
+Lực ma sát Fms1 và F

+

m
2

T T
Fms
1

ms2

+Trọng lực của mỗi vật

m1

F


Lời giải:
_áp dụng định luật II Niu-tơn cho hệ gồm 2 vật ta có :
F + Fms1 + T1 = m1a

(1)

Fms2 + T2 = m2a

(2)

_Ta chọn trục toạ độ xx huớng theo lực F, đồng thời chiếu (1)
và (2) lên trục xx ta đợc:
F Fms1 T1 = m1a
(3)
T2 - Fms2 = m2a

(4)

trong đó: Fms1 = t m1 g; Fms2 = t m2 g; T = T
F T Fms1 + T

a vế
_Cộng
với vế của (3) và (4) cho ta:
Fms2
m1 + m2
=
F (Fms1 +
T T
Fms
a
Fms2
m)1 + m2
=
2
Fms
F t (m1 +
a
2) g
mm
1
1 + m2
=
x

F

x


_Thay

a vµo (4) ta ®îc:

T
=
*§¸p
sè:

m2
mF1 +
m2
F –μt (m1 +
g
2) m
mm+

a
=

1

T
=

m2
mF1 +
m2

2

*** Nhận xét:
_ Trong bài toán trên nếu xét hệ gồm hai m1, m2
và dây nối, thì T và T là nội lực, còn lực kéo F,
các lực ma sát, trọng lực, phản lực pháp tuyến của
mặt bàn đều là ngoại lực.
_Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ
có mặt các ngoại lực mà không có mặt các nội
lực. Các nội lực không gây ra gia tốc cho hệ vì
chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau.
m1
m
T T
F
Fms 2
2

Fms
x


1

x


* Ghi nhớ:
vật là
hay nhiều vật mà
Vậy *Hệ

Hệ vật
làtập
gìhợp
màhai
sao
giữa chúng có tơng tác.
lằng nhằng quá!
*Lực tơng tác giữa các vật trong hệ gọi là
nội lực. Lực do vật ở ngoài hệ tác dụng
lên vật trong hệ gọi là ngoại lực.


2. Một ví dụ khác về hệ vật
Hệ vật gồm hai vật nối với nhau bằng
một sợi dây. Cho m1 = 300 g ; m2 = 200 g ; =
30o ; hệ số ma sát trợt giữa vật m2 và mặt
phẳng nghiêng là t = 0,3.
a) Tính gia tốc chung cho mỗi vật m1 , m2
khi ta thả cho chúng chuyển động.
b) Tính lực căng của dây.


hai phía luôn luôn căng.
Mặt khác, chiều dài dây
không đổi, khối lợng dây
và ròng rọc không đáng
kể, nên hai vật luôn luôn
có cùng tốc độ và cùng
độ lớn gia tốc.
_ Tóm lại ta xét các lực

sau:
+ Lực P1 tác dụng vào m1
+ Lực P2 tác dụng vào vật
m2 có thể phân tích
thành 2thành phần:
P2x có xu hớng làm cho
vật trợt xuống
P2y nén vật vuông góc
với mặt phẳng nghiêng
+ Lực ma sát F , các lực

Tóm tắt:
_m1 = 300g nối với m2 =
200g băng một sợi dây
_ = 30o
_Thả cho hệ vật chuyển
động
_ Hệ số ma sát trợt: t
_ ?: +gia tốc cho mỗi
vật?
+lực căng của
N
T
dây?
T

P2
Fm
s

T
T

x


P
2

P2
y

P
1


Chiều
cđộng

Lời giải:
_Chon trục toạ độ có chiều dơng là chiều chuyển động
cho mỗi vật
_áp dụng định luật II Niu-tơn đối với hệ gồm vật 1 và
vật 2 ta có độ lớn các lực trong hệ :
*P1 = m1g = 0,3 . 9,8 = 2,94 N
*P2 = m2g = 0,2 . 9,8 = 1,96 N
+ P2x = P2 . sin30o = 0,98 N
+ P2y = P2 . cos30o = 0.983 N
ng
ộ

cđ
*Vật 2 trợt trên mặt phẳng nghiêng thì Fms=
u
t
iề
Ch
N
P2y=0,3.0,98 3
T
TFms 0,51
T
P2
N
T
F
_Ta thấy P1 > P2x + Fms,
m x
ms nên :

s
+vật 1 sẽ chuyển động thẳng đứng,
hớng theo
P2
hớng của trọng lực P1
P y
P
+ vật 2 sẽ trợt lên trên theo phơng của mặt
2
1

_Ngoài ra, tác dụng lên mỗi vật còn có lực căng
dây. Các lực căng này có độ lớn , gọi chung là T.
áp dụng định luật II Niu-tơn cho từng vật .
Với vật 1: P1 T = m1a
Với vật 2: T P2x Fms = m2a
_Cộng vế với vế của (1) và (2) ta đợc:
P1 P2x -Fms 2,94 0,98
a F
=
=
2.9
-0,51
ms + m
m
0,3
1
2
=
(m/s2) N
+0,2
T = P1 m1a = 2,94 0,3.2,9
P2
= 2,07 (N)
Fm x


T
T

s

P
2

P2
y

P
1