Bài tập lực li tâm – Chuyển động ném

Trang 1 anhchanghieuhoc95@yahoo.com CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM BÀI TẬP LỰC LI TÂM – CHUYỂN ĐỘNG NÉM ---
--- Lực li tâm Bài 1: Một lò xo R có chiều dài tự nhiên 10 = 24,3m và độ cứng k = 100 N m ; có đầu O gắn với một thanh cứng, nằm ngang T như hình vẽ. Đầu kia có gắn với một vật nhỏ A, khối lượng m = 100g. Thanh T xuyên qua tâm vật A và A có thể trượt không ma sát theo T. Lấy g = 10m/s2. Cho thanh T quay đều quanh trục thẳng đứng Oy, với vận tốc góc ω = 10rad/s. Tính độ dài của R. Xác định phương, chiều và cường độ của lực do R tác dụng vào điểm O’. Bỏ qua khối lượng của lò xo R. Bài 2: Một đĩa phẳng tròn cso bán kính R = 10cm, nằm ngang quay đều quanh trục thẳng đứng đi qua tâm của đĩa. 1. Nếu mỗi giây đĩa quay được 1,5 vòng thì vận tốc dài của một điểm ở mép đĩa là bao nhiêu? 2. Trên mặt đĩa có đặt một vật có kích thước nhỏ, hệ số ma sát giữa vật và đĩa là µ = 0,1. Hỏi với những giá trị nào của vận tốc góc ω của đãi thì vật đặt trên đĩa dù ở vị trí nào cũng không bị trượt ra phía ngoài đĩa. Cho g = 10m/s2 Bài 3: Có đĩa phẳng như Bài 2, treo một con lắc đơn (gồm vật nặng M treo vào đầu một sợi dây nhẹ) vào đầu thanh AB cắm thẳng đứng trên mặt đĩa, đầu B cắm vào đĩa tại điểm cách tâm quay 2 R . Cho AB = 2R. 1. Chứng minh rằng khi đĩa quay đều thì phương dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α nằm trong mặt phẳng chứa AB và trục quay. 2. Biết chiều dài con lắc là 1 = R, tìm vận tốc góc ω của dâi quay để α = 300. Hình 35 Bài 4: Một quả khối lượng m được gắn vào một sợi dây mà đầu kia của được buộc vào đầu một thanh thẳng đứng đặt cố định trên một mặt bàn quay nằm ngang như hình vẽ. Bàn sẽ quay với vận tốc góc ω bằng bao nhiêu, nếu dây tạo với phương vuông góc của bàn một góc α = 450? Biết dây dài 1 = 6cm và khoảng cách của h thẳng đứng quay là r = 10cm. Bài 5: Một quả cầu khối lượng m, treo trên một sợ dây dài 1. Quả cầu quay đều trong một vòng tròn nằm ngàng như hình vẽ. Dây tạo một góc α với phương thẳng đứng. Hãy tính thời gian để quả cầu quay được một vòng. Biết gia tốc trọng lực tại nơi quả cầu chuyển động là g. Bài 6: Ở những công viên lớn người ta thiết kế những xe điện chạy trên đường ray làm thành những vòng cung thẳng đứng. 1. Khi xe ở vị trí cao nhất (lúc đó đầu người chúc xuống) những lực nào gây nên gia tốc hướng tâm của người ngồi trên xe. 2. Tính vận tốc tối thiểu ở vị trí cao nhất để người không rơi khỏi xe, biết bán kính vòng cung là R. Bài 7: Một máy bay bay theo vòng tròn thẳng đứng bán kính R = 200m, vận tốc v = 100m/s. Hỏi người lái máy bay phải nén lên ghế một lực F
có độ lớn gấp mấy lần trọng lượng của mình tại vị trí thấp nhất của vòng lượn. Lấy g = 10m/s2.ở vị trí cao nhất, muốn người lái máy bay không ép lên ghế một lực nào thì vận tốc máy bay phải là bao nhiêu? Trang 2 anhchanghieuhoc95@yahoo.com Bài 8: Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h so với mặt đất. Bán kính của Trái Đất là R. Cho biết quỹ đạo của vệ tinh và vòng tròn, có tâm là tâm của Trái Đất. Tìm biểu thức tính các đại lượng cho dưới đây theo h, R và g (g là gia tốc trọng lực trên mặt đất). 1. Vận tốc chuyển động của vệ tinh 2. Chu kì quay của vệ tinh Chuyển động ném Bài 9: Một vật được ném thẳng đứng từ mặt đất lên với vận tốc ban đầu 20 m/s2. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2. 1. Tìm độ cao và vận tốc của vật sau khi ném 1,5s. 2. Xác định độ cao tối đa mà vật có thể đạt được và thời gian vận chuyển động trong không khí . 3. Sau bao lâu sau khi ném, vật ở cách mặt đất 15m? Lúc đó vật đang đi lên hay đi xuống? Bài 10: Từ đỉnh tháp cao 25m, một hòn đá được ném lên với vận tốc ban đầu 5m/stheo phương hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc α = 300. 1. Viết phương trình chuyển động, phương tình đạo của hòn đá. 2. Sau bao lâu kể từ lúc ném, hòn đá sẽ chạm đất? Lấy g = 10 m/s2 Bài 11: Trong Bài 10, tính: 1. Khoảng cách từ chân tháp đến điểm rơi của vật. 2. Vận tốc của vật khi vừa chạm đất. Bài 12: Từ một khí cầu đang hạ thấp thẳng đứng với vận tốc không đổi v01 = 2m/s, người ta ném một vật nhỏ theo phương thẳng đứng lên phía trên với vận tốc với vận tốc ban đầu v02 = 18m/s so với mặt đất. Bỏ qua sắc cản của không khí. Lấy g = 9,8 m/s2 .Tính khoảng cách giữa khí cầu và vật khi vật đến vị trí cao nhất. Sau thời gian bao lâu thì vật rơi trở lại gặp khí cầu? Bài 13: Cho một vật rơi tự do từ điểm S có độ cao H = h . Trong khi đó một vật khác được ném lên ngược chiều với vận tốc ban đầu v0 từ điểm C đúng lúc vật thứ nhất bắt đầu rơi. 1.Vận tốc ban đầu v0 của vật thứ hai bằng bao nhiêu để những vật này gặp nhau tại B ở độ cao của h? 2. Độ cao cực đại đạt được của vật thứ hai ứng với vận tốc ban đầu này là bao nhiêu? Hãy tính cho trường hợp riêng H = h Bài 14: Từ một điểm A trên sườn một quả đồi, một vật được ném theo phương nằm ngang với vận tốc 10m/s. Theo tiết diện thẳng đứng chứa phương ném thì sườn đồi là một đường thẳng nghiêng góc α = 300 so với phương nằm ngang điểm rơi B của vật trên sườn đồi cách A bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2. Bài 15: Một máy bay theo phương thẳng ngang với vận tốc v1= 150m/s, ở độ cao 2km (so với mực nước biển) và cắt bom tấn công một tàu chiến. 1. Tìm khoảng cách giữa máy bay và tàu chiến theo phương ngang để máy bay cắt bom rơi trúng đích khi tàu đang chạy với vận tốc v2= 20m/s? Xét hai trường hợp: a. Máy bay và tàu chiến chuyển động cùng chiều. b. Máy bay và tàu chiến chuyển động ngược chiều. 2. Cũng ở độ cao đó, vào đúng thời điểm khi máy bay bay ngang qua một khẩu pháo đặt cố định trên mặt đất (cùng độ cao với mặt biển) thì pháo nhả đạn. Tìm vận tốc ban đầu nhỏ nhất của đạn để nó trúng máy bay và xác định góc bắn khi đó.Cho biết: Máy bay và tàu chiến chuyển động trong cùng một mặt phẳng thẳng đứng. Lấy g = 10m/s2 và bỏ qua sức cản không khí. Bài 16: Từ đỉnh tháp cao 30m, ném một vật nhỏ theo phương ngang với vận tốc ban đầu v0= 20m/s. Trang 3 anhchanghieuhoc95@yahoo.com 1. Tính khoảng thời gian từ lúc ném đến khi vật chạm đất và khoảng cách từ điểm chạm đất đến chân tháp. 2. Gọi M là một điểm trên quỹ đạo tại đó vectơ vận tốc hợp với phương thẳng đứng một góc α = 600. Tính khoảng cách từ M tới mặt đất. Bài 17: Từ đỉnh A của một mặt bàn phẳng nghiêng người ta thả một vật có khối lượng m = 0,2kg trượt không ma sát không vận tốc đầu. Cho AB = 50cm; BC = 100cm; AD = 130cm; g = 10m/s2. 1. Tính vận tốc của vật tại điểm B 2. Chứng minh rằng quỹ đạo của vật sau khi rời khỏi bàn là 1 parabol. Vật rơi cách chân bàn một đoạn CE bằng bao nhiêu? (Lấy gốc toạ độ tại C). Bài 18: Một vật được ném lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0= m/s. Lấy g = 10m/s2. 1. Tính độ cao lớn nhất mà vật đạt được, nếu bỏ qua lực cản của không khí. 2. Nếu có lực cản không khí, coi là không đổi và bằng 5% trong lượng cảu vật thì độ cao lớn nhất mà vật đạt được và vận tốc chạm đất cảu vật là bao nhiêu? Bài 19: Người ta buộc một viên đá vào một sợi dây có chiều dài 1,5m rồi quay đều sợi dây sao cho viên đá chuyển động theo một quỹ đạo tròn. Biết rằng cả sợi dây và viên đá đều nằm trong mặt phẳng nằm ngang cách mặt đất 2m. Khi dây đứt viên đá bị văng rơi ra xa 10m. Hỏi khi chuyển động tròn viên đá có gia tốc hướng tâm là bao nhiêu? Lấy g = 10m/s2 và bỏ qua sức cản của không khí. Bài 20: Một vật được ném theo phương ngang với vận tốc v0 = 30 m/s và ở độ cao h = 80 m. a) Vẽ quỹ đạo chuyển động của vật. b) Xác dịnh tầm bay xa của vật (theo phương ngang). c) Xác định vận tốc vật lúc chạm đất của vật. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10 m/s2. Bài 21: Một máy bay theo phương nằm nagng ở độ cao 10 km với vận tốc 720 km/h. Người phi công thả bom từ xa cách mục tiêu bao xa để có thể trúng được mục tiêu ở mặt đất. Bài 22: Một vật được ném ngang ở độ cao 20 m phỉa có vận tốc bao nhiêu để khi chạm đất nó có vận tốc 25 m/s. Lấy g = 10 m/s2 . Bài 23: Một vật được ném theo phương nằm ngang với vận tốc v0 = 25m/s và rơi xuống đất sau 3s. Hỏi vật được ném được từ độ và tầm xa sẽ đạt là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2 . Bài 24: Một hòn đá được ném theo phương nằm ngang với vận tốc v0 = 10m/s. Hòn đá rơi tại vị trí cách chổ ném ( phương nằm ngang) một đoạn xM = 10 m. Xác định độ cao nơi ném. Lấy g = 10 m/s2 . Bài 25: Một vật được ném theo phương ngang ở đôi cao h = 2 m so với mặt đất. Vật đạt được tầm xa 7m. Tìm vận tốc đầu và vận tốc khi tiếp đất. Lấy g = 10 m/s2 . ---HẾT--- A B C D E