Chuyên đề bài tập Vật lý Lớp 10 Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng

CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG

Phương pháp vận dụng các định luật Niutơn và các lực cơ học để giải các bài toán về Động lực học, gọi là phương pháp động lực học. Có thể vận dụng phương pháp này để giải hai bài toán chính của Động lực học và bài toán chuyển động trên mặt phẳng nghiêng như sau:

I . Bài toán thuận: Cho biết lực tác dụng vào vật, xác định chuyển động của vật

?

Phương pháp:

Bước 1. Chọn hệ qui chiếu và viết dữ kiện của bài toán. Bước 2. Biểu diễn các lực tác dụng vào vật (xem vật là chất điểm). Bước 3. Viết phương trình động lực học: ?ℎ? = m? Xác định gia tốc của vật. Bước 4. Dựa vào các dữ kiện đầu bài, xác định chuyển động của vật. Tính v , s , t, v-

TB… II. Bài toán nghịch: Cho biết chuyển động của vật . Xác định lực tác dụng vào

vật ?

Phương pháp:

Bước 1. Chọn hệ qui chiếu và viết dữ kiện của bài toán. Bước 2. Xác định gia tốc của vật từ dữ kiện bài toán đã cho. Bước 3. Xác định hợp lực tác dụng vào vật: . Bước 4. Biết hợp lực, xác định được các lực tác dụng vào vật.

III. Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng

Nếu vật trượt từ trên xuống có ma sát ? # 0 (hình 1) Theo định luật II Niutơn: ???+ ? + ? = m? (*) Trọng lực ? được phân tích thành hai thành phần: thành phần tiếp tuyến ??? song song ?? và thành phầnpháp tuyến ??? vuông góc ??.

Chiếu (*) lên hai trục tọa độ Ox và Oy

Psin? - Fms = max

- Pcos? + N = 0

Suy ra: mgsin? - ?N = max (1)

N = mg cos? (2)

từ (1) và (2) suy ra mgsin? - ?mg cos? = ma

( ) v,a,s,t,...

( ) v,a,s,t,...

F ma =

x

α

???

?

y

O

?

Hình 1

???

???

O

x

y

α

???

? ?

?

Hình 2

DeThi.edu.vn

a = g(sin? - ? cos?)

- Nếu vật trượt từ trên xuống không ma sát ?= 0

a = gsin?

- Ta sẽ phân tích tương tự cho trường hợp vật đi từ dưới lên dốc với tác dụng của lực

kéo ? (hình 2) :

- Nếu vật chuyển động từ dưới lên với vận tốc ban đầu v0 : a = - g(sin? - ?cos?)

Chú ý: - Vật nằm yên hoặc chuyển động thẳng đều thì a = 0 suy ra tan ? = ? Bài tập

Bài 1: Một chiếc xe lăn nhỏ có khối lượng

được thả từ đỉnh A của một dốc nghiêng. Lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng không đáng kể. Hãy tính thời gian chuyển động từ A đến chân dốc B trong các trường hợp sau:(g = 10m/s2)

a/ Mặt dốc nghiêng một góc ? = 300 so với mặt phẳng nằm ngang và độ dài .

b/ Độ dài , độ cao AH so với mặt phẳng ngang bằng .

c/ Độ cao .

ĐS: .

Bài 2: Hãy xác định gia tốc của một vật trượt từ mặt phẳng nghiêng xuống. Cho biết góc nghiêng ? = 300, hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là ?= 0,3 . Lấy .

ĐS: .

Bài 3: Từ vị trí đứng yên thả một vật lăn xuống dốc nghiêng. Trong đầu vật đi được

. Bỏ qua ma sát. Tính góc nghiêng của dốc ? ? Lấy .

ĐS: ? = 300 . Bài 4: Một vật trượt đều trên mặt phẳng nghiêng có chiều dài , chiều cao của dốc bằng

. Hãy tính hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng ?

ĐS: ?= 0,26 . Bài 5: Thí nghiệm cho các số liệu: mặt phẳng nghiêng dài , cao , vật có khối

lượng , lực kéo vật khi vật lên dốc là . Tính hệ số ma sát ?

ĐS: ?= 0,3 .

.sin . .cos k t F mg mg a m      

( ) m 5 kg =

( ) AB 1 m =

( ) AB 1 m = ( ) 0,6 m

( ) AH BH 1 m = =

( ) ( ) ( ) / . / . / a t 0,63 s b t 0,58 s c t 0,63 s = = =

( ) / 2 g 9,8 m s =

( ) / 2 a 2,35 m s =

( ) 2 s

( ) 10 m ( ) / 2 g 10 m s =

( ) 2 m ( ) 0,5 m

( ) 1 m ( ) 20 cm ( ) 200 g ( ) 1 N

α

A

H B

DeThi.edu.vn