Nội dung bài học giúp các em làm quen với các khái niệm mới như chuyển động tịnh tiến của một vật rắn, gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định và các đặc điểm của nó.
Trả lời các câu hỏi có liên quan đến Mômen lực và mức quán tính: Mômen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định ? Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Để trả lời cho những câu hỏi trên, mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định nhé!
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với chính nó.
Trong chuyển động tịnh tiến, tất cả các điểm của vật đều chuyển động như nhau. Nghĩa là đều có cùng một gia tốc.
Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến xác định theo định luật II Newton :
\(\vec a = \frac{{\vec F}}{m}\,\,\,\,\,hay\,\,\,\vec F = m\vec a\)
Trong đó \(\vec F = {\vec F_1} + {\vec F_2} + ... + {\vec F_n}\) là hợp lực của các lực tác dụng vào vật .
m : khối lượng (kg)
a : gia tốc \((m/{s^2})\) .
Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng, ta nên chọn hệ trục toạ độ Đề-các có trục Ox cùng hướng với chuyển động và trục Oy vuông góc với với hướng chuyển động rồi chiếu phương trình véc tơ \(\,\vec F = m\vec a\) lên hai trục toạ độ đó để có phương trình đại số.
\({\rm{ }}Ox{\rm{ }}:{\rm{ }}{F_{1x}} + {\rm{ }}{F_{2x}} + {\rm{ }} \ldots {\rm{ }} + {\rm{ }}{F_{nx}} = {\rm{ }}ma\)
\(Oy{\rm{ }}:{\rm{ }}{F_{1y}} + {\rm{ }}{F_{2y}} + {\rm{ }} \ldots {\rm{ }} + {\rm{ }}{F_{ny}} = {\rm{ }}0\)
Đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn là vận tốc góc ω (góc mà vật quay được trong một đơn vị thời gian).
Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì mọi điểm của vật đều quay cùng với một tốc độ góc ω trong cùng một khoảng thời gian t.
Vật quay đều thì ω=const (hằng số).
Vật quay nhanh dần thì ω tăng dần.
Vật quay chậm dần thì ω giảm dần.
a) Thí nghiệm.
Nếu \({P_1} = {\rm{ }}{P_2}\) thì khi thả tay ra hai vật và ròng rọc đứng yên.
Nếu \({P_1} \bot {P_2}\) thì khi thả tay ra hai vật chuyển động nhanh dần, còn ròng rọc thì quay nhanh dần.
b) Giải thích.
Vì hai vật có trọng lượng khác nhau nên hai nhánh dây tác dụng vào ròng rọc hai lực căng khác nhau nên tổng đại số của hai mômen lực tác dụng vào ròng rọc khác không làm cho ròng rọc quay nhanh dần.
c) Kết luận.
Mômen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.
Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và ngược lại.
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay
Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn \(\mu t = 0,25\). Hãy tính:
a) Gia tốc của vật;
b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba;
c) Đoạn thẳng mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy g = 10 m/s2.
Vật chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ.
Câu a:
Chọn hệ trục tọa độ Oxy có O trùng với vị trí ban đầu khi vật bắt đầu chuyển động. Chiều dương là chiều chuyển động.
Định luật II Niu-tơn cho:
+ + + = m (1)
Chiếu (1) lên Ox, Oy ta có:
(Ox) F - fms = ma (2)
(Oy) N- P = 0 => N = P = mg (3)
Mà fms = µM (4)
(2), (3) và (4) \(\Rightarrow F - \mu mg = ma\)
\(\Rightarrow a =\frac{F- \mu mg}{m}\) =
\(\Rightarrow a = 2,5 m/s^2\)
Câu b:
Ta có: \(v = at\)
\(\Rightarrow v = 2,5.3 = 7,5 m/s\)
Câu c:
Ta có: Quãng đường vật đi được trong 3 giây:
\(s_3=\frac{at_{3}^{2}}{2}=\frac{2,5}{2}. (3^2) = 11,25m\)
Một vật đang quay quanh trục với một tốc độ góc ω=2 rad/s. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì
A. Vật dừng lại ngay.
B. Vật quay chậm dần rồi dừng lại.
C. Vật đổi chiều quay.
D. Vật quay đều với tốc độ góc 2 rad/s.
Chọn đáp án D.
Vật quay đều với tốc độ góc 2 rad/s vì momen lực tác dụng lên nó mất đi nhưng vẫn còn momen quán tính
Một xe ca có khối lượng 1250kg được dùng để kéo một xe móc có khối lượng 325kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc 2,15mm/s2. Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định hợp lực tác dụng lên xe ca.
Gọi mA là khối lượng của xe ca, mB là khối lượng của xe móc.
Chọn trục Ox nằm ngang, chiều dương là chiều chuyển động.
\(F_{hl} = (m_A+m_B)a = (1250 +325). 2,15\)
\(\Rightarrow F_{hl} = 3386,25 N\)
Qua bài giảng Chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như:
Phát biêu được định nghĩa của chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh họa.
Viết được công thức định luật II Newton cho chuyển dộng tịnh tiến.
Nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
Nêu được các yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 21 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Đối với một vật quay quanh một trục cố định. Phát biểu nào sau đây là đúng ?
Momen quán tính của một vật không phụ thuộc vào ?
Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn \(\mu t = 0,25\). Tính đoạn đường mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy g = 10 m/s2.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 21để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 114 SGK Vật lý 10
Bài tập 2 trang 114 SGK Vật lý 10
Bài tập 3 trang 114 SGK Vật lý 10
Bài tập 4 trang 114 SGK Vật lý 10
Bài tập 5 trang 114 SGK Vật lý 10
Bài tập 6 trang 115 SGK Vật lý 10
Bài tập 7 trang 115 SGK Vật lý 10
Bài tập 8 trang 115 SGK Vật lý 10
Bài tập 9 trang 115 SGK Vật lý 10
Bài tập 10 trang 115 SGK Vật lý 10
Bài tập 21.1 trang 48 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.2 trang 48 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.3 trang 48 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.4 trang 48 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.5 trang 49 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.6 trang 49 SBT Vật lý 10
Bài tập 21.7 trang 49 SBT Vật lý 10
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Đối với một vật quay quanh một trục cố định. Phát biểu nào sau đây là đúng ?
Momen quán tính của một vật không phụ thuộc vào ?
Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn \(\mu t = 0,25\). Tính đoạn đường mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy g = 10 m/s2.
Một vật đang quay quanh trục với một tốc độ góc ω=2 rad/s. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì
Một xe ca có khối lượng 1250kg được dùng để kéo một xe móc có khối lượng 325kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc 2,15mm/s2. Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định hợp lực tác dụng lên xe ca.
Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không chuyển động tịnh tiến dưới tác dụng của các lực khi
Hùng và Dũng cùng nhau đẩy một chiếc thùng đựng hàng có trọng lượng 1200 N. Hùng đẩy với một lực 400 N. Dũng đẩy với một lực 300 N. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và sàn nhà là μ = 0,2. Gia tốc trong chuyển động tịnh tiến của thùng là (g = 10 m/s2):
Một khối gỗ có khối lượng M = 30 kg đặt trên một xe lăn có khối lượng m = 20 kg đang đứng yên trên sàn nhà. Xe bắt đầu chịu tác dụng của các lực có hợp lực là F =10 N có phương nằm ngang. Cả xe và gỗ cùng chuyển động tịnh tiến và không địch chuyển so với nhau. Sau bao lâu thì xe đi được 2m?
Một vật rắn có khối lượng m= 10kg được kéo trượt tịnh tiến trên mặt sàn nằm ngang bởi lực F có độ lớn 20 N hợp với phương nằm ngang một góc α=30o. Cho biết hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn nhà là μ = 0,1 (lấy g = 10 m/s2). Quãng đường vật rắn đi được 4 s là
Một ô tô có khối lượng 1 600 kg đang chuyển động thì bị hãm phanh với lực hãm bằng 600 N. Hỏi độ lớn gia tốc mà lực này gây ra cho xe ?
Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho một ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và một ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong?
Có thể áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến được không? Tại sao?
Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định?
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?
Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn \(\mu t = 0,25\). Hãy tính:
a) Gia tốc của vật;
b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba;
c) Đoạn thẳng mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy g = 10 m/s2.
Một vật có khối lượng m = 4,0kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực hợp với hướng chuyển động một góc \(\alpha = 30^o\) (hình 21.6). Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là \(\mu t = 0,30\). Tính độ lớn của lực để:
a) Vật chuyển động với gia tốc bằng 1,25 m/s2;
b) Vật chuyển động thẳng đều. Lấy g = 10 m/s2.
Một xe ca có khối lượng 1250kg được dùng để kéo một xe móc có khối lượng 325kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc 2,15mm/s2. Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định:
a) Hợp lực tác dụng lên xe ca;
b) Hợp lực tác dụng lên xe móc.
Một vật đang quay quanh một trục với tốc độ góc \(\omega = 6,28 rad/s\). Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì
A. vật dừng lại ngay.vật
B. vật đổi chiều quay.
C. vật quay đều với tốc độ góc \(\omega = 6,28 rad/s\).
D. vật quay chậm dần rồi dừng lại.
Chọn đáp án đúng.
Đối với một vật quay quanh một trục cố định, câu nào sau là đúng?
A. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên.
B. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật đang quay sẽ lập tức dừng lại.
C. Vật quay được là nhờ momen lực,tác dụng lên nó.
D. Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn là đã có momen lực tác dụng lên vật
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục không phụ thuộc vào
A. Khối lượng của vật.
B. Hình dạng và kích thước của vật.
C. Tốc độ góc của vật.
D. Vị trí của trục quay.
Chọn đáp án đúng.
Một thanh cứng có khối lượng có thể quay trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh một trục thẳng đứng đi qua trung điểm O của thanh. Trên thanh có gắn hai hình trụ giống nhau nhưng ở những vị trí khác nhau như hình 21.1. Hỏi trong trường hợp nào vật (bao gồm thanh và hai hình trụ) có mức quán tính đối với trục quay là bé nhất ?
A. Hình 21.1a. B. Hình 21.1b.
C. Hình 21.1c. D. Hình 21.1d.
Một ô tô có khối lượng 1 600 kg đang chuyển động thì bị hãm phanh với lực hãm bằng 600 N. Hỏi độ lớn và hướng của vectơ gia tốc mà lực này gây ra cho xe ?
Một xe tải không chở hàng đang chạy trên đường. Nếu người lái xe hãm phanh thì xe trượt đi một đoạn đường s thì dừng lại.
a) Nếu xe chở hàng có khối lượng bằng khối lượng của xe thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?
b) Nếu tốc độ của xe chỉ bằng một nửa lúc đầu thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?
Cho rằng lực hãm không thay đổi.
Một vật có khối lượng 1,0 kg đang nằm yên trên sàn nhà. Người ta kéo vật bằng một lực nằm ngang làm nó đi được 80 cm trong 2 s. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là 0,30. Lấy g = 9,8 m/s2.
a) Tính lực kéo.
b) Sau quãng đường ấy, lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật chuyển động thẳng đều ?
Một người kéo một cái hòm có khối lượng 32 kg trên nên nhà băng một sợi dây chếch 30° so với phương ngang. Lực kéo dây là 120 N. Hòm chuyển động thẳng với gia tốc 1,2 m/s2. Tính hệ số ma sát trượt giữa hòm và nền nhà.
Một vật trượt từ trạng thái nghỉ xuống một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α so với phương ngang.
a) Nếu bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng thì vật trượt được 2,45 m trong giây đầu tiên. Tính góc a. Lấy g = 9,8 m/s2.
b) Nếu hộ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,27 thì trong giây đầu tiên vật trượt được một đoạn đường bằng bao nhiêu ?
Hai người kéo một chiếc thuyền dọc theo một con kênh. Mỗi người kéo bằng một lực F1 = F2 = 600 N theo hướng làm với hướng chuyển động của thuyền một góc 30°(H.21.2). Thuyền chuyển động với vận tốc không đổi. Hãy tìm lực cản F3 của nước tác dụng vào thuyền.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *