Một vật khối lượng 2kg đang chuyển động với vận tốc 25m/s thì trượt lên dốc. Biết dốc dài 50m, đỉnh dốc cao 14m, hê số ma sát giữa vạt và mặt dốc là 0,25. Cho g=10m/s2.
a, Tính công trọng lực, công của lực ma sát
b, Tính vận tốc của vật ở đỉnh dốc
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn đáp án B
+ Khi vật dừng lại thì v = 0 m/s
+ Gọi s là quãng đường tối đa mà vật đi được cho đến khi dừng lại
Vật đi hết dốc.
+ Vận tốc ở đỉnh dốc
+ Ta có:
a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
Vật chịu tác dụng của các lực N → ; P → ; f → m s
Theo định luật II newton ta có: N → + P → + f → m s = m a →
Chiếu Ox ta có − P x − f m s = m a
⇒ − P sin α − μ N = m a ( 1 )
Chiếu Oy: N = P y = P cos α ( 2 )
Thay (2) vào (1) ⇒ − P sin α − μ P cos α = m a
⇒ a = − g sin α − μ g cos α
Mà sin α = 14 50 = 7 25 ; cos α = 50 2 − 14 2 50 = 24 25
⇒ a = − 10. 7 25 − 0 , 25.10. 24 25 = − 5 , 2 m / s 2
b. Khi vật dừng lại thì v = 0 m / s
Gọi s là quãng đường tối đa mà vật đi được cho đến khi dừng lại : ⇒ s = v 2 − v 0 2 2. a = 0 2 − 25 2 2. − 5 , 2 = 60 , 1 m > 50
Vậy vật đi hết dốc. Vận tốc ở đỉnh dốc:
v 1 2 − v 0 2 = 2 a s 1 ⇒ v 1 = 2 a s 1 + v 0 2 = 2. − 5 , 2 .50 + 25 2 = 10 , 25 m / s
v 1 = v 0 + a t 1 ⇒ t 1 = v − v 0 a = 10 , 25 − 25 − 5 , 2 = 2 , 84 s
Chọn đáp án A
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
Vật chịu tác dụng của các lực
Theo định luật II newton ta có:
Chiếu Ox ta có
Chiếu Oy:
Thay (2) vào (1)
a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
Vật chịu tác dụng của các lực N → ; P → ; f → m s
Theo định luật II newton ta có: N → + P → + f → m s = m a →
Chiếu Ox ta có − P x − f m s = m a
⇒ − P sin α − μ N = m a ( 1 )
Chiếu Oy: N = P y = P cos α ( 2 )
Thay (2) vào (1) ⇒ − P sin α − μ P cos α = m a
⇒ a = − g sin α − μ g cos α
Mà sin α = 30 50 = 3 5 ; cos α = 50 2 − 30 2 50 = 4 5
⇒ a = − 10. 3 5 − 0 , 25.10. 4 5 = − 8 m / s 2
Khi lên tới đỉnh dốc thì v = 0 m / s ta có
v 2 − v 0 2 = 2 a s ⇒ 0 2 − v 0 2 = 2. − 8 .50 ⇒ v 0 = 20 2 m / s
b. Khi lên đỉnh dốc thì vật tụt dốc ta có: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
Vật chịu tác dụng của các lực N → ; P → ; f → m s
Theo định luật II newton ta có: N → + P → + f → m s = m a → 1
Chiếu Ox ta có: P x − f m s = m a 1
⇒ P sin α − μ N = m a 1 ( 1 )
Chiếu Oy: N = P y = P cos α ( 2 )
Thay (2) vào (1)
⇒ P sin α − μ P cos α = m a 1 ⇒ a 1 = g sin α − μ g cos α
⇒ a 1 = 10. 3 5 − 0 , 25.10. 4 5 = 4 m / s 2
Áp dụng công thức
v 2 2 − v 2 = 2 a 1 s ⇒ v 2 = 2. a 1 . s = 2.4.0 , 5 = 2 m / s
Thời gian vật lên dốc
v = v 0 + a t 1 ⇒ t 1 = − v 0 a = − 20 2 − 8 = 5 2 2 s
Thời gian xuống dốc
v 2 = v + a 1 t 2 ⇒ t 2 = v 2 a 1 = 2 4 = 0 , 5 s
Thời gian chuyển động kể từ khi bắt đầu lên dốc cho đến khi xuống đến chân dốc : t = t 1 + t 2 = 5 2 2 + 0 , 5 = 4 , 04 s
Chọn đáp án A
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
Vật chịu tác dụng của các lực
Theo định luật II newton ta có:
Chiếu Ox ta có
Chiếu Oy:
Thay (2) vào (1)
Suy ra a=-8
+ Khi lên đỉnh dốc thì v = 0 (m/s) ta có
a. Ta có
sin α = 1 2 ; cos α = 3 2
Công của trọng lực
A P = P x . s = P sin α . s = m g sin α . s A P = 2.10. 1 2 .2 = 20 ( J )
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m g cos α . s A f m s = − 1 3 .2.10. 3 2 .2 = − 20 ( J )
b. Áp dụng định lý động năng
A = W d B − W d A ⇒ A P → + A f → m s = 1 2 m v B 2 − 1 2 m v A 2 ⇒ 20 − 20 = 1 2 .2 v B 2 − 1 2 .2.2 2 ⇒ v B = 2 ( m / s )
c. Áp dụng định lý động năng
A = W d C − W d B ⇒ A f → m s = 1 2 m v C 2 − 1 2 m v B 2
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m g . s / = − μ .2.10.2 = − μ 40 ( J )
Dừng lại
v C = 0 ( m / s ) ⇒ − μ 40 = 0 − 1 2 .2.2 2 ⇒ μ = 0 , 1
Chọn đáp án B
+ Khi lên đỉnh dốc thì vật tụt dốc ta có hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động
+ Vật chịu tác dụng của các lực
+ Theo định luật II Newton ta có:
+ Chiếu lên Ox ta có:
+ Chiếu lên Oy:
Thay (2) vào (1)
+ Áp dụng công thức:
+ Thời gian vật lên dốc:
+ Thời gian xuống dốc:
= 0,5s
+ Thời gian chuyển động kể từ lúc bắt đầu lên dốc cho đến khi xuống
a) Ta có: gia tốc \(a=-g\left(\sin a+k\cos a\right)\)
Thay số ta được: \(a=-5,2\) m/s
b) Quãng đường vật có thể đi được cho đến khi vận tốc giảm đến 0 (nếu dốc đủ dài): Từ :
\(v^2-v^2_0=2as\rightarrow s=\frac{-v^2_0}{2a}=\frac{-25^2}{-2.5,2}=60,1\) mét
Vì s > 50m nên vật sẽ lên hết dốc. Khi lên đến đỉnh dốc vật đã đi được quãng đường bằng l=50m.
Vận tốc của vật ở đỉnh dốc:
\(v=\sqrt{al+v^2_0}=10,25\) (m/s)
Thời gian vật lên dốc:
\(t=\frac{v-v_0}{a}=2,84\) s
giải
a) áp dụng định luật 2 Niu-tơn chiếu
\(oy:N=m.g.\cos\alpha=2.10\frac{\sqrt{50^2-14^2}}{50}\)
\(Fms=\mu.N=0,25.2.10.\frac{\sqrt{50^2-14^2}}{50}\)
\(Ams=-Fms.l=-0,25.2.10.\frac{\sqrt{50^2-14^2}}{50}.50=-240\left(J\right)\)
\(Ap=-m.g.h=-2.10.14=-280\left(J\right)\)
b)định lý động năng
\(\frac{1}{2}.m.\left(v^2-25^2\right)=Ap+Ams\)
\(\Rightarrow\frac{1}{2}.2.\left(v^2-25^2\right)=-280-240\)
\(\Rightarrow v=10,25m/s\)
Cảm ơn