Chuyên đề vật lý lớp 10 Lực hướng tâm

CHUYÊN ĐỀ: LỰC HƯỚNG TÂM

hanhatsi@gmail.com – ĐT,FB,ZL: 0973.055.725 [1]

CHUYÊN ĐỀ 6: LỰC HƯỚNG TÂM

Bài 1: Một vật có khối lượng 1kg chuyển động tròn đều trên đường tròn có bán kính là 10 cm. Thì lực hướng tâm tác dụng lên vật 10N. Xác định tốc độ góc của vật. Hướng dẫn Ta có lực hướng tâm

( ) 2 10 . . 10 / 1.0,2

ht ht

F F m r rad s mr   =  = = =

Bài 2: Một vật có khối lượng 2kg chuyển động tròn đều trên đường tròn có bán kính 50cm có tốc độ 4 vòng/s. Xác định lực hướng tâm tác dụng lên vật. Hướng dẫn Ta có ( ) 2 . 2 .4 25,12 / f rad s     = = =

Lực hướng tâm ( )

2 2 . . 2. 25,12 .0,5 631 ht F m r N  = = =

Bài 3: Cho một đĩa nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc n=30 ( vòng/phút ). Đặt một vật có khối lượng m lên đĩa cách trục quay 20cm. Hỏi hệ số ma sát bằng bao nhiêu để vật không trươt trên đĩa ? Lấy

( ) = = 2 2 g 10 m / s

Hướng dẫn

Ta có ( )  = =  2 30. rad / s 60

Để vật không bị trượt ra khỏi bàn: qtlt ms F F 

2. . . . m r N m g      =

2 2 . .0,2 0,2 10 r g      = =

Bài 4: Một vật được đặt tại mép một mặt bàn tròn có bán kính 80cm, bàn quay đều quanh trục thẳng đứng qua tâm O của mặt bàn với tốc độ góc . Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 2. Hỏi  có giá trị max là bao nhiêu để vật không bị trượt ra khỏi bàn.Lấy g= 10m/s2 Hướng dẫn Để vật không bị trượt ra khỏi bàn: qtlt ms F F 

2. . . . m r N m g      =

( ) . 2.10 5 / 0,8 g rad s r     = =

Bài 5: Một Ô tô chạy qua một đoạn đường đèo vào khúc cua được coi như là một cung tròn có bán kính cong là 200cm.Hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và mặt đường là 0,8.Hỏi ô tô chỉ được chạy với vận tốc tối đa bằng bao nhiêu để không rơi khỏi đoạn đường đèo, khi đó tốc độ góc của ô tô là bao nhiêu ?. Hướng dẫn Để Ô tô không bị trượt khỏi đoạn đường đèo thì: qtlt ms F F 

DeThi.edu.vn

CHUYÊN ĐỀ: LỰC HƯỚNG TÂM

hanhatsi@gmail.com – ĐT,FB,ZL: 0973.055.725 [2]

2

. . . mv N m g r     =

( ) . . 2.0,8.10 4 / v r g m s    = =

( ) 4 4 2 / 2 v r rad s    =    =

Bài 6: Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật m = 100g đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá n1 = 2 vòng/s, lò xo không biến dạng. Nếu

số vòng quay tăng chậm đến n2 = 5 vòng/s lò xo giãn dài gấp đôi. cho = 2 10 Tính độ cứng k của lò xo. Hướng dẫn Ta có =  2 .n Khi số vòng quay là n1 : Lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ cực đại :

( )  = 0 2 1 ms m l F 1

Khi số vòng quay là n2 : Lực hướng tâm là tổng lực của lực đàn hồi và lực ma sát nghỉ cực đại.

( ) + = 2 0 ms 2 0 kl F 2m l 2

Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta có : ( ) ( ) ( )  =  − = − = 2 2 2 2 2 2 1 k 4 m 2n n 4.10.0,1. 2.5 2 184 N / m

Bài 7: Một ôtô có khối lượng là 2tấn đang chuyển động với vận tốc 18km/h, lấy g = 10m/s2 bỏ qua ma sát. Tìm lực nén của ôtô lên cầu khi đi qua điểm giữa cầu ? , biết cầu có bán kính 400 cm a. Cầu võng xuống. b. Cầu võng lên. Hướng dẫn Ta có = = v 18km / h 5m / s

Khi đi qua điểm giữa quả cầu vật chịu tác dụng của các lực N,P

a. Theo định luật II Newton ta có . ht N P m a + =

Chọn trục toạ độ Ox có chiều dương hướng vào tâm:  − = ht N P ma

 = + = + 2

ht

v N ma P m mg r

( )  = + = 2 5 N 2000. 2000.10 32500 N 4

b. Theo định luật II Newton ta có . ht N P m a + =

Chọn trục toạ độ Ox, chiều dương hướng vào tâm:  − = ht P N ma

2

ht

mv N P ma mg r  = − = −

( )  = − = 2 5 N 2000.10 2000. 7500 N 4

Bài 8: Một người diễm viên xiếc đi xe đạp trên vòng xiếc bán kính 10m, biết khối lượng tổng cộng lag 60kg. Lấy g=10m/s2 a. Để phải đi qua điểm cao nhất của vòng với vận tốc tối thiểu bằng bao nhiêu để người diễn viên và xe đạp không rơi khỏi vòng

DeThi.edu.vn