Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học
Hướng dẫn giải Bài 4 (Trang 82 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)

Hai vật có khối lượng lần lượt là m= 5 kg và m2 = 10 kg được nối với nhau

bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm ngang. Kéo

vật 1 bằng một lực F nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số ma sát giữa mỗi vật

và mặt sàn là µ = 0,2. Lấy g = 9,8 m/s2. Tính gia tốc của mỗi vật và lực căng của

dây nối.

Lời giải:

Coi các vật là chất điểm, phân tích các lực tác dụng lên các vật tại trọng tâm của chúng

gồm có:

Vật 1: lực kéo, trọng lực, phản lực, lực ma sát, lực căng dây.

Vật 2: lực căng dây, phản lực, lực ma sát, trọng lực.

Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được nối

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ:

Vật 1:

Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được nối

- Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật 1 theo hai trục Ox, Oy:

{Oy: Fy=N1-P1=0 (2)Ox: Fx=F-Fms1-T1=m1.ax=m1a1 (1)

Mà Fms1 = µ.N1

Giải hệ phương trình có:

Từ (2) ta được: N1 = P1 = m1g

=> Fms1 = µ.N1 = µm1g

Thay vào (1) ta được:

=> F = µm1g - T1 = m1a1 => T1 = F - µm1g - m1a1

Vật 2:

Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được nối

- Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật 2 theo hai trục Ox, Oy:

{Oy: Fy=N2-P2=0 (4)Ox: Fx=T2-Fms2=m2.ax=m2.a2 (3)

Mà Fms2 = µ.N2

Giải hệ phương trình có:

Từ (4) ta được: N2 = P2 = m2g

=> Fms2 = µ.N2 = µm2g

Thay vào (3) ta được:

=> T2 - µm2g = m2a2 => T2 = µm2g + m2a2

Do hệ 2 vật được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn nên ta có:

T1 = T2 => F - µm1g - m1a1 = µm2g + m2a2

Bên cạnh đó hệ hai vật chuyển động với cùng gia tốc nên ta có: a1 = a2 = a

=> F - µm1g - m1a = µm2g + m2a => a=F-μm1g-μm2gm1+m2=1,04 m/s2

Lực căng dây nối: T1 = T2 = µm2g + m2a = 30N

Cách khác: có thể viết định luật 2 Newton cho hệ 2 vật vào một phương trình đều được,

khi đó biện luận cho lực căng dây, gia tốc để giải ngắn gọn hơn.

Xem lời giải bài tập khác cùng bài
Chuyên đề bổ trợ kiến thức lớp 10
action
thumnail

Động học chất điểm

Lớp 10Vật lí51 video
action
thumnail

Động lực học chất điểm

Lớp 10Vật lí52 video
action
thumnail

Cân bằng và chuyển động của vật rắn

Lớp 10Vật lí29 video