TopStudy

Vật lí · Lớp 10

Bài tập Bài 21. Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm có đáp án

9 câu · 14 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Tự luận

Câu 1

1 điểm

Em nhận xét gì về mặt đường đua trong Hình 21.1? Tại sao người ta phải xây dựng mặt đường ở một số đoạn vòng cung có độ nghiêng so với phương ngang như vậy?

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì khi vào đoạn đường cong, sẽ xuất hiện lực hướng tâm.

- Nếu đi trên đoạn đường thẳng thì trọng lực và phản lực của xe cân bằng với nhau.

- Nếu đi vào đoạn đường cong, lúc này lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm.

Do đó xuất hiện phản lực của lực hướng tâm chính là lực li tâm có xu hướng kéo vật ra khỏi quỹ đạo chuyển động cong, nếu lực ma sát nghỉ không đủ lớn để thắng được lực li tâm thì xe sẽ bị văng ra khỏi quỹ đạo. Dẫn đến người ta phải tạo độ nghiêng cho đoạn đường cong so với phương ngang, để tăng độ lớn cho lực hướng tâm.

Câu 2

1 điểm

Trong hệ Mặt Trời, chuyển động của một số hành tinh như Trái Đất được xem gần đúng là chuyển động tròn đều xung quanh Mặt Trời (Hình 21.3). Lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm trong chuyển động này của Trái Đất?

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.

Câu 3

1 điểm
Vinasat – 1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh (có vị trí cố định trong không gian so với Trái Đất) đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ năm 2008. Biết khối lượng vệ tinh là m = 2,7 tấn và vệ tinh có quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng xích đạo cách tâm Trái Đất 42000 km. Hãy xác định độ lớn lực hướng tâm do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh.
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Chu kì quay của vệ tinh quanh Trái Đất là 1 ngày đêm (vì vệ tinh có vị trí cố định trong không gian so với trái đất nên nó có chu kì quay bằng với chu kì tự quay của Trái Đất).

T=86400 s⇒ω=2πT=7,27.10−5 rad/sT=86400\ s\Rightarrow ω=\frac{2π}{T}=7,{27.10}^{-5}\ rad/s

Độ lớn lực hướng tâm: Fht=mω2R=2,7.1000.(7,27.10−5)2.42000.1000=600 N{F}_{ht}=m{ω}^{2}R=2{,}7.1000.{(7,{27.10}^{-5})}^{2}.42000.1000=600\ N

Câu 4

1 điểm
Khi ô tô chạy theo đường vòng cung, tài xế cần lưu ý những điều gì để tránh xảy ra tai nạn?
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Khi ô tô chạy theo đường vòng cung, tài xế cần lưu ý một số điều sau để tránh xảy ra tai nạn giao thông:

- Giảm tốc độ

- Chú ý quan sát

Câu 5

1 điểm
Cho bán kính cung tròn mà xe chạy theo bằng 35,0 m, hệ số ma sát nghỉ giữa mặt đường và bánh xe bằng 0,523. Xác định tốc độ tối đa để xe có thể đi vào đoạn đường cung tròn an toàn.
Xem đáp án và lời giải

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Tốc độ tối đa: v=μ.g.R=0,523.9,8.35=13,4 m/sv=\sqrt{μ.g.R}=\sqrt{0{,}523.9{,}8.35}=13{,}4\ m/s

Câu 6

1 điểm
Khi xe chạy theo đường vòng cung nằm ngang, tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn phụ thuộc như thế nào vào hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn? Tốc độ này có phụ thuộc trọng lượng của xe không? Từ đó, hãy đề xuất những yếu tố quan trọng cần lưu ý khi thiết kế cầu đường có hình vòng cung.
Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm

Một đầu của dây nhẹ dài 0,80 m được buộc một vật có khối lượng 3,00 kg. Vật chuyển động tròn đều quanh đầu kia của dây trên mặt bàn nằm ngang (Hình 21P.1). Giả sử không có ma sát giữa vật và mặt bàn. Khi tốc độ quay của dây là 1,6 vòng/s thì dây đứt. Tính lực căng dây lớn nhất.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm
Mô hình đơn giản của nguyên tử hydrogen giả sử rằng electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với tốc độ bằng 2,2.106^{6} m/s. Quỹ đạo chuyển động có bán kính bằng 0,53.10−10^{-10} m. Hãy tính độ lớn của lực tương tác giữa electron và hạt nhân.
Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm

Một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng 0,50 kg, được buộc vào đầu một dây có chiều dài 1,5 m. Vật chuyển động đều trên đường tròn nằm ngang (Hình 21P.2). Cho biết dây chỉ chịu được lực căng tối đa bằng 50 N. Hãy tính tốc độ quay lớn nhất của vật để dây không bị đứt.

Hình minh hoạ

Xem đáp án và lời giải

Tất cả đề Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm · Các bộ sách Vật lí Lớp 10