Bài tập về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng có đáp án

Tài liệu Bài tập về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng gồm nội dung chính sau:

• Phương pháp

–          Tóm tắt lý thuyết ngắn gọn Lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

1.      Ví dụ minh họa

–          Gồm 3 ví dụ minh họa đa dạng có đáp án và lời giải chi tiết Bài tập về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

2.      Bài tập và lời giải bài tập tự luyện

–          Gồm 11 bài tập tự luyện có đáp án và lời giải chi tiết giúp học sinh tự rèn luyện cách giải các dạng Bài tập về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng.

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:

Bài tập về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng

·        Phương pháp:

+ Cho hệ quy chiếu Oxy với Ox là trục song song với mặt phẳng chuyển động. Trục Oy là trục vuông góc với chuyển động + Phân tích các lực tác dụng lên vật. + Công thức lực ma sát: Fms = ${\mu }_t$.N + Áp dụng phương trình định luật II:  $\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+\mathrm{\dots }+\overrightarrow{F_n}=m.\overrightarrow{a}$    (1) + Chiếu (1) lên trục Ox: $F_{1x}+F_{2x}+\mathrm{\dots }+F_{nx}=m.a$ (2) + Chiếu (1) lên Oy: $F_{1y}+F_{2y}+\mathrm{\dots }+F_{ny}=0$ (3) + Từ (2) và (3) suy ra đại lượng cần tìm + Có thể áp dụng các công thức về chuyển động thẳng biến đổi đều

  $v=v_0+at$ ; $v^2-v_0^2=2as$; $s=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2$

Trường hợp 1: KHI VẬT CHUYỂN ĐỘNG ĐI LÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG MỘT GÓC α

·        Phương pháp:

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động Vật chịu tác dụng của các lực  $\overrightarrow{F};\overrightarrow{N};\overrightarrow{P};{\overrightarrow{f}}_{ms}$ Theo định luật II newton ta có: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F}+{\overrightarrow{f}}_{ms}=m\overrightarrow{a}$     Chiếu Ox ta có:   $F-P_x-f_{ms}=ma$  $\Rightarrow F-P\sin \alpha -\mu N=ma\begin{array}{cc}& \left(1\right)\end{array}$ Chiếu Oy: $N=P_y=P\cos \alpha \begin{array}{cc}& \left(2\right)\end{array}$  Thay (2) vào (1)  $\Rightarrow F-P\sin \alpha -\mu P\cos \alpha =ma$ Áp dụng các công thức biến đổi đều tính ra các giá trị

1.     VÍ DỤ MINH HỌA

Câu 1. Một vật đặt ở chân mặt phẳng nghiêng một góc a = 30⁰ so với phương nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là m = 0,2 . Vật được truyền một vận tốc ban đầu v₀ = 2 (m/s) theo phương song song với mặt phẳng nghiêng và hướng lên phía trên. Sau bao lâu vật lên tới vị trí cao nhất ?

A. 0,4s                            B. 0,1s                                    

C.  0,2s                           D. 0,3s

Lời giải: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động Vật chịu tác dụng của các lực $\overrightarrow{N};\overrightarrow{P};{\overrightarrow{f}}_{ms}$  Theo định luật II newton ta có:  $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}+{\overrightarrow{f}}_{ms}=m\overrightarrow{a}$    Chiếu Ox ta có: $-P_x-f_{ms}=ma$     $\Rightarrow -P\sin \alpha -\mu N=ma\begin{array}{cc}& \left(1\right)\end{array}$ Chiếu Oy: $N=P_y=P\cos \alpha \begin{array}{cc}& \left(2\right)\end{array}$  Thay (2) vào (1)  $\Rightarrow -P\sin \alpha -\mu P\cos \alpha =ma$ $\Rightarrow a=-g\sin {30}^0-\mu g\cos {30}^0=-10.\frac{1}{2}-0,\mathrm{2.10.}\frac{\sqrt{3}}{2}=-6,73\left(m/s^2\right)$ Khi lên tới vị trí cao nhất thì  $v=0\left(m/s\right)$ Áp dụng công thức  $v=v_0+at\Rightarrow t=\frac{v-v_0}{a}=\frac{0-2}{-6,73}\approx 0,3\left(s\right)$ Chọn đáp án D

Câu 2. Một vật đặt ở chân mặt phẳng nghiêng một góc a = 30⁰ so với phương nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là m = 0,2 . Vật được truyền một vận tốc ban đầu v₀ = 2 (m/s) theo phương song song với mặt phẳng nghiêng và hướng lên phía trên. Quãng đường vật đi được cho tới vị trí cao nhất là bao nhiêu ?  

A. 0,3m                          B. 0,1m                         

C.  0,2m                         D. 0,4m

Lời giải:

 Áp dụng công thức $s=v_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^2=2.0,3+\frac{1}{2}.\left(-6,73\right).0,3^2=0,3\left(m\right)$

Chọn đáp án A

Câu 3. Cho một mặt phẳng nghiêng một góc $\alpha ={30}^0$.Dặt một vật có khối lượng 6kg rồi tác dụng một lực là 48N song song với mặt phẳng nghiêng làm cho vật chuyển động đi lên nhanh dần đều, biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,3. Xác định quãng đường vật đi được trong giây thứ 2.

A. 0,3m                          B. 0,1m                         

C.  0,6m                         D. 0,4m

Lời giải: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động Vật chịu tác dụng của các lực $\overrightarrow{F};\overrightarrow{N};\overrightarrow{P};{\overrightarrow{f}}_{ms}$  Theo định luật II newton ta có: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F}+{\overrightarrow{f}}_{ms}=m\overrightarrow{a}$     Chiếu Ox ta có $F-P_x-f_{ms}=ma$   $\Rightarrow F-P\sin \alpha -\mu N=ma\begin{array}{cc}& \left(1\right)\end{array}$    Chiếu Oy: $N=P_y=P\cos \alpha \begin{array}{cc}& \left(2\right)\end{array}$  Thay (2) vào (1) $\Rightarrow F-P\sin \alpha -\mu P\cos \alpha =ma$

$\Rightarrow a=\frac{F-mg.\sin {30}^0-\mu mg\cos {30}^0}{m}=\frac{48-\mathrm{6.10.}\frac{1}{2}-0,\mathrm{3.6.10.}\frac{\sqrt{3}}{2}}{6}\approx 0,4\left(m/s^2\right)$  

Áp dụng công thức:  $s=\frac{1}{2}a{t}^2$

Quãng đường chuyển động được sau 2s là  $s_2=\frac{1}{2}a{t}_2^2=0,5.0,{4.2}^2=0,8\left(m\right)$

Quãng đường chuyển động được sau 1s là  $s_2=\frac{1}{2}a{t}_1^2=0,5.0,{4.1}^2=0,2\left(m\right)$

Quãng đường chuyển động được trong giây thứ 2 là:  $\Delta s=s_2-s_1=0,8-0,2=0,6m$

Chọn đáp án C

Xem thêm