Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý thầy cô, các em học sinh đang trong quá trình ôn tập bộ Bài tập trắc nghiệm về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng Vật lý 10, tài liệu bao gồm 15 trang, tuyển chọn Bài tập trắc nghiệm về lực ma sát khi vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng có phương pháp giải chi tiết và bài tập có đáp án (có lời giải), giúp các em học sinh có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình ôn tập, củng cố kiến thức và chuẩn bị cho kì thi môn Vật lý sắp tới. Chúc các em học sinh ôn tập thật hiệu quả và đạt được kết quả như mong đợi.

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:  $\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+\mathrm{...}+\overrightarrow{F_n}=m.\overrightarrow{a}$    (1) + Chiếu (1) lên trục Ox: $F_{1x}+F_{2x}+\mathrm{...}+F_{nx}=m.a$ (2) + Chiếu (1) lên Oy: $F_{1y}+F_{2y}+\mathrm{...}+F_{ny}=0$ (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

Câu 4. Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động theo trục Ox (trên một mặt ngang), dưới tác dụng của lực F→ nằm ngang có độ lớn không đổi. Xác định gia tốc chuyển động của vật trong hai trường hợp:

a. Không có ma sát.

b. Hệ số ma sát trượt trên mặt ngang bằng μ_t

Lời giải:

- Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo F→, lực ma sát F_ms→, trọng lực P→, phản lực N→

- Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.

Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng vectơ:

F→ + F_ms→ + P→ + N→ = m.a→     (1)

Chiếu (1) lên trục Ox:

F – F_ms = ma     (2)

Chiếu (1) lên trục Oy:

       - P + N = 0     (3)

N = P và F_ms = μ_t.N

Vậy:

+ Gia tốc a của vật khi có ma sát là:

+ Gia tốc a của vật khi không có ma sát là:

Câu 5. Một học sinh đẩy một hộp đựng sách trượt trên sàn nhà. Lực đẩy ngang là 180 N. Hộp có khối lượng 35 kg. Hệ số ma sát trượt giữa hộp và sàn là 0,27. Hãy tìm gia tốc của hộp. Lấy g = 9,8 m/s².

Lời giải:

Hộp chịu tác dụng của 4 lực: Trọng lực P→, lực đẩy F→, lực pháp tuyến N→ và lực ma sát trượt của sàn.

Áp dụng định luật II Niu-tơn theo hai trục toạ độ:

Ox: Fx = F – F_ms = ma_x = ma

Oy: Fy = N – P = ma_y = 0

Fms = μN

Giải hệ phương trình:

N = P = mg = 35.9,8 = 343 N

Fms = μN= 0.27. 343 = 92.6 N

a = 2,5 m/s² hướng sang phải.

Câu 6. Hai vật cùng khối lượng m = 1 kg được nối với nhau bằng sợi dây không dẫn và khối lượng không đáng kể. Một trong 2 vật chịu tác động của lực kéo F→ hợp với phương ngang góc a = 30°. Hai vật có thể trượt trên mặt bàn nằm ngang góc α = 30°. Hệ số ma sát giữa vật và bàn là 0,268. Biết rằng dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 10 N. Tính lực kéo lớn nhất để dây không đứt. Lấy √3 = 1,732.

Lời giải:

Vật 1 có:

Chiếu xuống Ox ta có: F.cos 30° - T₁ - F₁ms = m₁a₁

Chiếu xuống Oy: F.sin30° - P₁ + N₁ = 0

Và F₁ms = k.N₁ = k (mg - Fsin30°)

⇒ F.cos30° - T₁k.(mg - Fsin30°) = m₁a₁      (1)

Vật 2 có:

Chiếu xuống Ox ta có: T - F₂ms = m₂a₂

Chiếu xuống Oy: - P₂ + N₂ = 0

Mà F₂ms = k N₂ = km₂g

⇒ T₂ - k m₂g = m₂a₂

Hơn nữa vì m₁ = m₂ = m; T₁ = T₂ = T ; a₁ = a₂ = a

⇒ F.cos30° - T – k (mg - Fsin30°) = ma     (3)

⇒ T - kmg = ma     (4)

Từ (3) và (4)

Vậy Fmax = 20 N.