9 ví dụ về câu hỏi trên mặt phẳng nghiêng
Hãy nghiên cứu kỹ các định luật Newton , lực pháp tuyến và lực ma sát để hiểu rõ hơn về vấn đề này.
1. Một khối lượng 5 kg được thả rơi trên một mặt phẳng nghiêng nhẵn như hình vẽ! (g = 10 ms −2 và tg 37 o = 3/4). Gia tốc của khối lượng là...
A. 4,5 ms-2
B. 6,0 ms −2
C. 7,5 ms −2
D. 8,0 ms −2
E. 10,0 ms −2
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m = 5 kg, g = 10 m/ s²
w = mg = (5)(10) = 50 N
chiều dài cạnh đáy = 4
độ dài cạnh thẳng đứng = 3
Vì cạnh đáy bằng 4 và cạnh thẳng đứng bằng 3 nên cạnh huyền bằng 5. Bạn có thể chứng minh điều này bằng công thức Pitago.
Câu hỏi: Gia tốc của khối (a)?
Hàm:
Lực làm cho khối vật chuyển động là w x . Mặt phẳng nghiêng nhẵn nên không có ma sát.
wx = w sin θ = (w)(cạnh thẳng đứng / cạnh huyền) 
w x = (50)(3/5)
w x = 30 Newton
Gia tốc (a) của khối vật là bao nhiêu?
Σ F = ma
w x = ma
30 = (5) a
a = 30/5
a = 6 m/ s²
Đáp án đúng là B.
2. Hãy nhìn vào hình! Một khối vật ban đầu đứng yên, sau đó được kéo lên trên bằng một lực F song song với mặt phẳng nghiêng. Khối lượng của khối vật là 8 kg, hệ số ma sát µs = 0,5 và θ = 45 ° . Để khối vật chuyển động chính xác lên trên, lực F phải là…
A. 40N
B. 60N
C. 60√2 N
D. 80N
E. 80√2 N
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Hệ số ma sát tĩnh (µs ) = 0,5
Góc (θ) = 45 o
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Khối lượng của khối (m) = 8 kg
Khối lượng của khối (w) = mg = (8 kg)(10 m/s² ) = 80 kg m/s² = 80 Newton
Câu hỏi : Độ lớn của lực F để khối vật chuyển động lên trên là bao nhiêu?
Trả lời :
Khối sẽ di chuyển lên trên nếu F ≥ w x + f s.
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
w x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Thành phần trọng lực vuông góc với mặt phẳng nghiêng :
w y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Lực pháp tuyến :
N = w y = 40√2
Lực ma sát tĩnh :
fs = µs N = (0,5)(40√2) = 20√2
Độ lớn của lực F sao cho khối vật chuyển động lên trên. :
F ≥ w x + f s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
Đáp án đúng là C.
3. Một khối có khối lượng 8 kg được đặt trên một mặt phẳng nghiêng nhám như hình vẽ bên dưới. Lực ngoại lực tối thiểu cần thiết để ngăn khối trượt xuống là… (sin 37 ° = 0,6, cos 37 ° = 0,8, g = 10 ms⁻² , µk = 0,1)
A. 6,4N
B. 4,6N
C. 48,5N
D. 54,4N
E. 68,8 N
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của khối (m) = 8 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Trọng lượng của khối (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Sin 37 ° = 0,6
Cos 37 o = 0,8
Hệ số ma sát động (µ k ) = 0,1
N = w y = w cos 37 o = (80)(0,8) = 64 Newton
Câu hỏi : Lực ngoại lực tối thiểu (F) cần thiết để nâng đỡ khối vật sao cho nó không bị trượt xuống là bao nhiêu?
Jawab :
Khối vật không trượt xuống nếu F = w x
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
w x = w sinθ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f k = µ k N = (0,1)(64) = 6,4
Lực F tối thiểu để khối vật không bị trượt xuống. :
F + f k – w x = 0
F = w x – f k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton
4. Một vật có khối lượng 5,0 kg được kéo lên một mặt phẳng nghiêng nhám bằng một lực 71 N (g = 10 m s⁻² , sin 37 ° = 0,6, cos 37 ° = 0,8). Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,4, thì gia tốc mà vật trải qua là…
A. 0,5 ms-2
B. 2 ms -2
C. 2,5 ms -2
D. 3 ms -2
E. 5 ms -2
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của vật (m) = 5 kg
4. Đề thi Vật lý Quốc gia THPT năm 2012/2013, Đề thi SA 67, Số 5
Một vật có khối lượng 5,0 kg được kéo lên một mặt phẳng nghiêng nhám bằng một lực 71 N (g = 10 m s⁻² , sin 37 ° = 0,6, cos 37 ° = 0,8). Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,4, thì gia tốc mà vật trải qua là…
A. 0,5 ms -2
B. 2 ms -2
C. 2,5 ms -2
D. 3 ms -2
E. 5 ms -2
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của vật (m) = 5 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Trọng lượng vật thể (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
Lực F = 71 Newton
Sin 37 ° = 0,6
Cos 37 o = 0,8
Hệ số ma sát = 0,4
Câu hỏi : Gia tốc của vật (a)
Trả lời :
Lực tổng hợp
Trước tiên, hãy tính lực tổng hợp tác dụng lên vật.
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
w x = w sinθ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Thành phần trọng lực vuông góc với mặt phẳng nghiêng :
w y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Kiểu thông thường :
N = w y = 40
Lực ma sát động :
f k = µ k N = (0,4)(40) = 16
Lực tổng hợp tác dụng lên mặt phẳng nghiêng:
∑ F = F – w x – f k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Gia tốc của một vật thể
Gia tốc của một vật được tính bằng công thức định luật II của Newton:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/ s²
Đáp án đúng là E.
5.
Hãy nhìn vào hình vẽ! Một khối vật ban đầu ở trạng thái nghỉ, sau đó được kéo lên trên bằng một lực F song song với mặt phẳng nghiêng. Khối lượng của khối vật là 8 kg, hệ số ma sát là µ.s = 0,5 và θ = 45oĐể khối vật chuyển động lên trên, lực F phải là…
A. 40N
B. 60N
C. 60√2 N
D. 80N
E. 80√2 N
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Hệ số ma sát tĩnh (µs) = 0,5
Góc (θ) = 45o
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Khối lượng của khối (m) = 8 kg
Khối lượng của khối (w) = mg = (8 kg)(10 m/s2) = 80 kg m/s2 = 80 Newton
Yêu cầu : Độ lớn của lực F sao cho khối vật chuyển động lên trên
Jawab :
Khối bên phải sẽ di chuyển lên nếu F ≥ wx + fs.
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
wx = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Thành phần trọng lực vuông góc với mặt phẳng nghiêng :
wy = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Lực pháp tuyến :
N = wy = 40√2
Lực ma sát tĩnh :
fs = µs N = (0,5)(40√2) = 20√2
Độ lớn của lực F sao cho khối vật chuyển động lên trên. :
F ≥ wx + fs
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
Đáp án đúng là C.
6.
Một khối lượng 8 kg được đặt trên một mặt phẳng nghiêng nhám như hình dưới đây. Lực tác dụng bên ngoài tối thiểu cần thiết để ngăn khối lượng trượt xuống là… (sin 37o = 0,6, cos 37o = 0,8, g = 10 ms-2, µk = 0,1)
A. 6,4N
B. 4,6N
C. 48,5N
D. 54,4N
E. 68,8 N
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của khối (m) = 8 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Trọng lượng của khối (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Tội lỗi 37o = 0,6
cos 37o = 0,8
Hệ số ma sát động (µ)k) = 0,1
Yêu cầu : Lực tác dụng bên ngoài tối thiểu (F) giữ khối vật sao cho nó không bị trượt xuống
Jawab :
Khối gỗ sẽ không trượt xuống nếu F = wx
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
wx = w sinθ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
fk = µk N = (0,1)(64) = 6,4
Lực F tối thiểu để khối vật không bị trượt xuống. :
F + fk - wx = 0
F = wx - fk = 48 – 6,4 = 41,6 Newton
7.
Một vật có khối lượng 5,0 kg được kéo lên một mặt phẳng nghiêng nhám bằng một lực 71 N (g = 10 m s²).-2tội lỗi 37o = 0,6, cos 37o = 0,8). Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là 0,4, thì gia tốc mà vật chịu tác dụng là…
A. 0,5 ms-2
B. 2 ms-2
C. 2,5 mili giây-2
D. 3 ms-2
E. 5 ms-2
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng của vật (m) = 5 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Trọng lượng vật thể (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
Lực F = 71 Newton
Tội lỗi 37o = 0,6
cos 37o = 0,8
Hệ số ma sát = 0,4
Yêu cầu : Gia tốc của vật (a)
Jawab :
Lực tổng hợp
Trước tiên, hãy tính lực tổng hợp tác dụng lên vật.
Thành phần trọng lực song song với mặt phẳng nghiêng :
wx = w sinθ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Thành phần trọng lực vuông góc với mặt phẳng nghiêng :
wy = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Lực pháp tuyến :
N = wy = 40
Lực ma sát động :
fk = µk N = (0,4)(40) = 16
Lực tổng hợp tác dụng lên mặt phẳng nghiêng:
∑F = F – wx - fk = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Gia tốc của một vật thể
Gia tốc của một vật được tính bằng công thức định luật II của Newton:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s2
Đáp án đúng là E.
8. Hãy nhìn vào hình! Một khối vật ban đầu đứng yên, sau đó được kéo lên trên bằng một lực F song song với mặt phẳng nghiêng. Khối lượng của khối vật là 2 kg, hệ số ma sát tĩnh = 0,3 và góc nghiêng = 45 ° . Để khối vật chuyển động chính xác lên trên, lực F phải là… g = 10 m/ s²
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, = 45o, tôis = 0,3
Câu hỏi: Để khối vật chuyển động chính xác lên trên, lực F phải lớn bao nhiêu?
Hàm:
Thông tin: F = lực căng, w = lực trọng trường, wx = thành phần trọng lượng của khối song song với mặt phẳng nghiêng, wy = thành phần trọng lượng của khối vuông góc với mặt phẳng nghiêng, N = lực pháp tuyến, fs = lực ma sát tĩnh.
Trong đề bài, hệ số ma sát tĩnh đã biết, điều này có nghĩa là bề mặt của mặt phẳng nghiêng nhám nên có một lực ma sát cản trở sự chuyển động của khối vật.
Để khối vật chuyển động lên trên, lực F phải bằng w.x +fsVật thể chuyển động lên trên khi F lớn hơn w.x +fs.
w = mg = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 45o = (20)(½ √2) = 10√2 Newton
wy = w cos 45o = (20)(½√2) = 10√2 Newton
N = wy = 10√2
fs = μs N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newton
Như vậy khối đá sẽ di chuyển lên trên:
F = wx +fs = 10√2 + 3√2 = 13√2 Newton
Đáp án đúng là C.
9. Một vật có khối lượng 2 kg được đặt trên mặt phẳng nghiêng như hình dưới đây. Nếu hệ số ma sát tĩnh giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,2√3 và g = 10 ms –2 , thì lực tổng hợp làm vật chuyển động là…
Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, = 30o, tôis = 0,2√3
Câu hỏi: Lực tổng hợp làm chuyển động một vật là gì?
Hàm:
Lực ma sát luôn cản trở sự chuyển động của một vật thể, do đó hướng của lực ma sát được biểu diễn ngược với hướng chuyển động của vật thể. Giả sử vật thể đang chuyển động xuống dưới, vì vậy lực ma sát được biểu diễn hướng lên trên. Vật thể được giả định đang chuyển động xuống dưới vì không có lực nào kéo nó lên trên.
w = mg = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 30o = (20)( ½ ) = 10 Newton
wy = w cos 30o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newton
N = wy = 10√3 Newton
fs = μs N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Lực tổng hợp làm chuyển động một vật là:
F = wx - fs = 10 – 6 = 4 Newton
wx lớn hơn fs Vì vậy, vật thể chuyển động xuống dưới, theo hướng của w.x.
Đáp án đúng là A.
Nguồn câu hỏi:
Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề
