Thứ sáu, 29/03/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 10 Vật lý 28 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án

28 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án

28 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án

  • 2197 lượt thi

  • 28 câu hỏi

  • 28 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Một vật khối lượng m đang chuyển động tròn đều trên một quỹ đạo bán kính r với tốc độ góc ω. Lực hướng tâm tác dụng vào vật là

Xem đáp án

Chọn A.

Lực hay hợp lực của các lực tác dụng lên một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 1)


Câu 6:

Một ô tô có khối lượng 4 tấn chuyển động qua một chiếc cầu lồi có bán kính cong 100 m với tốc độ 72 km/h. Lấy g = 10m/s2. Áp lực của ô tô nén lên cầu khi nó đi qua điểm cao nhất (giữa cầu) là

Xem đáp án

Chọn D.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 1)

Đổi v = 72 km/h = 20 m/s.

Hợp lực tác dụng lên ô tô :F=P+N

Chiếu biểu thức vectơ lên chiều dương (hình vẽ), ta được:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 1)


Câu 8:

Một người buộc một hòn đá khối lượng 400 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 50 cm với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s2. Lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo là

Xem đáp án

Chọn C.

Hợp lực của lực căng dây và trọng lực đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn:

Fht=P+T

Khi ở điểm thấp nhất (Fht hướng thẳng đứng lên) với chiều dương về tâm quay (hướng lên)

Fht= - P + T

=> T = Fht+ P = mω2r+ mg

= 0,4(82.0,5 +10) = 16,8 N.


Câu 12:

Một vệ tinh khối lượng 100 kg, được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao mà tại đó nó có trọng lượng 920 N. Chu kì của vệ tinh là 5,3.103 s. Tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh. Biết bán kính Trái Đất là 6400 km.

Xem đáp án

Chọn D.

Tại độ cao h, lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm:

Fhd= Fht

Vì ở độ cao h, vệ tinh có trọng lượng 920 N nên

Fhd= 920 N

Mặt khác:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 13:

Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ không đổi 8 rad/s. Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn ?

Xem đáp án

Chọn A.

Khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn thì trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:

Fht= P + T → T = Fht- P

⟹ T = mω2r– mg

= 0,4.82.0,5 – 0,4.9,8 = 8,88 N.


Câu 14:

Một quả cầu khối lượng 0,5 kg được buộc vào đầu của 1 sợi dây dài 0,5 m rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc 30° so với phương thẳng đứng như hình vẽ. Lấy g = 9,8m/s2. Xác định tốc độ dài của quả cầu.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

Xem đáp án

Chọn A.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

 

 

 

 

 

Tổng hợp lực của trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:

→ Fht/P = tan30o

→ Fht = 0,5.9,8.tan30o= 2,83 N

Quả cầu chuyển động theo quỹ đạo tròn với bán kính:

r = lsin30o° = 0,5.sin30o° = 0,25 m.

Mặt khác:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 15:

Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ôtô của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của quả cầu. Lấy g = 9,8m/s2

Xem đáp án

Chọn B.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

 

 

v = 54 km/h = 15 m/s.

Khi ô tô đi đến điểm cao nhất của cầu thì một phần trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm:

Fht= P – N → N = P – Fht

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 16:

Một bàn nằm ngang quay tròn đều với chu kì T = 2 s. Trên bàn đặt một vật cách trục quay R = 25 cm. Hệ số ma sát giữa vật và bàn tối thiểu bằng bao nhiêu để vật không trượt trên mặt bàn. Lấy g = 10 m/s2, π2= 10.

Xem đáp án

Chọn D.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

 

 

 

Khi vật không trượt chịu tác dụng của 3 lực

P,N,Fmsn

Trong đó P+N=0

Lúc đó vật chuyển động tròn đều nên đóng vai trò là lực hướng tâm.

Để vật không trượt trên bàn thì :

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 17:

Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80 kg. Lấy g = 9,8m/s2, tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10 m/s.

Xem đáp án

Chọn D.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

 

 

 

 

 

Tại điểm cao nhất của vòng xiếc có các lực tác dụng lên xe là trọng lực và phản lực của vòng xiếc.

Ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

Gọi N là lực ép của người đi xe lên vòng xiếc, ta có:

N’ = N = mv2/R - mg

= 80.102/8 – 80.9,8 = 216 N.


Câu 19:

Một tài xế điều khiển một ôtô có khối lượng 1000kg chuyển động quanh vòng tròn có bán kính 100m nằm trên một mặt phẳng nằm ngang với vận tốc có độ lớn là 10m/s. Lực ma sát cực đại giữa lốp xe và mặt đường là 900N. Ôtô sẽ

Xem đáp án

Chọn B.

Lực ma sát đóng vai trò là lực hướng tâm.

Ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

Fht > Fmsmax thì ôtô sẽ trượt ra khỏi đường tròn.


Câu 20:

Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400 m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540 km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60 kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất và thấp nhất của vòng nhào. Lấy g = 10 m/s2.

Xem đáp án

Chọn A.

Các lực tác dụng lên người lái là trọng Pvà phản lực Q của ghế lên người.

Tại vị trí cao nhất, ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

Gọi N là lực ép của người lái lên ghế tại vị trí cao nhất, ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 


Tại vị trí thấp nhất, ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

Gọi N' là lực ép của người lái lên ghế tại vị trí thấp nhất, ta có:

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 21:

Người đi xe đạp khối lượng tổng cộng 60 kg trên vòng xiếc bán kính 6,4 m phải đi qua điểm cao nhất với vận tốc tối thiểu bao nhiêu để không rơi.Cho g = 10 m/s2

Xem đáp án

Chọn B.

Tại điểm cao nhất của vòng xiếc có các lực tác dụng lên xe là trọng lực P và phản lực Qcủa vòng xiếc.

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)

 

 

Gọi N là lực ép của người đi xe lên vòng xiếc, ta có:

N = Q = mv2/R - mg

Muốn không bị rơi khỏi vòng xiếc, tức là vẫn còn lực ép lên vòng xiếc.

Khi đó: N ≥ 0

→ mv2/R – mg ≥ 0

 22 câu trắc nghiệm Lực hướng tâm cực hay có đáp án (phần 2)


Câu 23:

Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với chu kì nhỏ nhất là bao nhiêu để vật không văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1m, lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.

Xem đáp án

Ta có:

f=1T=ω2πω=2πf

+ Lực hướng tâm tác dụng vào vật: Fht=mω2r=m2πf2r

+ Để vật không văng ra khỏi mặt bàn, ta phải có:

F=Fmsnmaxm2πf2r=Fmsnmaxf2=Fmsnmaxm4π2r=0,0820.103.4π2.1=0,101f0,32s1

Vậy muốn vật không bị văng ra khỏi mặt bàn thì tần số quay của bàn lớn nhất là: f=0,32s1

=> Chu kì nhỏ nhất là: Tmin=1fmax=1323,12(s)

Đáp án: A


Câu 24:

Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 600 kg đang bay trên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao bằng bán kính Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là R = 6400 km. Lấy g = 9,8 m/s2

Xác định gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất.

Xem đáp án

Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fhd=FhtGmMr2=mv2rv=GMr

Với: r=R+h=R+R=2R

Nên: v=GM2R

Mặt khác:

Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất: g=GMR2GM=gR2

v=gR22R=gR2=9,8.64000002=5600m/s=5,6km/s

Đáp án: D


Câu 25:

Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 800kg đang bay trên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao bằng 32  bán kính Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là R = 6400 km. Lấy g = 9,8 m/s2. Xác định vận tốc dài của vệ tinh nhân tạo:

Xem đáp án

Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fhd=FhtGmMr2=mv2rv=GMr

Với: r=R+h=R+32R=2,5R

Nên: v=GM2,5R

Mặt khác: Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất: g=GMR2GM=gR2

v=gR22,5R=gR2,5=9,8.64000002,5=5009m/s

Đáp án: C


Câu 26:

Một người buộc một hòn đá khối lượng 400g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 50cm với tốc độ góc không đổi 8rad/s. Lấy g = 10m/s2. Lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo là:

Xem đáp án

Khi hòn đá ở điểm thấp nhất của quỹ đạo thì trọng lượng và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fht¯=P+T Chọn chiều dương hướng xuống dưới

=>-Fht=PT=>T=P+Fht=mg+mω2r

=0,4.10+0,4.82.0,5=16,8N

Đáp án: C


Câu 27:

Vật 400g buộc vào sợi dây không dãn người ta quay tròn vật trong mặt phẳng thẳng đứng. Dây dài 50cm, tốc độ góc 8rad/s. Tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo? Lấy g = 10m/s2

Xem đáp án

Khi hòn đá ở điểm thấp nhất của quỹ đạo thì trọng lượng và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fht=P+TT=FhtP=mω2rmg=0,4.82.0,50,4.10=8,8N

Đáp án: B


Câu 28:

Một lò xo có độ cứng 125N/m, chiều dài tự nhiên 40cm, một đầu giữ cố định ở A, đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng 10g có thể trượt không ma sát trên thanh nằm ngang. Thanh quay đều quanh trục () thẳng đứng với tốc độ 360 vòng/phút. Lấy π2=10 . Độ dãn của lò xo gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Ta có: ω=2πf=2π36060=12π

Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm:

Khi trục Δ quay thì lò xo dãn một đoạn Δl

Fht=Fdhmω2(l0+Δl)=kΔlΔl(kmω2)=mω2l0Δl=mω2l0kmω2=0,01.(12π)20,41250,01.(12π)2=0,0513m=5,13cm

Đáp án: C


Bắt đầu thi ngay