13 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Vật Lí 10 (có đáp án): Các dạng bài tập về chuyển động của hệ vật

Câu 1:

Vật 1 được nối với vật 2 bằng dây không dãn. $m_{1} = m_{2} = 2 k g$ . Kéo vật $m_{1}$ bằng lực 10N theo phương ngang là hệ vật chuyển động với gia tốc 2m/ $s^{2}$ . Lấy g = 10m/ $s^{2}$

Hệ số ma sát của mặt sàn là:

A. 0,02

B. 0,0025

C. 0,05

D. 0,015

Xem đáp án

- Lực ma sát: $F_{m s} = μ N = μ (m_{1} + m_{2}) g$

Áp dụng định luật II - Niutơn cho cơ hệ, ta có:

$\begin{array}{l} F_{K} - F_{m s} = (m_{1} + m_{2}) a \\ \to F_{m s} = F_{K} - (m_{1} + m_{2}) a \\ \leftrightarrow μ (m_{1} + m_{2}) g = F_{K} - (m_{1} + m_{2}) a \\ \to μ = \frac{F_{K} - (m_{1} + m_{2}) a}{(m_{1} + m_{2}) g} \\ = \frac{10 - 4.2}{4.10} = 0, 05 \end{array}$

Đáp án: C

Câu 2:

Vật 1 được nối với vật 2 bằng dây không dãn. $m_{1} = m_{2} = 2 k g$ . Kéo vật $m_{1}$ bằng lực 10N theo phương ngang là hệ vật chuyển động với gia tốc 2m/ $s^{2}$ . Lấy g = 10m/ $s^{2}$

Lực căng của dây có giá trị bằng bao nhiêu:

A. 5N

B. 4N

C. 2,5N

D. 10N

Xem đáp án

Áp dụng định luật II - Niutơn cho vật thứ 2 ta được:

$\begin{array}{l} T - μ m_{2} g = m_{2} a \\ \to T = μ m_{2} g + m_{2} a \\ = 0, 05.2.10 + 2.2 = 5 N \end{array}$

Đáp án: A

Câu 3:

Hai vật có khối lượng $m_{1} = 1 k g, m_{2} = 0, 5 k g$ nối với nhau bằng sợi dây và được kéo lên thẳng đứng nhờ lực F = 18N đặt lên vật I. Gia tốc chuyển động và lực căng của dây có giá trị là bao nhiêu? Coi dây không giãn và có khối lượng không đáng kể.

A. a=2m/ $s^{2}$ ; T=6N

B. a=1m/ $s^{2}$ , T=2,5N

C. a=1m/ $s^{2}$ , T=2,5N

D. a=2,2m/ $s^{2}$ ; T=5N

Xem đáp án

Ta có:

+ Các ngoại lực tác dụng lên hệ gồm: các trọng lực $\vec{P_{1}}; \vec{P_{2}}$ , lực kéo $\vec{F}$

+ Áp dụng định luật II - Niutơn, ta có: $\vec{F} + \vec{P_{1}} + \vec{P_{2}} = (m_{1} + m_{2}) \vec{a}$

Chọn chiều dương hướng lên, ta có:

$\begin{array}{l} F - P_{1} - P_{2} = (m_{1} + m_{2}) a \\ \to a = \frac{F - P_{1} - P_{2}}{(m_{1} + m_{2})} = \frac{F - (m_{1} + m_{2}) g}{(m_{1} + m_{2})} \\ = \frac{18 - (1 + 0, 5) 10}{(1 + 0, 5)} = 2 m / s^{2} \end{array}$

+ Xét riêng với vật $m_{2}$ , ta có: $T_{2} - P_{2} = m_{2} a$

Do dây không giãn $\to T_{1} = T_{2} = T$

Ta suy ra:

$T = m_{2} a + P_{2} = m_{2} (a + g) = 0, 5 (2 + 10) = 6 N$

Đáp án: A

Câu 4:

Một vật khối lượng m treo vào trần một thang máy khối lượng M, m cách sàn thang máy một khoảng s. Tác dụng lên buồng thang máy lực F hướng lên. Biết M = 100kg, F = 600N, m = 3kg, lấy g = 10m/ $s^{2}$ . Gia tốc của m là?

A. 2,32m/ $s^{2}$

B. 3,21m/ $s^{2}$

C. −4,17m/ $s^{2}$

D. −2,45m/ $s^{2}$

Xem đáp án

- Chọn chiều dương hướng lên

- Các lực tác dụng lên hệ “thang máy và người” là: lực $\vec{F}$ , các trọng lực $\vec{P}, \vec{p}$

- Áp dụng định luật II - Niutơn, ta có:

$\vec{F} + \vec{P} + \vec{p} = (M + m) \vec{a} (1)$

Chiếu (1), ta được:

$\begin{array}{l} F - M g - m g = (M + m) a \\ \to a = \frac{F - (M + m) g}{(M + m)} = \frac{F}{M + m} - g (2) \end{array}$

Thay số, ta được:

$a = \frac{600}{100 + 3} - 10 = - 4, 17 m / s^{2}$

Đáp án: C

Câu 5:

Cho hệ vật như hình vẽ:

Biết $m_{1} = 2 m_{2}$ . Lực căng của dây treo ròng rọc là 52,3N. Khối lượng của $m_{2}$ có giá trị là:

A. 2kg

B. 4kg

C. 1,5kg

D. 3kg

Xem đáp án

- Vì bỏ qua khối lượng ròng rọc nên ta có:

$T^{'} = 2 T \to T = \frac{T^{'}}{2} = \frac{52, 3}{2} = 26, 15 N$

$m_{1} > m_{2} \to m_{1}$ đi xuống, $m_{2}$ đi lên.

- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hệ

- Các lực tác dụng lên hệ gồm: các trọng lực $\vec{P_{1}}; \vec{P_{2}}$

- Viết phương trình định luật II - Niutơn, ta được: $\vec{P_{1}} + \vec{P_{2}} = (m_{1} + m_{2}) \vec{a} (1)$

- Chiếu (1) lên chiều dương, ta được:

$\begin{array}{l} P_{1} - P_{2} = (m_{1} + m_{2}) a \\ \leftrightarrow m_{1} g - m_{2} g = (m_{1} + m_{2}) a \\ \to a = \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} + m_{2}} g = \frac{2 m_{2} - m_{2}}{2 m_{2} + m_{2}} g \\ = \frac{1}{3} .9, 8 = 3, 27 m / s^{2} \end{array}$

Xét riêng vật $m_{2}$ , ta có:

$\begin{array}{l} T - P_{2} = m_{2} a \to T - m_{2} g = m_{2} a \\ \to m_{2} = \frac{T}{g + a} = \frac{26, 15}{9, 8 + 3, 27} = 2 k g \end{array}$

Đáp án: A

Câu 6:

Cho cơ hệ như hình vẽ:

Cho $m_{1} = 1, 6 k g; m_{2} = 400 g, g = 10 m / s^{2}$ , bỏ qua ma sát, khối lượng dây và ròng rọc. Lực nén lên trục của ròng rọc là:

A. 3,2N

B. 2,4N

C. $3, 2 \sqrt{2} N$

D. $2, 4 \sqrt{2} N$

Xem đáp án

- Các lực tác dụng lên vật $m_{1}$ : trọng lực ${\vec{P}}_{1}$ , phản lực $\vec{Q_{1}}$ của mặt sàn, lực căng ${\vec{T}}_{1}$ của dây.

- Các lực tác dụng lên vật $m_{2}$ : trọng lực ${\vec{P}}_{2}$ , lực căng ${\vec{T}}_{2}$ của dây.

- Áp dụng định luật II - Niutơn, ta được:

$\{\begin{cases} {\vec{P}}_{1} + \vec{Q_{1}} + {\vec{T}}_{1} = m_{1} \vec{a} (1) \\ {\vec{P}}_{2} + {\vec{T}}_{2} = m_{2} \vec{a} (2) \end{cases}$

+ Chiếu (1) lên chiều chuyển động của vật 1, ta được: $T_{1} = m_{1} a (3)$

+ Chiếu (2) lên chiều chuyển động của vật 2, ta được: $P_{2} - T_{2} = m_{2} a (4)$

Vì dây không dãn và khối lượng không đáng kể nên ta có: $T_{1} = T_{2}$

Từ (3) và (4), ta suy ra: $a = \frac{m_{2} g}{m_{1} + m_{2}} = \frac{0, 4.10}{1, 6 + 0, 4} = 2 m / s^{2}$

Lực nén lên ròng rọc: $\vec{F} = \vec{T_{1}^{'}} + {\vec{T}}_{2}^{'}$

Ta có: $\{\begin{cases} T'_{1} = T_{1} = m_{1} a = 1, 6.2 = 3, 2 N \\ T'_{2} = T_{2} = T_{1} = 3, 2 N \end{cases}$

Vì $\vec{T_{1}^{'}} ⊥ \vec{T_{2}^{'}}$

suy ra $F = \sqrt{3, 2^{2} + 3, 2^{2}} = 3, 2 \sqrt{2} N$

Đáp án: C

Câu 7:

Cho cơ hệ như hình vẽ:

Biết $m_{1} = 5 k g, α = 30^{\circ}, m_{2} = 2 k g, μ = 0, 1$ . Lực căng của dây có giá trị là bao nhiêu? Lấy g = 10m/ $s^{2}$

A. 20,2N

B. 10,1N

C. 19,8N

D. 13,5N

Xem đáp án

- Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây

- Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật: trọng lực $\vec{P_{1}}; \vec{P_{2}}$ , phản lực $\vec{Q_{1}}$ của mặt phẳng nghiêng lên $m_{1}$ , lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật m1m1 là $\vec{F_{m s}}$

- Gia tốc của hệ: $\vec{a} = \frac{\vec{F_{n g}}}{m_{h e}} = \frac{\vec{P_{1}} + \vec{P_{2}} + \vec{Q_{1}} + \vec{F_{m s}}}{m_{1} + m_{2}} (1)$

- Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:

$\begin{array}{l} a = \frac{P_{1} \sin α - P_{2} - F_{m s}}{m_{1} + m_{2}} \\ = \frac{m_{1} g \sin α - m_{2} g - μ m_{1} g c os α}{m_{1} + m_{2}} \\ = \frac{5.10. \sin 30^{0} - 2.10 - 0, 1.5.10 c os 30^{0}}{5 + 2} \\ = 0, 1 m / s^{2} \end{array}$

- Xét riêng vật $m_{2}$ , ta có: $\vec{T_{2}} + \vec{P_{2}} = m_{2} \vec{a_{2}}$

Chiếu theo phương chuyển động ta được: $T_{2} - m_{2} g = m_{2} a_{2}$

Lại có: $T_{2} = T, a_{1} = a_{2} = a$

Ta suy ra: $T = m_{2} (a + g) = 2 (0, 1 + 10) = 20, 2 N$

Đáp án: A

Câu 8:

Hai vật $m_{1} = 5 k g, m_{2} = 10 k g$ được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật $m_{1}$ .

Tìm quãng đường vật đi được sau 2s:

A. 2,4m

B. 3,2m

C. 2,68m

D. 3,47m

Xem đáp án

Ta có:

- Các lực tác dụng lên vật $m_{1}$ : trọng lực $\vec{P_{1}}$ , phản lực $\vec{Q_{1}}$ của mặt sàn, lực kéo $\vec{F}$ , lực căng $\vec{T_{1}}$ của dây.

- Các lực tác dụng lên vật $m_{2}$ : trọng lực $\vec{P_{2}}$ , phản lực $\vec{Q_{2}}$ của mặt sàn, lực căng $\vec{T_{2}}$ của dây.

- Theo định luật II - Niutơn, ta có:

+ Vật $m_{1} : \vec{P_{1}} + \vec{Q_{1}} + \vec{F} + \vec{T_{1}} = m_{1} \vec{a_{1}}$ (1)

+ Vật $m_{2} : \vec{P_{2}} + \vec{Q_{2}} + \vec{T_{2}} = m_{2} \vec{a_{2}}$ (2)

Chiếu (1) và (2) lên phương ngang, theo chiều chuyển động của mỗi vật, ta được:

$\{\begin{cases} F - T_{1} = m_{1} a_{1} (a) \\ T_{2} = m_{2} a_{2} (b) \end{cases}$

- Vì $\{\begin{cases} T_{1} = T_{2} \\ a_{1} = a_{2} = a \end{cases}$ nên từ (a)+(b), ta suy ra:

$F = (m_{1} + m_{2}) a \to a = \frac{F}{m_{1} + m_{2}} = \frac{18}{5 + 10} = 1, 2 m / s^{2}$

=> Quãng đường vật đi được sau 2s là: $s = \frac{1}{2} a t^{2} = \frac{1}{2} .1, {2.2}^{2} = 2, 4 m$

Đáp án: A

Câu 9:

Cho cơ hệ như hình vẽ:

Biết $m_{1} = 5 k g, α = 30^{\circ}, m_{2} = 2 k g, μ = 0, 1$ . Lấy g = 10m/ $s^{2}$

Tìm gia tốc chuyển động

A. 0,1 m/s

B. 0,2 m/s

C. 0,3 m/s

D. 0,4 m/s

Xem đáp án

Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây

Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật :Trọng lực $\vec{p_{1}}; \vec{p_{2}}$ ; phản lực $\vec{Q_{1}}$ của mặt phẳng nghiêng lên m₁; lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật $m_{1}$ là $\vec{F_{m s 1}}$

-Gia tốc của hệ là: $\vec{a} = \frac{\vec{F_{n g}}}{m_{h e}} = \frac{\vec{P_{1}} + \vec{P_{2}} + \vec{Q_{1}} + \vec{F_{m s 1}}}{m_{1} + m_{2}} (1)$

-Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:

$a = \frac{p \sin α - p_{2} - F_{m s 1}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{m_{1} g \sin α - m_{2} g - μ m_{1} g c os α}{m_{1} + m_{2}} \to a = \frac{g [(\sin α - μ c os α) m_{1} - m_{2}]}{m_{1} + m_{2}} = \frac{10 [(\sin 30 - 0, 1. c os 30) .5 - 2]}{5 + 2} \approx 0, 1 m / s$

Đáp án: A

Câu 10:

Hai vật $m_{1} = 5 k g, m_{2} = 10 k g$ được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật $m_{1}$ .

Biết dây chịu lực căng tối đa là 15N. Vậy khi hai vật chuyển động dây có lực căng là bao nhiêu và có bị đứt không?

A. T=16,5N và bị đứt

B. T=8N và không bị đứt

C. T=12N và không bị đứt

D. T=18N và bị đứt

Xem đáp án

Thay a=1,2m/s vào phương trình (b) ở câu trên, ta được: $T_{2} = 10.1, 2 = 12 N$

Nhận thấy: $T_{2} = T_{1} = T = 12 N < T_{max} = 15 N$

=> Dây không bị đứt

Đáp án: C

Câu 11:

Hai vật $m_{1} = 5 k g, m_{2} = 10 k g$ được nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Tác dụng nằm ngang F=18N lên vật $m_{1}$ .

Độ lớn của lực kéo bằng bao nhiêu để dây không bị đứt?

A. 16,5N

B. 24N

C. 18N

D. F ≥22,5N

Xem đáp án

Ta có:

+ Gia tốc: $a = \frac{F}{m_{1} + m_{2}}$ ta tính được ở câu 3

thay a vào phương trình (b), ta được: $T_{2} = T = m_{2} \frac{F}{m_{1} + m_{2}}$

+ Để dây bị đứt thì:

$\begin{array}{l} T \geq T_{max} = 15 N \\ \leftrightarrow m_{2} \frac{F}{m_{1} + m_{2}} \geq T_{max} \\ \to F \geq T_{max} \frac{m_{1} + m_{2}}{m_{2}} = 15 \frac{5 + 10}{10} = 22, 5 N \end{array}$

=> Để dây bị đứt thì lực kéo F ≥22,5N

Đáp án: D

Câu 12:

Cho cơ hệ như hình vẽ:

Biết $m_{1} = 5 k g, α = 30^{\circ}, m_{2} = 2 k g, μ = 0, 1$ . Lấy g = 10m/ $s^{2}$

Lực căng của dây là bao nhiêu?

A. 20,2 N

B. 10,2 N

C. 5,10 N

D. 22,2 N

Xem đáp án

Chọn chiều dương hướng dọc theo sợi dây

Các ngoại lực tác dụng vào hệ hai vật :Trọng lực $\vec{p_{1}}; \vec{p_{2}}$ ; phản lực $\vec{Q_{1}}$ của mặt phẳng nghiêng lên $m_{1}$ ; lực ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và vật $m_{1}$ là $\vec{F_{m s 1}}$

-Gia tốc của hệ là: $\vec{a} = \frac{\vec{F_{n g}}}{m_{h e}} = \frac{\vec{P_{1}} + \vec{P_{2}} + \vec{Q_{1}} + \vec{F_{m s 1}}}{m_{1} + m_{2}} (1)$

-Chiếu (1) lên chiều dương đã chọn, ta được:

$a = \frac{p \sin α - p_{2} - F_{m s 1}}{m_{1} + m_{2}} = \frac{m_{1} g \sin α - m_{2} g - μ m_{1} g c os α}{m_{1} + m_{2}} \to a = \frac{g [(\sin α - μ c os α) m_{1} - m_{2}]}{m_{1} + m_{2}} = \frac{10 [(\sin 30 - 0, 1. c os 30) .5 - 2]}{5 + 2} \approx 0, 1 m / s$

- Xét riêng vật $m_{2}$ , ta có:

$\begin{array}{l} \vec{T_{2}} + \vec{P_{2}} = m_{2} \vec{a_{2}} \\ \begin{array}{l} \to T - m_{2} g = m_{2} a (T_{2} = T; a_{1} = a_{2} = a) \\ \to T = m_{2} (a + g) = 2. (0, 1 + 10) = 20, 2 N \end{array} \end{array}$

Đáp án: A

Câu 13:

Cho cơ hệ như hình vẽ: Biết alpha = $30^{\circ}$ , $m_{1} = 1 k g; m_{2} = 2 k g$ . Tính công của của trọng lực tác dụng lên hệ thống khi $m_{1}$ đi lên không ma sát trên mặt phẳng nghiêng được quãng đường 1m

A. 15 J

B. 1,5 J

C. 30J

D. 3,0 J

Xem đáp án

Khi m₁ đi lên quãng đường s=1m trên mặt phẳng nghiêng thì $m_{2}$ đi xuống thẳng đứng một quãng đường cũng băng s (hình vẽ)

Ta có: $h_{1} = s . \sin α = 1.0, 5 = 0, 5 m; h_{2} = s = 1 m$

Công của trọng lực của hệ thống:

$A = A_{1} + A_{2} \leftrightarrow A = - m_{1} g h_{1} + m_{2} g h_{2} = - 1.10.0, 5 + 2.10.1 = 15 J$

Đáp án: A