12 câu hỏi trắc nghiệm thuộc Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài tập vận dụng định luật II Newton có đáp án

Câu 1:

Ô tô khối lượng 4 tấn đang chuyển động với vận tốc 5 m/s thì tăng tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau khi đi thêm được 50 m thì đạt vận tốc 15 m/s. Tính lực kéo của động cơ trong khoảng thời gian tăng tốc, biết hệ số ma sát trượt của mặt đường là 0,05 và g = 10 m/s².

A. 10 000 N.

B. 1000 N.

C. 2000 N.

D. 20 000 N.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Ô tô khối lượng 4 tấn đang chuyển động với vận tốc 5 m/s thì tăng tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau khi đi thêm được 50 m thì đạt vận tốc 15 m/s. Tính lực kéo của động cơ trong khoảng thời gian tăng tốc, biết hệ số ma sát trượt của mặt đường là 0,05 và g = 10 m/s2. A. 10 000 N. B. 1000 N. C. 2000 N. D. 20 000 N. (ảnh 1)

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ, chiều dương cùng chiều chuyển động của xe

Các lực tác dụng lên xe gồm ${\vec{F}}_{K}, {\vec{F}}_{m s}, \vec{P}, \vec{N}$ có phương và chiều như hình vẽ.

Viết phương trình định luật II Niu - ton:

${\vec{F}}_{K} + {\vec{F}}_{m s} + \vec{P} + \vec{N} = m \vec{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox: F_K – F_ms = ma Þ F_K = mN + ma (2)

Oy: N – P = 0 Þ N = P = mg (3)

Ta có: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Rightarrow a = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2 s} = \frac{15^{2} - 5^{2}}{2.50} = 2$ m/s²(4)

Thay (4) và (3) vào (2) ta tính được F_k = 0,05.4000.10 + 4000.2 = 10 000 N

Câu 2:

Một vật có khối lượng m = 10 kg, chịu tác dụng của lực kéo F_K hợp với phương ngang một góc 30⁰ và lực ma sát có hệ số ma sát µ = 0,2. Lấy g = 10m/s². Biết vật chuyển động nhanh dần trên mặt ngang không vận tốc đầu, sau khi đi được 100 m vật đạt vận tốc 20 m/s. Lực kéo tác dụng lên vật có độ lớn là:

A. 44,1 N.

B. 41,4 N.

C. 14,4 N.

D. 11,4 N.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Một vật có khối lượng m = 10 kg, chịu tác dụng của lực kéo FK hợp với phương ngang một góc 300 và lực ma sát có hệ số ma sát µ = 0,2. Lấy g = 10m/s2. Biết vật chuyển động nhanh dần trên mặt ngang không vận tốc đầu, sau khi đi được 100 m vật đạt vận tốc 20 m/s. Lực kéo tác dụng lên vật có độ lớn là: A. 44,1 N. B. 41,4 N. C. 14,4 N. D. 11,4 N. (ảnh 1)

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ, chiều dương cùng chiều chuyển động của vật

Các lực tác dụng lên vật gồm ${\vec{F}}_{K}, {\vec{F}}_{m s}, \vec{P}, \vec{N}$ có phương và chiều như hình vẽ.

Viết phương trình định luật II Niuton:

${\vec{F}}_{K} + {\vec{F}}_{m s} + \vec{P} + \vec{N} = m \vec{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox: F_K.cosa – F_ms = ma (2)

Oy: N + F_K.sina – P = 0 (3)

Từ (2) và (3) suy ra: $F_{K} = \frac{μ m g + m a}{cos α + μ . sin α}$

Ta có: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \Rightarrow a = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2 s} = \frac{20^{2} - 0^{2}}{2.100} = 2 m / s^{2}$

\Rightarrow F_{K} = \frac{0, 2.10.10 + 10.2}{{cos30}^{0} + 0,2.sin30} = 41, 4 N

Câu 3:

Tác dụng vào vật có khối lượng 2 kg đang nằm yên một lực 2 N. Sau 2 s kể từ lúc chịu tác dụng của lực, vật đi được quãng đường là bao nhiêu và tính vận tốc vật đạt được khi đó? Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn, lấy g = 10 m/s².

A. 2 m và 2 m/s.

B. 2 m và 1 m/s.

C. 1 m và 2 m/s.

D. 1 m và 1 m/s.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Tác dụng vào vật có khối lượng 2 kg đang nằm yên một lực 2 N. Sau 2 s kể từ lúc chịu tác dụng của lực, vật đi được quãng đường là bao nhiêu và tính vận tốc vật đạt được khi đó? Bỏ qua ma sát giữa vật và sàn, lấy g = 10 m/s2. A. 2 m và 2 m/s. B. 2 m và 1 m/s. C. 1 m và 2 m/s. D. 1 m và 1 m/s. (ảnh 1)

Phân tích các lực tác dụng lên vật như hình vẽ

Viết phương trình định luật II Niuton

${\vec{F}}_{K} + \vec{P} + \vec{N} = m \vec{a}$ (1)

Chiếu phương trình (1) lên hệ trục tọa độ Oxy

Ox: $F_{K} = m a \Rightarrow a = \frac{F_{K}}{m} = \frac{2}{2} = 1 m / s^{2}$

Oy: N = P = mg

Quãng đường vật đi được là: $s = v_{0} t + \frac{1}{2} a t^{2} = 0 + \frac{1}{2} {.1.2}^{2} = 2 m$

Vận tốc của vật khi đó là: $v = v_{0} + a t = 0 + 1.2 = 2 m / s$

Câu 4:

Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 7,5 kg làm vật thay đổi tốc độ từ 8 m/s đến 3 m/s trong khoảng thời gian 2 s nhưng vẫn giữ nguyên chiều chuyển động. Lực tác dụng vào vật có giá trị là:

A. 18,75 N.

B. – 18,75 N.

C. 20,5 N.

D. – 20,5 N.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

Gia tốc của vật là:

$a = \frac{v - v_{0}}{Δ t} = - 2, 5 m / s^{2}$

Áp dụng định luật II Newton, ta có:

$F = m . a = - 18, 75 N$

Câu 5:

Một vật chuyển động trong không khí, trong nước hoặc trong chất lỏng nói chung đều sẽ chịu tác dụng của lực cản. Xét một viên bi thép có khối lượng 1 g đang ở trạng thái nghỉ được thả rơi trong dầu. Người ta khảo sát chuyển động của viên bi trong dầu và vẽ đồ thị tốc độ theo thời gian của viên bi như Hình 10.2. Cho biết lực đẩy Archimecdes có độ lớn là $F_{A} = 1, {2.10}^{- 3} N$ và lấy g = 9,8 m/s². Độ lớn lực cản của dầu tác dụng lên viên bi sau thời điểm t₂ là:

A. $8, {6.10}^{- 3} N$

B. $8, {7.10}^{- 3} N$

C. $8, {8.10}^{- 3} N$

D. $8, {9.10}^{- 3} N$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Gọi F_c (N) là độ lớn lực cản do dầu tác dụng lên viên bi.

Dựa vào đồ thị, ta thấy kể từ thời điểm t₂ trở về sau thì viên bi sẽ chuyển động thẳng đều.

Viên bi chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Ác – si – mét, lực cản của dầu.

Theo định luật II Newton, vật chuyển động đều nên $\vec{F_{c}} + \vec{P} + \vec{F_{A}} = \vec{0}$

Chọn chiều dương thẳng đứng hướng xuống, ta có:

Lực cản tác dụng lên vật, $F_{c} = P - F_{A} = m g - F_{A} = 8, {6.10}^{- 3} N$

Câu 6:

Một ngọn đèn có khối lượng m = 1 kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Lấy g = 9,8 m/s². Dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất là 8 N. Nếu treo ngọn đèn này vào một đầu dây thì

A. lực căng sợi dây là 9 N và sợi dây sẽ bị đứt.

B. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây sẽ bị đứt.

C. lực căng sợi dây là 9,8 N và sợi dây không bị đứt.

D. lực căng sợi dây là 4,9 N và sợi dây không bị đứt.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Khi treo ngọn đèn vào một đầu dây thì độ lớn của lực căng dây bằng độ lớn của trọng lực. T = P = mg = 9,8 N.

Lực căng dây lúc này lớn hơn lực căng cực đại mà dây chịu được nên dây sẽ bị đứt.

Câu 7:

Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt lên mặt sàn nằm ngang. Một người tác dụng một lực 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn có giá trị 0,2. Lấy giá trị của gia tốc trọng trường là 9,8 m/s². Tính gia tốc của vật.

A. 9,8 m/s².

B. 1,04 m/s².

C. 0,47 m/s².

D. 0,2 m/s².

Xem đáp án

Đáp án đúng là: B

Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt lên mặt sàn nằm ngang. Một người tác dụng một lực 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn có giá trị 0,2. Lấy giá trị của gia tốc trọng trường là 9,8 m/s2. Tính gia tốc của vật. A. 9,8 m/s2. B. 1,04 m/s2. C. 0,47 m/s2. D. 0,2 m/s2. (ảnh 1)

Chọn hệ quy chiếu Oxy sao cho chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động, Oy vuông góc với Ox.

Áp dụng định luật II Newton:

$\vec{F_{k}} + \vec{F_{m s}} + \vec{N} + \vec{P} = m . \vec{a}$

Chiếu lên trục Oy:

$N - P = 0 \Rightarrow N = P = m g = 98 (N) \Rightarrow F_{m s} = μ . N = 0, 2.98 = 19, 6 N$

Chiếu lên trục Ox:

$F_{k} - F_{m s} = m . a \Rightarrow 30 - 19, 6 = 10. a$

Từ đây, ta có: a = 1,04 m/s²

Câu 8:

Xét một tảng băng có phần thể tích chìm dưới nước khoảng 90%. Hãy ước tính khối lượng riêng của tảng băng, biết khối lượng riêng của nước biển là 1 020 kg/m³.

A. 918 kg/m³.

B. 891 kg/m³.

C. 981 kg/m³.

D. 819 kg/m³.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Tảng băng nằm cân bằng:

$F_{A} = P \Leftrightarrow ρ_{n} . g . (90 % V) = ρ_{b} . g . V$

\Rightarrow ρ_{b} = 0, 9. ρ_{n} = 0, 9.1020 = 918 k g / m^{3}

Câu 9:

Một vật có trọng lượng riêng 22 000 N/m³. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 30 N. Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu? Lấy trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m³.

A. 45 N.

B. 50 N.

C. 55 N.

D. 60 N.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Khi nhúng vật vào trong nước thì vật chịu thêm lực đẩy Archimedes nên số chỉ của lực kế giảm xuống. Số chỉ của lực kế khi để ngoài không khí chính là trọng lượng của vật.

Khi vật cân bằng trong nước:

$P - F_{A} = F \Rightarrow P - \frac{d_{n}}{d_{v}} P = F$

Do đó, ta có: $P = \frac{F}{1 - \frac{d_{n}}{d_{v}}} = \frac{30}{1 - \frac{10000}{22000}} = 55 N$

Câu 10:

Một vật khối lượng 5 kg được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc ban đầu 2 m/s từ độ cao 24 m. Vật này rơi chạm đất sau 3 s sau khi ném. Cho biết lực cản không khí tác dụng vào vật không đổi trong quá trình vật chuyển động. Lấy g = 10 m/s². Tính lực cản của không khí tác dụng vào vật.

A.15 N.

B. 20 N.

C. 25 N.

D. 30 N.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: $h = v_{0} t + \frac{a t^{2}}{2} \Rightarrow 24 = 2.3 + 4, 5 a \Rightarrow a = 4 m / s^{2}$

Mặt khác: $P - F_{C} = m a \Rightarrow F_{C} = m (g - a) = 5.6 = 30 N$

Sử dụng đề bài dưới đây để trả lời cho bài 9, 10

Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc. Mặt dốc tạo với phương ngang một góc 30,0⁰. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy sao cho trục Ox theo hướng chuyển động của thùng.

Câu 11:

Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc.

A. $P_{x} = 250 N, P_{y} = 250 \sqrt{3} N$

B. $P_{x} = 250 \sqrt{3} N, P_{y} = 250 \sqrt{3} N$

C. $P_{x} = 250 N, P_{y} = 250 N$

D. $P_{x} = 250 \sqrt{3} N, P_{y} = 250 N$

Xem đáp án

Đáp án đúng là: A

Giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc. (ảnh 1)

Từ hình vẽ phân tích trọng lực $\vec{P}$ thành 2 lực thành phần, $\vec{P_{x}}$ trên trục Ox, $\vec{P_{y}}$ trên trục Oy. Dựa vào kiến thức toán học tính được độ lớn các lực thành phần:

$P_{x} = P . \sin α = 500. \sin 30^{o} = 250 N$

$P_{y} = P . \cos α = 500. \cos 30^{o} = 250 \sqrt{3} N$

Câu 12:

Xác định hệ số ma sát trượt giữa mặt dốc và thùng hàng nếu đo được gia tốc chuyển động của thùng là 2,00 m/s². Bỏ qua lực cản của không khí lên thùng.

A. 0,423.

B. 0,324.

C. 0,342.

D. 0,234.

Xem đáp án

Đáp án đúng là: C

Từ hình vẽ xác định được các lực tác dụng lên thùng hàng thỏa mãn định luật II Newton có biểu thức: $\vec{N} + \vec{F_{m s}} + \vec{P_{x}} + \vec{P_{y}} = m \vec{a}$

Chiếu biểu thức trên lên 2 trục tọa độ đã chọn có:

$\{\begin{cases} O x : P_{x} - F_{m s} = m a \\ O y : N - P_{y} = 0 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} P . \sin α - μ . N = m a \\ N = P . \cos α \end{cases}$

Do vật chuyển động trên trục Ox, trên trục Oy không có chuyển động nên gia tốc trên trục Oy bằng 0

Khi đó: $P \sin α - μ . P . \cos α = m a$

$\Rightarrow μ = \frac{g \sin α - a}{g \cos α} = \tan α - \frac{a}{g . \cos α}$

$\Rightarrow μ = \tan 30^{0} - \frac{2}{9, 8. c o s 30^{0}} = 0, 342$