tài liệu vật lí 12 về cơ học chất rắn_tài liệu luyện thi đại học

80 375 0
  • Loading ...
1/80 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 11/02/2015, 21:47

Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= ChươngI : Cơ học vật rắn. A- kiến thức CƠ BảN 1. Chuyển động quay đều: Vận tốc góc ù = hằng số. Toạ độ góc ö = ö 0 + ùt. 2. Chuyển động quay biến đổi đều: Gia tốc góc â = hằng số. Vận tốc góc ù = ù 0 + ât. Toạ độ góc ö = ö 0 + ù 0 t + ât 2 /2. 3. Liên hệ giữa vận tốc dài, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn với vận tốc góc, gia tốc góc: v= rù; a t = râ; 242242 rrra β+ω=β+ω= 4. Mômen: Mômen lực đối với một trục M = F.d Mômen quán tính đối với một trục ∑ = 2 ii rmI . Mômen động lợng đối với một trục L = I.ù 5. Hai dạng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định: M = Iâ và M = dt dL 6. Định luật bảo toàn mômen động lượng: Mếu M = 0 thì L = hằng số;. áp dụng cho hệ vật: L 1 + L 2 = hằng số. áp dụng cho vật có mômen quán tính thay đổi: I 1 ù 1 = I 2 ù 2 . 7. Động năng của vật rắn vừa tịn tiến,vừa chuyển động quay: W đ = 2 C 2 mv 2 1 I 2 1 +ω m là khối lợng của vật, v C là vận tốc khối tâm. 8. Điều kiện cân bằng của vật rắn: Vật rắn cân bằng tĩnh khi có hai điều kiện sau: Tổng véctơ ngoại lực bằng không: 0F FF n21 =+++ Tổng đại số các mômen lực đặt lên vật đối với ba trục toạ độ x, y, z có gốc tại một điểm bất kỳ bằng không: M x = M 1x + M 2x + M nx = 0 M y = M 1y + M 2y + M ny = 0 M z = M 1z + M 2z + M nz = 0 9. Các trờng hợp riêng của vật cân bằng tĩnh dới tác dụng của các hệ lực: a. Hệ hai lực: 21 F,F : Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều: 0FF 21 =+ b. Hệ ba lực đồng phẳng không song song: Ba lực đồng phẳng phải đồng quy và thoả mãn: 0FFF 321 =++ c. Hệ ba lực song song:Lực thứ ba phải cùng giá, cùng độ lớn, và ngợc chiều với hợp của hai lực kia và phải thoả mãn: 0FFF 321 =++ d. Cân bằng của vật có trục quay cố định: Tổng đại số các mômen ngoại lực đối với trục quay đó phải bằng không: M 1 + M 2 + M n = 0 A- Phân loại các bài toán. Loại 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Ngoài các công thức đã được cung cấp ở trên, để giải tốt các bài tập loại này cần nắm vững các công thức xác định các định lượng trong chuyển động tròn đối với chất điểm. ϕ = R s (rad) (s là độ dài cung mà bán kính R quét được trong thời gian t) ω = t ϕ (rad/s) = 2πn (ω là vận tốc góc, n là số vòng quay trong 1 đơn vị thời gian) T = n 1 = ω π 2 (s) (T là chu kì quay của chuyển động MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 1 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= v = ωR = 2πnR = T π 2 R (m/s) (v là vận tốc dài trên quỹ đạo tròn). a = R v 2 = ω 2 R (m/s 2 ) (a là gia tốc hướng tâm của chất điểm). Loại 2: Cân bằng của vật rắn quay quanh một trục cố định. Để giải các bài tập dạng này cần nắm vững các khái niệm và công thức tính các đại lượng sau đây: Momen lực: M = Fd = rFsinϕ (Nm). Quy tắc momen lực: ∑M = 0. Momen quán tính: I = ∑m 1 r i 2 . Trọng tâm của vật rắn và các điều kiện cân bằng của vật rắn. Từ đó viết được phương trình cơ bản: M = Iγ của chuyển động và tìm các đại lượng theo yêu cầu của bài toán. Trong quá trình giải cần chú ý thống nhất đơn vị của các đại lượng trong bài toán. CÁC BƯỚC GIẢI . Chọn hệ trục toạ độ (thường là hệ toạ độ vuông góc). . Phân tích các lực tác dụng vào hệ. . Viết phương trình cơ bản theo định luật II Newtơn (phương trình momen). . Giải để tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán. Loại 3: Mô men lực- và mômen quán tính Để giải các bài tập dạng này cần phân tích chuyển động của vật : - Thành phần chuyển động quay: Phương trình: + ∑Μ = Iγ + ∆L = M∆t = I 2 ω 2 - I 1 ω 1 - Thành phần chuyển động tịnh tiến: Phương trình: + ∑ F = m a - Phương trình liên hệ: Nếu quay không trượt γ = a/r Loại 4: momen động lượng và bảo toàn momen động lượng. Các bài toán về momen động lượng chủ yếu dựa vào các khái niệm: Momen quán tính: I = mr 2 . Vận tốc góc: ω = v/r. Momen động lượng: L = Iω = mvr. Định lí về sự biến thiên của momen động lượng: ∆L = M ∆t Định luật bảo toàn momen động lượng: ∆L = const Momen quán tính của một số vật đồng chất như: +Vành tròn hay hình trụ rỗng, mỏng, có trục quay là trục đối xứng: I = MR 2 +Đĩa tròn hay hình trụ đặc, có trục quay là trục đối xứng: I = 2 1 MR 2 + Quả cầu đặc, có trục quay đi qua tâm: I = 5 2 MR 2 + Thanh mảnh, có trục quay là đường trung trực của thanh: I = 12 1 ML 2 CÁC BƯỚC GIẢI * Xác định điều kiện của hệ. * Phân tích các dữ kiện đã cho và yêu cầu bài toán để chọn công thức thích hợp. * áp dụng công thức hoặc định luật bảo toàn để xác định các đại lượng theo yêu cầu của đề ra. Loại 5: Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. * Biểu thức xác định động năng của một vật rắn quay: W đ = 2 1 Iω 2 = I L 2 2 trong đó I và L là momen quán tính và momen động lượng của vật quay . MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 2 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= Lưu ý rằng, các bài toán thực tế thường có ngoại lực tác dụng khác 0 và vật quay quanh trục quay bất kì, trong trường hợp này ta cần áp dụng. ∆W đ = A = 2 1 I(ω 2 2 - ω 1 2 ) (trong đó I là momen quán tính đối với trục quay) * Trong trường hợp tổng quát, vật rắn quay với trục quay ∆ bất kì: I ∆ = I G + md 2 I G là momen quán tính đối với trục quay qua khối tâm G, tính md 2 là momen quán tính đối với trục quay ∆ song song với trục quay qua G và cách trục qua G một khoảng bằng d. * Thành phần chuyển động tịnh tiến: Động năng W đ = 2 1 mv 2 Đ. lí biến thiên động năng: ∆W đ = ∑A ( Độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực) Loại 6: Công thức xác định khối tâm của hệ Trong hệ toạ độ đề các Oxyz 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 n n G n n n G n n n G n m x m x m x x m m m m y m y m y y m m m m z m z m z z m m m + + = + + + + = + + + + = + + Trong mặt phẳng- Hệ toạ độ Oxy 1 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 2 n n G n n n G n m x m x m x x m m m m y m y m y y m m m + + = + + + + = + + B. Các bài tập tự luận Dạng 1: Bài tập về tọa độ góc ϕ . Bài1: A) góc ở tâm tính ra radian, chắn ở cung có độ dài 1,8m trên một đường trũn bỏn kớnh 1,2m là bao nhiờu? B) Hóy biểu diễn gúc này bằng độ . C) Góc ở giữa hai bán kính của đường trũn là 0,62 rad. Độ dài của cung bị chắn là bao nhiêu nếu bán kính là 2,4m? ĐS: A) 1,5 rad ; B) 85,94 0 ; C) 1,488m; Bài2: Một bánh xe quay đều cứ mỗi phút được 3600 vũng. Hóy xỏc định: A) vận tốc góc tính bằng rad/s. B) Góc quay được trong 1,5s ? B3: Một bánh xe quay từ lúc đứng yên, sau 2s đạt được vận tốc gúc 10 rad/s. Hóy xỏc định: A) Gia tốc gúc trung bỡnh trong khoảng thời gian đó. B) góc quay được trong thời gian đó. Bài4: Mặt trời của chúng ta ở cách xa tâm thiên hà của chúng ta là 2,3.10 4 năm ánh sáng và chuyển động quanh tâm đó với tốc độ 250 Km/s theo một đường trũn. A) Thời gian để mặt trời đi hết một vũng quanh thiờn hà là bao nhiờu? B) Kể từ ngày hỡnh thành, cỏch đây chừng 4,5.10 9 năm, thỡ mặt trời đó quay được bao nhiêu vũng? ĐS: A) 5,47.10 15 (s) ; B) 25,95 vũng. Bài5: Vị trí góc của một điểm trên cái bánh xe đang quay được cho bởi: ϕ = 2 + 4t 2 + 2t 3 ( rad) với t tính bằng giây. Lỳc t = 0 thỡ: A) Toạ độ góc là bao nhiêu? B) tốc độ góc là bao nhiêu? C) Tốc độ góc lúc t = 4s là bao nhiêu? D) Tính gia tốc góc và tốc độ góc lúc t = 2s , từ đó cho biết lúc đó bánh xe đang quay nhanh dần hay chậm dần. E) Tính góc quay của một điểm trên bánh xe quay được trong 2s tính từ lúc t = 1s. ĐS: A) 2 (rad); B) 0 ; C) 128 rad/s ; D) 32 (rad/s 2 ) ; 40 (rad/s) ; nhanh dần. E) 84 (rad). MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 3 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= Bài6: Một vận động viên nhào lộn được 2,5 vũng từ cầu nhảy cao hơn mặt nước 10m. Cho rằng vận tốc ban đầu theo phương thẳng đứng là bằng không, hóy tớnh vận tốc gúc trung bỡnh trong lỳc nhào lộn? Cho g = 9,8m/s 2 . ĐS: 11 (rad/s). Bài7: Tính vận tốc góc của: A) Kim giờ ; B) Kim phút ; C) Kim giây. của đồng hồ? ĐS: A) 1,454 (rad/s) ; B) 1,745 (rad/s) ; C) 0,107 (rad/s). Bài8: Vị trí góc của một điểm trên mép của một đĩa mài đang quay được cho bởi phương trỡnh: ϕ = 4t - 3t 2 + t 3 ( rad) với t tớnh bằng giõy. A) Tớnh vận tốc gúc lỳc t= 2s và lỳc t = 4s? B) Tớnh vận tốc gúc trung bỡnh trong khoảng thời gian ∆ t = 2s tính từ thời điểm ứng với t =2s. C) Gia tốc góc trung bỡnh trong khoảng thời gian từ t 1 = 2s đến t 2 = 4s là bao nhiêu? D) Gia tốc góc tức thời lúc bắt đầu và lúc cuối khoảng thời gian đó là bao nhiêu? Dạng 2: Chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn. Bài1: Một cái đĩa, ban đầu có vận tốc 120 (rad/s), quay chậm dần đều với gia tốc góc không đổi bằng 4 (rad/s 2 ). A) Sau thời gian bao nhiờu thỡ đĩa dừng lại? B) Đĩa quay được bao nhiêu vũng trước khi dừng lại? Bài2: Mâm của một máy quay đĩa đang quay với 33 3 1 vg/ph thỡ quay chậm dần và dừng lại sau 30s. A) Hóy tớnh gia tốc gúc ( khụng đổi ) theo vg/ph 2 . B) Mâm quay được bao nhiêu vũng trong thời gian ấy? Bài3: Tốc độ góc của một máy ôtô tăng từ 1200 vg/ph lên 3000 vg/ph trong 12s. Gia tốc góc tính ra vg/ph 2 , nếu giả sử là không đổi bằng bao nhiêu? B) Trong thời gian đó máy quay được bao nhiêu vũng? Bài4: Một bánh đà nặng, đang quay quanh quanh trục thỡ quay chậm dần vỡ cú ma sỏt ở ổ trục, cuối giõy thứ nhất, vận tốc gúc của nú bằng 0,9 vận tốc ban đầu ( Vận tốc góc ban đầu là 250 vg/ph ). Coi lực ma sát là không đổi, hóy tớnh vận tốc gúc của bỏnh cuối phỳt thứ hai? Bài5: Bánh đà của một cái đang quay với 25 rad/s. Khi tắt máy, bánh đà của bánh đà quay chậm dần với gia tốc không đổi và dừng lại sau 20s. Hóy tớnh : A) Gia tốc gúc của bỏnh đà . B) Góc mà bánh đà đó quay cho đến lúc dừng lại? Và số vũng bỏnh đà quay được cho đến lúc dừng lại? Bài6: Bắt đầu quay từ nghỉ, một cái đĩa quay quanh trục của nó với gia tốc góc không đổi. Sau 5 s đó quay được 25 rad. A) Gia tốc góc của nó trong thời gian đó là bao nhiêu? B) Vận tốc góc trung bỡnh là bao nhiờu? C) Giả sử gia tốc góc không đổi, thỡ 5s tiếp theo đĩa quay thêm được một góc bằng bao nhiêu? Bài7: Một rũng rọc đường kính 8cm có dây dài 5,6m quấn quanh mép. Bắt đầu quay từ nghỉ, rũng rọc nhận được gia tốc góc không đổi 1,5 rad/s 2 . A) Rũng rọc quay được một góc bao nhiêu thỡ dõy thỏo hết? Việc thỏo đó trong bao lâu. MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 4 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= Bài8: Một bánh xe quay được 90 vũng trong 15s, tốc độ của nó vào cuối thời gian đó là 10 vg/s . A) Tốc độ góc của nó vào đầu quóng thời gian 15s là bao nhiờu? nếu giả sử rằng gia tốc gúc khụng đổi ? B) Bao nhiêu thời gia trối qua từ lúc bánh xe chuyển động từ nghỉ đến lúc bắt đầu của khoảng 15s trên? Bài9: Một bánh xe có gia tốc góc không đổi 3 rad/s 2 . Trong khoảng thời gian 4s nó quay được một góc 120rad. Giả sử răng bánh xe quay từ lúc nghỉ, thỡ nú phải chuyển động bao lâu, trước khi bắt đầu khoảng 4 s đó? Bài10: Một bánh xe bắt đầu chuyển động từ nghỉ, với gia tốc không đổi 2 rad/s 2 . Sau một khoảng thời gian 3s nào đó, nó đó quay được 90rad A) Bánh xe phải quay bao nhiêu lâu trước lúc bắt đầu khoảng 3s đó? B) vận tốc góc của bánh xe lúc bắt đầu khoảng 3s đó là bao nhiêu? Bài11: Một bánh đà quay được 40 vũng từ lỳc bắt đầu quay chậm lại với vận tốc 1,5 rad/s cho đến khi dừng. A) Giả sử gia tốc không đổi, thỡ cần thời gian bao nhiờu để dừng B) Gia tốc góc ấy là bao nhiêu ? C) Nó cần bao nhiêu thời gia để quay được 20 vũng đầu , trong số 40 vũng đó? Bài12: Tại lúc bắt đầu xét ( t = 0) một bánh đà có vận tốc góc 4,7 rad/s, gia tốc góc bằng – 0,25 rad/s 2 và đường mốc 0 ϕ = 0. A) Đường mốc sẽ quay được một góc cực đại max ϕ bằng bao nhiêu theo chiều dương? Tại thời điểm nào? B) Đến thời điểm nào thỡ đương mốc ở ϕ = 1/2 max ϕ C) Vẽ đồ thị của ϕ theo t ? ĐS: A) 44,2rad , 18,8s ; B) 5,51s. Bài13: Một cái đĩa quay quanh một trục cố định từ lúc nghỉ và quay nhanh dần với gia tốc góc không đổi. Tại một thời điểm, nó đang quay với tốc độ 10 vg/s. Sau khi quay được trọn 60 vũng nữa thỡ tốc độ của nó là 15vg/s. Hóy tớnh A) Gia tốc góc ( không đổi ) , B) Thời gian cần thiết để quay hết 60 vũng nờu trờn. C) thời gian cần thiết để đạt tốc độ 10 vg/s và D) số vũng quay từ lúc nghỉ cho đến lúc đĩa đạt tốc độ 10vg/s ? Bài14: Bắt đầu chuyển động từ lúc nghỉ là lúc t = 0, một bánh xe nhận được gia tốc góc không đổi. Khi t = 2s thỡ vận tốc gúc của bỏnh xe là 5 rad/s. Gia tốc tiếp tục cho đến khi t = 20s, khi đó gia tốc đột ngột thôi. Bánh xe quay được một góc bao nhiêu trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = 40s? Bài15: Phương trỡnh chuyển động quay của một điểm trên một đĩa hát là : ϕ = 3 – 4t + t 2 (rad) . A) Viết phương trỡnh xỏc định vận tốc quay ω (t) ? Vật có vận tốc gốc bằng không lúc nào? B) Đĩa quay được một góc bao nhiêu trong khoảng thời gian t∆ tính từ lúc t = 0. 1) với t∆ = 1,5s ; 2) t ∆ = 4s . Bài16: Một bánh xe đang quay quanh trục với vận tốc góc 0 ω = 360 v/ph thỡ bị hóm lại với một gia tốc khụng đổi bằng β = 6 rad/s 2 . A) Hóy viết phương trỡnh chuyển động của bánh xe ? B) Sau bao lâu thỡ xe dừng hẳn lại ? Dạng 3: Các biến số dài và biến số góc. Bài1: Tốc độ góc của một ôtô, khi lái theo một đường trong bán kính 110m, với vận tốc 50km/h là bao nhiêu? B2:Một xe đua bắt đầu chạy trên đường đua hỡnh trũn, bỏn kớnh 400m. Cứ sau mỗi giõy tốc độ của xe lại tăng thêm 0,5m/s. Tại một thời điểm mà độ lớn của hai gia tốc hướng tâm và tiếp tuyến bằng nhau, hóy xỏc định: MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 5 B C A Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= a) Tốc độ của xe đua. b) Đoạn đường đó đi được ? c) Thời gian đó đi? B3: Một điểm ở mép đĩa mài có đường kính 0,75m có tốc độ biến thiên đều đặn từ 12m/s đến 25m/s trong 6,2s. Gia tốc góc trung bỡnh của đĩa trong khoảng thời gian này là bao nhiêu? Bài4: Hỏi : a) Tốc độ góc ? b) Gia tốc xuyên tâm ? c) Gia tốc tiếp tuyến của một con tàu vũ trụ khi vượt qua chỗ ngoặt trong bán kính 3220km, ở tốc độ không đổi 29000km/h? ĐS: a) 2,5.10 -3 (rad/s) ; b) 20,15 m/s 2 ; c) 0. Bài5: Một nhà du hành vũ trụ được kiểm tra trên một máy quay li tâm. Máy có bán kính 10m và lúc đầu quay theo : ϕ = 0,3t 2 (rad) với t đo bằng giây. Khi t = 0,5s thỡ : A) vận tốc góc? B) tốc độ dài ? C) Gia tốc tiếp tuyến ( độ lớn ) và D) Gia tốc hướng tâm ( độ lớn ) của nha du hành là bao nhiêu? Bài6: Bánh đà của một máy hơi nước quay với tốc độ không đổi 150 vg/ph. Khi hơi nước bị ngắt, ma sát ở các ổ trục và không khí làm cho bánh đà dừng lại sau 2,2h a) Gia tốc góc của bánh đà không đổi khi quay chậm lại la bằng bao nhiêu ( vg/ph 2 )? b) Bánh đà quay được bao nhiờu vũng trước khi dừng lại ? c) Thành phần tiếp tuyến của gia tốc dài của một hạt ở cách trục bánh đà 50cm, khi bánh đà quay với tốc độ 75vg/ph là bao nhiêu? d) Độ lớn của gia tốc toàn phần của hạt trong câu c) là bao nhiêu? Bài7: Một ôtô khởi hành từ khi nghỉ và chuyển động trên một đường đua trong bán kính 30m. Tốc độ của nó tăng với gia tốc không đổi 0,5m/s 2 . a) Độ lớn của gia tốc toàn phần của bánh xe sau 15s là bao nhiêu? b) Lúc đó, gia tốc dài ấy làm với vận tôc của xe một góc bằng bao nhiêu? Bài8: Đĩa của một xe đạp có đường kính gấp 2 lần đường kính của líp. Bánh xe có đường kính 0,66m. Một người đi xe đạp với tốc độ 15km/h. Nếu người đó đạp đều đặt không ngừng thỡ phải đạp bao nhiêu vũng trong một phỳt? ĐS: 60,24 vg/ph. Bài9: Cánh quạt của một máy bay quay với tốc độ 2400 vg/ph. A) Tính tốc độ góc ra rad? B) Cánh quạt có chiều dài 1,6m. Tính gia tốc hướng tâm của một điểm ở đầu cánh quạt. C) Máy bay có tốc độ 720 km/h và bay song song với mặt đất. Tính vận tốc của một điểm trên so với 1) Người lái ; 2) Một người trên mặt đất giả sử rằng vận tốc của máy bay song song với trục cánh quạt. ĐS: 251,2 rad ; 101002m/s 2 ; 402m/s và 449m/s. Bài10: Một vật quay quanh một trục cố định và vị trí của góc của một đường mốc trên vật được cho bởi ϕ = 0,4.e 2t (rad ) với t đo bằng giây. Xét một điểm trên vật cách trục quay4cm. Lúc t = 0 thỡ độ lớn: a) Của thành phần tiếp tuyến của gia tốc tại điểm đó , b) và thành phần hướng tâm của gia tốc tại điểm đó là bao nhiêu? Bài11: Một cái đĩa A có bán kính r A = 10cm được ghép bằng cua roa B với đĩa C bán kínhr C = 25cm MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 6 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= như hỡnh vẽ (H1). Đĩa A tăng tốc với tốc độ góc từ lúc nghỉ, với gia tốc không đổi 1,6rad/s 2 . Xác định thời gian cần thiết để đĩa C đạt tốc độ quay 100vg/ph, mà giả sử rằng cua roa không trượt. ( Gợi ý: nếu cua roa khụng trượt thỡ tốc độ dài ở mép của cả hai đĩa phải bằng nhau. ) ĐS: 16,36s. Bài12: Bốn rũng rọc được ghép với nhau bằng hai cua roa, theo hỡnh vẽ (H2). Rũng rọc A ( bỏn kớnh r A = 15cm ) là rũng rọc dẫn động và quay với 10rad/s. Rũng rọc B ( bỏn kớnh r B = 10cm) được ghộp bằng cua roa 1 với rũng rọc A. Rũng rọc B / ( bán kính bằng 5cm đồng tâm với rũng rọc B và gắn chặt vào nú. Rũng rọc C bỏn kớnh ( r C = 25cm ) được ghép bằng cua roa 2 với rũng rọc B / . Hóy tớnh a) Tốc độ dài của một điểm trên cua roa 1, b) tốc độ gúc của rũng rọc B, c) Tốc độ góc của rũng rọc B / ; d) Tốc độ dài của một điểm trên cua roa 2 và e) Tốc độ góc của rũng rọc C ? Bài13: Kim giờ của một đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 kim phút. Tính tỉ số của các vận tốc góc, vận tốc dài và gia tốc của các kim. Coi như các kim chuyển động trũn đều. Bài14: Một bánh xe đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi bằng 4 rad/s 2 . Lúc t = 0, bánh xe nằm yên và bán kính có điểm P trên vành làm với đường nằm ngang một góc 57,3 0 . Lúc t = 2 s , tính: A) vận tốc góc ; B) Vận tốc dài, gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của điểm P ? C) Tọa độ của điểm P ( Lấy gốc thời gian lúc t =0 ). Bài15: vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của một điểm trên mặt đất phụ thuộc như thế nào vào vĩ độ ? Tính các đại lượng đó ở vĩ độ 30 0 . Coi trái đất như một hỡnh cầu cú bỏn kớnh R = 6400 km quay đều quanh trục đi qua các địa cực với vận tốc góc 1 vũng/ 24h. B16: Một cánh quạt của máy phát điện chạy bằng sức gió có bán kính 35m, quay với tốc độ 40 vũng /phỳt. Tính tốc độ dài của một điểm nằm ở vành của cánh quạt. ĐS: 147m/s. Bài17: Một cầu thủ bóng chày ném quả bóng với tốc độ dài 6,93m/s. Nếu cánh tay của cầu thủ dài 0,66m thỡ tốc độ góc của quả bóng ngay lúc ném bằng bao nhiêu? Biết cầu thủ dang thẳng tay khi ném. ĐS: 10,5 rad/s Bài18: Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp ôtô cách trục bánh xe 28cm. Bánh xe quay đều với vận tốc 10 vũng/s. Số vũng bỏnh xe quay để số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe nhảy một số ứng với 1km và thời gian quay hết số vũng ấy? MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 7 H1 A B B / C Cu roa 1 Cu roa 2 O m m Trục quay HV8 HV9 HV10 HV11 O HV12 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= CHỦ ĐỀ II. PHƯƠNG TRèNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN UAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH B1: Tính momen quán tính của một cái thước mét, có khối lượng 0,56kg, quay quanh trục vuông góc với thanh đi qua vạch 20cm ( coi thước như một thanh mảnh). ĐS: 0,0832kgm 2 . B2: Mỗi cánh trong ba cánh quạt của máy bay trực thăng dài 5,2m, nặng 240kg. Tính momen quán tính của bộ ba cánh quạt trên đối với trục quay của chúng. ĐS: 6489,6kg.m 2 . B3: Một cái đĩa trũn đồng chất có bán kính R = 20cm, khối lượng m = 500g. Tính momen quán tính của đĩa đối với trục quay đi qua tâm và vuông góc với đĩa? B4: Hai hạt, mỗi hạt có khối lượng m = 400g, liên kết với nhau và với một trục quay ở O, bằng hai thanh mảnh có độ dài l = 20cm ( HV8), và khối lượng M = 500g. hóy tớnh momen quỏn tính của tổ hợp trên đối với trục quay O vuông góc với thanh B5: Bốn hạt giống nhau, mỗi hạt có khối lượng 0,5kg đặt ở đỉnh một hỡnh vuụng canh 2m và được giữ ở đó bằng 4 thanh không khối lượng, các thanh là các cạnh của hỡnh vuụng. Tớnh momen quỏn tớnh của vật rắn này đối với trục quay A) Đi qua trung điểm của hai cạnh đối diện và nằm trong mặt phẳng hỡnh vuụng? B) đi qua trung điểm của một cạnh và vuông góc với mặt phẳng hỡnh vuụng. C) nằm trong mặt phẳng của hỡnh và đi qua hai hạt ở hai đầu của một đường chéo? B6: Hai cái đĩa mỏng, mỗi cái có khối lượng 4kg và bán kính 0,4m được gắn với nhau theo (HV9) để làm thành một cố thể. Tính momen quán tính của cố thể này đối với trục quay đi qua tâm của một trong hai đĩa và vuông góc với mặt phẳng của các đĩa? B7: Một vật rắn được tạo nên từ hai thanh mảnh, giống nhau, mỗi thanh có chiều dài l = 20cm và khối Lượng m = 500g, và gắn lại thành hỡnh chữ T ( HV10). Vật cú thể quay quanh một trục ∆ đi qua một đầu của một thanh và vuông góc với thanh đó, đồng thời song song với thanh kia. Tính momen quán tính của vật đối với trục quay đó? B8: Một quả bóng Bi-A có khối lượng cỡ 200g vàbán kính R = 4cm. Tính momen quán tính của vật đối với trục quay đi qua tâm của nó? B9: Tay lái của một ụtụ gồm một vành trũn cú khối lượng M = 500g và ba thanh mảnh giống nhau ( cùng chiều dài l = 20cm và khối lượng m = 200g) như hỡnh vẽ ( HV11). Tớnh momen quỏn tính của vật đối với trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng của vật? B10: Đồng tiền xu năm nghỡn Việt Nam cú khối lượng m = 20g và bán kính R =2,5cm. Tính momen quán tính của đồng tiền đó đối với trục quayđi qua mép và vuông góc với mặt phẳng đồng tiền? B11: Một đĩa đồng chất có bán kính R = 20cm có một lỗ thủng trũn như hỡnh vẽ (HV12). Khối lượng của phần cũn lại là m= 7,3kg. Tỡm momen quỏn tớnh của đĩa đối với trục quay đi qua A) Tâm O và vuông góc với mặt phẳng của đĩa? B * ) trọng tâm G và vuông góc với mặt phẳng của đĩa? MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 8 HV13 20 0 F 1 30 0 F 2 F 3 45 0 O C B HV2.1 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= B12: Một cánh cửa có khối lượng m = 30kg, chiều rộng b = 60cm. Tính momen quán tính của cánh cửa đối với trục quay đi qua bản lề như hinh vẽ ( HV13) ; CHỦ ĐỀ III:MÔMEN LỰC ĐỐI VỚI TRỤC QUAY. B1: Một quả cầu nhỏ có khối lợng m = 0,75kg được gắn chặt ở một ầu thanh có khối lượng không đáng kể, dài l = 1,25m. Đầu kia của thanh được treo vào một cái chốt sao cho thanh có thể dao động trong mặt phẳng thẳng đứng. Hóy xỏc định momen lực của quả cầu đối với trục đi qua chốt khi thanh làm với phương thẳng đứng một góc 30 0 . ĐS: 0,234N.m. B2: Một người có khối lượng 60 kg đạp lên một cái dốc, người ấy đặt toàn bộ trọng lượng của mỡnh lờn bàn đạp ( pêđan) phía trước. Chiều dài của chiếc đùi gắn với bàn đạp là 0,2m. Hóy tớnh momen lực đối với trục quay khi đùi làm với phương thẳng đứng một gớc : a) 30 0 ; b) 90 0 . Lấy g = 9,8m/s 2 ; ĐS: a) 58,8N.m ; b) 118N.m; B3: Tớnh momen lực toàn phần tỏc dụng lờn một cỏi xa nh hỡnh vẽ ( HV2.1) a) đối với trục quay qua O và vuông góc với trang giấy . b) đối với trục quay qua C và vuông góc với trang giấy . Biết F 1 = 25N ; F 2 =10N ; F 3 = 30N ; OB = 2OC = 4m. B4: Một vật rắn quay quanh trục O nh hỡnh vẽ (HV2,2) r 1 = 1,3m ; r 2 = 2,15m ; F 1 = 4,2N ; F 2 = 4,2N ; Tỡm momen toàn phần đối với trục quay? ĐS : 3,85N.m B5: một vật rắn quay quanh trục quay O nh hỡnh (HV2.3). F 1 = 10N ; F 2 = 16N ; F 3 = 19N ; điểm đặt của các lực lần lợt cách O là 8m ; 4m ; 3m. Tính momen lực đối với trục quay đó? B6: Hai ngời A và B cùng đi qua cửa một lúc. Người A đi ra, cũn B đi vào nhà. Người A tác dụng vào cửa một lực F A = 20N theo phương vuông góc với cánh cửa , đặt tại điểm M cách trục cánh cửa r A = 40cm. Người B tác dụng vào cửa một lực F B = 40N theo phương hợp với cánh cửa một góc 30 0 , đặt tại điểm N cách trục cánh cửa r B = 30cm. Tính momen lực tác dụng lên cánh cửa? Hỏi cánh cửa đi ra hay đi vào? ĐS: 2N.m ; đi ra. B5: một vật rắn quay quanh trục quay O như hỡnh (HV2.3). F 1 = 10N ; F 2 = 16N ; F 3 = 19N ; điểm đặt của các lực lần lượt cách O là 8m ; 4m ; 3m. Tính momen lực đối với trục quay đó? MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 9 l 1 l 2 HV3.1 30 0 H3.3 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= CHỦ ĐỀ IV: Cho M , I tỡm a , γ , ω , ϕ ∆ , t ? B1: Một bánh xe có momen quán tính I = 2kg.m 2 . Khi tỏc dụng vào bỏnh xe một momen lực 12N.m, thỡ bỏnh xe thu được một gia tốc góc bằng bao nhiêu? B2: Một bánh xe có momen quán tính I = 800g/m 2 , đang đứng yên thỡ chịu tỏc dụng của momen lực 24N.m đối với trục quay. Bỏ qua mọi ma sát và sức cản. A) Tính gia tốc góc của bánh xe? B) Tính vận tốc góc của bánh xe sau đó 4s? C) Sau bao lâu thỡ bánh xe quay được 10 vũng? B3: Một rũng rọc cú bỏn kớnh R = 20cm, cú momen quỏn tớnh 0,04kg.m 2 đối với trục quay của nó. Lúc đầu rũng rọc đang quay đều với vận tốc góc 0 ω = 2(rad/s). để tăng tốc độ quay của rũng rọc người ta tác dụng vào rũng rọc một lực khụng đổi F = 1,2N tiếp tuyến với vành. Bỏ qua mọi sức cản. Tính tốc độ của rũng rọc sau 3s tớnh từ lỳc cú lực tỏc dụng, B4: Một cỏi vỏ, hỡnh cầu, mỏng, cú bỏn kớnh 2m. Một momen lực 960N.m tỏc dụng vào vật, truyền cho vật một gia tốc góc bằng bao nhiêu? Biết khối lượng của cái vỏ là 20kg? B5: Một rũng rọc cú quỏn tớnh quay 1,0.10 -3 (kg.m 2 ) đối với trục của nó và có bán kính R = 10cm , chịu tác dụng của một lực tiếp tuyến với vành. Cường độ lực biến thiên theo thời gian theo quy luận : F = 0,3t 2 + 0,5t ( N) với t đo bằng giây. Ban đầu rũng rọc đang đứng yên. tính gia tốc góc và vận tốc góc của rũng rọc tại thời điểm t = 3s? B6: Một cái đĩa đồng chất có bán kính R = 40cm, và khối lượng m = 500g. Đĩa đang quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc với đĩa với vận tốc góc bằng 18 π (rad/s).Để làm cho đĩa dừng lại người ta tác dụng một lực không đổi F = 12N theo phương tiếp tuyến với vành . Bỏ qua mọi ma sát và sức cản. A) Bao lâu sau khi tác dụng lực thỡ đĩa dừng lại? B) Và trong thời gian đó thỡ đĩa đó quay thờm được bao nhiêu vũng? B7: Trong hỡnh vẽ ( H3.1) trỡnh bày hai vật nặng, mỗi vật có khối lượng m treo vào hai đầu của một thanh không trọng lượng, độ dài l = l 1 + l 2 với l 1 = 20cm và l 2 = 80cm. Thanh đượcgiữ ở vị trí nằm ngang như hỡnh vẽ, và au đó được buông ra. Tính gia tốc củahai vật nặng, khi chúng vừa bắt đầu chuyển động? Lấy g = 10m/s 2 . ĐS: a 1 = 0,02m/s 2 ; a 2 = 0,08m/s 2 ; B 8: Một cái đĩa trũn đồng chất bán kính R = 20cm, khối lượng M = 2,5kg lắp trên trục nằm ngang cố định đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng của đĩa. Một vật nặng khối MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 10 F 1 135 0 O F 3 F 2 90 0 160 0 HV2.3 F 2 60 0 F 1 75 0 O r 1 r 2 HV2.2 HV 3.2 [...]... động là Π thì vật có li độ là x= +5 3 cm, vận tốc là 6 v=+100cm/s Lập phươngtrình chuển động của vật, chọn gốc thời gian tại vị trí trên Ví dụ 3 :Vật dao động điều hoà có vận tốccực đại là 16cm/s Và gia tốc cực đại là 128 cm/s2 Lập phơngtrình dao động của vật, chọn gốc thời gian lúc vật có li độ là x=+1cm và đang đi về VTCB MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009... ;ω= k g ∆l o b Tính chất của lực làm vật dao động điều hoà( Lực kéo về ) Lực làm vật dao động điều hoà tỉ lệ với độ dời tính từ vị trí cân bằng và luôn luôn hướng về vị trí cân bằng nên gọi là Lực kéo về ( lực hồi phục) Trị đại số của lực hồi phục: F = - kx Lực kéo về đạt giá trị cực đại Fmax = kA khi vật đi qua các vị trí biên (x = ± A) Lực kéo về có giá trị cực tiểu Fmin = 0 khi vật đi qua vị trí cân... thời gian một chu kỳ thỡ biờn độ vật lại trở về giá trị ban đầu II.3 Chọn câu sai khi nói về chất điểm dao động điều hoà: A Khi chuyển động về vị trí cân bằng thỡ chất điểm chuyển động nhanh dần đều B Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc của chất điểm có độ lớn cực đại C Khi vật ở vị trí biên, li độ của chất điểm có độ lớn cực đại D Khi qua vị trí cân bằng, gia tốc của chất điểm bằng không II.4: Chọn phát... xứng của vật B Trọng tâm của vật là một điểm phải nằm trên vật C Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực của vật D Trọng tâm của vật là điểm đặt của hợp lực tác dụng vào vật X.59 Chọn đáp án đúng MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 19 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================... Khối tâm của vật là tâm của vật; B Khối tâm của vật là một điểm trên vật; C Khối tâm của vật là một điểm trong không gian có tọa độ xác định bởi công thức r c = ∑ mi r i ; ∑ mi D Khối tâm của vật là một điểm luôn luôn đứng yên X.42 Có 3 chất điểm có khối lợng 5kg, 4kg và 3kg đặt trong hệ tọa độ xoy Vật 5 kg có tọa độ (0,0) vật 4kg có tọa độ (3,0) vật 3kg có tọa độ (0,4) Khối tâm của hệ chất điểm có... toán về chu kì của con lắc MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 28 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An =========================================== ∞∞∞∞∞∞∞============================================= Ví dụ 1: Con lắc lò xo k= 100N/m, trong thời gian 4 s vật thực hiện được 10 dao động Tìm khối lượng của vật. .. 3.CON LẮC ĐƠN a Con lắc đơn: Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào một sợi dây không gión, vật nặng có kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, cũn sợi dõy cú khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 23 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An... C 3m/s D 1m/s II.25 Vận tốc của chất điểm dao động điều hoà có độ lớn cực đại khi: A Li độ có độ lớn cực đại C Li độ bằng không B Gia tốc có dộ lớn cực đại D Pha cực đại MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 32 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An =========================================== ∞∞∞∞∞∞∞=============================================... D Cả ba trờng hợp thì góc nghiêng làm cho vật đổ đều bằng nhau MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 20 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An =========================================== ∞∞∞∞∞∞∞============================================= X.68 Một thanh OA đồng chất tiết diện đều có trọng lợng 50N, thanh... t+ t 0 Ví dụ: Vật dao động điều hoà theo phươmg trình: x = 10 cos(4Πt + Π ) cm 8 a) Biết li độ của vật tại thời điểm t là 4cm Hãy xác định li độ của vật tại thời điểm t’= t+ 0,25 (s) b) Biết li độ của vật tại thời điểm t là x= -6 cm Hãy xác định li độ của vật tại thời điểm t’= t+ 0 ,125 (s) c) Biết li độ của vật tại thời điểm t là x= 5 cm Hãy xác định li độ của vật tại thời điểm t’= t+ 0, 3125 (s) Dạng . tính và momen động lượng của vật quay . MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 2 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO***********. có thể quay xung MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 12 G O HV4.1 x 2 L O G HV4.2 Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG. thì mọi điểm của vật rắn có cùng góc quay. B. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng chiều quay. C. Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục
- Xem thêm -

Xem thêm: tài liệu vật lí 12 về cơ học chất rắn_tài liệu luyện thi đại học, tài liệu vật lí 12 về cơ học chất rắn_tài liệu luyện thi đại học, tài liệu vật lí 12 về cơ học chất rắn_tài liệu luyện thi đại học

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay