TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XII TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC TỈNH VĨNH PHÚC ĐỀ THI ĐỀ XUẤT ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ LỚP 10 (Đề có 02 trang, gồm 05 câu) M m1 A B Bài 1: Nêm cố định, bỏ qua ma sát ròng rọc, khối lượng dây ròng rọc Biết B vật hình trụ có bán kính r, bán kính R, có mô men quán tính trục qua tâm I, khối lượng M Biết hình trụ lăn không trượt Tìm gia tốc vật m1, m2 gia tốc góc khối trụ Bài 2: Cho hệ hình vẽ Các vật có khối lượng m1 m2, dây treo không dãn, không khối lượng Đốt dây AB Tìm lực căng dây OA dây AB vừa đứt theo m1, m2, g α Bài 3: Một pháo có khối lượng M chuyển động đường nằm ngang với hệ số ma sát μ Nòng pháo hướng lên hợp với phương ngang góc α Ban đầu pháo đứng yên bắn tức thời viên đạn có khối lượng m với vận tốc u so với nòng a Sử dụng định lý biến thiên xung lượng với giả thiết pháo không bị nảy lên khỏi đường bỏ qua tác dụng trọng lực thời gian thuốc nổ cháy, thời gian đạn chuyển động nòng coi ngắn Hãy tìm vận tốc pháo sau đạn khỏi nòng b Xác định quãng đường mà pháo dịch chuyển đường sau bắn Bài 4: Bên xilanh kín hình trụ đặt nằm ngang, cách nhiệt có chứa khối không khí Khối không khí bị chia thành hai phần pittông mỏng, cách nhiệt Ban đầu áp suất, thể tích nhiệt độ khí hai ngăn xilanh P 0, V0 T0 Pittông chuyển động có ma sát dọc P0S theo thành xilanh, lực ma sát F ms = với S tiết diện xilanh Truyền nhiệt cho ngăn bên phải để tăng nhiệt độ ngăn bên phải lên đến giá trị T a Tìm giá trị T để thể tích khí ngăn bên trái giảm nửa b Tìm nhiệt lượng truyền cho khí ngăn bên phải để thực trình Bài 5: Xác định hệ số ma sát nhớt chất lỏng F = 6π η v.r Cho công thức xác định lực ma sát nhớt tác dụng lên bi nhỏ: Trong đó: η hệ số ma sát nhớt chất lỏng, v tốc độ chuyển động bi so với chất lỏng, r bán kính bi Cho dụng cụ thí nghiệm: (1) Một ống thủy tinh hình trụ dài (2) Một ống nhỏ giọt (3) Một cân (4) Một đồng hồ bấm giây (5) Một thước đo chiều dài (6) Chậu đựng nước có khối lượng riêng ρ biết (7) Chậu đựng dầu thực vật có khối lượng riêng ρd biết Trình bày sở lý thuyết, cách bố trí, bước tiến hành thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nhớt dầu thực vật cho HẾT Người đề Đỗ Văn Tuấn - 0988622986 Bài Nội dung Điểm (2 đ) Phân tích lực hình vẽ r r r r P, N , Fms , 2T Giải: Chọn hệ quy chiếu đất, Các lực tác dụng vào hình trụ , với T1=T2=T M m1 + + r 2T r r P1 , T1 , Vật có r r P2 , T2 , Vật có 0,25 0,25 0,25 a) Giả sử trụ lăn lên trên: Chọn chiều dương hình vẽ 0,25 Gọi aA gia tốc ròng rọc A với đất, a1,a2 gia tốc vật vật với đất m1g - T = m1a1 (1) m2g – T = m2a2 a1 + a2 = 2aA (3) 0,25 0,25 + Với hình trụ mặt phẳng nghiêng, gọi K tiếp điểm hình trụ mặt phẳng nghiêng Đối với trục quay qua K ta có (3) 0,25 với Ik = I + MR2 2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR )γ 0,25 (4) Gọi B điểm tiếp xúc với hình trụ dây Ta có aA = aB aB = γ ( R − r ) = a A (5) Giải hệ: Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5) Lấy (1) +(2) ta có 2T= (m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6) Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có   I + MR  I + MR  MgR sin α a1  m1 + + a m + = g (m1 + m2 ) −  2  2( R − r )  2( R − r )  R−r   (7) Từ (5) (7) ta có: 0,25 0,25 0,25 a) Giả sử trụ lăn lên trên: Chọn chiều dương hình vẽ 0,25 Gọi aA gia tốc ròng rọc A với đất, a1,a2 gia tốc vật vật với đất m1g - T = m1a1 (1) m2g – T = m2a2 a1 + a2 = 2aA (3) 0,25 0,25 + Với hình trụ mặt phẳng nghiêng, gọi K tiếp điểm hình trụ mặt phẳng nghiêng Đối với trục quay qua K ta có (3) 0,25 với Ik = I + MR2 2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR )γ 0,25 (4) Gọi B điểm tiếp xúc với hình trụ dây Ta có aA = aB aB = γ ( R − r ) = a A (5) Giải hệ: Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5) Lấy (1) +(2) ta có 2T= (m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6) Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có   I + MR  I + MR  MgR sin α a1  m1 + + a m + = g (m1 + m2 ) −  2  2( R − r )  2( R − r )  R−r   (7) Từ (5) (7) ta có: 0,25 0,25 0,25 a) Giả sử trụ lăn lên trên: Chọn chiều dương hình vẽ 0,25 Gọi aA gia tốc ròng rọc A với đất, a1,a2 gia tốc vật vật với đất m1g - T = m1a1 (1) m2g – T = m2a2 a1 + a2 = 2aA (3) 0,25 0,25 + Với hình trụ mặt phẳng nghiêng, gọi K tiếp điểm hình trụ mặt phẳng nghiêng Đối với trục quay qua K ta có (3) 0,25 với Ik = I + MR2 2T ( R − r ) − MgR sin α = ( I + MR )γ 0,25 (4) Gọi B điểm tiếp xúc với hình trụ dây Ta có aA = aB aB = γ ( R − r ) = a A (5) Giải hệ: Lây (1)-(2) ta có g(m1m2)=m1a1-m2a2 (5) Lấy (1) +(2) ta có 2T= (m1+m2)g-m1a1-m2a2 (6) Thay (3),(5),(6) vào (4) ta có   I + MR  I + MR  MgR sin α a1  m1 + + a m + = g (m1 + m2 ) −  2  2( R − r )  2( R − r )  R−r   (7) Từ (5) (7) ta có: (2 đ) Cơ sở lý thuyết Vật rơi môi trường chịu tác dụng lực cản tỷ lệ với tốc độ chuyển động vật Ban đầu vật rơi nhanh dần, nên tốc độ tăng dần, đến lực cản môi trường đủ lớn để cân với trọng lực lực đẩy Acsimet vật chuyển động Xét viên bi nhỏ bán kính r chuyển động dầu với tốc độ v: r ur r FA P F + Phân tích lực: trọng lực , lực đẩy Acsimet , lực ma sát nhớt + Viên bi chuyển động nên ta có: ur uur r r P + FA + F =0 Þ F = P – FA r r - r d ) g Þ 6ph.v.r = p.r ( r - r d ) g Þ h = × ( v Nhận xét: Để đo η, ta cần đo bán kính r tốc độ chuyển động v viên bi Ống nhỏ giọt Giọt nước CĐ Nước S Hình 2 Tiến hành thí nghiệm a Bố trí thí nghiệm Hình b Tiến trình thí nghiệm: Bước 1: Thí nghiệm với ống nhỏ giọt - Dùng cân điện tử để cân khối lượng: ống nhỏ giọt, ống nhỏ giọt có chứa nước để xác định khối lượng m nước ống - Đếm số giọt nước N Bước 2: Cho giọt nước từ ống nhỏ giọt rơi vào dầu từ độ cao h xác định (để giọt nước có tốc độ ban đầu đủ lớn) Mỗi giọt nước chuyển động ống dầu, quan sát chuyển động giọt nước: - Dùng thước đo quãng đường S (quan sát thấy giọt nước chuyển động đều) - Dùng đồng hồ đo khoảng thời gian t chuyển động tương ứng Chú ý: Khi tiến hành bước nhiều lần mức chất lỏng nước ống dâng lên nên ta phải ý: điều chỉnh vị trí ống nhỏ giọt (để độ cao h không đổi); vị trí đo quãng đường S (do mức nước dâng lên) Xử lý số liệu a Xác định bán kính giọt nước: Đo m, đếm N m m0 = N - Khối lượng giọt nước: r =3 3V 3.m =3 4p 4pr - Bán kính giọt nước: b Xác định tốc độ chuyển động giọt nước dầu: S v= t c Xác định hệ số nhớt dầu: 2 r r - r d ) g h= × ( v 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25