CHUYÊN ĐỀ vật lý 10 các định luật bảo toàn NĂM 2021 - 2022: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MÁNG TRÒN

[Yopovn]

CHUYÊN ĐỀ vật lý 10 các định luật bảo toàn NĂM 2021 - 2022: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MÁNG TRÒN

CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT TRÊN MÁNG TRÒN​

A

C

h

m

•

O

•

•

r

D

B

Câu 1: Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật m được thả trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng có độ cao h. Vật trượt hết mặt phẳng nghiêng thì trượt lên một máng tròn có bán kính r. Bỏ qua mọi ma sát. Cho gia tốc rơi tự do là g.
a. Xác định hmin để vật có thể trượt hết máng tròn.

b. Với giá trị hmin đó, xác định phản lực của máng tác dụng lên vật tại các điểm B và C.





Giải:

a. Điều kiện hmin tương ứng với điều kiện vận tốc của vật khi qua D đạt giá trị tối thiểu để vẫn giữ được quỹ đạo tròn.

Khi qua D, trọng lực và phản lực của máng giữ vai trò lực hướng tâm.

Þ vmin = khi N = 0​

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật tại hai vị trí A và D. Ta có:

WA = WD Þ mghmin = mg(2r) + = 2,5mgr Þ hmin = 2,5r

b. Chọn mức không tính thế năng tại B.

* Phản lực của máng tác dụng lên vật tại B:

- Vận tốc của vật tại B được xác định theo định luật bảo toàn cơ năng:

WA = WB Þ Þ

- Tại B, hợp lực của trọng lực và phản lực giữ vai trò lực hướng tâm, nên ta có:

Þ

* Phản lực của máng tác dụng lên vật tại C:

- Vận tốc của vật tại C được xác định theo định luật bảo toàn cơ năng:

WA = WC Þ Þ

- Tại C, phản lực của máng giữ vai trò lực hướng tâm, nên ta có:

A

C

h

m

•

•

•

B

O

•

•

R

N

M

D

Câu 2: Cho cơ hệ như hình vẽ.
Vật m được thả trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng có độ cao h = 10m. Nó lăn hết mặt phẳng nghiêng thì lăn lên một máng tròn có bán kính R = 3m. Bỏ qua mọi ma sát. Cho g = 10 m/s2.

a. Xác định vận tốc của vật tại B.

b. Tính độ cao cực đại của vật sau khi rời máng tròn tại N. Biết góc NOC = 450.

c. Biết khối lượng của vật là 50g. Xác định phản lực của máng tác dụng lên vật tại các điểm B và C.

Giải: