Đề kiểm tra Chương 2: Động lực học chất điểm

Trình bày định luật Newton I. Phân tích vai trò của hệ quy chiếu quán tính và giải thích tại sao khối lượng lại là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

Phát biểu và viết biểu thức định luật Newton II. Phân tích ý nghĩa vật lý của phương trình động lực học và nêu rõ điều kiện để định luật này nghiệm đúng.

Phát biểu định luật Newton III và giải thích tại sao hai lực trực đối không thể cân bằng nhau dù chúng cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. Cho một ví dụ minh họa cụ thể từ thực tế.

Phân loại các lực trong cơ học thành lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc (lực trường). Cho ít nhất hai ví dụ cho mỗi loại và giải thích cơ sở của sự phân loại này.

Một chiếc ô tô có khối lượng đang chuyển động với vận tốc thì tài xế hãm phanh, xe dừng lại sau . Áp dụng định luật Newton II, xác định lực hãm trung bình tác dụng lên xe. Lấy .

Trình bày các đặc điểm của lực ma sát tĩnh. Giải thích vì sao ta viết chứ không phải . Phân biệt vai trò của lực ma sát tĩnh cực đại và lực ma sát tĩnh thông thường.

So sánh hệ số ma sát tĩnh , hệ số ma sát động và hệ số ma sát lăn . Giải thích ý nghĩa thực tiễn của việc trong đời sống và kỹ thuật.

Một vật có khối lượng đặt trên mặt sàn nằm ngang với hệ số ma sát tĩnh và hệ số ma sát động . Xác định lực ma sát tác dụng lên vật khi lực kéo ngang lần lượt là , và . Lấy .

Phân tích lực căng dây trong hệ ròng rọc đơn giản (Atwood) gồm hai vật có khối lượng khác nhau. Giải thích tại sao lực căng dây ở hai phía của ròng rọc được coi là bằng nhau và các điều kiện cần thiết để có thể áp dụng mô hình này.

Trình bày trọn vẹn sáu bước giải bài toán cơ học theo phương pháp chuẩn. Phân tích vai trò của từng bước, đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng của việc vẽ giản đồ vật tự do và lựa chọn hệ trục tọa độ thích hợp.

Một hộp khối lượng đặt trên mặt phẳng nghiêng nhẵn, góc nghiêng . Hãy vẽ giản đồ vật tự do và xác định biểu thức phản lực pháp tuyến và gia tốc chuyển động của hộp. Tính số các đại lượng này. Lấy .

Một hộp khối lượng trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng , chiều dài . Bỏ qua ma sát. (a) Thiết lập biểu thức gia tốc; (b) Tính vận tốc tại chân mặt phẳng nghiêng; (c) Với , hãy tính số.

Một chiếc xe khối lượng đang chuyển động với vận tốc thì tài xế đạp phanh và xe dừng lại sau khi đi thêm được . Tính lực hãm trung bình tác dụng lên xe.

Một vật khối lượng được kéo trên mặt sàn ngang bởi lực hợp với phương ngang một góc (hướng lên). Hệ số ma sát động . Vẽ giản đồ lực và tính gia tốc của vật. Lấy .

Một quả cầu khối lượng treo bằng sợi dây nhẹ, không giãn dưới trần nhà. Phân tích các lực tác dụng lên quả cầu và lên trần nhà. Áp dụng định luật Newton III để xác định lực mà quả cầu tác dụng lên trần nhà. Lấy .

Định nghĩa động lượng. Chứng minh rằng . Phân tích ý nghĩa của việc coi định lý động lượng là dạng tổng quát hơn của định luật Newton II.

Phát biểu định lý xung lượng - động lượng. Viết biểu thức và giải thích ý nghĩa vật lý. Cho biết trong trường hợp nào định lý này đặc biệt hữu ích so với việc sử dụng trực tiếp định luật Newton II.

Một quả bóng khối lượng bay với vận tốc đập vuông góc vào tường rồi bật ngược trở lại với cùng độ lớn vận tốc. Tính độ biến thiên động lượng và xung lượng của lực do tường tác dụng lên bóng.

Một quả bóng tennis khối lượng chạm vợt với vận tốc rồi bật ra với vận tốc cùng chiều. Thời gian tiếp xúc . Tính lực trung bình do vợt tác dụng lên bóng và nhận xét về độ lớn của lực này.

Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và nêu các điều kiện áp dụng của nó. Phân biệt giữa hệ cô lập và hệ có ngoại lực triệt tiêu lẫn nhau. Cho hai ví dụ minh họa.

Một khẩu súng khối lượng bắn một viên đạn khối lượng với vận tốc . Tính vận tốc giật lùi của súng. Phân tích bài toán này theo định luật bảo toàn động lượng.

Một toa tàu khối lượng đang chuyển động với vận tốc va chạm vào một toa tàu khác khối lượng đang đứng yên. Sau va chạm hai toa dính vào nhau. Tính vận tốc của hệ sau va chạm.

Một viên đạn khối lượng bay ngang với vận tốc xuyên vào một khúc gỗ khối lượng đang đứng yên và lọt ra khỏi khúc gỗ với vận tốc cùng chiều. Tính vận tốc của khúc gỗ sau khi viên đạn xuyên qua.

Trình bày phương pháp vẽ giản đồ vật tự do cho hệ gồm hai vật nối với nhau bằng dây vắt qua ròng rọc, trong đó vật đặt trên mặt bàn nằm ngang có ma sát và vật treo thẳng đứng. Nêu rõ các lực tác dụng lên mỗi vật.

Một vật khối lượng đặt trên mặt bàn nằm ngang có hệ số ma sát , được nối với vật khối lượng bằng dây vắt qua ròng rọc ở mép bàn. Bỏ qua ma sát ở ròng rọc. Tính gia tốc của hệ và lực căng dây. Lấy .

Hai hộp A và B có khối lượng , đặt trên mặt bàn nhẵn nối với nhau bằng dây nhẹ. Lực kéo ngang đặt lên hộp A. Xác định gia tốc của mỗi hộp và lực căng dây.

Một quả cầu khối lượng đang nằm yên trên sàn thì bị đá với một lực trung bình trong thời gian . Tính vận tốc của quả cầu ngay sau khi bị đá. Áp dụng định lý xung lượng - động lượng.

Một vật khối lượng đang đứng yên thì chịu tác dụng của một lực không đổi trong thời gian . Tính vận tốc và động lượng của vật tại thời điểm cuối.

Một viên đạn khối lượng bay với vận tốc xuyên vào một tấm gỗ dày và lọt ra với vận tốc cùng chiều. Thời gian xuyên qua tấm gỗ là . Tính lực cản trung bình của gỗ tác dụng lên đạn.

Hai vật có khối lượng và đặt sát nhau trên mặt sàn nhẵn nằm ngang. Một lực đẩy vật . Tính gia tốc của hệ và lực mà hai vật tác dụng lên nhau.

Một người có khối lượng đứng trên cân trong thang máy đang đi xuống với gia tốc hướng xuống. Tính số chỉ của cân. Áp dụng định luật Newton II cho người. Lấy .

Một người có khối lượng đứng trên cân trong thang máy đang đi xuống đều (đều vận tốc) rồi sau đó hãm phanh để dừng lại. Số chỉ của cân thay đổi như thế nào trong hai giai đoạn này? Phân tích và giải thích. Lấy .

Một vật khối lượng đặt trên sàn xe tải. Hệ số ma sát tĩnh . Xe tải khởi động với gia tốc . Tìm gia tốc tối đa để vật không bị trượt trên sàn xe. Phân tích định luật áp dụng.

Một vật khối lượng được thả rơi tự do từ độ cao . Tính động lượng của vật ngay trước khi chạm đất. Lấy .

Một chiếc xe đạp (cùng người) có khối lượng tổng cộng đang chuyển động với vận tốc thì người đi xe hãm phanh với lực hãm không đổi . Tính thời gian từ lúc hãm phanh đến khi xe dừng hẳn.

Một quả bóng khối lượng rơi từ độ cao xuống đất rồi nảy lên đến độ cao . Tính độ biến thiên động lượng của quả bóng khi chạm đất. Lấy .

Phân tích các lực tác dụng lên một người nhảy dù khi mới nhảy khỏi máy bay (dù chưa mở) và sau khi dù đã mở (đang bay với vận tốc ổn định). Vẽ giản đồ lực cho cả hai giai đoạn và nhận xét.

Một vật nặng được đặt trên mặt sàn nằm ngang. (a) Xác định phản lực pháp tuyến tác dụng lên vật. (b) Nếu dùng một lực kéo vật theo phương ngang thì phản lực thay đổi như thế nào? Giải thích.

Một vật khối lượng đang chuyển động với vận tốc thì chịu tác dụng lực cùng chiều với vận tốc. Tính vận tốc của vật sau . Áp dụng định lý xung lượng - động lượng.

Giải thích hiện tượng giật lùi của súng khi bắn. Tại sao khi bắn súng trường, người bắn thường bị đẩy về phía sau với vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận tốc viên đạn? Phân tích bằng định luật bảo toàn động lượng.

Một hệ gồm hai vật và nối với nhau bằng dây vắt qua ròng rọc. Vật đặt trên mặt phẳng nghiêng góc với hệ số ma sát động , vật treo thẳng đứng. Thiết lập phương trình động lực học cho mỗi vật và suy ra biểu thức gia tốc của hệ.

Một vật khối lượng đang chuyển động với vận tốc thì va chạm với vật khác khối lượng đang đứng yên. Sau va chạm vật chuyển động ngược chiều với vận tốc . Tính vận tốc của vật sau va chạm. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng.

Phân biệt va chạm đàn hồi và va chạm không đàn hồi (mềm). Cho ví dụ minh họa trong thực tế cho mỗi loại và cho biết đại lượng nào được bảo toàn trong từng trường hợp.

Một quả cầu khối lượng chuyển động với vận tốc đến va chạm với quả cầu khối lượng đang đứng yên. Sau va chạm, quả cầu chuyển động với vận tốc cùng chiều ban đầu. Tính vận tốc của quả cầu .

Một khối gỗ khối lượng đang nằm yên trên mặt sàn nhẵn. Một viên đạn khối lượng bay với vận tốc cắm vào khối gỗ. Tính vận tốc của hệ sau va chạm và năng lượng tiêu hao do va chạm.

Khi một vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang, có thể kết luận rằng không có lực nào tác dụng lên vật hay không? Giải thích chi tiết bằng định luật Newton I và II.

Phân tích vai trò của khối lượng đối với mức quán tính của vật. Giải thích tại sao xe tải chở hàng nặng lại khó tăng tốc và khó dừng hơn xe con, ngay cả khi cùng vận tốc. Liên hệ với định luật Newton II.

Hai lực và cùng tác dụng lên một vật khối lượng đang đứng yên. Lực hướng về phía Đông, lực hướng về phía Bắc. Để vật chuyển động với gia tốc hướng về phía Đông - Bắc (hợp với hướng Đông góc ), hãy xác định độ lớn và hướng của lực .

Phân tích các trường hợp chuyển động của vật dưới tác dụng của lực cản (lực ma sát): vật chuyển động đều, vật đang chuyển động chậm dần, vật đang đứng yên. Liên hệ với định luật Newton và khái niệm ma sát.

Tổng hợp nội dung ba định luật Newton và định luật bảo toàn động lượng. Phân tích mối liên hệ giữa các định luật: định luật nào là trường hợp riêng của định luật nào, và định luật nào được xem là tổng quát hơn. Nêu phạm vi áp dụng của mỗi định luật.