Giải Câu hỏi trang 82 B2 Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học SGK Vật Lí 10 Kết nối tri thức. Hướng dẫn: Các bước giải bài toán phần động lực học.
Câu hỏi/Đề bài:
| 2. Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng \(\alpha = {30^ \circ }\) so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là \(\mu = 0,3\). Lấy g = 9,8 m/s2 . Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2 s. |
Hướng dẫn:
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F } = m.\overrightarrow a \)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Lời giải:
Quyển sách (coi là chất điểm) chịu tác dụng của ba lực: lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \)
Theo định luật 2 Newton, ta có:
\(\overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow P + \overrightarrow N = m.\overrightarrow a \) (1)
Chiếu (1) lên Ox, ta có:
\({P_x} – {F_{ms}} = ma\)
\( \Leftrightarrow mg\sin \alpha – \mu N = ma\) (2)
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
\(\begin{array}{l}N – {P_y} = 0\\ \Leftrightarrow N – mg\cos \alpha = 0\\ \Leftrightarrow N = mg\cos \alpha \end{array}\)
Thay \(N = mg\cos \alpha \) vào (2), ta có:
\(\begin{array}{l}mg\sin \alpha – \mu mg\cos \alpha = ma\\ \Leftrightarrow g\sin \alpha – \mu g\cos \alpha = a\\ \Leftrightarrow a = 9,8.\sin {30^ \circ } – 0,3.9,8.\cos {30^ \circ }\\ \Leftrightarrow a \approx 2,35(m/{s^2})\end{array}\)
Quãng đường vật đi được sau 2 s là:
\(S = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2}.2,{35.2^2} = 4,7(m)\)