Tài liệu Hệ thống chuyên đề bài tập luyện thi đh môn vật lý

Biên soạn: VŨ ðÌNH HOÀNG http://lophocthem.net - [email protected] ðT: 01689.996.187 BỒI DƯỠNG, ÔN LUYỆN THI VÀO ðẠI HỌC. Thái Nguyên,24/4/ 2012 LỜI NÓI ðẦU! Thưa thầy cô cùng toàn thể các bạn học sinh! SAU THỜI GIAN DÀI BIÊN TẬP CHỈNH SỬA LẠI, HÔM NAY XIN GỬI TỚI THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH TRỌN BỘ TÀI LIỆU CỦA MÌNH. LẦN TÁI BẢN NÀY CẬP NHẬT PHÂN DẠNG TỪNG DẠNG BÀI TOÁN VỚI VÍ DỤ MINH HỌA CỤ THÊ CHO TỪNG DẠNG, CẬP NHẬT THÊM CÁC CHỦ ðỀ MỚI. Tài liệu ñược dày công biên soạn và ñã ñược thử nghiệm kiểm tra, tuyển chọn, chỉnh sửa qua nhiều thế hệ học sinh. VỚI TẤT CẢ TÂM HUYẾT VÀ SỨC LỰC CỦA MÌNH. Mong rằng quí thầy cô, các bạn học sinh ñón nhận trân trọng nó. Hy vọng ñây thực sự là 1 bộ tài liệu ñầy ñủ, chi tiết, công phu cho quí thầy cô cùng các bạn học sinh tham khảo. Bộ tài liệu sẽ giúp ích rất nhiều cho việc ôn tập, rèn luyện cho các em học sinh 12 trước kì thi ðại Học ñang tới gần . Cấu trúc gồm: 9 chương với 41 chuyên ñề Chuong 1. co hoc vat ran (ñề số 0) PHÂN DẠNG BÀI TẬP CƠ HỌC VẬT RẮN ðỀ KIỂM TRA CƠ HỌC VẬT RẮN SỐ 1 ðỀ KIỂM TRA CƠ HỌC VẬT RẮN SỐ 2 Chuong 2. Dao dong co ( ñề số 1- 12) Chu de 1. Dai cuong ve dao dong dieu hoa Chu de 2. Con lac lo xo Chu de 3. Con lac don Chu de 4. Cac loai dao dong. Cong huong co Chu de 5. Do lech pha. Tong hop dao dong Chu de 6. CHUONG DAO DONG de thi ñh cac nam Chuong 3. Song co ( ñề số 13- 16) Chu de 1. Dai cuong ve song co Chu de 2. Giao thoa song co Chu de 3. Su phan xa song. Song dung Chu de 4. Song am. Hieu ung Doppler. chu de 5. SÓNG CƠ HỌC – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 4. Dong dien xoay chieu ( ñề số 17- 24) Chu de 1. Dai cuong ve dong dien xoay chieu. Chu de 2. Hien tuong cong huong. Viet bieu thuc Chu de 3. Cong suat cua dong dien xoay chieu Chu de 4. Mach co R, L , C hoac f bien doi. Chu de 5. Do lech pha. BT hop den. Chu de 6. Phuong phap gian do vecto. Chu de 7. Cac loai may dien. Chu de 8. DÒNG ðIỆN XOAY CHIỀU– ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 5. Mach dao dong. Dao dong va song dien tu (ñề số 25-27) Chu de 1. MẠCH DAO ðỘNG. DAO ðỘNG ðIỆN TỪ -số 1 Chu de 2. MẠCH DAO ðỘNG. DAO ðỘNG ðIỆN TỪ -số 2 Chu de 3. ðIỆN TỪ TRƯỜNG. SÓNG ðIỆN TỪ. TRUYỀN THÔNG Chu de 4. SÓNG ðIỆN TỪ – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 6. Song anh sang ( ñề số 28-31). CHỦ ðỀ 1.TÁN SẮC ÁNH SÁNG. CHỦ ðỀ 2.GIAO THOA ÁNH SÁNG – SỐ 1, SỐ 2 CHỦ ðỀ 3. QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI TIA. CHỦ ðỀ 4.SÓNG ÁNH SÁNG – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 7. Luong tu anh sang (ñề số 32- 35) CHỦ ðỀ 1.HIỆN TƯỢNG QUANG ðIỆN – SỐ 1, SỐ 2 CHỦ ðỀ 2. MẪU NGUYÊN TỬ BO. QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ HYDRO. CHỦ ðỀ 3. HẤP THỤ VÀ PHẢN XẠ LỌC LỰA – MÀU SẮC ÁNH SÁNG – LAZE. CHỦ ðỀ 4. LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 8. Hat nhan nguyen tu ( ñề số 36-39) CHỦ ðỀ 1. ðẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. CHỦ ðỀ 2. PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN. CHỦ ðỀ 3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN. CHỦ ðỀ 4. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH & PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH. CHỦ ðỀ 5. HẠT NHÂN – ðỀ THI ðAI HỌC + CAO ðẲNG CÁC NĂM Chuong 9. Tu vi mo den vi mo ( ñề số 40) De so 40 ðỀ KIỂM TRA Tu vi mo den vi mo VI VĨ MÔ + PHẦN RIÊNG – ðỀ THI ðAI HỌC, CAO ðẲNG CÁC NĂM Ước muốn thì nhiều mà sức người thì có hạn, trong quá trình biên soạn tài liệu, với suy nghĩ chủ quan theo cách hiểu bản thân nên chắc chắn không tránh khỏi ñiều sai sót. ðặc biệt trong quá trình chọn lọc và phân dạng bài tập. Mọi ý kiến ñóng góp và chia sẻ bản quyền file Word, ñể tài liệu thêm hoàn thiện hãy liên hệ trực tiếp cho thầy Vũ ðình Hoàng. Mail:[email protected] forum: lophocthem.net ðT: 01689.996.187 Vuhoangbg Chúc quí thầy cô và các bạn mạnh khỏe, hạnh phúc bình an, chúc các em học sinh một mùa thi thành công, ñỗ ñạt! Xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.CHUYÊN ðỀ BÀI TẬP LTðH - THẦY ðỖ MINH TUỆ - BẮC GIANG 2. SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM- Phương pháp giải các dạng bài tập Vật lý 12 - Dương Văn ðổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận 3. Vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011. 4. Bài tập vật lí 12 - Nâng cao - Vũ Thanh Khiết (chủ biên) - NXB GD - Năm 2011. 9. Các ñề thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh ðH - Cð các năm 2009, 2010 và 2011. 10. Các tài liệu truy cập trên các trang web thuvienvatly.com và violet.vn. onthi.vn hocmai.vn tailieu.vn.....và các trang mạng học tập khác 11. Ôn tập LT+BT Sóng ánh sáng - Giáo viên: Trần Thanh Vân - Trường THPT Phú ðiền 12. SÁCH 200 BÀI TOÁN ðIỆN XOAY CHIỀU 13. SÁCH 206 BÀI TOÁN ðIỆN XOAY CHIỀU, DAO ðỘNG VÀ SÓNG ðIỆN TỪ -TS PHẠM THẾ DÂN. 14. SÁCH MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHỌN LỌC GIẢI CÁC BÀI TOÁN VẬT LÝ SƠ CẤP – GS: VŨ THANH KHIẾT 15. ðề cương ôn tập Vật lí 12- Học kì II- Năm học 2010-2011- Tổ Vật lí - Trường THPT Trần Quốc Tuấn 16. SÓNG CƠ - Trần Quang Thanh - ðH Vinh -Nghệ An - 2011 17. Sáng kiến kinh nghiệm – NGUYỄ THANH VÂN 18. CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ 12 – THẦY Nghĩa 19. PHÂN DẠNG VÀ HƯỚNG DẪ GIẢI TOÁN CƠ HỌC – ðIỆN XOAY CHIỀU. 20. GIẢI TOÁN ðƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC - GV Trần Huy Dũng Trường THPT Thống Nhất 21. TÍNH CHẤT SÓNG ÁNH SÁNG - ThS. Liên Quang Thịnh 22. SÁCH PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUANG LÍ-VẬT LÝ HẠT NHÂN – TRẦN TRỌNG HƯNG Và nhiều nguồn tài liệu khác không rõ tác giả . Nếu có sự vi phạm bản quyền tác giả xin lượng thứ và thông báo lại với Hoàng theo ñịa chỉ mail ở trên. - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] CHUYÊN ðỀ: CƠ HỌC VẬT RẮN Họ và tên học sinh :................................................Trường:THPT............................................ I. KIẾN THỨC CHUNG. 1. Toạ ñộ góc Khi vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh (hình 1) thì : - Mỗi ñiểm trên vật vạch một ñường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, có bán kính r bằng khoảng cách từ ñiểm ñó ñến trục quay, có tâm O ở trên trục quay. - Mọi ñiểm của vật ñều quay ñược cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. Trên hình 1, vị trí của vật tại mỗi thời ñiểm ñược xác ñịnh bằng góc φ giữa một mặt phẳng ñộng P gắn với vật và một mặt phẳng cố ñịnh P0 (hai mặt phẳng này ñều chứa trục quay Az). Góc φ ñược gọi là toạ ñộ góc của vật. Góc φ ñược ño bằng rañian, kí hiệu là rad. Khi vật rắn quay, sự biến thiên của φ theo thời gian t thể hiện quy luật chuyển ñộng quay của vật. 2. Tốc ñộ góc Tốc ñộ góc là ñại lượng ñặc trưng cho mức ñộ nhanh chậm của chuyển ñộng quay của vật rắn. Ở thời ñiểm t, toạ ñộ góc của vật là φ. Ở thời ñiểm t + ∆t, toạ ñộ góc của vật là φ + ∆φ. Như vậy, trong khoảng thời gian ∆t, góc quay của vật là ∆φ. Tốc ñộ góc trung bình ωtb của vật rắn trong khoảng thời gian ∆t là : ωtb = ∆ϕ ∆t (1.1) Tốc ñộ góc tức thời ω ở thời ñiểm t (gọi tắt là tốc ñộ góc) ñược xác ñịnh bằng giới hạn của tỉ số ∆ϕ khi cho ∆t dần tới 0. Như vậy : ∆t ∆ϕ ω = lim hay ω = ϕ ' (t ) (1.2) ∆t → 0 ∆t ðơn vị của tốc ñộ góc là rad/s. 3. Gia tốc góc Tại thời ñiểm t, vật có tốc ñộ góc là ω. Tại thời ñiểm t + ∆t, vật có tốc ñộ góc là ω + ∆ω. Như vậy, trong khoảng thời gian ∆t, tốc ñộ góc của vật biến thiên một lượng là ∆ω. Gia tốc góc trung bình γtb của vật rắn trong khoảng thời gian ∆t là : γ tb = ∆ω ∆t (1.3) Gia tốc góc tức thời γ ở thời ñiểm t (gọi tắt là gia tốc góc) ñược xác ñịnh bằng giới hạn của tỉ số ∆ω khi cho ∆t dần tới 0. Như vậy : ∆t ∆ω γ = lim hay γ = ω ' (t ) (1.4) ∆t → 0 ∆t ðơn vị của gia tốc góc là rad/s2. 4. Các phương trình ñộng học của chuyển ñộng quay a) Trường hợp tốc ñộ góc của vật rắn không ñổi theo thời gian (ω = hằng số, γ = 0) thì chuyển ñộng quay của vật rắn là chuyển ñộng quay ñều. Chọn gốc thời gian t = 0 lúc mặt phẳng P lệch với mặt phẳng P0 một góc φ0, từ (1) ta có : 1 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] φ = φ0 + ωt (1.5) b) Trường hợp gia tốc góc của vật rắn không ñổi theo thời gian (γ = hằng số) thì chuyển ñộng quay của vật rắn là chuyển ñộng quay biến ñổi ñều. Các phương trình của chuyển ñộng quay biến ñổi ñều của vật rắn quanh một trục cố ñịnh : ω = ω 0 + γt (1.6) 1 ϕ = ϕ 0 + ω 0 t + γt 2 2 2 2 ω − ω 0 = 2γ (ϕ − ϕ 0 ) (1.7) (1.8) trong ñó φ0 là toạ ñộ góc tại thời ñiểm ban ñầu t = 0. ω0 là tốc ñộ góc tại thời ñiểm ban ñầu t = 0. φ là toạ ñộ góc tại thời ñiểm t. ω là tốc ñộ góc tại thời ñiểm t. γ là gia tốc góc (γ = hằng số). Nếu vật rắn chỉ quay theo một chiều nhất ñịnh và tốc ñộ góc tăng dần theo thời gian thì chuyển ñộng quay là nhanh dần. Nếu vật rắn chỉ quay theo một chiều nhất ñịnh và tốc ñộ góc giảm dần theo thời gian thì chuyển ñộng quay là chậm dần. 5. Vận tốc và gia tốc của các ñiểm trên vật quay Tốc ñộ dài v của một ñiểm trên vật rắn liên hệ với tốc ñộ góc ω của vật rắn và bán kính quỹ ñạo r của ñiểm ñó theo công thức : v = ωr (1.9) r Nếu vật rắn quay ñều thì mỗi ñiểm của vật chuyển ñộng tròn ñều. Khi ñó vectơ vận tốc v của mỗi ñiểm chỉ thay ñổi về hướng mà không thay ñổi về ñộ lớn, do ñó mỗi ñiểm của vật có r gia tốc hướng tâm a n với ñộ lớn xác ñịnh bởi công thức : an = v2 = ω 2r r (1.10) Nếu vật rắn quay không ñều thì mỗi ñiểm của vật chuyển ñộng tròn không ñều. Khi ñó r vectơ vận tốc v của mỗi ñiểm thay ñổi cả về hướng và ñộ lớn, do ñó mỗi ñiểm của vật có gia r tốc a (hình 2) gồm hai thành phần : r r r + Thành phần a n vuông góc với v , ñặc trưng cho sự thay ñổi về hướng của v , thành phần này chính là gia tốc hướng tâm, có ñộ lớn xác ñịnh bởi công thức : an = r v2 = ω 2r r (1.11) r r + Thành phần at có phương của v , ñặc trưng cho sự thay ñổi về ñộ lớn của v , thành phần này ñược gọi là gia tốc tiếp tuyến, có ñộ lớn xác ñịnh bởi công thức : r at = r ∆v = rγ ∆t (1.12) r a Vectơ gia tốc a của ñiểm chuyển ñộng tròn không ñều trên vật là : r r r a = a n + at (1.13) a = a n2 + at2 Về ñộ lớn : (1.14) r Vectơ gia tốc a của một ñiểm trên vật rắn hợp với bán kính OM của nó một góc α, với : 2 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - O r at αr M r an Hình 2 CƠ HỌC VẬT RẮN v - ðT: 01689.996.187 tan α = Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] at γ = 2 an ω (1.15) (1.15) II. ðỀ TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT TỔNG HỢP. 1. Trong chuyển ñộng quay của vật rắn quanh một trục cố ñịnh, mọi ñiểm của vật có A. quĩ ñạo chuyển ñộng giống nhau. B. cùng tọa ñộ góc. C. tốc ñộ góc quay bằng nhau. D. tốc ñộ dài bằng nhau. 2. Một vật rắn quay ñều xung quanh một trục. Một ñiểm của vật cách trục quay một khoảng là R thì có: A. tốc ñộ góc càng lớn nếu R càng lớn. B. tốc ñộ góc càng lớn nếu R càng nhỏ. C. tốc ñộ dài càng lớn nếu R càng lớn. D. tốc ñộ dài càng lớn nếu R càng nhỏ. 3. Một ñiểm trên trục rắn cách trục quay một khoảng R. Khi vật rắn quay ñều quanh trục, ñiểm ñó có tốc ñộ dài là v. Tốc ñộ góc của vật rắn là: A. ω = v R B. ω = v2 R C. ω = vR D. ω = R v 4. Khi một vật rắn quay ñều xung quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật thì một ñiểm của vật cách trục quay một khoảng là R ≠ 0 có: A. véc tơ vận tốc dài không ñổi. B. ñộ lớn vận tốc góc biến ñổi. C. ñộ lớn vận tốc dài biến ñổi. D. véc tơ vận tốc dài biến ñổi. 5. Khi một vật rắn ñang quay xung quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật, một ñiểm của vật cách trục quay một khoảng là R ≠ 0 có ñộ lớn của gia tốc tiếp tuyến luôn bằng không. Tính chất chuyển ñộng của vật rắn ñó là: A. quay chậm dần. B. quay ñều. C. quay biến ñổi ñều. D. quay nhanh dần ñều. 6. Một ñĩa phẳng ñang quay quanh trục cố ñịnh ñi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng ñĩa với tốc ñộ góc không ñổi. Một ñiểm bất kì nằm ở mép ñĩa A. không có cả gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến. B. chỉ có gia tốc hướng tâm mà không có gia tốc tiếp tuyến. C. chỉ có gia tốc tiếp tuyến mà không có gia tốc hướng tâm. D. có cả gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến. 7. Khi một vật rắn quay xung quanh một trục cố ñịnh xuyên qua vật, các ñiểm trên vật rắn (không thuộc trục quay): E. có gia tốc góc tức thời khác nhau. F. quay ñược những góc quay không bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian. G. có tốc ñộ góc tức thời bằng nhau. H. có cùng tốc ñộ dài tức thời. 8. Chọn câu sai. A. Vận tốc góc và gia tốc góc là các ñại lượng ñặc trưng cho chuyển ñộng quay của vật rắn. B. ðộ lớn của vận tốc góc gọi là tốc ñộ góc. C. Nếu vật rắn quay ñều thì gia tốc góc không ñổi. D. Nếu vật rắn quay không ñều thì vận tốc góc thay ñổi theo thời gian. 3 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 9. Khi một vật rắn ñang quay xung quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật, một ñiểm của vật cách trục quay một khoảng là R ≠ 0 có ñộ lớn vận tốc dài phụ thuộc vào thời gian t theo biểu thức v = 5t (m/s). Tính chất chuyển ñộng của vật rắn ñó là: A. quay chậm dần. B. quay ñều. C. quay biến ñổi ñều. D. quay nhanh dần ñều. 10. Chọn câu trả lời ñúng: Một vật chuyển ñộng tròn trên ñường tròn bán kính R với tốc ñộ góc ω, véc tơ vận tốc dài: I. có phương vuông góc với bán kính quĩ ñạo R. J. có phương tiếp tuyến với quĩ ñạo. K. có ñộ lớn v = Rω. L. Cả A, B, C ñều ñúng. 11. Vectơ gia tốc tiếp tuyến của một chất ñiểm chuyển ñộng tròn chậm dần ñều: A. có phương vuông góc với vectơ vận tốc. B. cùng phương, cùng chiều với vectơ vận tốc. C. cùng phương với vectơ vận tốc. D. cùng phương, ngược chiều với vectơ vận tốc. 12. Vectơ gia tốc pháp tuyến của một chất ñiểm chuyển ñộng tròn ñều: A. bằng 0. B. có phương vuông góc với vectơ vận tốc. C. cùng phương với vectơ vận tốc. D. cùng phương, cùng chiều với vectơ vận tốc. 13. Khi một vật rắn ñang quay chậm dần ñều xung quanh một trục cố ñịnh xuyên qua vật thì: A. gia tốc góc luôn có giá trị âm. B. tích tốc ñộ góc và gia tốc góc là số dương. C. tích tốc ñộ góc và gia tốc góc là số âm. D. tốc ñộ góc luôn có giá trị âm. 14. Gia tốc hướng tâm của một vật rắn (ñược coi như một chất ñiểm) chuyển ñộng tròn không ñều: A. nhỏ hơn gia tốc tiếp tuyến của nó. B. bằng gia tốc tiếp tuyến của nó. C. lớn hơn gia tốc tiếp tuyến của nó. D. có thể lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng gia tốc tiếp tuyến của nó. 15. Gia tốc toàn phần của một vật rắn (ñược coi như một chất ñiểm) chuyển ñộng tròn không ñều: A. nhỏ hơn gia tốc tiếp tuyến của nó. B. bằng gia tốc tiếp tuyến của nó. C. lớn hơn gia tốc tiếp tuyến của nó. D. có thể lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng gia tốc tiếp tuyến của nó. 16. Phương trình nào sau ñây biểu diễn mối quan hệ giữa tốc ñộ góc ω và thời gian t trong chuyển ñộng quay nhanh dần ñều của vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh? A. ω = -5 + 4t (rad/s) B. ω = 5 - 4t (rad/s) 2 C. ω = 5 + 4t (rad/s) D. ω = - 5 - 4t (rad/s) 17. Một vật rắn chuyển ñộng ñều vạch nên quĩ ñạo tròn, khi ñó gia tốc: A. a = at B. a = an C. a = 0 D. Cả A, B, C ñều sai. 4 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] trong ñó: a = gia tốc toàn phần; at = gia tốc tiếp tuyến; an = gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm). 18. Trong chuyển ñộng quay biến ñổi ñều một ñiểm trên vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc hướng tâm) của ñiểm ấy A. có ñộ lớn không ñổi. B. Có hướng không ñổi. C. có hướng và ñộ lớn không ñổi. D. Luôn luôn thay ñổi. 19. Một vật rắn quay nhanh dần ñều xung quanh một trục cố ñịnh. Sau thời gian t kể từ lúc vật bắt ñầu quay thì góc mà vật quay ñược B. tỉ lệ thuận với t2. A. tỉ lệ thuận với t. C. tỉ lệ thuận với t . D. tỉ lệ nghịch với t . 20. Trong chuyển ñộng quay của vật rắn quanh một trục cố ñịnh, mọi ñiểm của vật A. ñều quay ñược cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. B. quay ñược các góc khác nhau trong cùng khoảng thời gian. C. có cùng tọa ñộ góc. D. có quỹ ñạo tròn với bán kính bằng nhau. 21. Một vật rắn ñang quay quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật , một ñiểm xác ñịnh trên vật rắn ở cách trục quay khỏang r≠0 có ñộ lớn vận tốc dài là một hằng số . Tính chất chuyển ñộng của vật rắn ñó là B. quay ñều C. quay biến ñổi ñều D. quay nhanh A. quay chậm dần dần 22. Một vật rắn quay biến ñổi ñều quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật. Một ñiểm xác ñịnh trên vật rắn cách trục quay khoảng r≠0 có A. tốc ñộ góc không biến ñổi theo thời gian. B. gia tốc góc biến ñổi theo thời gian C. ñộ lớn gia tốc tiếp tuyến biến ñổi theo thời gian D. tốc ñộ góc biến ñổi theo thời gian 23. Một vật rắn quay biến ñổi ñều quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật. Một ñiểm xác ñịnh trên vật rắn và không nằm trên trục quay có: A. ñộ lớn của gia tốc tiếp tuyến thay ñổi. B. gia tốc góc luôn biến thiên theo thời gian. C. gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ ñạo tròn của ñiểm ñó. D. tốc ñộ dài biến thiên theo hàm số bậc hai của thời gian. 24. Chọn câu Sai. Trong chuyển ñộng của vật rắn quanh một trục cố ñịnh thì mọi ñiểm của vật rắn: A. có cùng góc quay. B. có cùng chiều quay. C. ñều chuyển ñộng trên các quỹ ñạo tròn. D. ñều chuyển ñộng trong cùng một mặt phẳng. 25. Một vật rắn quay ñều xung quanh một trục, một ñiểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R thì có A. tốc ñộ góc ω tỉ lệ thuận với R; B. tốc ñộ góc ω tỉ lệ nghịch với R C. tốc ñộ dài v tỉ lệ thuận với R; D. tốc ñộ dài v tỉ lệ nghịch với R 26. Phát biểu nào sau ñây là không ñúng ñối với chuyển ñộng quay ñều của vật rắn quanh một trục ? 5 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. Tốc ñộ góc là một hàm bậc nhất của thời gian. B. Gia tốc góc của vật bằng 0. C. Trong những khoảng thời gian bằng nhau, vật quay ñược những góc bằng nhau. D. Phương trình chuyển ñộng (pt toạ ñộ góc) là một hàm bậc nhất của thời gian. 27. Một vật rắn quay quanh trục cố ñịnh ñi qua vật. Một ñiểm cố ñịnh trên vật rắn nằm ngoài trục quay có tốc ñộ góc không ñổi. Chuyển ñộng quay của vật rắn ñó là quay A.ñều. B.nhanh dần ñều. C.biến ñổi ñều. D.chậm dần ñều. 28 Khi vật rắn quay ñều quanh trục cố ñịnh với tốc ñộ góc ω thì một ñiểm trên vật rắn cách trục quay một khoảng r có gia tốc hướng tâm có ñộ lớn bằng: A. ω2r. B. ω2/r. C.0. D. ωr2. ðÁP ÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN LÝ THUYẾT 1C 2C 3A 4D 5B 6B 7G 8C 9D 10L 11 D 12B 13C 14D 15C 16D 17B 18D 21 B 22D 23C 24D 25C 26A 27A 28A 19B 20A CHỦ ðỀ 1. CHUYỂN ðỘNG QUAY QUANH TRỤC CỦA VẬT RẮN I.CÁC DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: VẬT RẮN QUAY ðỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ðỊNH Tốc ñộ góc: ω = const Gia tốc góc: γ = 0 Tọa ñộ góc: ϕ = ϕ 0 + ωt Góc quay: ϕ = ω.t Công thức liên hệ: v = ωr ω = 2π f = 2π T an = v2 = ω 2 .r r *ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP: 1. Một ñĩa ñặc ñồng chất có dạng hình tròn bánh kính R ñang quay tròn ñều quanh trục của nó. Tỉ số gia tốc hướng tâm của ñiểm N trên vành ñĩa với ñiểm M cách trục quay một khoảng cách bằng nửa bán kính của ñĩa bằng: A. 1 2 B. 1 C. 2 D. 4 2. Một xe ñạp có bánh xe ñường kính 700 mm, chuyển ñộng ñều với tốc ñộ 12,6 km/h. Tốc ñộ góc của ñầu van xe ñạp là: A. 5 rad/s B. 10 rad/s C. 20 rad/s D. Một giá trị khác. 3. Một vật hình cầu bán kính R = 25 m, chuyển ñộng quay ñều quanh một trục ∆ thẳng ñứng ñi qua tâm của nó. Khi ñó một ñiểm A trên vật, nằm xa trục quay ∆ nhất chuyển ñộng với tốc ñộ 36 km/h. Gia tốc hướng tâm của A bằng: B. 4 m/s2 C. 2,5 m/s2 D. Một giá trị khác. A. 0,4 m/s2 4. Một ñĩa ñặc ñồng chất có dạng hình tròn bánh kính R = 30 cm ñang quay tròn ñều quanh trục của nó, thời gian quay hết 1 vòng là 2 s. Biết rằng ñiểm A nằm trung ñiểm giữa tâm O của vòng tròn với vành ñĩa. Tốc ñộ dài của ñiểm A là: A. 47 cm/s B. 4,7 cm/s C. 94 cm/s D. 9,4 cm/s 5. Một ñĩa ñặc ñồng chất có dạng hình tròn bánh kính R ñang quay tròn ñều quanh trục của nó. Hai ñiểm A, B nằm trên cùng một ñường kính của ñĩa. ðiểm A nằm trên vành ñĩa, ñiểm 6 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] B nằm trung ñiểm giữa tâm O của vòng tròn với vành ñĩa. Tỉ số tốc ñộ góc của hai ñiểm A và B là: A. ωA 1 = ωB 4 B. ωA 1 = ωB 2 C. ωA =2 ωB D. ωA =1 ωB 6. Kim giờ của một chiếc ñồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay ñều. Tỉ số tốc ñộ góc của ñầu kim phút và ñầu kim giờ là A. 12; B. 1/12; C. 24; D. 1/24 7. Kim giờ của một chiếc ñồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay ñều. Tỉ số giữa vận tốc dài của ñầu kim phút và ñầu kim giờ là A. 1/16; B. 16; C. 1/9; D. 9 8. Kim giờ của một chiếc ñồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay ñều. Tỉ số gia tốc hớng tâm của ñầu kim phút và ñầu kim giờ là C. 192; D. 204 A. 92; B. 108; 9. Một bánh xe quay ñều xung quanh một trục cố ñịnh với tần số 3600 vòng/min. Tốc ñộ góc của bánh xe này là: A. 120π rad/s; B. 160π rad/s; C. 180π rad/s; D. 240π rad/s 10. Một bánh xe quay ñều xung quanh một trục cố ñịnh với tần số 3600 vòng/min. Trong thời gian 1,5s bánh xe quay ñược một góc bằng: A. 90π rad; B. 120π rad; C. 150π rad; D. 180π rad 11. Kim giờ của một ñồng hồ có chiều dài 8 cm. Tốc ñộ dài của ñầu kim là A.1,16.10-5 m/s. B.1,16.10-4 m/s. C.1,16.10-3 m/s. D.5,81.10-4 m/s. DẠNG 2: VẬT RẮN QUAY BIẾN ðỔI ðỀU QUANH MỘT TRỤC CỐ ðỊNH Gia tốc góc: γ = const Tốc ñộ góc: ω = ω0 + γ t Tọa ñộ góc: ϕ = ϕ0 + ω0t + 1 γ t 2 Tốc ñộ góc tb: ωtb = 2 ∆ϕ ∆t Phương trình ñộc lập với thời gian: ω 2 − ω02 = 2γ (ϕ − ϕ0 ) 1 2 Góc quay: ϕ = ω0t + γ t 2 Số vòng quay: n = Gia tốc pháp tuyến: att = dv dω = r. = γ .r dt dt ϕ ϕ n= 2π 2π Gia tốc hướng tâm: an = v2 = ω 2 .r r a = at2 + an2 = r. ω 4 + γ 2 Gia tốc: *Ví dụ minh họa VD1. Phương trình chuyển ñộng quay biến ñổi ñều của một vật rắn quanh một trục có dạng ϕ = 4 + 2t + 2t2 (rad). Tính tốc ñộ góc của vật tại thời ñiểm t = 2 s. HD: So với phương trình: ϕ = ϕ0 + ω0t + 1 2 γt thì ϕ0 = 4 rad; ω0 = 2 rad/s; γ = 4 rad/s2. Thay 2 t = 2 s vào phương trình ω = ω0 + γt, ta có: ω = 10 rad/s. VD2. Một chiếc quạt ñiện ñang quay với tốc ñộ góc 1200 vòng/phút thì bị mất ñiện, sau 8 giây kể từ lúc mất ñiện, quạt dừng lại hẵn. Coi chuyển ñộng quay của quạt sau khi mất ñiện là chậm dần ñều. Tính gia tốc góc và số vòng quạt quay ñược sau khi mất ñiện. HD. Ta có: γ = ω − ω0 t = ω 2 − ω02 0 − 20.2π = - 5π (rad/s2); ϕ = = 160π rad = 80 vòng. 8 2γ 7 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] VD3. Một vật rắn bắt ñầu quay nhanh dần ñều quanh một trục cố ñịnh. Sau 5 giây kể từ lúc bắt ñầu quay, nó quay ñược một góc 25 rad. Tính vận tốc góc mà vật rắn ñạt ñược sau 15 s kể từ lúc bắt ñầu quay. HD. Ta có: ϕ = 1 2 2ϕ γt (vì ω0 = 0)
γ = 2 = 2 rad/s2; ω = ω0 + γt = 30 rad/s. 2 t VD4. Vật rắn quay nhanh dần ñều từ trạng thái nghĩ. Trong giây thứ 2 vật quay ñược 3 vòng. Hỏi trong 5 giây ñầu tiên vật quay ñược một góc là bao nhiêu? HD.Vì ϕ0 = 0; ω0 = 0 nên: ∆ϕ = 1 1 1 γ.22 - γ.12 = 3.2π rad
γ = 4π rad/s2
ϕ5 = γ.52 = 2 2 2 50π rad = 25 vòng. VD5. Từ trạng thái nghỉ, một ñĩa bắt ñầu quay quanh một trục cố ñịnh với gia tốc không ñổi. Sau 10 s, ñĩa quay ñược một góc 50 rad. Tìm góc mà ñĩa quay ñược trong 10 s tiếp theo. 1 γ.102 = 50 rad
γ = 2 rad/s2. Góc quay ñược trong 10 2 1 1 giây tiếp theo (từ cuối giây thứ 10 ñến cuối giây thứ 20) là: ∆ϕ = γ.202 - γ.102 = 150 rad. 2 2 HD.Vì ϕ0 = 0 và ω0 = 0 nên: ϕ10 = VD6. Một vật rắn quay nhanh dần ñều quanh một trục cố ñịnh, trong 3,14 s tốc ñộ góc của nó tăng từ 120 vòng/phút ñến 300 vòng/phút. Lấy π = 3,14 . Tính ñộ lớn gia tốc góc của vật rắn. HD. Ta có: γ = ω − ω0 t = 3.2π − 2.2π = 2 rad/s2. 3,14 VD7. Một bánh xe ñang quay quanh một trục cố ñịnh với tốc ñộ góc 10 rad/s thì bị hãm. Bánh xe quay chậm dần ñều, sau 5 s kể từ lúc hãm thì dừng hẳn. Tính ñộ lớn gia tốc góc của bánh xe. HD. Ta có: |γ| = | ω − ω0 t |=| 0 − 10 | = 2 rad/s2. 5 VD8. Một vật rắn quay chậm dần ñều quanh một trục quay cố ñịnh. Lúc t = t1 vật có vận tốc góc ω1 = 10π rad/s. Sau khi quay ñược 10 vòng thì vật có vận tốc góc ω2 = 2π rad/s. Tính gia tốc góc của chuyển ñộng quay. HD. Ta có: γ = ω22 − ω12 2 2 π 2 − 102 π 2 = = - 2,4π rad/s2. 2∆ϕ 2.10.2π VD9. Vật rắn quay chậm dần ñều với vận tốc góc ban ñầu ω0; quay ñược 20 vòng thì dừng hẵn. Biết trong giây cuối cùng trước khi dừng, vật quay ñược một vòng. Tính vận tốc góc ban ñầu ω0. 8 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] HD. Gọi t là thời gian quay ωt-1 là vận tốc ñầu trong giây cuối thì ta có: ωt = 0 = ωt-1 + γ.1
ωt-1 = - γ. Góc quay ñược trong giây cuối cùng: ∆ϕ = 2π = rad/s2. ω0 = −2γϕ = −2.(−4π ).20.2π = 8π 5 (rad/s). ωt2 − ωt2−1 0 − (−γ ) 2 =
γ = - 4π 2γ 2γ VD10. Một chất ñiểm bắt ñầu chuyển ñộng nhanh dần trên một ñường tròn bán kính 20 cm với gia tốc tiếp tuyến 5 cm/s2. Hỏi sau bao lâu kể từ lúc bắt ñầu chuyển ñộng, gia tốc tiếp tuyến bằng gia tốc pháp tuyến. HD. Ta có: at = rγ
γ = ω − ω0 = 2 s. γ at = 0,25 rad/s2. Khi at = rγ = an = ω2r thì ω = r γ = 0,5 rad/s
t = *ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP 12. Một vật rắn chuyển ñộng quay quanh một trục với tọa ñộ góc là một hàm theo thời gian có dạng: ϕ = 10t2 + 4 (rad; s). Tọa ñộ góc của vật ở thời ñiểm t = 2s là: A. 44 rad B. 24 rad C. 9 rad D. Một giá trị khác. 13. Một vật rắn chuyển ñộng quay quanh một trục với tọa ñộ góc là một hàm theo thời gian có dạng: ϕ = 4t2 (rad; s). Tốc ñộ góc của vật ở thời ñiểm t = 1,25 s là: C. 10 rad/s D. một giá trị khác. A. 0,4 rad/s B. 2,5 rad/s 14. Một xe ñạp bắt ñầu chuyển ñộng trên một ñường hình tròn bán kính 400 m. Xe chuyển ñộng nhanh dần ñều, cứ sau một giây tốc ñộ của xe lại tăng thêm 1 m/s. Tại vị trí trên quĩ ñạo mà ñộ lớn của hai gia tốc hướng tâm và tiếp tuyến bằng nhau, thì tốc ñộ góc của xe bằng: A. 0,05 rad/s B. 0,1 rad/s C. 0,2 rad/s D. 0,4 rad/s 15. Một vô lăng quay với tốc ñộ góc 180 vòng/phút thì bị hãm chuyển ñộng chậm dần ñều và dừng lại sau 12 s. Số vòng quay của vô lăng từ lúc hãm ñến lúc dừng lại là: A. 6 vòng B. 9 vòng C. 18 vòng D. 36 vòng 16. Một vật rắn coi như một chất ñiểm, chuyển ñộng quay quanh một trục ∆, vạch nên một quĩ ñạo tròn tâm O, bán kính R = 50 cm. Biết rằng ở thời ñiểm t1 = 1s chất ñiểm ở tọa ñộ góc ϕ1 = 30o; ở thời ñiểm t2 = 3s chất ñiểm ở tọa ñộ góc ϕ2 = 60o và nó chưa quay hết một vòng. Tốc ñộ dài trung bình của vật là: A. 6,5 cm/s B. 0,65 m/s C. 13 cm/s D. 1,3 m/s 17. Một vật rắn coi như một chất ñiểm chuyển ñộng trên quĩ ñạo tròn bán kính bằng 40 m. quãng ñường ñi ñược trên quĩ ñạo ñược cho bởi công thức : s = - t2 + 4t + 5 (m). Gia tốc pháp B. 1 cm/s2 C. 10 cm/s2 tuyến của chất ñiểm lúc t = 1,5 s là: A. 0,1 cm/s2 D. 100 cm/s2 18. Một vật chuyển ñộng trên một ñường tròn có tọa ñộ góc phụ thuộc vào thời gian t với biểu thức: ϕ = 2t2 + 3 (rad; s). Khi t = 0,5 s tốc ñộ dài của vật bằng 2,4 m/s. Gia tốc toàn phần của vật là: A. 2,4 m/s2 B. 4,8 2 m/s2 C. 4,8 m/s2 D. 9,6 m/s2 19. Một vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật có phương trình chuyển ñộng: ϕ = 10 + t2 (rad; s). Tốc ñộ góc và góc mà vật quay ñược sau thời gian 5 s kể từ thời ñiểm t = 0 lần lượt là: 9 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. 10 rad/s và 25 rad B. 5 rad/s và 25 rad C. 10 rad/s và 35 rad D. 5 rad/s và 35 rad 20. Bánh ñà của một ñộng cơ từ lúc khởi ñộng ñến lúc ñạt tốc ñộ góc 140rad/s phải mất 2 s. Biết ñộng cơ quay nhanh dần ñều.Góc quay của bánh ñà trong thời gian ñó là: A. 140rad. B. 70rad. C. 35rad. D. 36πrad. 21. Một bánh xe quay nhanh dần ñều quanh trục. Lúc t = 0 bánh xe có tốc ñộ góc 5rad/s. Sau 5s tốc ñộ góc của nó tăng lên 7rad/s. Gia tốc góc của bánh xe là: B. 0,4rad/s2. C. 2,4rad/s2. D. 0,8rad/s2. A. 0,2rad/s2. 22. Trong chuyển ñộng quay có vận tốc góc ω và gia tốc góc γ chuyển ñộng quay nào sau ñây là nhanh dần? A. ω = 3 rad/s và γ = 0; B. ω = 3 rad/s và γ = - 0,5 rad/s2 D. ω = - 3 rad/s và γ = - 0,5 rad/s2 C. ω = - 3 rad/s và γ = 0,5 rad/s2; 23. Một bánh xe quay nhanh dần ñều từ trạng thái ñứng yên sau 2s nó ñạt tốc ñộ góc 10rad/s. Gia tốc góc của bánh xe là A. 2,5 rad/s2; B. 5,0 rad/s2; C. 10,0 rad/s2; D. 12,5 rad/s2 24. Một bánh xe có ñường kính 4m quay với gia tốc góc không ñổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt ñầu quay. Tại thời ñiểm t = 2s tốc ñộ góc của bánh xe là: B. 8 rad/s. C. 9,6 rad/s. D. 16 rad/s. A. 4 rad/s. 25. Một bánh xe có ñường kính 4m quay với gia tốc góc không ñổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt ñầu quay. Tốc ñộ dài của một ñiểm P trên vành bánh xe ở thời ñiểm t = 2s là A. 16 m/s. B. 18 m/s. C. 20 m/s. D. 24 m/s. 26. Một bánh xe có ñường kính 4m quay với gia tốc góc không ñổi 4 rad/s2. Gia tốc tiếp tuyến của ñiểm P trên vành bánh xe là B. 8 m/s2. C. 12 m/s2. D. 16 m/s2. A. 4 m/s2. 27. Một bánh xe ñang quay với tốc ñộ góc 36 rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không ñổi có ñộ lớn 3rad/s2. Thời gian từ lúc hãm ñến lúc bánh xe dừng hẳn là D. 12s A. 4s; B. 6s; C. 10s; 28. Một bánh xe ñang quay với tốc ñộ góc 36rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không ñổi có ñộ lớn 3rad/s2. Góc quay ñược của bánh xe kể từ lúc hãm ñến lúc dừng hẳn là A. 96 rad; B. 108 rad; C. 180 rad; D. 216 rad 29. Một bánh xe quay nhanh dần ñều trong 4s tốc ñộ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút. Gia tốc góc của bánh xe là A. 2π rad/s2. B. 3π rad/s2. C. 4π rad/s2. D. 5π rad/s2. 30. Một bánh xe có ñường kính 50cm quay nhanh dần ñều trong 4s tốc ñộ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút. Gia tốc hướng tâm của ñiểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc ñược 2s là A. 157,8 m/s2. B. 162,7 m/s2. C. 183,6 m/s2. D. 196,5 m/s2 31. Một bánh xe có ñường kính 50cm quay nhanh dần ñều trong 4s tốc ñộ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút. Gia tốc tiếp tuyến của ñiểm M ở vành bánh xe là: B. 0,50π m/s2; C. 0,75π m/s2; D. 1,00π m/s2 A. 0,25π m/s2; 32. Một bánh xe bắt ñầu quay nhanh dần ñều quanh một trục cố ñịnh của nó. Sau 10 s kể từ lúc bắt ñầu quay, vận tốc góc bằng 20 rad/s. Vận tốc góc của bánh xe sau 15 s kể từ lúc bắt ñầu quay bằng C. 30 rad/s. D. 10 rad/s. A. 15 rad/s. B. 20 rad/s. 10 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 33. Tại thời ñiểm t = 0, một vật rắn bắt ñầu quay quanh một trục cố ñịnh xuyên qua vật với gia tốc góc không ñổi. Sau 5 s nó quay ñược một góc 25 rad. Vận tốc góc tức thời của vật tại thời ñiểm t=5s là B. 10 rad/s. C. 15 rad/s. D. 25 rad/s. A. 5 rad/s. 34. Một bánh xe ñang quay với tốc ñộ góc 24 rad/s thì bị hãm. Bánh xe quay chậm dần ñều với gia tốc góc có ñộ lớn 2 rad/s2. Thời gian từ lúc hãm ñến lúc bánh xe dừng bằng: B. 12 s. C. 24 s. D. 16 s. A. 8 s. 35. Một vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh ñi qua vật có phương trình chuyển ñộng 2 ϕ =10+t ( ϕ tính bằng rad, t tính bằng giây). Tốc ñộ góc và góc mà vật quay ñược sau thời gian 5 s kể từ thời ñiểm t = 0 lần lượt là D. 10 A. 5 rad/s và 25 rad B. 5 rad/s và 35 rad. C. 10 rad/s và 35 rad. rad/s và 25 rad. 36. Phương trình toạ ñộ góc φ theo thời gian t của một vật rắn quay biến ñổi có dạng : φ = 2008 + 2009t +12 t2 (rad, s).Tính tốc ñộ góc ở thời ñiểm t = 2s A. ω = 2009 rad B. ω = 4018 rad C. ω = 2057 rad D. ω = 2033 rad 37. Một vật rắn quay nhanh dần ñều quanh một trục cố ñịnh, trong 3,14 s tốc ñộ góc của nó tăng từ 120 vòng/phút ñến 300 vòng/phút. Lấy π = 3,14. Gia tốc góc của vật rắn có ñộ lớn là 2 2 2 2 A. 6 rad/s . B. 12 rad/s . C. 8 rad/s . D. 3 rad/s . 38. Một bánh xe quay nhanh dần ñều từ trạng thái nghỉ, sau 4s ñầu tiên nó ñạt tốc ñộ góc 20rad/s. Tìm góc quay của bánh xe trong thời gian ñó: A. 20rad B. 80rad C. 40rad D. 160rad. 39. Một bánh xe ñang quay với tốc ñộ góc ω0 thì quay chậm dần ñều, sau 2s thì quay ñược một góc 20rad và dừng lại. Tìm ω0 và gia tốc góc γ A. ω0= 20rad/s và γ= −10rad/s B. ω0= 10rad/s và γ= −10rad/s C. ω0= 20rad/s và γ= −5rad/s C. ω0= 10rad/s và γ= −20rad/s. 40. Một vật rắn quay nhanh dần ñều quanh một trục cố ñịnh với phương trình tọa ñộ góc φ =t + t2 (φ tính bằng rad, tính bằng s ). Vào thời ñiểm t = 1 s, một ñiểm trên vật cách trục quay một khoảng r = 10 cm có tốc ñộ dài bằng: A.20 cm/s. B.30 cm/s. C.50 cm/s. D.40m/s. 41. Một vật rắn quay ñều quanh một trục cố ñịnh với phương trình tốc ñộ góc ω = 4t +2 (ω tính bằng rad/s, t tính bằng s ). Gia tốc tiếp tuyến của một ñiểm trên vật rắn cách trục quay ñoạn 5 cm bằngA.20 cm/s2. B.10 cm/s2. C.30cm/s2. D.40cm/s2 42. Tại một thời ñiểm t = 0, một vật bắt ñầu quay quanh một trục cố ñịnh xuyên qua vật với gia tốc góc không ñổi. Sau 5 s, nó quay một góc 10 rad. Góc quay mà vật quay ñược sau thời gian 10 s kể từ lúc t = 0 bằng A.10 rad. B.40 rad. C.20 rad. D.100 rad. 43. Một ñĩa tròn, phẳng, mỏng quay ñều quanh một trục qua tâm và vuông góc với mặt ñĩa. Gọi vA và vB lần lượt là tốc ñộ dài của ñiểm A ở vành ñĩa và của ñiểm B (thuộc ñĩa) ở cách tâm một ñoạn bằng nửa bán kính của ñĩa. Biểu thức liên hệ giữa vA và vB là A. vA = vB. B. vA = 2vB. C. v A = vB 2 D. vA = 4vB. 44. Từ trạng thái nghỉ, một ñĩa bắt ñầu quay quanh trục cố ñịnh của nó với gia tốc góc không ñổi. Sau 10s, ñĩa quay ñược một góc 50 rad. Góc mà ñĩa quay ñược trong 10 s tiếp theo là C. 150 rad. D. 50 rad. A. 100 rad. B. 200 rad. 11 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 45. Một vật quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ, trong giây thứ 4 vật quay ñược góc 14 rad. Hỏi trong giây thứ 3 vật quay ñược góc bao nhiêu ? A. 10 rad B. 5 rad C. 6 rad D.2 rad 46. Một cánh quạt của mát phát ñiện chạy bằng sức gió có ñường kính 80m, quay với tốc ñộ 45vòng/phút. Tốc ñộ của một ñiểm nằm ở vành cánh quạt là: A. 18,84 m/s B. 188,4 m/s C. 113 m/s D. 11304m/s CHỦ ðỀ 2: MOMEN – ðỘNG NĂNG VẬT RẮN Phương pháp: Vận dụng ñịnh luật bảo toàn mômen ñộng lượng. * Phương pháp giải: ðể tìm các ñại lượng liên quan ñến ñịnh luật bảo toàn ñộng lượng khi vật rắn quay quanh một trục ta viết các biểu thức liên quan ñến ñại lượng cần tìm và các ñại lượng ñã biết từ ñó suy ra và tính ñại lượng cần tìm. * Các công thức: + Momen ñộng lượng: L = Iω. Với chất ñiểm quay: I = mr2
L = mr2 ω = mrv. + Dạng khác của phương trình ñộng lực học của vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh: M = dL . dt + ðịnh luật bảo toàn momen ñộng lượng: Nếu M = 0 thì L = const hay I1ω1 + I1ω2 + … = I1ω’1 + I2ω’2 + … Nếu I = const thì γ = 0: vật rắn không quay hoặc quay ñều quanh trục. Nếu I thay ñổi thì I1ω1 = I2ω2. I.ðỀ TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT 47 Chọn câu phát biểu sai A. Mômen lực là ñại lượng ñặc trưng cho tác dụng làm quay của lực. B. Mômen lực là ñại lượng ñặc trưng cho tác dụng làm quay của vật. C. Mômen lực ñược ño bằng tích của lực với cánh tay ñòn của lực ñó. D. Cánh tay ñòn là khoảng cách từ trục quay ñến giá của lực. 48. Một momen lực không ñổi tác dụng vào một vật có trục quay cố ñịnh. Trong những ñại lượng dưới ñây, ñại lượng nào không phải là hằng số? A. Momen quán tính. B. Khối lượng. C. Gia tốc góc. D. Tốc ñộ góc. 49. ðối với vật quay quanh một trục cố ñịnh, câu nào sau ñây là ñúng? A. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải ñứng yên. B. Khi không còn momen lực tác dụng thì vật ñang quay sẽ lập tức dừng lại. C. Vật quay ñược là nhờ có momen lực tác dụng lên nó. D. Khi thấy tốc ñộ góc của vật thay ñổi thì chắc chắn ñã có momen lực tác dụng lên vật. 50. Chọn cụm từ thích hợp với phần ñể trống trong câu sau: Một vật rắn có thể quay ñược quanh một trục cố ñịnh, muốn cho vật ở trạng thái cân bằng thì ..................... tác dụng vào vật rắn phải bằng không. A. hợp lực B. tổng các momen lực C. ngẫu lực D. tổng ñại số. 12 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 51. Ngẫu lực là: A. hệ hai lực tác dụng lên một vật, bằng nhau về ñộ lớn, song song, ngược chiều, không cùng ñường tác dụng. B. hệ hai lực tác dụng lên hai vật, bằng nhau về ñộ lớn, song song, ngược chiều, không cùng ñường tác dụng. C. hệ hai lực tác dụng lên một vật, bằng nhau về ñộ lớn, song song, cùng chiều, không cùng ñường tác dụng. D. hệ hai lực tác dụng lên hai vật, bằng nhau về ñộ lớn, song song, cùng chiều, không cùng ñường tác dụng. r r 52. Một ngẫu lực gồm hai lực F1 và F2 , có F1 = F2 = F và có cánh tay ñòn d. Mô men của ngẫu lực này là: A. Fd B. (F1 –F2).d C. (F1 + F2).d D. Chưa ñủ dữ liệu ñể tính toán. 53. Phát biểu nào sau ñây là ñúng khi nói về ngẫu lực? A. Mômen của ngẫu lực không có tác dụng làm biến ñổi vận tốc góc của vật. B. Hai lực của một ngẫu lực không cân bằng nhau. C. ðối với vật rắn không có trục quay cố ñịnh, ngẫu lực không làm quay vật. D. Hợp lực của một ngẫu lực có giá ñi qua khối tâm của vật. 54. ðịnh lý về trục song song có mục ñích dùng ñể: A. Xác ñịnh momen ñộng lượng của vật rắn quay quanh một trục ñi qua trọng tâm của nó B. Xác ñịnh ñộng năng của vật rắn quay quanh một trục ñi qua trọng tâm của nó C. Xác ñịnh ñộng năng của vật rắn quay quanh một trục không ñi qua trọng tâm của nó D. Xác ñịnh momen quán tính của vật rắn quay quanh một trục không ñi qua khối tâm của nó 55. Chọn câu không chính xác: A. Mômen lực ñặc trưng cho t/dụng làm quay vật của lực B. Mômen lực bằng 0 nếu lực có phương qua trục quay C. Lực lớn hơn phải có mô men lực lớn hơn D. Mô men lực có thể âm có thể dương 56. Phát biểu nào Sai khi nói về momen quán tính của vật rắn ñối với trục quay xác ñịnh: A. Momen quán tính của vật rắn ñược ñặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển ñộng. B. Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay. C. Momen quán tính của vật rắn có thể dương, có thể âm tùy thuộc vào chiều quay của vật. D. Momen quán tính của vật rắn luôn luôn dương 57. Khẳng ñịnh nào sau ñây là ñúng: A. Khi momen ñộng lượng ñược bảo toàn thì vật ñứng yên B. Khi ñộng năng ñược bảo toàn thì vật ở trạng thái cân bằng C. Khi momen lực tác dụng lên vật bằng 0 thì vật ñứng yên D. Khi vật chịu tác dụng của cặp lực ngược chiều, cùng ñộ lớn thì vật ñứng yên 58. ðại lượng vật lí nào có thể tính bằng kg.m2/s2? A. Momen lực. B. Công. C. Momen quán tính. D. ðộng năng. 59. Một chất ñiểm chuyển ñộng tròn xung quanh một trục có momen quán tính ñối với trục là I. Kết luận nào sau ñây là không ñúng? 13 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] A. Tăng khối lượng của chất ñiểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần B. Tăng khoảng cách từ chất ñiểm ñến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 2 lần C. Tăng khoảng cách từ chất ñiểm ñến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 4 lần D. Tăng ñồng thời khối lượng của chất ñiểm lên hai lần và khoảng cách từ chất ñiểm ñến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 8 lần 60. Phát biểu nào sau ñây là không ñúng? A. Momen quán tính của vật rắn ñối với một trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển ñộng quay quanh trục ñó lớn. B. Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng ñối với trục quay C. Momen lực tác dụng vào vật rắn làm thay ñổi tốc ñộ quay của vật D. Momen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần 61. Phát biểu nào sai khi nói về momen quán tính của một vật rắn ñối với một trục quay xác ñịnh? A. Momen quán tính của một vật rắn có thể dương, có thể âm tùy thuộc vào chiều quay của vật. B. Momen quán tính của một vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay. C. Momen quán tính của một vật rắn ñặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển ñộng quay. D. Momen quán tính của một vật rắn luôn luôn dương. 62. Một vật rắn có momen quán tính I ñối với trục quay ∆ cố ñịnh ñi qua vật. Tổng momen của các ngoại lực tác dụng lên vật ñối với trục ∆ là M . Gia tốc góc γ mà vật thu ñược dưới tác dụng của momen ñó là: B. γ = M C. γ = 2M D. γ = I A. γ = 2I M I I M 63. Momen quán tính của một vật rắn ñối với một trục quay ∆ không phụ thuộc vào: A. vị trí của trục quay ∆. B. khối lượng của vật. C. vận tốc góc (tốc ñộ góc) của vật. D. kích thước và hình dạng của vật 64. ðại lượng trong chuyển ñộng quay của vật rắn tương tự như khối lượng chuyển ñộng của chất ñiểm là: A. momen ñộng lượng B. momen quán tính C. momen lực D. tốc ñộ góc. 65. Nếu tổng momen lực tác dụng lên vật bằng không thì: A. momen ñộng lượng của vật biến ñổi ñều B. gia tốc góc của vật giảm dần C. tốc ñộ góc của vật không ñổi D. gia tốc góc của vật không ñổi 66. Trong chuyển ñộng quay của vật rắn quanh một trục cố ñịnh, momen quán tính của vật ñối với trục quay A. tỉ lệ momen lực tác dụng vào vật B. tỉ lệ với gia tốc góc của vật D. phụ thuộc vị trí của vật ñối với trục quay C. phụ thuộc tốc ñộ góc của vật 67. Các vận ñộng viên nhảy cầu xuống nước có ñộng tác "bó gối" thật chặt ở trên không là nhằm A. Giảm mômen quán tính ñể tăng tốc ñộ quay; B. Tăng mômen quán tính ñể tăng tốc ñộ quay C. Giảm mômen quán tính ñể tăng mômen ñộng lượng D. Tăng mômen quán tính ñể giảm tốc ñộ quay 14 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] 68. Các ngôi sao ñược sinh ra từ những khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại do tác dụng của lực hấp dẫn. Tốc ñộ góc quay của sao B. tăng lên; C. giảm ñi; D. bằng không A. không ñổi; 69. ðạo hàm theo thời gian của momen ñộng lượng của vật rắn ñối với một trục quay là một hằng số khác không thì vật A. chuyển ñộng quay ñều. B. quay nhanh dần ñều. C. quay chậm dần ñều. D. quay biến ñổi ñều. 70. Trong chuyển ñộng quay của vật rắn, ñại lượng như ñộng lượng trong chuyển ñộng của chất ñiểm là A. momen ñộng lượng. B. momen quán tính. C. momen lực. D. tốc ñộ góc. 71. Phát biểu nào sau ñây là không ñúng khi nói về momen ñộng lượng của vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh? A. Momen ñộng lượng luôn cùng dấu với tốc ñộ góc B. ðơn vị ño momen ñộng lượng là kgm2/s C. Momen ñộng lượng của vật rắn tỉ lệ với tốc ñộ góc của nó D. Nếu tổng các lực tác dụng lên vật rắn bằng không thì momen ñộng lượng của vật rắn ñược bảo toàn 72. Phương trình ñộng lực học của vật rắn chuyển ñộng quanh một trục có thể viết dưới dạng nào sau ñây? A. M = I dω dt B. M = dL dt C. M = Iγ D. Cả A, B, C. 73. Chọn câu sai. A. Tích của momen quán tính của một vật rắn và tốc ñộ góc của nó là momen ñộng lượng. B. Momen ñộng lượng là ñại lượng vô hướng, luôn luôn dương. C. Momen ñộng lượng có ñơn vị là kgm2/s. D. Nếu tổng các momen lực tác dụng lên một vật bằng không thì momen ñộng lượng của vật ñược bảo toàn. 74. Ở máy bay lên thẳng, ngoài cánh quạt lớn ở phía trước còn có một cánh quạt nhỏ ở phía ñuôi. Cánh quạt nhỏ này có tác dụng gì? A. Làm tăng vận tốc của máy bay. B. Giảm sức cản không khí tác dụng lên máy bay. C. Giữ cho thân máy bay không quay. D. Tạo lực nâng ñể nâng phía ñuôi. 75. Trong chuyển ñộng quay của vật rắn, ñại lượng như khối lượng trong chuyển ñộng của chất ñiểm là C. momen lực. D. A. momen ñộng lượng. B. momen quán tính. tốc ñộ góc. 76. Với cùng một lực tác dụng, cùng phương tác dụng, nếu ñiểm ñặt càng xa trục quay thì tác dụng làm vật quay A. càng mạnh B. càng yếu C. vẫn không ñổi D. có thể càng mạnh hoặc càng yếu 77. ðộng năng của vật quay quanh một trục cố ñịnh với tốc ñộ góc là ω: A. tăng lên hai lần khi tốc ñộ góc tăng lên hai lần. B. giảm bốn lần khi momen quán tính giảm hai lần. C. tăng lên chín lần khi momen quán tính của nó ñối với trục quay không ñổi và tốc ñộ góc tăng ba lần. 15 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN - ðT: 01689.996.187 Diễn ñàn: http://lophocthem.net - [email protected] ðộng năng của vật giảm ñi hai lần khi khối lượng của vật giảm bốn lần. 78. ðộng năng của vật rắn quay quanh một trục bằng A. tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật ñối với trục quay ñó. B. nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật ñối với trục quay ñó. C. nửa tích số của momen quán tính của vật và vận tốc góc của vật ñối với trục quay ñó. D. tích số của bình phương momen quán tính của vật và vận tốc góc của vật ñối với trục quay ñó. II. CÁC DẠNG BÀI TẬP : DẠNG 1: MOMEN QUÁN TÍNH – MOMEN LỰC D. * Phương pháp giải: ðể tìm các ñại lượng liên quan ñến phương trình ñộng lực học của vật rắn quay quanh một trục ta viết các biểu thức liên quan ñến ñại lượng cần tìm và các ñại lượng ñã biết từ ñó suy ra và tính ñại lượng cần tìm. * Các công thức: + Momen lực: M = Fd. + Momen quán tính của chất ñiểm và của vật rắn quay: I = mr2 và I = ∑ mi ri 2 . i + Momen quán tính I của một số vật rắn ñồng chất khối lượng m có trục quay là trục ñối xứng: - Thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ so với chiều dài: I = - Vành tròn hoặc trụ rổng, bán kính R: I = mR2. - ðĩa tròn mỏng hoặc hình trụ ñặc, bán kính R: I = - Hình cầu rổng, bán kính R: I = - Khối cầu ñặc, bán kính R: I = 1 ml2. 12 1 mR2. 2 2 mR2. 3 2 mR2. 5 + Thanh ñồng chất, khối lượng m, chiều dài l với trục quay ñi qua ñầu mút của thanh: I = 1 2 ml . 3 + Phương trình ñộng lực học của vật rắn quay quanh một trục cố ñịnh: M = Iγ. * VÍ DỤ minh họa: VD1. Một thanh cứng ñồng chất có chiều dài l, khối lượng m, quay quanh một trục ∆ qua trung ñiểm và vuông góc với thanh. Cho momen quán tính của thanh ñối với trục ∆ là 1 m ml 2 . Gắn chất ñiểm có khối lượng vào một ñầu thanh. Tính momen quán tính của hệ 12 3 ñối với trục ∆. HD: Ta có: I = I1 + I2 = 1 m l 2 1 2 ml 2 + ( ) = ml . 12 3 2 6 16 BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ - CƠ HỌC VẬT RẮN