Tài liệu Phân loại và định hướng trả lời câu hỏi và bài tập trắc nghiệm các đề thi tn thpt, cđ, đh 2007 đến 2012

TRẦN ANH TIẾN PHÂN LOẠI VÀ ĐỊNH HƢỚNG TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CÁC ĐỀ THI TN THPT, CĐ, ĐH 2007 ĐẾN 2012 Môn VẬT LÍ Quảng Ngãi, 7/2012 Tài liệu hỗ trợ tự học Chƣơng 1. ĐỘNG HỌC VẬT RẮN A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1. CÁC PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Chuyển động quay của một vật rắn quanh một trục cố định có đặc điểm: - Mỗi điểm trên vật vạch một đường tròn nằm trong mặt phằng vuông góc với trục quay, có bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay, có tâm ở trên trục quay. - Mọi điểm của vật đều quay được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. - Chuyển động quay đều là chuyển động mà tốc độ góc của vật rắn không đổi theo thời gian  = 0 + t trong đó 0 là toạ độ góc ban đầu, lúc t = 0. Góc  đo bằng rađian (rad). - Chuyển động quay biến đổi đều là chuyển động mà gia tốc góc không đổi theo thời gian. + Tốc độ góc trung bình tb của vật rắn trong khoảng thời gian t là tb   t + Tốc độ góc tức thời (gọi tắt là tốc độ góc) là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh, chạm của chuyển động quay cảu vật rắn quanh một trục ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm của toạ độ góc theo thời gian. Δ d hay =’(t) = Δt  0 Δt dt  = lim Đơn vị của tốc độ góc là rađian trên giây (rad/s) - Các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều:  = hằng số   0  t 1 2    0  0 t  t 2  2  0 2  2 (   0 ) TAT -1- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học trong đó 0, 0 là toạ độ góc và tốc độ góc ban đầu tại thời điểm t = 0. - Nếu vật rắn quay đều, ta có gia tốc hướng tâm a n của một điểm trên vật rắn, cách trục quay một khoảng r là v2 an   2 r r - Nếu vật rắn quay không đều, một điểm trên vật rắn có thêm gia tốc tiếp tuyến, có độ lớn là at=r. r r r Gia tốc của một điểm trên vật rắn chuyển động tròn không đều là a  a n  a t và độ lớn của vectơ gia tốc là a  a 2n  a 2t 2. PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH - Momen quán tính I của vật rắn đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy: I=  mi ri2 i Độ lớn của momen quán tính của một vật rắn không chỉ phụ thuộc khối lượng của vật rắn mà còn phụ thuộc sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay. Đơn vị của momen quán tính là (kg.m2) - Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định là : M = I  hay M = dL dt trong đó, M là tổng momen lực tác dụng lên vật rắn đối với trục quay, I là momen quán tính của vật đối với trục quay,  là gia tốc góc của vật. 3. MOMEN ĐỘNG LƢỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƢỢNG - Momen động lượng của một vật đối với trục quay là đại lượng được xác định theo công thức L = I với I là momen quán tính của vật đối với trục quay,  là tốc độ góc của vật. Đơn vị của momen động lượng là (kg.m 2/s). TAT -2- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học - Định luật bảo toàn momen động lượng: Nếu tổng các momen lực tác dụng lên một vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục bằng 0 thì tổng momen động lượng của vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục đó được bảo toàn. I11  I 22 hay L i = hằng số với I11 là momen động lượng của vật (hoặc hệ vật) lúc trước và I22 là momen động lượng của vật (hoặc hệ vật) lúc sau. 4. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục là Wđ = 1 2 I 2 trong đó, I là momen quán tính và  là tốc độ góc của vật rắn đối với trục quay Đơn vị của động năng là jun (J). B. BÀI TẬP THEO CHỦ ĐỀ (FILE 12.1 NC) C. HƢỚNG DẪN GIẢI CÁC ĐỀ THI TN THPT, CĐ, ĐH 2007 - 2012 Đề TN 2011 Câu 1. Một vật rắn quay nhanh dần đều quanh trục cố định từ trạng thái nghỉ. Trong 6 giây đầu, vật quay được một góc 72 rad. Gia tốc góc của vật có độ lớn bằng A. 1,2 rad/s2 B. 8,0 rad/s2 C. 2,0 rad/s2 D. 4,0 rad/s2 Hướng dẫn giải:  = ½ t2 <=>   2 2  4 rad/s . Chọn D 2 t Câu 2. Một vật rắn quay đều quanh trục cố định Δ với tốc độ góc 20 rad/s. Biết momen quán tính của vật rắn đối với trục Δ là 3 kg.m2. Động năng quay của vật rắn là A. 600 J B. 60 J C. 30 J D. 1200 J Hướng dẫn giải: Ta có Wđ = ½ I2 = ½ .3.202 = 600 J Chọn A. TAT -3- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 3. Một cánh quạt trần quay đều quanh trục cố định của nó với tốc độ góc 10 rad/s. Tốc độ dài của một điểm ở cánh quạt cách trục quay 75 cm là A. 75,0 m/s B. 4,7 m/s C. 7,5 m/s D. 47,0 m/s Hướng dẫn giải: Vận tốc dài: v = .R = 10.0,75 = 7,5 m/s. Chọn C Câu 4. Một vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định xuyên qua vật. Xét điểm M xác định trên vật và không nằm trên trục quay, đại lượng nào của điểm M có độ lớn không thay đổi? A. Tốc độ dài B. Gia tốc hướng tâm C. Tốc độ góc D. Gia tốc tiếp tuyến Giải: Ta có công thức: at = .R VR quay biến đổi đều nên  không đổi; M xác định trên vật nên R không đổi => Chọn D. TN 2010 Câu 5. Một vật rắn quay quanh một trục Δ cố định với tốc độ góc 60 rad/s. Momen quán tính của vật rắn đối với trục Δ là 10 kg.m2. Momen động lượng của vật rắn đối với trục Δ là A. 600 kg.m2 /s. B. 60 kg.m2 /s. C. 18000 kg.m2 /s. D. 36000 kg.m2 /s Hướng dẫn giải: Momen động lượng của vật rắn đối với trục Δ là: L = I. = 10.60 = 600 kg.m2 /s. Chọn A Câu 6. Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc vật lí có khối lượng m, dao động điều hòa quanh trục Δ nằm ngang cố định không đi qua trọng tâm của nó. Biết momen quán tính của con lắc đối với trục Δ là I và khoảng cách từ trọng tâm con lắc đến trục Δ là d. Chu kì dao động điều hòa của con lắc này là A. T = 2 I mgd B. T = 2 d mgI C. T = 2 Id mg D. T = 2 mg Id Giải: Chọn A theo công thức tính chu kì của con lắc vật lí TAT -4- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 7. Xét một vật rắn có thể quay quanh trục cố định Δ xuyên qua vật. Nếu tổng các momen lực tác dụng lên vật rắn đối với trục Δ bằng 0 thì A. vật rắn sẽ dừng lại ngay nếu trước đó nó đang quay. B. momen động lượng của vật rắn đối với trục Δ giảm dần. C. vật rắn sẽ quay chậm dần đều nếu trước đó nó đang quay. D. momen động lượng của vật rắn đối với trục Δ được bảo toàn. Hướng dẫn giải: M= dL = 0 => L = hằng số. Chọn D – ĐL BT momen động lượng dt Câu 8. Một vật rắn quay quanh một trục Δ cố định với tốc độ góc ω. Gọi I là momen quán tính của vật rắn đối với trục Δ. Động năng quay Wđ của vật rắn đối với trục Δ được xác định bởi công thức: A. Wđ = I2 B. Wđ = ½ I2 C. Wđ = ½ I2 D. Wđ = I2 Hướng dẫn giải: Chọn C – Công thức xác định động năng của vật rắn đối với trục quay cố định Câu 9. Một cánh quạt quay đều và mỗi phút quay được 240 vòng. Tốc độ góc của cánh quạt này bằng A. 4 rad/s. B. 4π rad/s. C. 8π rad/s. D. 16π rad/s. Hướng dẫn giải: Tốc độ góc   2 . 240  8 rad/s. Chọn C 60 TN 2009 Câu 10. Biểu thức tính chu kì dao động điều hòa của con lắc vật lí là T = 2 I ; trong đó: I là momen quán tính của con lắc đối với trục quay  nằm mgd ngang cố định xuyên qua vật, m và g lần lượt là khối lượng của con lắc và gia tốc trọng trường tại nơi đặt con lắc. Đại lượng d trong biểu thức là A. khoảng cách từ trọng tâm của con lắc đến trục quay . B. khoảng cách từ trọng tâm của con lắc đến đường thẳng đứng qua trục quay . TAT -5- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học C. chiều dài lớn nhất của vật dùng làm con lắc. D. khối lượng riêng của vật dùng làm con lắc. Hướng dẫn giải: Biểu thức tính chu kì dao động điều hòa của con lắc vật lí là T = 2 I , mgd trong đó d là khoảng cách từ trọng tâm của con lắc đến trục quay . Chọn A. Câu 11. Một bánh xe có momen quán tính 2 kg.m2 đối với trục quay  cố định, quay với tốc độ góc 15 rad/s quanh trục  thì động năng quay của bánh xe là A. 60 J. B. 450 J. C. 225 J. D. 30 J. Hướng dẫn giải: Động năng quay của bánh xe là Wđ = ½ I2 = ½ .2.152 = 225J. Chọn C Câu 12. Momen động lượng có đơn vị là A. kg.m2 B. N.m C. kg.m2/s D. kg.m/s Hướng dẫn giải: Dựa vào lí thuyết về momen động lượng. Chọn C Câu 13. Một đĩa tròn, phẳng, mỏng quay đều quanh một trục qua tâm và vuông góc với mặt đĩa. Gọi VA và VB lần lượt là tốc độ dài của điểm A ở vành đĩa và của điểm B (thuộc đĩa) ở cách tâm một đoạn bằng nửa bán kính của đĩa. Biểu thức liên hệ giữa VA và VB là A. VA = 2VB B. VA = 4VB C. VA = VB D. VA = VB/2 Hướng dẫn giải: - Tốc độ dài của điểm A là: vA = R - Tốc độ dài của điểm B là: vB =  R => vA = 2vB. Chọn B 2 TN 2008 – phân ban (lần 1) Câu 14: Một vật rắn đang quay nhanh dần đều quanh một trục cố định xuyên qua vật. Một điểm trên vật rắn không nằm trên trục quay có A. gia tốc tiếp tuyến hướng vào tâm quỹ đạo. B. gia tốc tiếp tuyến tăng dần, gia tốc hướng tâm giảm dần. TAT -6- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học C. độ lớn của gia tốc tiếp tuyến luôn lớn hơn độ lớn của gia tốc hướng tâm. D. gia tốc tiếp tuyến cùng chiều với chiều quay của vật rắn ở mỗi thời điểm. Hướng dẫn giải:   - a t luôn hướng vuống góc với bán kính quỹ đạo, a n hướng vào tấm quỹ đạo, do đó A sai - Chuyển động nhanh dần đều có  = const > 0 => at = r = const; an = v2/r tăng theo v, do đó B và C sai    - Trong chuyển động nhanh dần đều thì a t cùng chiều với v , tức là a t cùng chiều với chiều quay của vật rắn, đó đó D đúng. Chọn D Câu 15. Một bánh xe bắt đầu quay nhanh dần đều quanh một trục cố định của nó. Sau 10 s kể từ lúc bắt đầu quay, vận tốc góc bằng 20 rad/s. Vận tốc góc của bánh xe sau 15 s kể từ lúc bắt đầu quay bằng A. 15 rad/s. B. 20 rad/s. C. 30 rad/s. D. 10 rad/s. Hướng dẫn giải: - Với 0 = 0, tại thời điểm t1 = 10 s, tốc độ góc là 1 = t1 - Tại thời điểm t2 = 15 s, tốc độ góc là 2 = t2 => 1 t1    2 = 30 rad/s. Chọn C. 2 t2 Câu 16. Một vật rắn quay chậm dần đều quanh một trục cố định xuyên qua vật. Tại một điểm xác định trên vật cách trục quay một khoảng r ≠ 0 thì đại lượng nào sau đây không phụ thuộc r ? A. Vận tốc dài. B. Vận tốc góc. C. Gia tốc tiếp tuyến. D. Gia tốc hướng tâm. Hướng dẫn giải: - Tốc độ dài v = r => v phụ thuộc r => A sai - Tốc độ góc:  không phục thuộc r => B đúng - Gia tốc tiếp tuyến: at = r < 0 => at phụ thuộc vào r => C sai - Gia tốc hướng tâm: an = v2/r => an phụ thuộc r => D sai - Tốc độ góc:  không phục thuộc r => B đúng. Chọn B Câu 17. Một vật rắn đang quay quanh một trục cố định (Δ). Khi tổng momen của các ngoại lực tác dụng lên vật đối với trục (Δ) bằng 0 thì vật rắn sẽ TAT -7- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học A. quay chậm dần rồi dừng lại. B. quay đều. C. quay nhanh dần đều. D. quay chậm dần đều. Hướng dẫn giải: Ta có: M = I = 0 =>  = 0 => vật quay đều. Chọn B. Câu 18. Đơn vị của gia tốc góc là A. kg.m/s. B. rad/s2. C. kg.rad/s2. D. rad/s. Hướng dẫn giải: Dựa vào lí thuyết về gia tốc góc. Chọn B TN 2008 – phân ban (lần 2) Câu 19. Một bánh xe đang đứng yên có trục quay cố định Δ. Dưới tác dụng của momen lực 30 N.m thì bánh xe thu được gia tốc góc 1,5 rad/s2. Bỏ qua mọi lực cản. Momen quán tính của bánh xe đối với trục quay Δ bằng A. 10 kg.m2. B. 45 kg.m2 . C. 20 kg.m2. D. 40 kg.m2. Hướng dẫn giải: Ta có: M = I => I = M   30 2  20 kg.m . Chọn C. 1,5 Câu 20: Một vật rắn đang quay nhanh dần đều quanh một trục cố định Δ xuyên qua vật thì A. tổng các momen lực tác dụng lên vật đối với trục quay Δ có giá trị không đổi và khác không. B. tổng các momen lực tác dụng lên vật đối với trục quay Δ bằng không. C. vận tốc góc của một điểm trên vật rắn (không nằm trên trục quay Δ) là không đổi theo thời gian. D. gia tốc tiếp tuyến của một điểm trên vật rắn (không nằm trên trục quay Δ) có độ lớn tăng dần. Hướng dẫn giải: - VR quay nhanh dần đều  > 0 => M  0, do đó B sai -  = 0 + t =>  phụ thuộc vào t => C sai - Chuyển động nhanh dần đều có  = const > 0 => at = r = const; => D sai Chọn A TAT -8- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 21. Một con lắc vật lí có khối lượng 2 kg, khoảng cách từ trọng tâm của con lắc đến trục quay là 1 m, dao động điều hòa với tần số góc bằng 2 rad/s tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s2. Momen quán tính của con lắc này đối với trục quay là A. 4,9 kg.m2 B. 6,8 kg.m2 C. 9,8 kg.m2 D. 2,5 kg.m2 Hướng dẫn giải: Ta có tần số góc của con lắc vật lí được xác định bởi  mgd mgd 2.9,8.1 = 4,9 kg.m2. Chọn A. I  2  2 I  2 Câu 22. Một vật rắn đang quay đều quanh một trục cố định Δ thì một điểm xác định trên vật cách trục quay Δ khoảng r ≠ 0 có A. vectơ gia tốc hướng tâm không đổi theo thời gian. B. vectơ gia tốc toàn phần hướng vào tâm quỹ đạo của điểm đó. C. độ lớn gia tốc toàn phần bằng không. D. độ lớn gia tốc hướng tâm lớn hơn độ lớn gia tốc toàn phần. Hướng dẫn giải:  - Vật rắn quay đều, vecto gia tốc v của mỗi điểm chỉ thay đổi về hướng mà không thay đổi về độ lớn => A sai - Gia tốc toàn phần a = a n2  at2  an ( VR quay đều at = 0), Do đó: C, D Sai. Chọn A Câu 23. Một vật rắn bắt đầu quay nhanh dần đều quanh một trục cố định. Sau 5 s kể từ lúc bắt đầu quay, vận tốc góc của vật có độ lớn bằng 10 rad/s. Sau 3 s kể từ lúc bắt đầu quay, vật này quay được góc bằng A. 5 rad. B. 10 rad. C. 9 rad. D. 3 rad. Hướng dẫn giải: Ta có:  = 0 + t =>  = /t = 10/5 = 2 rad/s2. Sau 3 s kể từ lúc bắt đầu quay, vật này quay được góc bằng:  = ½ t2 = ½ .2.32 = 9 rad. Chọn C Câu 24. Một vật rắn có momen quán tính đối với trục quay cố định là 10 kg.m2, đang quay đều với vận tốc góc 30 vòng/phút. Lấy 2 = 10. Động năng quay của vật này bằng TAT -9- TQT Tài liệu hỗ trợ tự học A. 40 J. B. 50 J. C. 75 J. D. 25 J. Hướng dẫn giải: Ta có: Động năng quay của vật Wđ = ½ I2 Với  = 30.2 =  rad/s 60 => Wđ = ½ .10.2 = 50 J. Chọn B. TN 2007 – phân ban (lần 1) Câu 25. Đơn vị của mômen động lượng là A. kg.m2.rad. C. kg.m/s2 . B. kg.m/s. D. kg.m2/s. Hướng dẫn giải: Dựa vào lí thuyết về mo men động lương: Chọn D Câu 26. Momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay Δ không phụ thuộc vào A. vị trí của trục quay Δ. B. khối lượng của vật. C. vận tốc góc (tốc độ góc) của vật. D. kích thước và hình dạng của vật. Hướng dẫn giải: Dựa vào lí thuyết về momen quán tính của vật rắn: ''momen quán tính của VR không chỉ phụ thuộc vào khối lượng của VR mà còn phụ thuộc cả vào sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay''. Biểu thức momen quán tính của VR đối với trục quay  là: I   mi ri 2 , do đó I i không phụ thuộc vào  Chọn C. Câu 27. Khi một vật rắn quay đều quanh một trục cố định đi qua vật thì một điểm xác định trên vật ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có A. vectơ vận tốc dài không đổi. B. độ lớn vận tốc góc biến đổi. C. độ lớn vận tốc dài biến đổi. D. vectơ vận tốc dài biến đổi. Hướng dẫn giải: VR quay đều -  = const => B sai - Vecto vận tốc dài có độ lớn không đổi, nhưng có hướng thay đổi => A, C sai Chọn D TAT - 10 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 28. Một cánh quạt có momen quán tính đối với trục quay cố định là 0,2 kg.m2 đang quay đều xung quanh trục với độ lớn vận tốc góc ω = 100 rad/s. Động năng của cánh quạt quay xung quanh trục là A. 2000J. B. 20J. C. 1000J. D. 10J. Hướng dẫn giải: Động năng của cánh quạt quay xung quanh trục là: Wđ = ½ I2 = ½ .0,2.1002 = 1000 J. Chọn C Câu 29. Một vật rắn đang quay quanh một trục cố định đi qua vật, một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn vận tốc dài là một hằng số. Tính chất chuyển động của vật rắn đó là A. quay chậm dần. B. quay đều. C. quay biến đổi đều. D. quay nhanh dần. Hướng dẫn giải: Ta có:   v mà v = const =>  = const => VR quay đều. Chọn B r TN 2007 – phân ban (lần 2) Câu 30. Một vật rắn đang quay đều quanh một trục cố định đi qua vật. Vận tốc dài của một điểm xác định trên vật rắn ở cách trục quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn A. không thay đổi. B. bằng không. C. tăng dần theo thời gian. D. giảm dần theo thời gian. Hướng dẫn giải: v = .r Điểm xác định trên vật rắn có r không đổi Vật quay đều nên  = const. Chọn A Câu 31. Một vật rắn có momen quán tính I đối với trục quay Δ cố định đi qua vật. Tổng momen của các ngoại lực tác dụng lên vật đối với trục Δ là M . Gia tốc góc γ mà vật thu được dưới tác dụng của momen đó là A.   2I M B.   M I C.   M 2I D.   I M Hướng dẫn giải: PT chuyển động của VR quay quanh trục cố định. Chọn B TAT - 11 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 32. Đơn vị của vận tốc góc là A. m/s. B. m/s2 . C. rad/s. D. rad/s2. Hướng dẫn giải: Lí thuyết về vận tốc góc. Chọn C Câu 33. Một cái đĩa ban đầu đứng yên bắt đầu quay nhanh dần quanh một trục cố định đi qua đĩa với gia tốc góc không đổi bằng 2 rad/s2. Góc mà đĩa quay được sau thời gian 10 s kể từ khi đĩa bắt đầu quay là A. 20 rad. B. 100 rad. C. 50 rad. D. 10 rad. Hướng dẫn giải: Áp dụng:  = ½ t2 = ½ .2.102 = 100 rad. Chọn B Câu 34. Một vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định đi qua vật. Một điểm xác định trên vật rắn cách trục quay khoảng r ≠ 0 có A. vận tốc góc không biến đổi theo thời gian. B. gia tốc góc biến đổi theo thời gian. C. độ lớn gia tốc dài biến đổi theo thời gian. D. vận tốc góc biến đổi theo thời gian. Hướng dẫn giải: - VR quay biến đổi đều nên  = const => B sai - Gia tốc dài a = R => C sai - Vận tốc góc  = 0 + t => A sai Chọn D. CĐ 2012 Câu 35. Một vật rắn đang quay quanh một trục cố định xuyên qua vật. Các điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) A. có cùng gia tốc góc tại cùng một thời điểm. B. có cùng tốc độ dài tại cùng một thời điểm. C. quay được những góc khác nhau trong cùng một khoảng thời gian. D. có tốc độ góc khác nhau tại cùng một thời điểm. Hướng dẫn giải: Trên một vật rắn thì mọi điểm đều có cùng gia tốc góc. Chọn đáp án A TAT - 12 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 36. Một thanh cứng, nhẹ, chiều dài 2a. Tại mỗi đầu của thanh có gắn một viên bi nhỏ, khối lượng của mỗi viên bi là m. Momen quán tính của hệ (thanh và các viên bi) đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là A. 2ma2. B. 1 ma2. 4 C. ma2. D. 1 ma2. 4 Hướng dẫn giải: Momen quán tính của hệ (thanh và các viên bi) đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là I = ma2 + ma2 = 2ma2 Chọn đáp án A Câu 37. Một vật rắn đang quay nhanh dần đều quanh một trục cố định xuyên qua vật. Một điểm trên vật rắn (không thuộc trục quay) có A. vectơ gia tốc tiếp tuyến hướng vào tâm quĩ đạo của nó. B. độ lớn gia tốc tiếp tuyến không đổi. C. vectơ gia tốc tiếp tuyến ngược chiều với chiều quay của nó ở mỗi thời điểm. D. độ lớn gia tốc tiếp tuyến thay đổi. Hướng dẫn giải: Giải thích tương tự các câu ở trên Ta có at = R.  , mà  không đổi nên at không đổi. Chọn đáp án B Câu 38. Một vật rắn quay quanh nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ quanh một trục cố định xuyên qua vật. Sau 4 s đầu tiên, vật rắn này đạt tốc độ góc là 20 rad/s. Trong thời gian đó, một điểm thuộc vật rắn (không nằm trên trục quay) quay được một góc có độ lớn bằng A. 40 rad. B. 10 rad. C. 20 rad. D. 120 rad. Hướng dẫn giải: Ta có     0 t 1 2  20  0 = 4 rad/s2. 4 1 2 Mà    t 2  .5.42 = 40 rad. Chọn đáp án A CĐ 2011 TAT - 13 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 39. Một hệ gồm hai chất điểm có cùng khối lượng m được gắn ở hai đầu của một thanh đồng chất, tiết diện nhỏ, khối lượng M, chiều dài L. Momen quán tính của hệ đối với trục quay cố định qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là  5m  M  2 L 6   B.   6m  M  2 L  12   4m  M 8  D.  A.  C.   7m  M  14  2 L   2 L  Hướng dẫn giải: Momen quán tính của hệ đối với trục quay cố định qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là I=m L2 L2 ML2  6m  M  2 +m + =  L . Chọn B 4 4 12  12  Câu 40. Một đĩa tròn mỏng, đồng chất, khối lượng m, đường kính d, quay đều với tốc độ góc ω quanh một trục cố định qua tâm và vuông góc với mặt đĩa. Động năng của đĩa là A. 1 md 2 2 2 B. 1 md 2 2 4 C. 1 md 2 2 8 D. 1 md 2 2 16 Hướng dẫn giải: Động năng của đĩa là Wđ = ½ I2 Với I là momen quán tính của đĩa tròn mỏng đồng chất, I = ½ mR2 = ½ m Suy ra: Wđ = ½ I2 = d2 4 1 md 2 2 . Chọn D 16 Câu 41. Một vật rắn quay nhanh dần đều quanh một trục cố định dưới tác dụng của một momen lực M. Bỏ qua mọi lực cản. Nếu tại thời điểm vật có tốc độ góc ω, ngừng tác dụng momen lực M thì vật rắn sẽ A. quay chậm dần đều rồi dừng lại. B. quay đều với tốc độ góc ω’ < ω. C. dừng lại ngay. D. quay đều với tốc độ góc ω. Hướng dẫn giải: TAT - 14 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học M= dL = 0; Momen động lượng của vật được bảo toàn => vật sẽ quay đều dt với tốc độ góc . Chọn D Câu 42. Một vật rắn quay đều quanh một trục cố định xuyên qua vật. Một điểm trên vật rắn cách trục quay 5 cm có tốc độ dài là 1,3 m/s. Tốc độ góc của vật rắn có độ lớn là A. 5,2 rad/s. B. 26,0 rad/s. C. 2,6 rad/s. D. 52,0 rad/s. Hướng dẫn giải: Ta có: v = .r =>  = v/r = 1,3/0,05 = 26 rad/s. Chọn B CĐ 2010 Câu 43. Khi vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định thì A. gia tốc góc của vật không đổi. B. tổng momen của các ngoại lực tác dụng lên vật đối với trục này bằng không. C. gia tốc toàn phần của một điểm trên vật luôn không đổi. D. tốc độ góc của vật không đổi. Hướng dẫn giải: Khi vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định thì gia tốc góc của vật không đổi ( = const). Chọn A. Câu 44. Một bánh xe đang quay quanh một trục cố định với tốc độ góc 10 rad/s thì bị hãm. Bánh xe quay chậm dần đều, sau 5 s kể từ lúc hãm thì dừng hẳn. Gia tốc góc của bánh xe có độ lớn là A. 2 rad/s2 B. 0,2 rad/s2 C. 50 rad/s2 D. 0,5 rad/s2 Hướng dẫn giải: Ta có:  = 0 + t =>      0 t  0  10 2  2 rad/s . Chọn A. 5 Câu 45. Vật rắn quay quanh một trục cố định Δ. Gọi Wđ, I và L lần lượt là động năng quay, momen quán tính và momen động lượng của vật đối với trục Δ . Mối liên hệ giữa Wđ, I và L là A. Wđ = L2 I B. Wđ = 2IL2 C. Wđ = L2 2I D. Wđ = I2 2L Hướng dẫn giải: TAT - 15 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học L I 2 Wđ = ½ I2 = ½ I.   = L2 . Chọn C 2I Câu 46. Một con lắc vật lí là một vật rắn có khối lượng m = 4 kg dao động điều hòa với chu kì T = 0,5 s. Khoảng cách từ trọng tâm của vật đến trục quay của nó là d = 20 cm. Lấy g = 10 m/s2 và 2 = 10. Mômen quán tính của vật đối với trục quay là A. 0,025 kg.m2 B. 0,64 kg.m2 . C. 0,05 kg.m2 D. 0,5 kg.m2 Hướng dẫn giải: Chu kì của con lắc vật lí: I T 2 .mgd I 2 2 T = 2 = 0,05 kg.m2. Chọn C  T  4 . I  2 mgd mgd 4 CĐ 2009 Câu 47. Một thanh cứng đồng chất có chiều dài l, khối lượng m, quay quanh một trục  qua trung điểm và vuông góc với thanh. Cho momen quán tính của thanh đối với trục  là 1 m m 2 . Gắn chất điểm có khối lượng vào một đầu thanh. 12 3 Momen quán tính của hệ đối với trục  là A. 1 m 6 2 B. 13 m 12 2 C. 4 m 3 2 D. 1 m 3 2 Hướng dẫn giải: 1 m Momen quán tính của hệ đối với trục  là I = 12 2 m l2 1 + . = m 2. 3 4 6 Chọn A Câu 48. Coi Trái Đất là một quả cầu đồng chất có khối lượng m = 6,0.1024 kg, bán kính R = 6400 km và momen quán tính đối với trục  qua tâm là 2 mR 2 . Lấy  5 = 3,14. Momen động lượng của Trái Đất trong chuyển động quay xung quanh trục  với chu kì 24 giờ, có giá trị bằng A. 2,9.1032 kg.m2/s. B. 8,9.1033 kg.m2/s. C. 1,7.1033 kg.m2/s. D. 7,1.1033 kg.m2/s. Hướng dẫn giải: TAT - 16 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Momen động lượng của Trái Đất trong chuyển động quay xung quanh trục  với chu kì 24 giờ: L = I. = I. 2 2 2 = mR 2 . T T 5 = 2 2 2 = 7,1.1033 .6,0.10 24. 6400.10 3 . 5 24.3600   kg.m2/s. Chọn D. Câu 49. Một vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định đi qua vật. Một điểm xác định trên vật rắn và không nằm trên trục quay có A. độ lớn của gia tốc tiếp tuyến thay đổi B. gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn của điểm đó. C. gia tốc góc luôn biến thiên theo thời gian. D. tốc độ dài biến thiên theo hàm số bậc hai của thời gian. Hướng dẫn giải: - Chuyển động quay biến đổi đều có  = const;  0. Do đó C sai. - at = .r = const => A sai - v = r => D sai - Một vật rắn quay biến đổi đều quanh một trục cố định đi qua vật, một điểm xác định trên vật rắn và không nằm trên trục quay có gia tốc hướng tâm luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn của điểm đó. D đúng. Chọn D Câu 50. Một đĩa tròn phẳng, đồng chất có khối lượng m = 2 kg và bán kính R = 0,5 m. Biết momen quán tính đối với trục  qua tâm đối xứng và vuông góc với mặt phẳng đĩa là 1 mR2. Từ trạng thái nghỉ, đĩa bắt đầu quay xung quanh trục  cố 2 định, dưới tác dụng của một lực tiếp tuyến với mép ngoài và đồng phẳng với đĩa. Bỏ qua các lực cản. Sau 3 s đĩa quay được 36 rad. Độ lớn của lực này là A. 4N. B. 3N. C. 6N. D. 2N. Hướng dẫn giải: 1 2 - PT động học của chuyển động quay:   t 2    2 2.36  2  8 rad/s t2 3 - PT động lực học của VR quay quanh một trục cố định: M = I 1 mR 2  I 2 1   mR  4 N. Chọn A Mặt khác: M = , do đó: I = F.R => F = R R 2 CĐ 2008 TAT - 17 - TQT Tài liệu hỗ trợ tự học Câu 51. Một bánh xe đang quay với tốc độ góc 24 rad/s thì bị hãm. Bánh xe quay chậm dần đều với gia tốc góc có độ lớn 2 rad/s2. Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng bằng A. 8 s. B. 12 s. C. 24 s. D. 16 s. Hướng dẫn giải: Ta có:  = 0 + t => t =    0 0  24 = 12 s. Chọn B   2 Câu 52: Một vật rắn quay quanh trục cố định Δ dưới tác dụng của momen lực 3 N.m. Biết gia tốc góc của vật có độ lớn bằng 2 rad/s2. Momen quán tính của vật đối với trục quay Δ là A. 0,7 kg.m2. B. 2,0 kg.m2. C. 1,2 kg.m2. D. 1,5 kg.m2. Hướng dẫn giải: M = I. => I = M/ = 1,5 kg.m2. Chọn D Câu 53: Một vật rắn quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ quanh một trục cố định. Góc mà vật quay được sau khoảng thời gian t, kể từ lúc vật bắt đầu quay tỉ lệ với A. 1 t B. t . C. t. D. t2. Hướng dẫn giải: 1 2 VR quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ có  = const và 0 = 0 ,   t 2 . Chọn D Câu 54: Vật rắn thứ nhất quay quanh trục cố định Δ1 có momen động lượng là L1, momen quán tính đối với trục Δ1 là I1 = 9 kg.m2. Vật rắn thứ hai quay quanh trục cố định Δ2 có momen động lượng là L2, momen quán tính đối với trục Δ2 là I2 = 4 kg.m2. Biết động năng quay của hai vật rắn trên là bằng nhau. Tỉ số A. 4/9 B. 9/4 C. 3/2 L1 bằng L2 D. 2/3 Hướng dẫn giải: - Ta có: Wđ1 = Wđ2 <=> I112 = I222 => TAT - 18 - 1 I 3  2  2 I1 2 TQT Tài liệu hỗ trợ tự học - L1 I 1 1 9 3 3  .  .  . Chọn C. L2 I 2  2 4 2 2 Câu 55. Một thanh cứng có chiều dài 1,0 m; khối lượng không đáng kể. Hai đầu của thanh được gắn hai chất điểm có khối lượng lần lượt là 2 kg và 3 kg. Thanh quay đều trong mặt phẳng ngang quanh trục cố định thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh với tốc độ góc 10 rad/s. Momen động lượng của thanh bằng A. 15,0 kg.m2/s. B. 10,0 kg.m2/s. C. 7,5 kg.m2/s. D.12,5 kg.m2/s. Hướng dẫn giải: Momen động lượng của thanh: L = (I1 + I2) = (m1 + m2) l2 = 12,5 kg.m2/s. 4 Chọn D. Câu 56. Một thanh AB đồng chất, tiết diện đều, chiều dài L được đỡ nằm ngang nhờ một giá đỡ ở đầu A và một giá đỡ ở điểm C trên thanh. Nếu giá đỡ ở đầu A chịu ¼ trọng lượng của thanh thì giá đỡ ở điểm C phải cách đầu B của thanh một đoạn A. 3L/4 B. 2L/3 C. L/3 D. L/2 Hướng dẫn giải:  F2 Điều kiện cân bằng của thanh AB:      F1  F2  P  0 (1)      M B F1  M B F2  M B P  0 (2)      F1  A Từ (1): F2 = P – F1 = P – ¼ P = ¾ P (3) Từ (2): AB.F1 – GB.P + CB.F2 = 0 => CB = G C B  P 1 GB.P  AB.F1   4  L P  L P   L F2 3P  2 4  3 Câu 57.Cho ba quả cầu nhỏ khối lượng tương ứng là m1, m2 và m3 được gắn lần lượt tại các điểm A, B và C (B nằm trong khoảng AC) trên một thanh cứng có khối lượng không đáng kể. Biết m1 = 1 kg, m3 = 4 kg và BC = 2AB. Để hệ (thanh và ba quả cầu) có khối tâm nằm tại trung điểm của BC thì A. m2 = 1,5 kg. B. m2 = 2,5 kg. C. m2 = 2 kg. D. m2 = 3 kg. Hướng dẫn giải: TAT - 19 - TQT