100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm có lời giải (nâng cao - phần 2)

---

---

Với 100 câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm (nâng cao - phần 2) có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm câu trắc nghiệm Động lực học chất điểm (nâng cao - phần 2)

Bài 1: Một lò xo có các vòng giống hệt nhau có chiều dài tự nhiên là l₀ = 24 cm, độ cứng k = 100 N/m. Người ta cắt lò xo này thành hai lò xo có chiều dài l₁ = 8 cm và l₂ = 16 cm. Tính độ cứng k₁ và k₂ của mỗi lò xo tạo thành.

A. 300 N/m; 500 N/m.

B. 300 N/m; 150 N/m.

C. 200 N/m; 150 N/m.

D. 150 N/m; 150 N/m.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Ta có: k₀l₀ = k₁l₁ = k₂l₂

Bài 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 5 cm. Treo lò xo thẳng đứng rồi móc vào đầu dưới một vật có khối lượng m₁ = 0,5 kg, lò xo dài l₁ = 7 cm. Nếu treo một vật khác có khối lượng m₂ chưa biết thì nó dài 6,5 cm. Lấy g = 9,8 m/s². Tính độ cứng của lò xo và khối lượng m₂.

A. 225 N/m; 0,375 kg.

B. 245 N/m; 0,325 kg.

C. 245 N/m; 0,375 kg.

D. 200 N/m; 0,325 kg.

Lời giải:

Đáp án: C.

HD Giải: Ta có: Δl₁ = l₁ - l₀ = 2 cm = 0,02 m

P₁ = m₁g = kΔl₁

Δl₂ = l₂ - l₀ = 1,5 cm = 0,015 m

P₂ = m₂g = k.Δl₂

Bài 3: Hai lò xo L₁, L₂ có độ cứng k₁ = 100 N/m và k₂ = 150 N/m được móc vào nhau. Nếu kéo đầu C ra bằng một lực F, hệ lò xo dãn 1 đoạn Δl. Người ta gọi lò xo mà khi bị kéo ra với lực F cũng bị dãn một đoạn Δl như hệ trên là lò xo tương đương với hệ trên. Tính độ cứng k của lò xo đó.

A. 120 N/m.

B. 60 N/m.

C. 100 N/m.

D. 200 N/m.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Hai lò xo ghép nối tiếp, độ cứng lò xo là:

Bài 4: Người ta treo một đầu lò xo vào một điểm cố định, đầu dưới của lò xo là những chùm quả nặng, mỗi quả đều có khối lượng 200g. Khi chùm quả nặng có 2 quả, chiều dài của lò xo là 15 cm. Khi chùm quả nặng có 4 quả, chiều dài của lò xo là 17 cm. Cho g = 10 m/s². Số quả nặng cần treo để lò xo dài 21 cm là:

A. 8 quả.

B. 10 quả.

C. 6 quả.

D. 9 quả.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Khi treo hai quả nặng mỗi quả nặng có khối lượng m = 200 g:

2mg = k(l₁ - l₀) ↔ 2.0,2.10 = k(0,15 - l₀) (1)

Khi treo thêm hai quả nặng m = 200g:

4mg = k(l₂ - l₀) ↔ 4.0,2.10 = k(0,17 - l₀) (2)

Từ (1), (2) → l₀ = 13 cm; k = 200 N/m

Khi treo n quả nặng vào lò xo chiều dài của lò xo là:

l₃ = 21 cm → n.m.g = k(l₃ - l₀) → n = 8 (quả).

Bài 5: Một vận động viên hốc cây (môn khúc quân cầu) dùng gậy gạt quả bóng để truyền cho nó một vận tốc đầu 10 m/s. Hệ số ma sát giữa bóng và mặt băng là 0,1. Hỏi bóng đi được một đoạn đường bao nhiêu thì dừng lại? Lấy g = 9,8 m/s².

A. 39 m.

B. 51 m.

C. 45 m.

D. 57 m.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Ta có F_ms = μP = μmg

Áp dụng công thức độc lập thời gian có v² – v₀² = 2as

Bài 6: Người ta đẩy một chiếc hộp để truyền cho nó một vận tốc đầu v₀ = 3,5 m/s. Sau khi đẩy, hộp chuyển động trên sàn nhà. Hệ số ma sát trượt giữa hộp và sàn nhà là μ = 0,3. Hỏi hộp đi được một đoạn đường bằng bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s².

A. 2,7 m.

B. 3,9 m.

C. 2,1 m.

D. 1,8 m.

Lời giải:

Đáp án: C.

HD Giải: Ta có: F_ms = μP = μmg

Áp dụng công thức độc lập thời gian có v² – v₀² = 2as

Bài 7: Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc thùng, lấy g = 9,8 m/s².

A. 0,57 m/s².

B. 0,6 m/s².

C. 0,35 m/s².

D. 0,43 m/s².

Lời giải:

Đáp án: A.

Bài 8: Một cái hòm có khối lượng m = 20 kg đặt trên sàn nhà. Người ta kéo hòm bằng một lực F hướng chếch lên trên và hợp với phương nằm ngang một góc α = 20^o như hình vẽ. Hòm chuyển động đều trên sàn nhà. Tính độ lớn của lực F. Hệ số ma sát trượt giữa hòm và sàn nhà μ_t = 0,3.

A. 56,4 N.

B. 46,5 N.

C. 42,6 N.

D. 52,3 N.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Theo định luật II Niu-tơn ta có các lực tác dụng lên vật là F, N, P, F_ms

Vật chuyển động thằng đều ⇒ a = 0 ⇔ F→+ N→+ P→+ F_ms→= 0 (1).

Chiếu phương trình (1) lên phương thẳng đứng, chiều dương từ dưới lên trên, ta được:

F.sin20^o + N = P → N = P – F.sin20^o

Chiếu phương trình (1) lên phương ngang, chiều dương từ trái sang phải, ta được:

F_ms = F.cos20^o ↔ μN = F.cos20^o ↔ μ(P – F.sin20^o) = F.cos20^o

Bài 9: Một mẩu gỗ có khối lượng m = 250 g đặt trên sàn nhà nằm ngang. Người ta truyền cho nó một vận tốc tức thời v₀ = 5 m/s. Tính thời gian để mẩu gỗ dừng lại và quãng đường nó đi được cho tới lúc đó. Hệ số ma sát trượt giữa mẩu gỗ và sàn nhà là μ_t = 0,25. Lấy g = 10 m/s².

A. 1 s, 5 m.

B. 2 s, 5 m.

C. 1 s, 8 m.

D. 2 s, 8 m.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Ta có F_ms = μP = μmg

Áp dụng công thức độc lập thời gian có v² – v₀² = 2as

Ta có v = v₀ + at → Thời gian mẩu gỗ chuyển động:

Bài 10: Một ôtô khối lượng 800 kg có thể đạt được tốc độ 20 m/s trong 36s vào lúc khởi hành. Lực cần thiết để gây ra gia tốc cho xe là lực nào và có độ lớn bằng bao nhiêu?

A. Lực ma sát nghỉ, có độ lớn 460 N.

B. Lực ma sát nghỉ, có độ lớn 444,4 N.

C. Trọng lực, có độ lớn 8000 N.

D. Lực ma sát trượt, có độ lớn 460 N.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Chọn chiều dương là chiều chuyển động; gốc thời gian là lúc xe bắt đầu chuyển động.

Ta có: v = v₀ + at

Lực cần thiết gây gia tốc cho xe là F = ma = 800.5/9 = 4000/9 = 444,4 N.

Bài 11: Trên hình vẽ, vật có khối lượng m = 500 g, α = 45^o, dây AB song song với mặt phẳng nghiêng, hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt phẳng nghiêng là μ_n = 0,5. Hãy tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 9,8m/s².

A. 1,73 N.

B. 2,5 N.

C. 1,23 N.

D. 2,95 N.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Điều kiện cân bằng của vật: T→+ N→+ P→+ F_ms→= 0 (1)

Chiếu phương trình (1) lên phương vuông góc với mặt nghiêng, ta được:

N = mg.cos45^o

→ F_ms = μ.N = μmgcosα = 0,5.0,5.9,8.cos45^o = 1,73 m/s²

Bài 12: Một xe điện đang chạy với vận tốc 36 km/h thì bị hãm lại đột ngột. Bánh xe không lăn nữa mà chỉ trượt lên đường ray. Kể từ lúc hãm, xe điện còn đi được bao xa thì dừng hẳn? Hệ số ma sát trượt giữa bánh xe và đường ray là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 36,2 m.

B. 25,51 m.

C. 22,2 m.

D. 32,6 m.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Đổi 36 km/h = 10 m/s

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

Bài 13: Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 15 m/s thì tắt máy, hãm phanh. Tính thời gian và quãng đường ô tô đi được cho tới khi vật dừng hẳn. Hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,6. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 19,1 m.

B. 25,6 m.

C. 18,2 m.

D. 36 m.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Lực ma sát F_ms = μmg. Vì lực ma sát ngược chiều với chiều chuyển động nên nếu ta chọn chiều (+) theo chiều chuyển động thì lực ma sát ngược chiều dương.

Sau khi hãm phanh chuyển động của xe là chậm dần đều

Áp dụng định luật II Niu-ton: -F_ms = ma → a = -μg = 5,88 m/s²

Áp dụng công thức độc lập thời gian có: v² – v₀² = 2as ↔ 0² – 15² = 2.5,88.s → s = 19,1 m.

Bài 14: Một vật trượt trên mặt phẳng nằm nghiêng dài 5 m và cao 3m. Tính gia tốc của vật trong trường hợp hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,2. Lấy g = 10 m/s².

A. 3,5 m/s².

B. 4,4 m/s².

C. 5 m/s².

D. 3,9 m/s².

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Định luật II Newton: N→+ P→+ F_ms→= m.a→ (1)

Chiếu phương trình (1) lên phương vuông góc với mặt nghiêng, ta được:

N = mg.cosα

Chiếu phương trình (1) lên phương // mặt nghiêng, ta được:

Bài 15: Trong cơ hệ như hình vẽ, khối lượng vật m₁ = 200 g, m₂ = 300 g; hệ số ma sát trượt giữa vật 1 và mặt bàn là μ_t = 0,2. Hai vật được thả ra cho chuyển động vào lúc vật cách mặt đất một đoạn h. Gia tốc của hệ vật và lực căng dây khi hệ hai vật đang chuyển động.

A. 5,2 m/s² và 1,44 N.

B. 4,5 m/s² và 1,62 N.

C. 2,6 m/s² và 1,62 N.

D. 2,8 m/s² và 1,41 N.

Lời giải:

Đáp án: A.

Phân tích các lực tác dụng lên cơ hệ như hình vẽ.

Áp dụng định luật II Newton cho cơ hệ ta có:

T→+ N→+ P₁→+ P₂→+ F_ms→= (m₁ + m₂).a→ (1)

Chiếu (1) theo chiều chuyển động của hệ vật ta được:

Lực căng của dây là:

T = P₂ – m₂a = m₂(g – a) = 0,3.(10 – 5,2) = 1,44 N.

Bài 16: Vật khối lượng m đặt trên một mặt phẳng nghiêng một góc α so với phương nằm ngang (hình vẽ). Hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt phẳng nghiêng là μ_n. Khi được thả ra nhẹ nhàng, vật có thể trượt xuống hay không là do những yếu tố nào sau đây quyết định.

A. m và μ_n.

B. α và μ_n.

C. α và m.

D. α, m, μ_n.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Điều kiện để vật trượt xuống được là: F_ms ≤ P.sinα ↔ μmgcosα ≤ mgsinα ↔ μ ≤ tanα

Vậy chỉ phụ thuộc vào α và μ.

Bài 17: Một vệ tinh có khối lượng m = 60 kg đang bay trên quỹ đạo tròn quanh Trái Đất ở độ cao bằng bán kính Trái Đất. Biết Trái Đất có bán kính R = 6400 km. Lấy g = 9,8 m/s². Tính tốc độ dài của vệ tinh.

A. 6,4 km/s.

B. 11,2 km/s.

C. 4,9 km/s.

D. 5,6 km/s.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm F_ht = F_hd

→ v² = gr → v = 11,2 km/s.

Bài 18: Chu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là 27,32 ngày và khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trăng là 3,84.10⁸ m. Hãy tính khối lượng của Trái Đất. Giả thiết quỹ đạo chuyển động của Mặt Trăng là tròn.

A. 6,00.10²⁴ kg.

B. 6,45.10²⁷ kg.

C. 6,00.10²⁷ kg.

D. 6,45.10²⁴ kg.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Ta có:

Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm:

Bài 19: Một vệ tinh khối lượng 100 kg, được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao mà tại đó nó có trọng lượng 920 N. Chu kì của vệ tinh là 5,3.10³ s. Tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh. Biết bán kính Trái Đất là 6400 km.

A. 135 km.

B. 98 km.

C. 185 km.

D. 153 km.

Lời giải:

Đáp án: D.

HD Giải: Gia tốc trọng trường:

Lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm.

Bài 20: Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ không đổi 8 rad/s. Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn?

A. 8,88 N.

B. 12,8 N.

C. 3,92 N.

D. 15,3 N.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn thì trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm: F_ht = P + T → T = F_ht - P

T = mω²r – mg = 0,4.05 – 0,4.9,8 = 8,88 N.

Bài 21: Một quả cầu khối lượng 0,5 kg được buộc vào đầu của 1 sợi dây dài 0,5 m rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc 30^o so với phương thẳng đứng như hình vẽ. Lấy g = 9,8 m/s². Xác định tốc độ dài của quả cầu.

A. 1,19 m/s.

B. 1,93 m/s.

C. 0,85 m/s.

D. 0,25 m/s.

Lời giải:

Đáp án: A.

Tổng hợp lực của trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:

→ F_ht/P = tan30^o → F_ht = 0,5.9,8.tan30^o = 2,83 N

Quả cầu chuyển động theo quỹ đạo tròn với bán kính:

r = lsin30^o = 0,5.sin30^o = 0,25 m

Bài 22: Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ôtô lên cầu tại điểm cao nhất của cầu. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 15050 N.

B. 18875 N.

C. 22020 N.

D. 17590 N.

Lời giải:

Đáp án: B.

54 km/h = 15 m/s.

Khi ô tô đi đến điểm cao nhất của cầu thì một phần trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm:

F_ht = P – N → N = P – F_ht

Bài 23: Một bàn nằm ngang quay tròn đều với chu kì T = 2s. Trên bàn đặt một vật cách trục quay R = 25 cm. Hệ số ma sát giữa vật và bàn tối thiểu bằng bao nhiêu để vật không trượt trên mặt bàn. Lấy g = 10 m/s², π² = 10.

A. 0,35.

B. 0,05.

C. 0,12.

D. 0,25.

Lời giải:

Đáp án: D.

Khi vật không trượt chịu tác dụng của 3 lực P→, N→, F_msn→.

Trong đó P→+ N→= 0→

Lúc đó vật chuyển động tròn đều nên F_msn→ đóng vai trò là lực hướng tâm.

Để vật không trượt trên bàn thì F_ht ≤ F_msn

Bài 24: Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l₀ một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l₀ = 20 cm, ω = 20π rad/s, m = 10 g; k = 200 N/m.

A. 5 cm.

B. 3,5 cm.

C. 6 cm.

D. 8 cm.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm.

Khi trục Δ quay thì lò xo giãn ra một đoạn Δl.

F_ht = F_dh ↔ mω²(l₀ + Δl) = k.Δl → (k – mω²).Δl = mω²l₀

Bài 25: Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80 kg. Lấy g = 9,8 m/s², tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10 m/s.

A. 164 N.

B. 186 N.

C. 254 N.

D. 216 N.

Lời giải:

Đáp án: D.

Tại điểm cao nhất của vòng xiếc có các lực tác dụng lên xe là trọng lực P→ và phản lực N→ của vòng xiếc.

Ta có:

Gọi N'→ là lực ép của người đi xe lên vòng xiếc, ta có:

N’ = N = mv²/R - mg = 80.10²/8 – 80.9,8 = 216 N.

Bài 26: Xe có khối lượng 1 tấn đi qua cầu vồng. Cầu có bán kính cong là 50 m. Giả sử xe chuyển động đều với vận tốc 10 m/s. Tại đỉnh cầu, tính lực nén của xe lên cầu. Lấy g = 9,8 m/s².

A. 7200 N.

B. 5500 N.

C. 7800 N.

D. 6500 N.

Lời giải:

Đáp án: C.

Một phần trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm.

Tại điểm cao nhất áp lực ô tô lên mặt đường là:

Bài 27: Một xe có khối lượng 1600 kg chuyển động trên đường cua tròn có bán kính r = 100 m với vận tốc không đổi 72 km/h. Hỏi giá trị của hệ số ma sát giữa lốp xe và mặt đường ít nhất bằng bao nhiêu để xe không trượt. Lấy g = 10 m/s².

A. 0,35.

B. 0,26.

C. 0,33.

D. 0,4.

Lời giải:

Đáp án: D.

HD Giải: 72 km/h = 20 m/s.

Xe chuyển động tròn đều nên F_msn→ đóng vai trò là lực hướng tâm.

Để xe không trượt trên đường thì F_ht ≤ F_msn

Bài 28: Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400 m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540 km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60 kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất và thấp nhất của vòng nhào. Lấy g = 10 m/s².

A. 2775 N; 3975 N.

B. 2552 N; 4500 N.

C. 1850 N; 3220 N.

D. 2680 N; 3785 N.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Các lực tác dụng lên người lái là trọng lực P→ và phản lực Q→ của ghế lên người.

Tại vị trí cao nhất, ta có:

Gọi N→ là lực ép của người lái lên ghế, ta có:

Tại vị trí thấp nhất, ta có:

Gọi N→ là lực ép của người lái lên ghế, ta có:

Bài 29: Người đi xe đạp (khối lượng tổng cộng 60 kg) trên vòng xiếc bán kính 6,4 m phải đi qua điểm cao nhất với vận tốc tối thiểu bao nhiêu để không rơi.Cho g = 10 m/s².

A. 15 m/s.

B. 8 m/s.

C. 12 m/s.

D. 9,3 m/s.

Lời giải:

Đáp án: B.

HD Giải: Tại điểm cao nhất của vòng xiếc có các lực tác dụng lên xe là trọng lực P→ và phản lực Q→ của vòng xiếc.

Ta có:

Gọi N→ là lực ép của người đi xe lên vòng xiếc, ta có:

N = Q = mv²/R - mg

Muốn không bị rơi khỏi vòng xiếc, tức là vẫn còn lực ép lên vòng xiếc. Khi đó:

N ≥ 0 → mv²/R – mg ≥ 0

Bài 30: Một chiếc bàn tròn bán kính R = 35 cm, quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc góc ω = 3 rad/s. Hỏi ta có thể đặt một vật nhỏ trên vùng nào của bàn mà vật không bị văng ra xa tâm bàn. Hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt bàn là μ = 0,25.

A. 0,27 m.

B. 0,35 m.

C. 0,4 m.

D. 0,56 m.

Lời giải:

Đáp án: A.

HD Giải: Lực ma sát đóng vai trò là lực hướng tâm. Vật không bị văng ra xa tâm bàn khi F_ht ≤ F_ms.

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---

---

---