Một sợi dây nhẹ, không giãn được vắt qua ròng rọc và treo các vật có khối lượng ở hai đầu

Giải SBT Vật Lí 10 Chủ đề 2: Lực và chuyển động

Bài 2.36 trang 26 sách bài tập Vật Lí 10: Một sợi dây nhẹ, không giãn được vắt qua ròng rọc và treo các vật có khối lượng ở hai đầu dây thì bất kì sự khác biệt nào về khối lượng ở hai đầu dây sẽ làm cho hệ thống tăng tốc. Để kiểm tra giả thiết này, một nhóm học sinh đã thực hiện thí nghiệm khảo sát như sau:

- Bố trí thiết bị thí nghiệm như hình 2.6. Ở mỗi vị trí M và N, móc kẹp kẹp 10 miếng thép, mỗi miếng thép có khối lượng 50 g.

- Lần lượt chuyển các miếng thép được kẹp ở M đến kẹp tại N. Nâng N lên cho đến khi M vừa chạm sàn thì thả N ra và đo thời gian t để N chạm sàn. Ghi lại thời gian t và sự khác biệt n giữa số lượng miếng thép ở M và ở N theo mẫu sau:

h = ………………. (m)
n (miếng)	t(s)				a(m/s2)
	Lần 1	Lần 2	Lần 3	Trung bình
2
4
6
8
10

a. So sánh gia tốc của M và của N. Nêu cách tính gia tốc a trong bảng ghi kết quả ở trên.

b. Một bạn học sinh nhận xét rằng dù độ chênh lệch khối lượng giữa N và M được thay đổi khi làm thí nghiệm nhưng tổng khối lượng được buộc vào dây không đổi. Vì thế, chênh lệch trọng lượng giữa N và M là độ lớn lực tác dụng lên cả hệ 20 miếng thép và gây ra gia tốc a nên a tỉ lệ thuận với n. Hãy áp dụng biểu thức định luật II Newton lần lượt cho khối lượng treo tại N và tại M để chứng tỏ:

$a=\frac{\left(m_N-m_M\right)g}{m_N+m_M}$

Với g là gia tốc rơi tự do và bỏ qua ma sát.

c. Thực hiện thí nghiệm để kiểm tra lại kết quả trên.

Lời giải:

a. Dây không giãn nên cả hệ thống buộc vào dây sẽ chuyển động với cùng gia tốc. Vật tại N chuyển động xuống dưới, vật tại M chuyển động lên trên theo chuyển động của dây.

Gia tốc a được tính bằng: $a=\frac{2h}{t^2}$

b. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của dây.

Vật tại N chịu tác dụng của trọng lực P_N và lực căng T của dây, chuyển động theo hướng của trọng lực nên:

$m_{N}a=P_N-T$

$\Rightarrow T=m_{N}g-m_{N}a$ (1)

Vật tại M chịu tác dụng của trọng lực P_M và lực căng T của dây, chuyển động theo hướng của lực căng dây nên:

$m_{M}a=T-P_M$

$\Rightarrow T=m_{M}a-m_{M}g$ (2)

Từ (1) và (2) ta rút ra được biểu thức tính gia tốc a cần chứng minh:

$a=\frac{\left(m_N-m_M\right)g}{m_N+m_M}$

c. Học sinh tự thực hiện thí nghiệm và rút ra kết quả.

IV. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Bài 2.1 trang 19 sách bài tập Vật Lí 10: Một vật đang chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của lực kéo ....

• Bài 2.2 trang 19 sách bài tập Vật Lí 10: Một xe tải chở đầy hàng và một xe con đang chuyển động cùng tốc độ ....

• Bài 2.3 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Sau thời gian 0,02 s tiếp xúc với chân của cầu thủ, quả bóng khối lượng ....

• Bài 2.4 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Một mẫu siêu xe có khối lượng 1,60 tấn. Nếu coi xe tăng tốc đều và lực trung bình ....

• Bài 2.5 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Đơn vị đo lực niutơn được viết theo các đơn vị cơ bản trong hệ SI là ....

• Bài 2.6 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Trong thí nghiệm với xe kĩ thuật số được gắn cảm biến đo lực và đo tốc độ ....

• Bài 2.7 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Tính lực cần thiết để ô tô khối lượng 1,8 tấn có gia tốc ....

• Bài 2.8 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Một tên lửa có khối lượng 5 tấn. Tại một thời điểm cụ thể, lực tác dụng lên ....

• Bài 2.9 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Một người có khối lượng 60,0 kg đi xe đạp khối lượng 10,0kg. Khi xuất phát ....

• Bài 2.10 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Chứng tỏ rằng biểu thức sau không vi phạm về đơn vị: ....

• Bài 2.11 trang 20 sách bài tập Vật Lí 10: Một ô tô có các thông số gồm: ....

• Bài 2.12 trang 21 sách bài tập Vật Lí 10: Cặp lực nào sau đây là cặp lực cân bằng? ....

• Bài 2.13 trang 21 sách bài tập Vật Lí 10: Vật có trọng tâm không nằm trên vật là ....

• Bài 2.14 trang 21 sách bài tập Vật Lí 10: Trường hợp nào sau đây đã thực hiện biện pháp làm giảm ma sát ....

• Bài 2.15 trang 21 sách bài tập Vật Lí 10: Một tàu thủy bắt đầu rời cảng, động cơ của tàu được vận hành để tàu ....

• Bài 2.16 trang 21 sách bài tập Vật Lí 10: Hình 2.1a và hình 2.1b biểu diễn các lực tác dụng lên một ô tô tại hai thời điểm ....

• Bài 2.17 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Một vật được treo vào đầu một sợi dây như hình 2.2 ....

• Bài 2.18 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Nêu và giải thích một tình huống trong đó trọng lượng của một vật thay ....

• Bài 2.19 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Ước lượng khối lượng và ước tính trọng lượng của mỗi vật sau ....

• Bài 2.20 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Dùng mũi tên biểu diễn các lực sau: ....

• Bài 2.21 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Ném một quả bóng tennis lên theo phương thẳng đứng. ....

• Bài 2.22 trang 22 sách bài tập Vật Lí 10: Lực phát động lớn nhất của một mẫu ô tô đạt được trong điều kiện thử nghiệm là F = 500 N ....

• Bài 2.23 trang 23 sách bài tập Vật Lí 10: Trong cuộc đua, những người trượt tuyết xuống dốc muốn đi càng nhanh càng tốt ....

• Bài 2.24 trang 23 sách bài tập Vật Lí 10: Trong môn nhảy dù nghệ thuật, những người nhảy dù nhảy lần lượt từ ....

• Bài 2.25 trang 23 sách bài tập Vật Lí 10: Treo một quả cân vào lực kế thì lực kế chỉ 2,5 N. Vẫn treo quả cân ....

• Bài 2.26 trang 23 sách bài tập Vật Lí 10: Có thể xảy ra ba trường hợp đối với trọng lượng P của vật và độ lớn lực đẩy ....

• Bài 2.27 trang 24 sách bài tập Vật Lí 10: hí nghiệm đo lực cần để kéo vật lên bằng ròng rọc được bố trí như hình 2.4 ....

• Bài 2.28 trang 24 sách bài tập Vật Lí 10: Hình 2.5 mô tả một đoạn ống đường kính tiết diện D, chứa đầy nước ....

• Bài 2.29 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Chọn câu phát biểu đúng A. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật. ....

• Bài 2.30 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Lực hãm không đổi có độ lớn F tác dụng vào vật khối lượng m đang chuyển động ....

• Bài 2.31 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Một người làm động tác “hít đất”: nằm sấp, chống tay xuống sàn để nâng người lên thì ....

• Bài 2.32 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ chứa đầy dầu ....

• Bài 2.33 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Một cầu thủ dùng chân đá quả bóng đang nằm yên trên mặt đất. ....

• Bài 2.34 trang 25 sách bài tập Vật Lí 10: Chỉ ra cặp lực – phản lực theo định luật III Newton trong các tình huống sau ....

• Bài 2.35 trang 26 sách bài tập Vật Lí 10: Một đường thử nghiệm được xây dựng để chạy thử xe có chiều dài một ....

• Bài 2.37 trang 27 sách bài tập Vật Lí 10: Ta thường nói bông nhẹ hơn sắt. Cách giải thích nào sau đây không đúng ....

• Bài 2.38 trang 27 sách bài tập Vật Lí 10: Do có khối lượng riêng khoảng 1,29 kg/m3 nên trọng lượng của không khí gây ra áp suất ....

• Bài 2.39 trang 27 sách bài tập Vật Lí 10: Ba quả cầu bằng thép được nhúng vào trong nước như hình 2.7 ....

• Bài 2.40 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Khối lượng riêng của thép là 7 850 kg/m3. Một quả cầu thép bán kính 0,150 m ....

• Bài 2.41 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Một chiếc ghế trọng lượng 80 N có bốn chân, diện tích mỗi chân 10 cm2 ....

• Bài 2.42 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Đáy một tàu thủy bị thủng ở độ sâu 1,2 m. Người ta tạm sửa bằng cách đặt một miếng ....

• Bài 2.43 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Vì sao càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm? ....

• Bài 2.44 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Một khối lập phương có cạnh 0,20 m nổi trên mặt nước như hình 2.8 ....

• Bài 2.45 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Một bình chữ U chứa các chất lỏng A và B không hòa tan, không phản ....

• Bài 2.46 trang 28 sách bài tập Vật Lí 10: Hai lực có độ lớn lần lượt là 6N và 8N. Độ lớn hợp lực của hai lực này có thể ....

• Bài 2.47 trang 29 sách bài tập Vật Lí 10: Một vật đứng yên dưới tác dụng của ba lực có độ lớn lần lượt là 12 N ....

• Bài 2.48 trang 29 sách bài tập Vật Lí 10: Một vật có khối lượng 70 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng một góc ....

• Bài 2.49 trang 29 sách bài tập Vật Lí 10: Một người nhảy dù có tổng trọng lượng của người và các thiết bị là 1 000 N ....

• Bài 2.50 trang 29 sách bài tập Vật Lí 10: Hình 2.11a biểu diễn một vật chịu hai lực tác dụng lên nó. Hai lực này vuông góc với nhau ....

• Bài 2.51 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Một viên đá đang rơi chịu tác dụng của hai lực: trọng lực có độ lớn 15 N ....

• Bài 2.52 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Khi vận hành, nếu lực đẩy của động cơ là 50 kN thì con tàu có trọng lượng ....

• Bài 2.53 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Một thiết bị cảm biến có trọng lượng 2,5 N được thả xuống dòng nước chảy xiết ....

• Bài 2.54 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Cho lực 100 N như hình 2.13 a. Dùng hình vẽ xác định thành phần nằm ngang và thành phần ....

• Bài 2.55 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Một lực 250 N tác dụng lên vật theo phương nghiêng một góc 450 so với phương thẳng đứng ....

• Bài 2.56 trang 30 sách bài tập Vật Lí 10: Hình 2.14 biểu diễn các lực tác dụng lên một vận động viên trượt tuyết khi ....

• Bài 2.57 trang 31 sách bài tập Vật Lí 10: Một học sinh kiểm tra lại quy tắc tổng hợp lực đồng quy bằng cách bố trí thí nghiệm ....

• Bài 2.58 trang 31 sách bài tập Vật Lí 10: Một thanh đồng chất tì lên giá đỡ tại O và được giữ nằm cân bằng với hai lực đặt tại A ....

• Bài 2.59 trang 32 sách bài tập Vật Lí 10: Một vật có trục quay cố định chịu tác dụng của lực ....

• Bài 2.60 trang 32 sách bài tập Vật Lí 10: Cặp lực nào trong hình 2.17 là ngẫu lực? ....

• Bài 2.61 trang 32 sách bài tập Vật Lí 10: Hai thanh dầm thép đồng chất, có trọng tâm tại A và B, đặt chồng lên ....

• Bài 2.62 trang 32 sách bài tập Vật Lí 10: Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của ....

• Bài 2.63 trang 33 sách bài tập Vật Lí 10: Một xe đẩy chở đất như trong hình 2.20. Xét với trục quay là trục ....

• Bài 2.64 trang 33 sách bài tập Vật Lí 10: Một thanh cứng đồng chất chịu tác dụng của bốn lực như hình 2.21 ....

• Bài 2.65 trang 33 sách bài tập Vật Lí 10: Một người dùng búa để nhổ đinh như hình 2.22. ....

• Bài 2.66 trang 33 sách bài tập Vật Lí 10: Ô tô đang chuyển động với vận tốc không đổi khi trục truyền động của ....

• Bài 2.67 trang 34 sách bài tập Vật Lí 10: Hình 2.24 cho thấy một bức tranh được treo bằng dây vào một ....

• Bài 2.68 trang 34 sách bài tập Vật Lí 10: Một cuốn sách khối lượng 1,5 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng 20 ....

• Bài 2.69 trang 34 sách bài tập Vật Lí 10: Một cân đòn sử dụng khối lượng trượt 100 g để cân vật M. Cân đạ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---