Chuyên đề Vật lý 12: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

CHỦ ĐỀ 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

đối với trục quay Δ có độ lớn bằng :

sin  kho ảng cách từ trục quay Δ đến giá của lực F  +  là góc hợp bởi r và F

A. TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực a. Momen lực đối với một trục quay cố định Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn  Momen M của lực F  trong đó: + d là tay đòn của lực F

 M > 0 khi F  M < 0 khi F

Chọn chiều quay của vật làm chiều dương, ta có quy ước :

có tác dụng làm vật quay theo chiều dương có tác dụng làm vật quay theo chiều ngược chiều dương.

b. Quy tắc momen lực + Nếu ta quy ước momen lực của F1 làm vật quay theo chiều kim đồng hồ là chiều dương thì M1 = F1d1 > 0 Khi đó momen lực F2 làm vật quay theo chiều ngược kim đồng hồ sẽ có giá trị âm M2 = - F2d2 < 0 + Momen tổng hợp khi đó là : M = M1 + M2 = F1d1 – F.d2

- Nếu M > 0 vật quay theo chiều kim đồng hồ - Nếu M < 0 vật quay ngược chiều kim đồng hồ - Nếu M = 0 vật không quay hoặc quay với vận tốc góc không đổi

= 0M

c. Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định Muốn cho vật rắn có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các giá trị đại số của các momen lực phải

bằng 0: (cid:229)

 F

d. Chú ý: + Đối với vật rắn có trục quay cố định, lực chỉ có tác dụng làm quay khi giá của lực không đi qua trục quay. + Đối với vật rắn có trục quay cố định, thì chỉ có thành phần lực tiếp tuyến với quỹ đạo mới làm cho vật quay. e. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực - Trường hợp vật rắn là một quả cầu nhỏ có khối lượng m gắn

r

O

hình vẽ.

Δ

M =  trong đó M là momen của lực F

vào một đầu thanh rất nhẹ và dài r. Vật quay trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang xung quanh một trục Δ thẳng đứng đi qua một  đầu của thanh dưới tác dụng của lực F Phương trình động lực học của vật rắn này là : 2mr

(cid:247)

= (cid:229)

i rm i

đối với trục quay Δ, γ là gia tốc góc của vật rắn m. - Trường hợp vật rắn gồm nhiều chất điểm khối lượng mi, mj, … ở cách trục quay Δ những khoảng ri, rj, … khác nhau. (cid:246) (cid:230) (cid:231) * Phương trình động lực học của vật rắn này là : ł Ł

O

A

G

B

= gmP 1

2. Chuyển động khối tâm của vật rắn. a Trọng tâm và khối tâm Vật rắn tuyệt đối là vật có hình dáng và kích thước tuyệt đối không đổi. - Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực. Gọi G là trọng tâm của vật rắn thì tọa độ của G được xác định như sau: Xét hai chất điểm và A, B có khối lượng m1 và m2, trọng lực tương ứng là = gmP . Trọng tâm của chúng là điểm đặt G của hợp lực P của 2 2 P1 và P2.

Trang 7

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

AG BG

P 2 P 1

m 2 m 1

. Ta tìm tọa độ trọng tâm Gx,y,z

= + OB OG

= + x OG x 1

= + AG x 1

= + BG x 1

x 1

x 2

+ xmxm 11 2 + mm

m 2 m 1

(cid:222) - -

Chú ý: G chỉ phụ thuộc vào khối lượng và tọa độ chứ không phụ thuộc vào gia tốc trọng trường g

+ ymym 11 2 + mm

+ zmzm 11 22 + mm

; Tương tự ta có tọa độ

...

x G

+ +

+ xmxmxm 22 33 + + ... mmm 2 3

xm i i m i

1 +

...

+ 2 +

3 ...

ymymym 2 3 + mmm 2 3

ym i m i

...

1 + +

...

+ zmzmzm 22 33 + + mmm 2 3

zm i m i

Trường hợp có nhiều chất điểm thì (cid:236) (cid:229) (cid:239) (cid:229) (cid:239) (cid:239) (cid:239) (cid:229) (cid:237) (cid:229) (cid:239) (cid:239) (cid:229) (cid:239) (cid:239) (cid:229) (cid:238)

Với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm của vật nằm trên trục đối xứng của vật. Với những vật rắn có dạng hình học đặc biệt thì trọng tâm của vật có thể nằm ngoài vật.

- Khối tâm: là một điểm tồn tại ở trên vật mà nếu lực tác dụng lên vật có giá đi qua điểm đó thì chỉ làm vật chuyển động tịnh tiến mà không quay. Khối tâm là một điểm có khối lượng của vật hay vị trí tập trung khối l ượng của vật. Khi không có lực tác dụng th ì khối tâm chuyển động thẳng đều như chuyển động thẳng đều của chất điểm chuyển động tự do Công thức xác định vị trí tọa độ khối tâm của một hệ N chất điểm

.i m x i m i

.i m y i m i

.i m z m i

(cid:229) (cid:229) (cid:229) xc = ; yc = ; zc = (cid:229) (cid:229) (cid:229)

- Chú ý: Khi vật ở trạng thái không trọng lượng thì vật không có trọng tâm nhưng luôn có khối tâm. Ở một miền không gian gần mặt đất, trọng tâm của vật thực tế gần với khối tâm của vật.

b Chuyển động của khối tâm Phân thành hai chuyển động:

- Chuyển động của khối tâm G th ể hiện chuyển động toàn phần của vật - Chuyển động quay của vật quanh G th ể hiện chuyển động của phần này đối với phần khác

c Định lí về chuyển động của khối tâm Khối tâm vật rắn chuyển động như là một chất điểm mang toàn bộ khối lượng của vật và chịu tác dụng của tổng các vectơ ngoại lực tác dụng lên vật. Chú ý: Nếu ngoại lực khử lẫn nhau thì khối tâm của vật rắn hoặc đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

d Động năng của vật rắn chuyển động tịnh tiến (bao gồm chuyển động tròn và thẳng

2 m v i i

W đ

đi

(cid:229) (cid:229)

Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến thì mọi chất điểm chuyển động trên những quỹ đạo giống hệt nhau, với cùng

W =

v = i V G

2 MV G 2

suy ra và (cid:229) vận tốc và gia tốc (tức thời = vận tốc v à gia tốc của khối tâm = Mmi

 P

Động năng của vật rắn chuyển động tịnh tiến thì bằng động năng của khối tâm mang khối lượng của vật.

 i

= m v MV G

(cid:229)

e. Động lượng 3. Ngẫu lực: Là hợp của 2 lực song song, ngược chiều, có cùng độ lớn và cùng tác dụng lên một vật. Khi đó trọng tâm của vật sẽ đứng yên nhưng vật sẽ chuyển động quay quanh một trục đi qua trọng tâm.

Trang 8

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

F x

4. Điều kiện cân bằng tổng quát: Là điều kiện để vật không có chuyển động quay và không có chuyển động tịnh tiến (cid:236) (cid:236) (cid:229) (cid:239) (cid:239) (cid:229) (cid:219) (cid:219) (cid:237) (cid:237) (cid:239) (cid:239) (cid:229) (cid:229) (cid:238) (cid:238)

irm(cid:229)

5. Momen quán tính Nếu khối lượng m của vật rắn là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển động tịnh tiến thì đặc trưng cho mức quán tính của vật quay và được gọi là momen quán trong phương trình *, đ ại lượng

tính, kí hiệu là I. Momen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy.

(cid:229)=

i rm i

Momen quán tính có đơn vị là kgm2. Momen quán tính của một vật rắn không chỉ phụ thuộc khối lượng của vật rắn mà còn phụ thuộc cả vào sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay. Momen quán tính của một số vật rắn có trục quay trùng với trục đối xứng:

Δ

+ Thanh đồng chất có khối lượng m và có tiết diện nhỏ so với chiều dài l của nó, trục quay Δ đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh (hình 1 :

l

I =

1 12

Hình 1

Δ

+ Vành tròn ho ặc trụ rỗng đồng chất có khối l ượng m, có bán kính R, trục quay Δ đi qua tâm vành tròn và vuông góc với mặt phẳng vành tròn (hình 2 :

I =

2mR

Hình 2

Δ

I =

+ Đĩa tròn mỏng (hoặc hình trụ đăc đồng chất có khối l ượng m, có bán kính R, trục quay Δ đi qua tâm đĩa tròn và vuông góc với mặt đĩa (hình 3 : R

1 2

Hình 3

Δ

I =

2 5

+ Quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m, có bán kính R, trục quay Δ đi qua tâm quả cầu (hình 4 : R

Hình 4

D = + I

Momen quán tính của vật rắn có trục quay Δ bất kỳ (không trùng với trục đối xứng:

Trong đó m là khối lượng vật rắn, d là khoảng cách vuông góc giữa 2 trục, trục đối xứng và trục Δ VD : Momen quán tính của thanh mảnh có trục Δ đi qua một đầu của thanh là :

Trang 9

d =

D = + I

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

l 2

. Trong đó

+ 2 ml

+ ml

= ml

1 12

l = 2

1 12

1 4

1 3

(cid:230) (cid:246) (cid:219) D (cid:231) (cid:247) Ł ł

IM =

Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục 3. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục là :

I : momen quán tính của vật rắn đối với trục quay Δ M : momen lực tác dụng vào vật rắn đối với trục quay Δ γ : gia tốc góc của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục Δ

 gm và lực căng T

4. Bài tập ví dụ Một thùng nước khối lượng m được thả xuống giếng nhờ một sợi dây quấn quanh một ròng rọc có bán kính R và momen quán tính I đối với trục quay của nó hình 6. Kh ối lượng của dây không đáng kể. Ròng rọc coi như quay tự do không ma sát quanh một trục cố định. Xác định biểu thức tính gia tốc của thùng nước. Bài giải :

 Q

 T

của sợi dây. Hình 6 Thùng nước chịu tác dụng của trọng lực Áp dụng định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến của thùng nước, ta có : -

 'T

1  gM  , phản lực Q Ròng rọc chịu tác dụng của trọng lực của trục quay và lực

 'T

của sợi dây (T’ = T.

gây ra chuyển động quay cho ròng rọc. Momen của lực căng

= ' RTM

 'T căng Lực căng  'T dây Áp dụng phương trình động lực học cho chuyển động quay của ròng rọc, ta có :

gM  gm  Hình 7. Các lực tác dụng vào ròng rọc và thùng nước.

. đối với trục quay của ròng rọc là :

TR =

I

Gia tốc tịnh tiến a của thùng nước liên hệ với gia tốc góc γ của ròng rọc theo hệ thức :

a= R

Ia 2R

I =  R Thay T từ (4 v ào (1, ta đư ợc :

4 Từ 2 v à (3 suy ra :

Ia 2 R

I R

(cid:222) - (cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231) ł Ł

B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đối với vật rắn có trục quay cố định được gọi là

B. momen quán tính. D. momen quay. A. momen lực. C. momen động lượng.

Câu 2: Momen của lực tác dụng vào vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho

A. mức quán tính của vật rắn. C. tác dụng làm quay của lực. B. năng lượng chuyển động quay của vật rắn. D. khả năng bảo toàn vận tốc của vật rắn.

Câu 3: Momen quán tính của một vật rắn không phụ thuộc vào

A. khối lượng của vật. C. vị trí trục quay của vật. B. kích thước và hình dạng của vật. D. tốc độ góc của vật.

theo phương tiếp

 Câu 4: Một bánh xe đang quay đều xung quanh trục của nó. Tác dụng lên vành bánh xe một lực F tuyến với vành bánh xe thì

A. tốc độ góc của bánh xe có độ lớn tăng lên. B. tốc độ góc của bánh xe có độ lớn giảm xuống. D. gia tốc góc của bánh xe có độ lớn giảm xuống. C. gia tốc góc của bánh xe có độ lớn tăng lên.

Trang 10

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

Câu 5: Một momen lực không đổi tác dụng vào một vật có trục quay cố định. Trong các đại lượng : momen quán tính, khối lượng, tốc độ góc và gia tốc góc, thì đại lượng nào không phải là một hằng số ? A. Momen quán tính. B. Khối lượng. C. Tốc độ góc. D. Gia tốc góc.

Câu 6: Hai chất điểm có khối lượng 1 kg và 2 kg được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài 1 m. Momen quán tính của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh có giá trị bằng A. 0,75 kg.m2. B. 0,5 kg.m2. C. 1,5 kg.m2. D. 1,75 kg.m2.

Câu 7: Hai chất điểm có khối lượng m và 4m được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài l. Momen quán tính M của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là

M =

5ml

M =

5 4

5 3

5 2

A. . B. . C. . D. .

Câu 8: Một cậu bé đẩy một chiếc đu quay có đường kính 4 m bằng một lực 60 N đặt tại vành của chiếc đu theo phương tiếp tuyến. Momen lực tác dụng vào đu quay có giá trị bằng C. 120 N.m. B. 30 N.m. D. 240 N.m. A. 15 N.m.

Câu 9: Thanh đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m, chiều dài l và tiết diện của thanh là nhỏ so với chiều dài của nó. Momen quán tính của thanh đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh là

I =

2ml

I =

1 2

1 12

1 3

A. . B. . C. . D. .

Câu 10: Vành tròn đồng chất có khối lượng m và bán kính R. Momen quán tính của vành tròn đối với trục quay đi qua tâm vành tròn và vuông góc với mặt phẳng vành tròn là

I mR=

I =

2 5

1 3

1 2

A. . B. . C. . D. .

Câu 11: Đĩa tròn mỏng đồng chất có khối lượng m và bán kính R. Momen quán tính của đĩa tròn đối với trục quay đi qua tâm đĩa tròn và vuông góc với mặt phẳng đĩa tròn là

I =

2mR

I =

1 2

2 5

1 3

A. . B. . C. . D. .

Câu 12: Quả cầu đặc đồng chất có khối lượng m và bán kính R. Momen quán tính quả cầu đối với trục quay đi qua tâm quả cầu là

I =

2mR

I =

2 5

1 3

1 2

A. . B. . C. . D. .

Câu 13: Một ròng rọc có bán kính 20 cm, có momen quán tính 0,04 kg.m2 đối với trục của nó. Ròng rọc chịu tác dụng bởi một lực không đổi 1,2 N tiếp tuyến với vành. Lúc đầu ròng rọc đứng yên. Bỏ qua mọi lực cản. Tốc độ góc của ròng rọc sau khi quay được 5 s là A. 30 rad/s. B. 3 000 rad/s. C. 6 rad/s. D. 600 rad/s.

Câu 14: Một ròng rọc có bán kính 10 cm, có momen quán tính 0,02 kg.m2 đối với trục của nó. Ròng rọc chịu tác dụng bởi một lực không đổi 0,8 N tiếp tuyến với vành. Lúc đầu ròng rọc đứng yên. Bỏ qua mọi lực cản. Góc mà ròng rọc quay được sau 4 s kể từ lúc tác dụng lực là A. 32 rad. B. 8 rad. C. 64 rad. D. 16 rad.

Câu 15: Một đĩa đặc đồng chất, khối lượng 0,5 kg, bán kính 10 cm, có trục quay Δ đi qua tâm đĩa và vuông góc với đĩa, đang đứng yên. Tác dụng vào đĩa một momen lực không đổi 0,04 N.m. Tính góc mà đĩa quay được sau 3 s kể từ lúc tác dụng momen lực. A. 72 rad. B. 36 rad. C. 24 rad. D. 48 rad.

Câu 16: Một đĩa đặc đồng chất, khối lượng 0,2 kg, bán kính 10 cm, có trục quay Δ đi qua tâm đĩa và vuông góc với đĩa, đang đứng yên. Tác dụng vào đĩa một momen lực không đổi 0,02 N.m. Tính quãng đường mà một điểm trên vành đĩa đi được sau 4 s kể từ lúc tác dụng momen lực. A. 16 m. D. 24 m. B. 8 m.

C. 32 m. Câu 17: Một bánh xe có momen quán tính đối với trục quay cố định là 6 kg.m2, đang đứng yên thì chịu tác dụng của một momen lực 30 N.m đối với trục quay. Bỏ qua mọi lực cản. Kể từ lúc bắt đầu quay, sau bao lâu thì bánh xe đạt tốc độ góc 100 rad/s ? A. 5 s. B. 20 s. C. 6 s. D. 2 s.

Trang 11

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

Câu 18: Một quả cầu đặc, đồng chất, khối lượng 2 kg, bán kính 10 cm. Quả cầu có trục quay cố định đi qua tâm. Quả cầu đang đứng yên thì chịu tác dụng của một momen lực 0,2 N.m. Gia tốc góc mà quả cầu thu được là A. 25 rad/s2. B. 10 rad/s2. C. 20 rad/s2. D. 50 rad/s2.

Câu 19: Một quả cầu đặc, đồng chất, khối lượng 1 kg, bán kính 10 cm. Quả cầu có trục quay cố định Δ đi qua tâm. Quả cầu đang đứng yên thì chịu tác dụng của một momen lực 0,1 N.m. Tính quãng đường mà một điểm ở trên quả cầu và ở xa trục quay của quả cầu nhất đi được sau 2 s kể từ lúc quả cầu bắt đầu quay. A. 500 cm. B. 50 cm. C. 250 cm. D. 200 cm.

Câu 20: Một bánh đà đang quay đều với tốc độ góc 200 rad/s. Tác dụng một momen hãm không đổi 50 N.m vào bánh đà thì nó quay chậm dần đều và dừng lại sau 8 s. Tính momen quán tính của bánh đà đối với truc quay. A. 2 kg.m2. B. 25 kg.m2. C. 6 kg.m2. D. 32 kg.m2.

Câu 21: Một bánh đà đang quay đều với tốc độ 3000 vòng/phút. Tác dụng một momen hãm không đổi 100 N.m vào bánh đà thì nó quay chậm dần đều và dừng lại sau 5 s. Tính momen quán tính của bánh đà đối với trục quay. A. 1,59 kg.m2. B. 0,17 kg.m2. C. 0,637 kg.m2. D. 0,03 kg.m2.

Câu 29 : Một cánh quạt của một động cơ điện có tốc độ góc không đổi là w = 94rad/s, đường kính 40cm. Tốc độ dài của một điểm ở đầu cánh bằng:

A. 37,6m/s; B. 23,5m/s C. 18,8m/s D. 47m/s.

Câu 30 : Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140rad/s phải mất 2s. Biết động cơ quay nhanh dần đều. Góc quay của bánh đà trong thời gian đó là:

A. 140rad. B. 70rad. C. 35rad. D. 36p rad.

Câu 31 : Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục. Lúc t = 0 bánh xe có tốc độ góc 5rad/s. Sau 5s tốc độ góc của nó tăng lên 7rad/s. Gia tốc góc của bánh xe là:

A. 0,2rad/s2. B. 0,4rad/s2. C. 2,4rad/s2. D. 0,8rad/s2.

Câu 32 : Trong chuyển động quay biến đổi đều một điểm trên vật rắn, vectơ gia tốc toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc hướng tâm của điểm ấy:

A. có độ lớn không đổi. C. có hướng và độ lớn không đổi. B. Có hướng không đổi. D. Luôn luôn thay đổi.

Câu 33 : Chọn câu đúng.

A. Vật chuyển động quay nhanh dần khi gia tốc góc dương, chậm dần khi gia tốc góc âm. B. Khi vật quay theo chiều dương đã chọn thì vật chuyển động nhanh dần, khi vật quay theo chiều ngược lại thì vật chuyển động chậm dần.

C. Chiều dương của trục quay là chiều làm với chiều quay của vật một đinh vít thuận. D. Khi gia tốc góc cùng dấu với tốc độ góc thì vật quay nhanh dần, khi chúng ngược dấu thì vật quay chậm dần.

Câu 34 : Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn:

A. có cùng góc quay. C. đều chuyển động trên các quỹ đạo tròn. B. có cùng chiều quay. D. đều chuyển động trong cùng một mặt phẳng. Câu 35 : Trong chuyển động quay có tốc độ góc ω và gia tốc góc g , chuyển động quay nào sau đây là nhanh dần?

A. ω = 3 rad/s và g = 0 C. ω = - 3 rad/s và g = 0,5 rad/s2 B. ω = 3 rad/s và g = - 0,5 rad/s2 D. ω = - 3 rad/s và g = - 0,5 rad/s2

Câu 36 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay đều. Tỉ số tốc độ góc của đầu kim phút và đầu kim giờ là A. 12 B. 1/12 C. 24 D. 1/24

Câu 37 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay đều. Tỉ số giữa tốc độ dài của đầu kim phút và đầu kim giờ là A. 1/16 B. 16 D. 9

C. 1/9 Câu 38 : Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi như các kim quay đều. Tỉ số gia tốc hướng tâm của đầu kim phút và đầu kim giờ là A. 92 B. 108 C. 19 D. 204 Câu 39 : Một bánh xe quay đều quanh một trục cố định với tốc độ 3600 vòng/min. Tốc độ góc của bánh xe này là:

Trang 12

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

A. 120π rad/s B. 160π rad/s C. 180π rad/s D. 240π rad/s

Câu 40 : Một bánh xe quay đều quanh trục quay cố định với tốc độ 3600 vòng/min. Trong thời gian 1,5s bánh xe quay được một góc bằng: A. 90π rad D. 180π rad C. 150π rad B. 120π rad

Câu 41 : Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ 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

Câu 42 : Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s. Góc mà bánh xe quay được trong thời gian đó là A. 2,5 rad B. 5 rad C. 10 rad D. 12,5 rad

Câu 43 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay. Tại thời điểm t = 2s vận tốc góc của bánh xe là A. 4 rad/s. B. 8 rad/s C. 9,6 rad/s D. 16 rad/s

Câu 44 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay. Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là B. 32 m/s2 D. 128 m/s2 C. 64 m/s2 A. 16 m/s2

Câu 45 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay. Tốc độ dài của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là C. 20 m/s D. 24 m/s A. 16 m/s B. 18 m/s

Câu 46 : Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s2. Gia tốc tiếp tuyến của điểm P trên vành bánh xe là: A. 4 m/s2 D. 16 m/s2 C. 12 m/s2 B. 8 m/s2

Câu 47 : Một bánh xe đang quay với tốc độ góc 36 rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không đổi có độ lớn 3rad/s2. Thời gian từ lúc hãm đến lúc bánh xe dừng hẳn là A. 4s D. 12s B. 6s

C. 10s Câu 48 : Một bánh xe đang quay với tốc độ góc 36rad/s thì bị hãm lại với một gia tốc góc không đổi có độ lớn 3rad/s2. Góc quay được của bánh xe kể từ lúc hãm đến lúc dừng hẳn là A. 96 rad B. 108 rad C. 180 rad D. 216 rad

Câu 49 : Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ 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

Câu 50 : Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút. Gia tốc hướng tâm của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2s A. 157,8 m/s2 B. 162,7 m/s2 C. 183,6 m/s2 D. 196,5 m/s2

Câu 51 : Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút. Gia tốc tiếp tuyến của điểm M ở vành bánh xe là A. 0,25π m/s2 B. 0,50π m/s2 C. 0,75π m/s2 D. 1,00π m/s2

Câu 52 : Một bánh xe quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120 vòng/phút lên 360 vòng/phút. Tốc độ góc của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2s là A. 8π rad/s B. 10π rad/s C. 12π rad/s D. 14π rad/s Câu 53 : Chọn câu Sai. Đại lượng vật lí có thể tính bằng kg.m2/s2 B. Công. A. Momen lực. C. Momen quán tính. D. Động năng. Câu 54 : Phát biểu nào dưới đây sai A. Momen lực dương làm vật quay có trục quay cố định quay nhanh lên, momen lực âm làm cho vật có trục quay cố định quay chậm đi.

B. Dấu của momen lực phụ thuộc vào chiều quay của vật C. Tuỳ theo chiều dương được chọn của trục quay, dấu của momen của cùng một lực đối với trục đó có thể là dương hay âm. D. Momen lực đối với một trục quay có cùng dấu với gia tốc góc mà lực đó gây ra cho vật.

Câu 55 : Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh một trục có mômen quán tính đối với trục là I. Kết luận nào sau đây là không đúng?

A. Tăng khối lượng của chất điểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần B. Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 2 lần C. Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 4 lần D. Tăng đồng thời khối lượng của chất điểm lên hai lần và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay

Trang 13

CHUYÊN ĐỀ VẬT LÝ 12 LUYỆN THI TN THPT – CAO ĐẲNG – ĐẠI HỌC

lên hai lần thì mômen quán tính tăng 8 lần Câu 56 : Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay quanh trục đó lớn B. Mômen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đối với trục quay

C. Mômen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật D. Mômen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần

Câu 57 : Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đường tròn làm chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi g = 2,5rad/s2. Mômen quán tính của chất điểm đối với trục đi qua tâm và vuông góc với đường tròn đó là A. 0,128 kgm2 B. 0,214 kgm2 C. 0,315 kgm2 D. 0,412 kgm2

Câu 58 : Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đường tròn làm chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi g = 2,5rad/s2. Bán kính đường tròn là 40cm thì khối lượng của chất điểm là: A. m = 1,5 kg B. m = 1,2 kg C. m = 0,8 kg D. m = 0,6 kg

Câu 59 : Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định. Trong các đại lượng sau đại lượng nào không phải là hằng số? C. Mômen quán tính A. Gia tốc góc B. Tốc độ góc D. Khối lượng

Câu 60 : Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2. Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là A. I = 160 kgm2 B. I = 180 kgm2 C. I = 240 kgm2 D. I = 320 kgm2

Câu 61 : Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2. Khối lượng của đĩa là A. m = 960 kg B. m = 240 kg C. m = 160 kg D. m = 80 kg

Câu 62 : Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I = 10-2 kgm2. Ban đầu ròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó. Gia tốc góc của ròng rọc là A. 14 rad/s2 B. 20 rad/s2 C. 28 rad/s2 D. 35 rad/s2

Câu 63 : Một ròng rọc có bán kính 10cm, mômen quán tính đối với trục là I = 10-2 kgm2. Ban đầu ròng rọc đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó. Sau khi vật chịu tác dụng lực được 3s thì tốc độ góc của nó là A. 60 rad/s B. 40 rad/s C. 30 rad/s D. 20rad/s

Câu 64: Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2. Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là

A. I = 320 kgm2

B. I = 180 kgm2

C. I = 240 kgm2

D. I = 160 kgm2

Câu 65: Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay được xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2. Khối lượng của đĩa là A. m = 960 kg. B. m = 240 kg. C. m = 160 kg. D. m = 80 kg.

Trang 14