Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định hệ số ma sát giữa tường với quả cầu sao cho, khi cân bằng, điểm nối dây với quả cầu nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm quả cầu.. Bài 4: Cho cơ hệ như (hình vẽ 2)..[r]
(1)UBND TỈNH HÀ TĨNH
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
Đề thức
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2010 -2011
Môn thi: Vật lý
Thời gian làm bài: 150 phút
Câu 1 Vật A ném thẳng đứng lên từ độ cao 300m so với mặt đất với vận tốc ban đầu 20 /m s Sau 1s vật B ném thẳng đứng lên từ độ cao 250m so với măt đất với vận tốc ban đầu 25 /m s Bỏ qua sức cản khơng khí, lấy g 10 /m s2 Chọn gốc toạ độ mặt đất, chiều dương hướng thẳng đứng lên trên, gốc thời gian lúc ném vật A
1 Viết phương trình chuyển động vật A, B; tính thời gian chuyển động vật
2 Thời điểm hai vật có độ cao; xác định vận tốc vật thời điểm Trong thời gian chuyển động khoảng cách lớn hai vật đạt lúc
Câu 2. Thanh CD vng góc với trục thẳng đứng OZ quay quanh trục với vận tốc góc Hai hịn bi A B có khối lượng M và m nối với lị xo khối lượng khơng đáng kể, có độ cứng k có chiều dài tự nhiên 0 (Hình vẽ 1) Hai hịn bi trượt khơng ma sát
Tính khoảng cách OA x OB ; y ứng với trạng thái cân hai bi; biện luận
Áp dụng: M 0,1kg2 ;m l0 0, 2( );m k 40 / ;N m 3vịng/s Tính x, y lực đàn hồi lò xo
Câu 3 Một cầu nặng đồng chất treo dây vào điểm cố định tường thẳng đứng Xác định hệ số ma sát tường với cầu cho, cân bằng, điểm nối dây với cầu nằm đường thẳng đứng qua tâm cầu
Bài 4: Cho hệ (hình vẽ 2) Biết = 300, m1 = kg, m2 = kg, M = kg, ma sát m2 M không đáng kể Bỏ qua khối lượng dây nối rịng rọc, dây khơng dãn, lấy g = 10 m/s2.
1 M đứng yên
a Tìm gia tốc vật m1 m2 b Tìm áp lực dây lên ròng rọc
Tìm điều kiện hệ số ma sát M mặt bàn nằm ngang để M không bị trượt bàn
-Hết -Họ tên thí sinh:……….SBD:……….
o B
Z
D
C A
Hình 1
M
m
1 m
(2)HỨỚNG DẪN CHẤM HSG LÝ 10 NĂM HỌC 2010 – 2011
Câu Hướng dẫn giải Điểm
Câu 1 Viết phương trình chuyển động vật:
Chọn trục Ox hướng lên , gốc mặt đất, t = ném vật A ta có;
1
2
2
300 20
250 25( 1) 5( 1) ;
x t t
x t t t
Vật A chạm đất
1 0; 300 20 x t t Giải pt ta có: t1110 ;s t126s0 (loại)
……… Vật B chạm đất
2
21
0 250 25( 1) 5( 1)
11 ; 0( )
x t t
t s t s loai
……… Thời gian chuyển động B là: t t211 10 s
……… Hai vật độ cao khi:
1
2
300 20 250 25( 1) 5( 1) 5,3
x x
t t t t
t s
……… Vận tốc A đó: vA 20 gt33 /m s
……… Vận tốc B đó: vB 25 10( t1) 18 / m s
……… Khoảng cách lớn hai vật
Khoảng cách hai vật thời gian chuyển động: 80 15
s x x t
; với điều kiện: 1s≤ t ≤ 10s.
……… ( ax)M 80 15.10 70
s m
(5đ) 0,5 0,5 0,5
0,5 0,5
0,5 0,5 0,5
0,5 0,5 Câu 2
Khi cân lò xo bị giãn đoạn l x y l0
……… Lực đàn hồi lò xo F k l lực hướng tâm hai hịn bi
1 F F F
2
1 ; ; ( 0)
F M x F m y F k x y l
………
(5đ) 0,5 0,5
(3)Đẳng thức F1F2 cho ta: x m y M (1)
……… Đẳng thức: F F1 M2x k x y l ( 0); (2)
Từ (1) (2)) Ta có: 0
2;
( ) ( )
mkl Mkl
x y
k M m Mm k m m Mm
(3)
……… Biện luận: Với điều kiện x 0;y (M m k)
Mm
; ( nghĩa độ
cứng lò xo đủ lớn để giữ hai bi)
……… Áp dụng số: ax
ax ( 1)
34,6 /
3 / 18,84 /
M
M
M k
m rad s
M
vong s rad s
……… Thay giá trị vào (3) ta có: x0,095 ;m y0,19 ;m l0,085m
……… Lực đàn hồi: F k l.3, 4N
0,5 0,75 0,75
0,5
0,5 0,5 Câu 3 Khi cầu đứng cân lực tác dụng vào nó:
Sức căng T; lực ma sát Fms; phản lực N;trọng lực P
……… Đối với trục quay lqua điểm A,
vng góc mặt phẳng hình vẽ : Fms.R – N.R =
……… hay Fms = N
……… Mặt khác Fms ≤ k.N k 1
(4đ) 1,5 0,5 Câu 4 Chọn chiều dương chiều chuyển động
Đối với m1 có lực tác dụng: P1; T1
Đối với m1 có lực tác dụng: P2; T2
P1 – T1 = m1a1
T2 – P2sin = m2a2
Do dây không dãn nên: a1 = a2 = a; T1 = T2 = T
a1 = a2 = (P1 – P2sin)/(m1 + m2) = m/s2
(6đ) 0,25 0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
A
P T Fms
(4)1
T
2
T
Q
Hình vẽ 0,5
T = P1 – m1a = 18 N
Áp lực tác dụng lên trục ròng rọc:
2 T
T Q
Độ lớn: Q = 2T.cos300 = 18 3N
0,25 0,25 Hvẽ0,25 0,25
Các lực tác dụng vào vật M:
P, N,T2,T1,N2' ,Fms
N2’ = P2cos = 10 3N
Fmsn = T2x – N2x = 3N
N = P + T1 + T2y + N2y’
= P + T1 + T2sin + N2x’cos
= 62 N
Để M khơng bị trượt bàn ma sát M bàn ma sát nghỉ: Fmsn N
Fmsn/N = 0,11
Hình Hình
0,25
0,25 0,25
0,25 0,25 0,25
0,25
0,25
H vẽ2:
M
m
1 m
P2
T1 N2
T2 T2
T1
P1
P N
Fmsn N2’