Đề cương câu hỏi lý thuyết ôn tập môn Vật lý đại cương - phần cơ học có lời giải

lOMoARcPSD| 38777299
Câu 1: Khi nhảy từ trên cao xuống chạm mặt đất, bao giờ người ta cũng phải nhún người,
gập đầu gối lại cho thân mình tiếp tục di chuyển thêm một quãng đường nhỏ theo chiều
nhảy xuống. Tại sao hành động như vậy có thể giảm bớt nguy hiểm?
-Vì mọi vật đều có quán tính: khi nhày xuống thì chân giữ chạp đất và ngừng chuyển
động con phía trên vẫn tiếp tục chuyển động thẳng đều xuống dưới nân đầu gối như vậy
sẽ bị gấp lại. Nên làm di chuyển 1 quãng đường nhỏ theo chiều dài nhảy xuống để: chân
và người ko bị tiếp xút đột ngột với mặt đấy nên bớt nguy hiểm hơn
Câu 2: Tại sao trong một tai nạn giao thông, ô tô có tải trọng càng lớn và chạy càng
nhanh thì hậu quả tai nạn do nó gây ra càng nghiêm trọng?
-Oto có tải trọng càng lớn và chạy càng nhanh, kéo theo động năng cũng càng lớn. Khi
xảy ra va chạm, động năng chuyển thành công. Vì vậy, sức công phá cực kỳ nghiêm trọng
Câu 3: Một số nạn nhân ngã hoặc phải nhảy từ trên cao xuống đất (ví dụ nhảy từ trên lầu
cao của một tòa nhà cao tầng đang bốc cháy), nếu may mắn rơi trúng một vật mềm (như
một tấm nệm dày chẳng hạn), hoặc trong khi rơi vướng phải các cành cây và làm gãy
chúng trước khi chạm đất thì có nhiều cơ may sống sót. Tại sao như vậy?
-Khi rơi xuống một tấm nệm dày; lực va chạm giảm bớt nhờ thời gian va chạm (hoặc
đoạn đường va chạm) được gia tăng. Nếu bám được vào ống máng và làm gẫy nó thì một
phần động năng rơi được tiêu hao vào công làm gãy ống máng
Câu 4: : Một nữ vận động viên trượt băng nghệ thuật đang biểu diễn trên sân băng. Một
khán giả quan sát thấy khi vận động viên chuyển trạng thái từ giang hai tay và đưa một
chân ra xa so với chân trụ thì tốc độ quay nhỏ hơn (Hìnha tóc và váy không văng ra) so
với trạng thái thu hai tay ôm vào sát người và thu chân lại gần với chân trụ (Hình-b tóc và
váy văng ra xa). Vận dụng kiến thức phần cơ học, bạn hãy giải thích giúp vị khán giả đó tại sao như vậy?
-khi vận động viên mở rộng cơ thể, mô-men quán tính lớn hơn yêu cầu áp dụng một
mômen quán tính lớn hơn để duy trì cân bằng, dẫn đến tốc độ quay nhỏ hơn. Trong khi
đó, khi vận động viên thu gọn cơ thể, mô-men quán tính nhỏ hơn yêu cầu áp dụng một
mômen quán tính nhỏ hơn để duy trì cân bằng, dẫn đến tốc độ quay lớn hơn.
Câu 5: Bằng các kiến thức về lực quán tính, phân tích vì sao tại các đoạn đường vòng
(khúc cua) người ta thường thiết kế làm mặt đường nghiêng về phía tâm của đường đó?
Nếu khúc cua đó cho xe chạy với tốc độ giới hạn cao hơn thì mặt đường có độ nghiêng tăng hay giảm?
-Khi xe đi qua khúc cua, lực quán tính tác động lên xe và hướng lực này có xu hướng đẩy
xe ra khỏi đường cong. Để ngăn chặn xe bị trượt ra khỏi đường, mặt đường được thiết kế lOMoARcPSD| 38777299
nghiêng về phía tâm của đường. Điều này tạo ra một lực hướng vào trong, gọi là lực ly
tâm, để cân bằng lực quán tính và giữ cho xe đi theo đường cong.
-Khi tốc độ tăng lên, lực ly tâm tác động lên xe cũng tăng lên. Để cân bằng lực ly tâm
này, mặt đường cần có độ nghiêng lớn hơn.
Câu 6: Theo định luật thứ ba của Newton, trong cuộc thi kéo co: lực kéo của hai đội thi
bằng và trực đối với nhau. Vậy yếu tố nào làm cho một đội có thể giành chiến thắng?
Đưa ra sơ đồ lực để giải thích hiện tượng trên.
-Khi người 1 đạp chân vào mặt đất, chân người 1 tác dụng vào đất một lực ma sát →F1,
mặt đất tác dụng trở lại chân người một phản lực→F1'.Theođịnh luậtIIINiutơn:F1'=F1 (1)
-Tương tự, người 2 tác dụng vào đất lực ma sát →F2, mặt đất tác dụng vào chân người 2
một phản lực →F2', ta có : F2'=F2 (2)
-Nếu người 1 đạp mạnh hơn người 2 : F1>F2, thì theo (1) và (2), F1'>F2'. Khi đó hợp lực
do mặt đất tác dụng lên hệ gồm hai người và dây sẽ hướng sang trái, và hệ chuyển động
sang trái ( người 1 thắng cuộc ).
-Vậy ai đạp vào đất mạnh hơn thì sẽ thắng cuộc ( muốn trò chơi được công bằng phải
đảm bảo cho chỗ đất ở chỗ hai người đứng có độ ráp giống nhau).
Câu 7: Trong môn thể thao ném đĩa, vận động viên phải thực hiện kỹ thuật xoay người
trước khi ném thì đĩa sẽ bay xa hơn. Vận dụng kiến thức phần cơ học để giải thích kỹ
thuật này của vận động viên?
-Nguyên lý bảo toàn mô-men động lượng: Khi vận động viên xoay người, họ tạo ra một
mô-men động lượng lớn. Khi họ thả đĩa, mô-men động lượng này được chuyển đổi thành
mô-men xoắn trên đĩa, giúp đẩy đĩa bay xa hơn.
-Nguyên lý cơ bản của đòn ném: Khi vận động viên xoay người, họ tạo ra một lực xoắn
lớn. Khi họ ném đĩa, lực xoắn này được chuyển đổi thành lực đẩy lên đĩa, tạo ra một lực
phản xạ lớn và đẩy đĩa bay xa hơn.
-Tăng tốc độ: Khi vận động viên xoay người, họ tạo ra một quỹ đạo xoay lớn. Khi họ thả
đĩa, quỹ đạo xoay này giúp tăng tốc độ của đĩa, làm cho nó bay xa hơn.
Câu 8: Một thí nghiệm như sau: đặt một cái cốc trên một tờ giấy A4 trên mặt bàn, cạnh
mép bàn. Một người dùng tay giật mạnh tờ giấy, cái cốc dường như vẫn đứng yên trên
mặt bàn. Ngược lại, khi làm lại thí nghiệm đó nhưng người đó rút nhẹ và từ từ tờ giấy thì
cái cốc chuyển động theo và rơi xuống sàn nhà. Anh/chị hãy sử dụng các kiến thức cơ
học để giải thích hiện tượng trên.
-Nguyên lý của quán tính: Đối tượng sẽ tiếp tục di chuyển theo hướng và vận tốc ban đầu
nếu không có lực ngoại lai tác động lên nó. Trong trường hợp này, cái cốc không nhận lOMoARcPSD| 38777299
được lực tác động nào từ giấy sau khi giấy được giật mạnh. Do đó, cái cốc tiếp tục di
chuyển theo trạng thái nằm yên trước khi giấy được giật.
-Ma sát giữa giấy và cái cốc: Ma sát giữa giấy và cái cốc tạo ra một lực ngăn chặn cái cốc
di chuyển cùng với giấy. Khi giấy được giật mạnh, ma sát giữa giấy và cái cốc không đủ
lớn để ngăn chặn cái cốc di chuyển cùng với giấy. Do đó, cái cốc vẫn đứng yên trên mặt bàn.
-Nguyên lý của quán tính: Khi giấy được rút nhẹ và từ từ, cái cốc cũng nhận được một
lực nhỏ từ giấy. Do đó, cái cốc sẽ có xu hướng di chuyển theo hướng và vận tốc của giấy.
Khi giấy di chuyển xuống sàn nhà, cái cốc cũng di chuyển theo và rơi xuống sàn. -Ma
sát giữa giấy và cái cốc: Khi giấy được rút nhẹ và từ từ, ma sát giữa giấy và cái cốc có
thể tạo ra một lực đủ lớn để kéo cái cốc di chuyển cùng với giấy. Tuy nhiên, khi giấy di
chuyển xuống sàn nhà, ma sát giữa giấy và cái cốc không còn đủ lớn để ngăn chặn cái cốc rơi xuống sàn.
Câu 9: Một chiếc xe ô tô đang di chuyển chậm trên đường và được tăng tốc. Một sinh
viên cho rằng “Chiếc xe đã tự tác dụng lực lên chính nó” hay “Động cơ của xe đã tác
dụng lực lên xe”. (a) Hãy chứng tỏ rằng ý kiến trên không chính xác. (b) Lực nào mới là
lực đẩy làm cho xe chuyển động. -a)
-Theo Định luật Newton thứ ba, mỗi hành động đều có một phản ứng tương ứng.
Trong trường hợp này, động cơ của xe tạo ra một lực đẩy (hành động) và lực đẩy này sẽ
được truyền qua bánh xe và đường (phản ứng). Lực đẩy này là nguyên nhân chính khiến xe di chuyển. -b)
-Lực đẩy là lực mới làm cho xe chuyển động. Lực đẩy được tạo ra bởi động cơ
của xethông qua quá trình đốt nhiên liệu. Khi đốt nhiên liệu, động cơ tạo ra một lực đẩy
theo phía trước. Lực đẩy này tác động lên xe và đẩy nó đi về phía trước.
-Lực đẩy là một lực tác động theo hướng ngược lại với hướng chuyển động của xe. Nếu
không có lực đẩy, xe sẽ tiếp tục di chuyển với vận tốc không đổi hoặc dừng lại nếu có lực
ma sát. Lực đẩy là lực chủ động tạo ra sự chuyển động của xe.
Câu 10: Túi khí trong xe ô tô sẽ được bơm phồng khi xảy ra va chạm để bảo vệ người lái
xe khỏi tai nạn nghiêm trọng. Hãy sử dụng định lí động lượng – xung lực để giải thích tại
sao túi khí bơm phồng lại có thể làm giảm nhẹ va đập này, hạn chế nguy hiểm cho người lái xe.
-Khi xảy ra va chạm, cảm biến trong xe phát hiện sự va chạm và kích hoạt hệ thống túi
khí. Túi khí nhanh chóng bơm phồng ra và tạo ra một lực xung lực ngược hướng với hướng va chạm.
-Lực xung lực này tạo ra một lực ngược hướng với hướng di chuyển ban đầu của người
lái xe, làm giảm động lượng của người lái xe trong thời gian ngắn. Khi động lượng giảm,
tác động của va chạm lên người lái xe cũng giảm đi, giúp giảm thiểu nguy hiểm và chấn
thương cho người lái xe. lOMoARcPSD| 38777299
Câu 11: Nếu hiện tượng ấm lên toàn cầu tiếp tục diễn ra trong vòng một trăm năm tới, có
khả năng một số băng ở hai cực sẽ tan chảy và nước sẽ phân bố gần xích đạo hơn. (a)
Điều đó sẽ làm thay đổi moment quán tính của Trái Đất như thế nào? (b) Khoảng thời
gian trong một ngày (một vòng quay) sẽ tăng hay giảm?
-(a) Hiện tượng tan chảy băng ở hai cực và phân bố nước gần xích đạo sẽ làm thay đổi
moment quán tính của Trái Đất. Moment quán tính là khả năng của một vật thể để chống
lại thay đổi vận tốc của nó. Khi nước phân bố gần xích đạo, khối lượng nước sẽ tập trung
ở khu vực gần xích đạo, gần trục quay của Trái Đất. Điều này sẽ làm tăng moment quán
tính của Trái Đất theo hướng trục quay, vì khối lượng nước gần trục quay sẽ tạo ra một
lực tác động ngược lại với sự thay đổi vận tốc của Trái Đất.
-(b) Khi moment quán tính tăng, Trái Đất sẽ quay chậm hơn. Khoảng thời gian trong một
ngày (một vòng quay) sẽ tăng. Điều này có nghĩa là một ngày sẽ kéo dài hơn so với ngày
hiện tại. Tuy nhiên, tăng trưởng này sẽ rất nhỏ và khó có thể đo lường được bằng phương pháp thông thường
Câu 12 a. Nêu điều kiện để moment động lượng của một chất điểm đối với một điểm
được bảo toàn.b. Hãy sử dụng kiến thức ở câu a. để giải thích tại sao một vật thể chuyển
động tự do trong trường lực hút xuyên tâm thì quỹ đạo của vật luôn nằm trong một mặt
phẳng chứa tâm của trường lực (ví dụ như chuyển động của các hành tinh trong Hệ
MặtTrời, chuyển động tự do của vệ tinh quanh Trái Đất, …).
a-Vì quỹ đạo của vật nằm trong một mặt phẳng chứa tâm của trường lực, nên vector vị
trí và vector động lượng luôn nằm trong mặt phẳng đó. Khi tính toán moment động
lượng, phép nhân vector sẽ cho kết quả là một vector vuông góc với mặt phẳng chứa tâm
của trường lực. Do đó, tổng moment động lượng của vật trong trường lực hút xuyên tâm
luôn bằng không. b-Vì vậy, quỹ đạo của vật chuyển động tự do trong trường lực hút
xuyên tâm luôn nằm trong một mặt phẳng chứa tâm của trường lực.
Câu 13: Bốn vật gồm: trụ đặc, trụ rỗng, quả cầu đặc và quả cầu rỗng được xếp thành một
hàng ngang nằm trên đỉnh mặt phẳng nghiêng như Hình vẽ. Bốn vật đều có cùng khối
lượng và bán kính. Tại cùng một thời điểm, bốn vật được thả lăn không trượt trên mặt
phẳng nghiên với vận tốc ban đầu bằng không. Vận dụng kiến thức phần cơ học, phân
tích định tính và cho biết thứ tự các vật đến chân mặt phẳng nghiên.
-Trong trường hợp này, vật nào có diện tích tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng lớn hơn sẽ
đến chân mặt phẳng nghiêng trước. Vật nào có diện tích tiếp xúc nhỏ hơn sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng sau.
-Trụ đặc: Diện tích tiếp xúc của trụ đặc với mặt phẳng nghiêng là diện tích của một hình
tròn có bán kính bằng bán kính của trụ. Vì trụ đặc không có lỗ hổng, diện tích tiếp xúc
của nó là lớn nhất trong bốn vật. Do đó, trụ đặc sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng đầu tiên.
-Quả cầu rỗng: Diện tích tiếp xúc của quả cầu rỗng với mặt phẳng nghiêng là diện tích
của một hình tròn có bán kính bằng bán kính của quả cầu. Tuy nhiên, vì quả cầu rỗng có lOMoARcPSD| 38777299
lỗ hổng, diện tích tiếp xúc của nó nhỏ hơn diện tích tiếp xúc của trụ đặc. Do đó, quả cầu
rỗng sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng sau trụ đặc.
-Trụ rỗng: Diện tích tiếp xúc của trụ rỗng với mặt phẳng nghiêng là diện tích của một
hình tròn có bán kính bằng bán kính của trụ. Tuy nhiên, vì trụ rỗng có lỗ hổng, diện tích
tiếp xúc của nó nhỏ hơn diện tích tiếp xúc của trụ đặc. Do đó, trụ rỗng sẽ đến chân mặt
phẳng nghiêng sau quả cầu rỗng.
-Quả cầu đặc: Diện tích tiếp xúc của quả cầu đặc với mặt phẳng nghiêng là diện tích của
một hình tròn có bán kính bằng bán kính của quả cầu. Tuy nhiên, vì quả cầu đặc không có lỗ hổng
Câu 14: Hiện nay, trên thế giới có máy bay trực thăng sử dụng hai cách quạt nâng đồng
trục như Hình A (ví dụ KA-52 của Nga) và trực thăng sử dụng một cánh quạt nâng và
một cách quạt đuôi như Hình B (ví dụ Mi-28 của Nga). Vận dụng kiến thức phần cơ học
giải thích tại sao các máy bay KA-52 và Mi28 lại có cấu trúc cánh quạt như vậy? Nếu bỏ
cánh quạt đuôi của Mi-28 thì máy bay có bay được không? Tại sao?
-Nếu bỏ cánh quạt đuôi của Mi-28, máy bay sẽ mất đi khả năng kiểm soát hướng bay.
Cánh quạt đuôi tạo ra lực quay để điều chỉnh hướng bay của máy bay. Nếu không có
cánh quạt đuôi, máy bay sẽ không thể kiểm soát được hướng bay và có thể bị xoay quanh
trục chính. Điều này sẽ gây ra sự không ổn định và nguy hiểm trong quá trình bay. -Do
đó, cánh quạt đuôi là một phần quan trọng của cấu trúc trực thăng Mi-28 và không thể bỏ
đi mà không ảnh hưởng đến khả năng bay và an toàn của máy bay.
Câu 15: Tại Trung Quốc, một vụ tai nạn thảm khốc đã xảy ra do xe đầu kéo chở các tấm
thép dày, rất nặng và được xếp chồng lên nhau đang chạy với vận tốc lớn và dừng đột
ngột trước đèn đỏ (Hình-A). Các tấm thép đã di chuyển về phía trước xe và cắt đôi cabin
(Hình-B). Đưa ra mô hình và vận dụng kiến thức phần cơ học giải thích nguyên nhân
chính xảy ra vụ tai nạn trên? Nếu bạn là lái xe, bạn sẽ làm gì để vụ tai nạn không xả ra và
tham gia giao thông an toàn?
-Nguyên nhân chính của vụ tai nạn này là do hiện tượng động lực học được gọi là "động
lượng". Theo định luật đầu tiên của Newton, một vật sẽ tiếp tục di chuyển với cùng một
vận tốc trừ khi có một lực tác động lên nó. Trong trường hợp này, khi xe đầu kéo dừng
lại đột ngột, các tấm thép vẫn tiếp tục di chuyển về phía trước vì chúng vẫn giữ động lượng ban đầu. -1.
Hạn chế tốc độ: Điều này giảm động lượng tổng thể của xe và tải trọng, làm giảm
khả năng các tấm thép di chuyển khi xe dừng lại. -2.
Chắc chắn rằng tất cả hàng hóa đều được cố định cẩn thận: Sử dụng dây đai hoặc
các phương tiện khác để đảm bảo rằng tất cả hàng hóa đều được cố định chắc chắn. Điều
này giúp ngăn chặn chúng di chuyển khi xe dừng lại đột ngột. -3.
Dừng xe từ từ: Thay vì dừng lại đột ngột, hãy cố gắng giảm tốc độ từ từ. Điều này
giúp giảm lực tác động lên hàng hóa khi xe dừng lại. lOMoARcPSD| 38777299 -4.
Luôn luôn tuân thủ quy định về tải trọng: Không bao giờ chở quá tải trọng cho
phép của xe. Càng nặng tải trọng, càng cao khả năng xảy ra tai nạn khi xe dừng lại đột ngột.