Thứ năm, 28/03/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 10 Vật lý Trắc nghiệm Lực hướng tâm có đáp án (Thông hiểu, Vận dụng cao)

Trắc nghiệm Lực hướng tâm có đáp án (Thông hiểu, Vận dụng cao)

Trắc nghiệm Lực hướng tâm có đáp án (Thông hiểu, Vận dụng cao)

  • 358 lượt thi

  • 15 câu hỏi

  • 30 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Một vật đang chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hướng tâm F. Nếu bán kính quỹ đạo tăng gấp hai lần so với trước và đồng thời giảm tốc độ quay còn một nửa thì so với ban đầu, lực hướng tâm:

Xem đáp án

Đáp án C

Từ biểu thức tính lực hướng tâm: Fht=maht=mv2r=mω2r

Ta suy ra, khi bán kính quỹ đạo tăng gấp 2 lần so với trước và giảm tốc độ quay còn một nửa thì so với ban đầu, lực hướng tâm giảm đi 2 lần.


Câu 4:

Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100kg, được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao 153km. Chu kì của vệ tinh chuyển động quanh Trái Đất là 5.103s và bán kính Trái Đất là R = 6400km. Tính độ lớn của lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh?

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có:

+ Tốc độ góc: ω=2πT

Lực hướng tâm: Fht=mv2r=mω2r

=> Ta suy ra:

Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh:

Fht=mω2r=m4π2(R+h)T2=100.4.π2.6553.1000(5.103)21035N


Câu 5:

Cho biết chu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là 27,32 ngày và khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là 3,84.108m. Hãy tính khối lượng của Trái Đất. Giả thiết quỹ đạo của Mặt Trăng là tròn.

Xem đáp án

Đáp án B

Khi Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:

Fhd=FhtGmMr2=mv2rGMr=v2

Mà: v=ωr=2πTr

GMr=4π2T2r2M=4π2r3T2G=4π2.(3,84.108)3(27,32.86400)2.6,67.10116.1024kg


Câu 6:

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

Xem đáp án

Đáp án C

- Theo Niutơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên vệ tinh chính là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh.

P=Fhd=920N

- Mà: Fhd=Fht=920N

Fht=mv2r=m4π2T2r2r=m4π2rT2r=FhtT2m4π2=920.(5,3.103)2100.4π2=6546057,712m=6546,058km

Mà:

r=R+hh=rR=6546,0586400=146,058km


Câu 7:

Một ô tô có khối lượng 4 tấn chuyển động qua một chiếc cầu lồi có bán kính cong 100m với tốc độ 72km/h. Áp lực của ô tô nén lên cầu khi nó đi qua điểm cao nhất (giữa cầu) là:

Xem đáp án

Đáp án D

Ta có:

+ Hợp lực tác dụng lên ô tô: F=P+N

+ Chiếu lên phương hướng tâm, ta được: Fht=PN=mv2r

Ta suy ra:

N=Pmv2r=mgmv2r=4000.104000202100=24000N


Câu 8:

Ở độ cao bằng một nửa bán kính Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển đồng tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 10m/s2 và bán kính Trái Đất là 6400km. Tốc độ dài của vệ tinh là:

Xem đáp án

Đáp án C

Gia tốc rơi tự do ở độ cao h=0,5R là:

g'=GM(R+0,5R)2=49GMR2=49g=49.10=409m/s2

Mặt khác, ta có:

g'=v2rv=rg'=(6400+0,5.6400).1000.409=6532m/s


Câu 9:

Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 600 kg đang bay trên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao bằng bán kính Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là R = 6400 km. Lấy g = 9,8 m/s2. Xác định:

Xem đáp án

Đáp án D

Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fhd=FhtGmMr2=mv2rv=GMr

Với: r=R+h=R+R=2R

Nên: v=GM2R

Mặt khác:

Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất: g=GMR2GM=gR2

v=gR22R=gR2=9,8.64000002=5600m/s=5,6km/s


Câu 11:

Một lò xo có độ cứng 125N/m, chiều dài tự nhiên 40cm, một đầu giữ cố định ở A, đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng 10g có thể trượt không ma sát trên thanh nằm ngang. Thanh quay đều quanh trục () thẳng đứng với tốc độ 360 vòng/phút. Lấy π2=10. Độ dãn của lò xo gần nhất với giá trị nào sau đây?

Xem đáp án

Đáp án C

Ta có: ω=2πf=2π36060=12π

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

Khi trục Δ quay thì lò xo dãn một đoạn Δl

Fht=Fdhmω2(l0+Δl)=kΔlΔl(kmω2)=mω2l0Δl=mω2l0kmω2=0,01.(12π)20,41250,01.(12π)2=0,0513m=5,13cm


Câu 13:

Mặt Trăng quay 13 vòng quanh Trái Đất trong 1 năm. Khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời gấp 390 lần khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng. Tính tỉ số khối lượng của Mặt Trời và Trái Đất? Biết Trái Đất quay 1 vòng quanh Mặt Trời mất 1 năm.

Xem đáp án

Đáp án A

Chu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là : T1=36513=28 (ngày)

Chu kì chuyển động của Trái Đất  quanh Mặt Trời là: T2=365 ( ngày)

Khi Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:

Fhd=FhtGmMr2=mv2rGMr=v2

Mà: v=ωr=2πTr

GMr1=4π2T12r12M=4π2T12Gr13

Khi Trái Đất chuyển động tròn quanh Mặt Trời thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trời  đóng vai trò là lực hướng tâm, nên:

Fhd=FhtGmMr2=mv2rGMr=v2

Mà: v=ωr=2πTr

GMmtr2=4π2T22r22Mmt=4π2T22Gr23

Tỉ số khối lượng của Mặt Trời và Trái Đất

MmtM=4π2T22Gr234π2T12Gr13=T12r23T22r13=(T1T2)2.(r2r1)3=(28365)2.(390)3350.103 ln


Câu 14:

Ở độ cao bằng 79 bán kính Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 10m/s2 và bán kính Trái Đất là 6400km. Tốc độ dài và chu kì chuyển động của vệ tinh lần lượt là

Xem đáp án

Đáp án D

Khi vệ tinh bay quanh Trái Đất thì lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm.

Fhd=FhtGmMr2=mv2rv=GMr

Với: r=R+h=R+79R=16R9

Nên: v=GM16R9=34GMR

Mặt khác: Gia tốc rơi tự do của vật ở mặt đất:

g=GMR2GM=gR2v=gR216R9=9gR16=9.10.640000016=6000m/s

Ta có:

T=2πω mà v=ω.r=ω.16R9ω=9v16R

T=2πω=2π9v16R=32πR9v=32π64000009.6000=11914,8s=3,3h

Vậy chu kì chuyển động của vệ tinh là: 3,3 giờ.


Câu 15:

Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số lớn nhất là bao nhiêu để vật không văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1m, lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.

Xem đáp án

Đáp án A

Ta có:

f=1T=ω2πω=2πf

+ Lực hướng tâm tác dụng vào vật: Fht=mω2r=m2πf2r

+ Để vật không văng ra khỏi mặt bàn, ta phải có:

Fht=Fmsnmaxm2πf2r=Fmsnmaxf2=Fmsnmaxm4π2r=0,0820.103.4π2.1=0,101f0,32s1

Vậy muốn vật không bị văng ra khỏi mặt bàn thì tần số quay của bàn lớn nhất là: f=0,32s1


Bắt đầu thi ngay