Câu hỏi:

04/07/2022 1,447

Cho cơ hệ như hình 1. Vật 1 là một khối lập phương (đặc và không thấm nước) có cạnh a = 10cm được làm bằng vật liệu đồng chất có trọng lượng riêng d = $1, {25.10}^{4} N / m^{3}$ . Vật 2 được nối với một sợi dây vắt qua ròng rọc cố định. Thanh cứng AC, đồng chất, mảnh, tiết diện đều, có chiều dài AC = 20cm; B là điểm treo của vật 1 trên thanh AC; vật 1 chìm hoàn toàn trong bình đựng nước. Biết trọng lượng riêng của nước là d_n = $10^{4} N / m^{3}$ . Coi các sợi dây nhẹ, không giãn; bỏ qua mọi ma sát và khối lượng của ròng rọc.

1. Nếu bỏ qua khối lượng của thanh AC, để hệ ở trạng thái cân bằng và thanh AC nằm ngang thì AB = 15cm. Tìm khối lượng m₂ của vật 2.

2. Nếu thanh AC có khối lượng m = 75g, để hệ ở trạng thái cân bằng và thanh AC nằm ngang thì AB phải có giá trị bằng bao nhiêu (với m₂ tìm được ở phần trên)?

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi Vật lí ôn vào 10 hệ chuyên có đáp án (Mới nhất) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

- Vẽ hình, biểu diễn lực.

- Điều kiện cân bằng cho vật m₁

$P_{1} = F_{A} + T \Rightarrow T = P_{1} - F_{A}$

- Điều kiện cân bằng cho vật m₂

$T_{2} = P_{2}$

- Điều kiện cân bằng của thanh AC (đối với điểm C) là :

$C B . T = C A . T_{2} \Leftrightarrow (P_{1} - F_{A}) CB = P_{2} .CA \Leftrightarrow (d . a^{3} - d_{n} . a^{3}) CB = 10 m_{2} . C A \Rightarrow m_{2} = \frac{(d - d_{n}) C B . a^{3}}{10. C A} \Rightarrow m_{2} = \frac{(12500 - 10^{4}) 0, 1^{3} .0, 05}{10.0, 2} = 0, 0625 k g .$

Có hai bình đựng cùng một loại chất lỏng (ảnh 1)

- Vẽ hình, biểu diễn lực.

- Điều kiện cân bằng cho vật m₁

P_{1} = F_{A} + T \Rightarrow T = P_{1} - F_{A}

- Điều kiện cân bằng cho vật m₂

$T_{2} = P_{2}$

- Gọi P là trọng lượng của thanh AC, điểm đặt của P tại điểm O (trung điểm của AC).

- Điều kiện cân bằng của thanh AC (đối với điểm C) là:

$P . CO + T.CB = T_{2} .CA \Leftrightarrow P . CO + (P_{1} - F_{A}) .CB = P_{2} .CA \Rightarrow C B = \frac{P_{2} . C A - P . C O}{P_{1} - F_{A}} \Leftrightarrow C B = \frac{0, 625.0, 2 - 0, 75.0, 1}{12500.0, 1^{3} - 10^{4} .0, 1^{3}} = 0, 02 m = 2 c m .$ Vậy độ dài của đoạn AB là :

AB = 20 – 2 = 18 cm

Có hai bình đựng cùng một loại chất lỏng (ảnh 2)

Hot: 500+ Đề thi vào 10 file word các Sở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh có đáp án 2025 (chỉ từ 100k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Cho xy là trục chính của một thấu kính, S là nguồn sáng điểm, S’ là ảnh của S qua thấu kính. Các điểm H, K tương ứng là chân đường vuông góc hạ từ S và S’ xuống xy như hình 5. Gọi F và F’ là hai tiêu điểm của thấu kính, với FH < F’H. Tại thời điểm ban đầu, cho biết SH = 5cm, HF = 10cm, KF’ = 40cm.

1. Xác định tiêu cự của thấu kính.

2. Hệ đang ở vị trí như thời điểm ban đầu. Giữ thấu kính cố định, dịch chuyển nguồn sáng S theo phương song song với xy, chiều ra xa thấu kính với tốc độ bằng 15cm/s thì tốc độ trung bình của ảnh tạo bởi thấu kính trong 1s đầu tiên bằng bao nhiêu?

Xem đáp án

Lời giải

- Do S và S’ nằm khác phía trục chính xy nên thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ. Ta có hình vẽ:

- Đặt f = OF = OF’

- Theo đề:

$\begin{array}{l} O H = H F + OF = 10 + f \\ O K = OF' + F' K = f + 40 \end{array}$

- Do $S H / / K S' \Rightarrow \frac{S H}{S' K} = \frac{O H}{O K} = \frac{10 + f}{40 + f}$ (1)

- Do $O I / / K S'$

$\Rightarrow \frac{O I}{S' K} = \frac{O F'}{F' K} = \frac{f}{40}$ (2)

- Với OI = SH, nên từ (1) và (2) ta được:

$\frac{10 + f}{40 + f} = \frac{f}{40} \Leftrightarrow f = 20 c m \Rightarrow O H = 30 c m; O K = 60 c m$

- Vậy tiêu cự thấu kính là 20 cm.

Cho xy là trục chính của một thấu kính, S là nguồn sáng điểm, S’ là ảnh của S qua thấu kính. Các điểm H, K tương ứng là chân (ảnh 2)

*Trường hợp cố định S, tịnh tiến thấu kính:

- Gọi: O’ là vị trí quang tâm của thấu kính sau khi dịch chuyển 1s.

+ v là tốc độ của thấu kính

$\Rightarrow v = 5 c m / s \Rightarrow OO' = v . t$

+ S₁ là vị trí ảnh của S khi quang tâm thấu kính ở vị trí O’.

Cho xy là trục chính của một thấu kính, S là nguồn sáng điểm, S’ là ảnh của S qua thấu kính. Các điểm H, K tương ứng là chân (ảnh 3)

Câu 2

Cho mạch điện AB như hình 2. Biết $R_{1} = 1 Ω; R_{2} = 2 Ω$ , các biến trở $R_{3}$ và $R_{4}$ . Bỏ qua điện trở các dây nối. Đặt vào hai đầu mạch AB hiệu điện thế không đổi U = 6V.

          1. Với trường hợp $R_{3} = 2, 5 Ω, R_{4} = 3, 5 Ω$ ,. Mắc vào hai điểm C và D một vôn kế lí tưởng. Xác định số chỉ của vôn kế.

          2. Với trường hợp $R_{3} = 2, 5 Ω$ . Mắc vào hai điểm C và D một ampe kế lí tưởng. Xác định giá trị của R₄ để số chỉ của ampe kế là 0,75A và chiều dòng điện qua ampe kế từ C đến D.

          3. Với trường hợp $R_{3} = R_{0}$ (không đổi). Thay đổi giá trị của biến trở $R_{4}$ , khi $R_{4} = R_{5}$ hoặc $R_{4} = R_{6}$ thì công suất tỏa nhiệt trên biến trở $R_{4}$ có giá trị như nhau và bằng P, khi $R_{4} = R_{7}$ thì công suất toả nhiệt trên biến trở $R_{4}$ đạt giá trị lớn nhất là $P_{m ax}$ . Cho biết $P_{m ax} = \frac{25}{24} P; R_{5} + R_{6} = 6, 5 Ω$ và $R_{5} > R_{6}$ . Tìm $R_{0}, R_{5}, R_{6}, R_{7}$ .

Xem đáp án

Lời giải

- Sơ đồ mạch: (R₁ntR₂)//(R₃ntR₄).

- Ta có : R₁₂ = 3 ; R₃₄ = 6.

- Vì R₁₂//R₃₄ nên : U₁₂ = U₃₄ = 6V.

- Lúc đó: I₁ = I₁₂ = $\frac{U_{12}}{R_{12}}$ = 2A;

I₃ = I₃₄ = $\frac{U_{34}}{R_{34}}$ = 1A.

- Suy ra: U₁ = I₁.R₁ = 2V; U₃ = I₃.R₃ = 2,5V.

- Do U₃ > U₁ nên số chỉ của vôn kế là:

U_V = U₃ – U₁ = 0,5 V.

Cho mạch điện AB như hình 2. Biết , (ảnh 1)

- Sơ đồ mạch: (R₁//R₃)nt(R₂//R₄).

- Ta có: R₁₃ = $\frac{1.2, 5}{1 + 2, 5} = \frac{5}{7} Ω$ ; R₂₄ = $\frac{2 R_{4}}{2 + R_{4}}$

- Điện trở tương đương của đoạn mạch là :

R_tđ = R₁₃ + R₂₄

= $\frac{5}{7} + \frac{2 R_{4}}{2 + R_{4}} = \frac{10 + 19 R_{4}}{7 (2 + R_{4})}$

- Cường độ dòng điện chạy qua mạch chính là:

I = $\frac{U}{R_{t đ}} = \frac{42 (2 + R_{4})}{10 + 19 R_{4}}$

- Cường độ dòng điện chạy qua điện trở R₁ và R₂ lần lượt là:

$I_{1} = I \frac{R_{3}}{R_{1} + R_{3}} = \frac{30 (2 + R_{4})}{10 + 19 R_{4}} I_{2} = I \frac{R_{4}}{R_{2} + R_{4}} = \frac{42 R_{4}}{10 + 19 R_{4}}$

- Xét tại nút C, ta có: I_A = I₁ – I₂

_{$\Leftrightarrow \frac{30 (2 + R_{4})}{10 + 19 R_{4}} - \frac{42 R_{4}}{10 + 19 R_{4}} = 0, 75 \Rightarrow R_{4} = 2 Ω$}

_3.

- Đoạn mạch được mắc: (R₁ntR₂)//(R₀ntR₄).

- Ta có: U₀₄ = U.

- Công suất tiêu thụ trên điện trở R₄ được tính:

P₄ = $\frac{U^{2} R_{4}}{{(R_{0} + R_{4})}^{2}}$ .

- Đặt $x = R_{4} (Ω); x_{1} = R_{5} (Ω); x_{2} = R_{6} (Ω)$

$\Rightarrow P_{x} = \frac{U^{2} x}{{(R_{0} + x)}^{2}}$ (1)

Có

{(R_{0} + x)}^{2} \geq 4 x R_{0} \Rightarrow P_{x} \leq \frac{U^{2}}{4 R_{0}}

\Rightarrow {(P_{x})}_{m ax} = \frac{U^{2}}{4 R_{0}} k h i x = R_{0} \Leftrightarrow R_{7} = R_{0}

- Theo bài ra :

$P = P_{x = x_{1}} = P_{x = x_{2}} \Leftrightarrow \frac{U^{2} x_{1}}{{(R_{0} + x_{1})}^{2}} = \frac{U^{2} x_{2}}{{(R_{0} + x_{2})}^{2}} \Leftrightarrow P = \frac{U^{2} x_{1}}{{(R_{0} + x_{1})}^{2}} = \frac{U^{2} x_{2}}{{(R_{0} + x_{2})}^{2}} = \frac{U^{2} (x_{1} - x_{2})}{{(R_{0} + x_{1})}^{2} - {(R_{0} + x_{2})}^{2}} = \frac{U^{2}}{x_{1} + x_{2} + 2 R_{0}}$

- Lại có:

$\begin{array}{l} P_{m ax} = \frac{25}{24} P \Leftrightarrow \frac{U^{2}}{4 R_{0}} = \frac{25}{24} (\frac{U^{2}}{x_{1} + x_{2} + 2 R_{0}}) \\ \Leftrightarrow \frac{U^{2}}{4 R_{0}} = \frac{25}{24} (\frac{U^{2}}{6, 5 + 2 R_{0}}) \\ \Leftrightarrow R_{0} = 3 Ω \Rightarrow R_{7} = R_{0} = 3 Ω \end{array}$ (Với $x_{1} + x_{2} = 6, 5 Ω$ )