Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai:
Câu 12. Một vật chuyển động tròn đều với quỹ đạo bán kính r, tốc độ góc ω. Gia tốc hướng tâm a liên hệ với ω và r như sau:
Gia tốc hướng tâm:
\[
a = \omega^2 r
\]
Vậy biểu thức đúng là:
\[
a = \omega^2 r
\]
=> Đáp án A (dù trong đề có lỗi ký hiệu, đáp án A có khả năng đúng nhất)
---
Câu 13. Vận động viên chạy xe đạp tốc độ 36 km/h trên vòng tròn bán kính r.
- a) Công thức gia tốc hướng tâm đúng là:
\[
a_n = \frac{v^2}{r}
\]
(chú ý công thức đề cho sai)
=> a) Sai.
- b) Tốc độ góc:
\[
\omega = \frac{v}{r}
\]
với \( v = 36 \text{ km/h} = 10 \text{ m/s} \).
Vậy tốc độ góc \(\omega\) không phải 10 m/s (vì \(\omega\) có đơn vị rad/s).
=> b) Sai.
- c) Gia tốc hướng tâm:
\[
a_n = \frac{v^2}{r}
\]
với v=10 m/s, r chưa cho nên không thể tính chính xác, đề ghi 12960 km/n^2 là sai đơn vị.
=> c) Sai.
- d) Nếu bán kính tăng lên 300 m, tốc độ góc:
\[
\omega = \frac{v}{r}
\]
Khi r tăng, \(\omega\) giảm, nhưng không rõ giảm 3 lần.
=> d) Sai.
---
Câu 14. Hai vật m1=1kg, v1=3 m/s, m2=3kg, v2=2 m/s chuyển động ngược chiều, va chạm mềm.
- a) Động lượng hệ trước va chạm:
\[
p = m_1 v_1 - m_2 v_2 = 1 \times 3 - 3 \times 2 = 3 - 6 = -3\, \text{kg m/s}
\]
Độ lớn: 3 kg.m/s, không phải 9.
=> a) Sai.
- b) Động lượng vật 1:
\[
p_1 = m_1 v_1 = 3\, \text{kg m/s}
\]
Đúng.
=> b) Đúng.
- c) Hệ kín => động lượng bảo toàn.
=> c) Đúng.
- d) Tốc độ sau va chạm mềm:
\[
v = \frac{m_1 v_1 + m_2 v_2}{m_1 + m_2} = \frac{3 - 6}{4} = \frac{-3}{4} = -0,75\, m/s
\]
Độ lớn 0,75 m/s.
=> d) Đúng.
---
Phần III. Trắc nghiệm trả lời ngắn:
Câu 15. Mặt Trăng chuyển động tròn đều, thời gian T=27,3 ngày, r=385103 km = \(3.85103 \times 10^8\) m.
- Tính gia tốc hướng tâm:
\[
a = \frac{4 \pi^2 r}{T^2}
\]
Đổi T sang giây:
\[
T = 27,3 \times 24 \times 3600 = 2.35872 \times 10^6\, s
\]
Tính \(a\):
\[
a = \frac{4 \pi^2 \times 3.85 \times 10^8}{(2.35872 \times 10^6)^2} \approx \frac{1.52 \times 10^{10}}{5.565 \times 10^{12}} = 2.73 \times 10^{-3} m/s^2
\]
Nhưng đề cho a~\(10^{-5} m/s^2\) nên cần kiểm tra lại r hoặc số liệu đề. Với r = 385103 km = 3.85103 x 10^8 m.
Kết quả khoảng \(2.7 \times 10^{-3} m/s^2\). Có thể sai số do đề cho.
=> Giá trị gia tốc hướng tâm \(a \approx 2.7 \times 10^{-3} m/s^2\).
---
Câu 16. Va chạm mềm hai hòn bi: m1=2kg, v1=4,5 m/s; m2=4kg, v2=0. Sau va chạm dính nhau, vận tốc chung:
\[
v = \frac{m_1 v_1 + m_2 v_2}{m_1 + m_2} = \frac{2 \times 4,5 + 4 \times 0}{6} = \frac{9}{6} = 1,5\, m/s
\]
---
Câu 17. Công suất cần để nâng đá trọng lượng P=50 N lên cao h=10 m trong t=2 s:
\[
A = P \times h = 50 \times 10 = 500\, J
\]
\[
P = \frac{A}{t} = \frac{500}{2} = 250\, W
\]
---
Câu 18. Động cơ công suất 5 kW kéo vật trọng lượng 12 kN lên cao 30 m trong 90 s, tốc độ không đổi.
- Công thực hiện:
\[
A = P_{trọng lực} \times h = 12.000 \times 30 = 360.000\, J
\]
- Công suất thực tế:
\[
P_{thực} = \frac{A}{t} = \frac{360.000}{90} = 4.000\, W = 4 kW
\]
- Hiệu suất:
\[
\eta = \frac{P_{thực}}{P_{tiêu thụ}} = \frac{4}{5} = 0,8 = 80\%
\]
---
Phần IV. Tự luận:
Câu 19. Ô tô m=1 tấn=1000 kg, v=60 km/h = \(60 \times \frac{1000}{3600} = 16,67 m/s\)
Xe tải m=2 tấn=2000 kg, v=10 m/s
- Động lượng ô tô:
\[
p_1 = m_1 v_1 = 1000 \times 16,67 = 16.670\, kg\,m/s
\]
- Động lượng xe tải:
\[
p_2 = 2000 \times 10 = 20.000\, kg\,m/s
\]
- Tỉ số:
\[
\frac{p_2}{p_1} = \frac{20.000}{16.670} = 1,2
\]
Kết quả: 1,2
---
Câu 20. Xe tải tốc độ \(v=72 km/h = 20 m/s\), đường kính bánh xe d=80 cm = 0,8 m => bán kính r=0,4 m
- Chu kỳ quay bánh xe:
\[
T = \frac{2 \pi r}{v} = \frac{2 \pi \times 0,4}{20} = \frac{2,513}{20} = 0,1257\, s
\]
- Tần số:
\[
f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,1257} = 7,95\, Hz
\]
- Tốc độ góc:
\[
\omega = 2 \pi f = 2 \pi \times 7,95 = 50\, rad/s
\]
---
**Tóm tắt đáp án:**
- Câu 12: A
- Câu 13: a) Sai, b) Sai, c) Sai, d) Sai
- Câu 14: a) Sai, b) Đúng, c) Đúng, d) Đúng
- Câu 15: \(a \approx 2,7 \times 10^{-3} m/s^2\)
- Câu 16: \(v = 1,5 m/s\)
- Câu 17: \(P = 250 W\)
- Câu 18: \(\eta = 80\%\)
- Câu 19: tỉ số động lượng = 1,2
- Câu 20: \(T = 0,126 s; f = 7,95 Hz; \omega = 50 rad/s\)