Đang tải... (xem toàn văn)
Bộ giáo án chuyên đề dạy thêm vật lí 10 kì II phân theo chuyên đề , có bài tập minh hoạt, bài tập trắc nghiệm và nâng cao. có đáp án đầy đủ dùng cho giáo viên và học sinh lớp 10 , Bộ giáo án chuyên đề dạy thêm vật lí 10 kì II phân theo chuyên đề , có bài tập minh hoạt, bài tập trắc nghiệm và nâng cao. có đáp án đầy đủ dùng cho giáo viên và học sinh lớp 10 Bộ giáo án chuyên đề dạy thêm vật lí 10 kì II phân theo chuyên đề , có bài tập minh hoạt, bài tập trắc nghiệm và nâng cao. có đáp án đầy đủ dùng cho giáo viên và học sinh lớp 10
z VẬT LÝ 10 BÀI I NĂNG LƯỢNG VÀ CƠNG NĂNG LƯỢNG Năng lượng có khắp nơi xung quanh tồn ại nhiều dạng khác Năng lượng chuyển hóa từ dạng sang dạng khác truyền từ vật sang vật khác Năng lượng không tự sinh tự mà chuyển hóa từ vật sang vật khác tuyền từ dạng sang dạng khác Trong hệ SI, lượng có đơn vị joule (J), đơn vị thông dụng khác lượng calo (cal) Một calo lượng lượng cần thiế để làm tăng nhiệt độ 1g nước lên thêm 10 C 1cal 4,184 J II CÔNG CƠ HỌC Công lực không đổi Việc truyền lượng cho vật cách tác dụng lục lên vật làm vật thay đổi trạng thái chuyển động gọi thực công học (gọi tắt thực cơng) Cơng thức tính cơng VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 Cơng lực đo tích ba đại lượng: Độ lớn lực tác dụng F, độ dịch chuyển d cosin góc hợp vecto lực tác dụng vecto độ dịch chuyển theo biểu thức: A F d cos đó, F cường độ lực tác dụng lên vật làm vật chuyển động (N), d độ dịch chuyển vật (m), A công lực F đơn vị Jun (J) Lưu ý: Khi vật chuyển động theo chiều độ dịch chuyển d quãng đường s, : A F s.cos Đặc điểm công Công đại lượng vô hướng 00 900 : cơng lực có giá trị dương, gọi công phát động 900 1800 : công lực có giá trị âm, gọi cơng cản 900 : Lực vvng góc với độ dịch chuyển nên cơng Bài tập ví dụ VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 Ví dụ : Để đưa kiện hàng lên cao h = 80 cm so với mặt sàn người ta dùng xe nâng Công tối thiểu mà xe thực 9,6 kJ Tìm khối lượng kiện hàng Biết gia tốc trọng trường g = 10 m/s Hướng dẫn giải - Để nâng kiện hàng xe phải tác dụng lực có độ lớn tối thiểu trọng lượng kiện hàng: Fmin P mg - Công tối thiểu mà xe thực là: Amin P.h mgh => m A 9600 1200kg gh 10.0,8 Ví dụ : Một người nặng 60 kg lên cầu thang gồm n bậc, bậc cao 18 cm, dài 24cm Coi lực mà người tác dụng lên bậc thang không đổi trình di chuyển lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s Công tối thiểu mà người phải di thực 1,62kJ Tìm số bậc thang n Hướng dẫn giải - Lực nâng tối thiểu người có độ lớn: Fmin P mg - Độ dịch chuyển người là: d AB - Công tối thiểu người phải thực là: Amin Fmin d cos Fmin d sin mgd sin mgh A 1620 h 2, 7m mg 60.10 - Số bậc thang: n 2, 15 0,18 Ví dụ : Tính cơng trọng lực hai trường hợp sau: a) Làm đá khối lượng 2,5 kg rơi từ độ cao 20 m xuống đất b) Làm đá khối lượng 2,5 kg trượt từ đỉnh dốc dài 50 m, cao 20 m xuống chân dốc Biết gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 Hãy nhận xét kết tính cơng hai trường hợp Hướng dẫn giải a) Khi hịn đá rơi trọng lực hướng với chuyển động => Quãng đường độ dịch chuyển => A F s P.h mgh 2,5.10.20 500 J b) Khi đá trượt quãng đường s mặt phẳng nghiêng cơng trọng lực: A Px s P.s.cos VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 - Mà h s.cos A P.h 2,5.10.20 500 J - Nhận xét: Trong hai trường hợp cơng trọng lực có giá trị Ví dụ 4: Một người kéo thùng hàng khối lượng 150 kg trượt sàn nhà sợi dây có phương hợp góc 30 so với phương thẳng đứng Biết lực tác dụng lên dây 200N Tính cơng lực thùng hàng trượt 2m Hướng dẫn giải - Ta có: A F s cos - Với 900 300 600 A 200.2.cos 600 200 J Ví dụ 5: Một người nhấc vật có khối lượng 5kg lên độ cao 1,2m mang ngang đoạn 50 m Tìm cơng tổng cộng mà người thực Lấy gia tốc trọng trường g 10 m/s2 Hướng dẫn giải - Khi người mang vật ngang lực tay giữ vật có độ lớn trọng lực có phương vng góc với độ dịch chuyển nên A = - Công người sinh nhấc vật lên cao 1,2m là: A F s P.h mgh 5.10.1, 60 J Ví dụ 6: Dưới tác dụng lực kéo F theo phương ngang không đổi, vật khối lượng m bắt đầu chuyển động đường nằm ngang không ma sát Sau thời gian vật đạt vận tốc v Tìm biểu thức tính cơng lực kéo Hướng dẫn giải - Dưới tác dụng lực kéo F khơng đổi vật chuyển động nhanh dần với gia tốc a 2 - Ta có: v v0 2aS v 2aS mv - Công lực F : A F S m.a.S Ví dụ 7: Một vật có khối lượng m = kg rơi tự từ độ cao h, lấy g 10 m/s2 , sau thời gian 3s vật chưa chạm đất Tìm công trọng lực tác dụng lên vật Hướng dẫn giải - Ta có: P mg 10 N 2 - Quãng đường vật rơi tự sau 2s : s gt 10.3 45 m 2 - Công trọng lực: A P.s 10.45 450 J Ví dụ 8: Một vật khối lượng 10kg trượt với vận tốc 10 m/s vào mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát Tìm cơng lực ma sát thực đến vật dừng lại Hướng dẫn giải VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 - Ta có: Fms mg ma a g 2 - Quãng đường vật trượt đến dừng lại: v v0 2a.s v0 2as s v02 v2 2a g - Công lực ma sát: Ams Fms s.cos mg Ams v02 cos1800 2 g mv02 10.102 500 J 2 Ví dụ 9: Một xe khối lượng 1,5 tấn, khỏi hành sau 15s đạt tốc độ 54 km/h, chuyển động đường nằm ngang có hệ số ma sát 0, 02 Lấy g = 10 m/s2 Tính lực kéo cơng động xe thời gian Hướng dẫn giải - Chọn hệ Oxy hình vẽ v 15 - Gia tốc xe là: v v0 at a 1 m/s t 15 - Áp dụng định luật II Newton: Fms F N P ma 1 - Chiếu (1)/Oy, ta có: N P 0 N P mg - Chiếu (1)/Ox, ta có: F Fms ma F Fms ma m a g 1,5.103 0,02.10 1800 N - Quãng đường xe sau 15s: v v02 2as s v 152 112,5m 2a 2.1 - Công động cơ: A F s.s cos - Do lực kéo động chiều chuyển động nên 0 A F s.cos 1800.112, 4.1 20, 25.104 J Ví dụ 10: Một vật khối lượng m 10kg kéo lên mặt phẳng nghiêng góc 30 so với phương ngang lực không đổi F = 200N dọc theo đường dốc Biết hệ số ma sát 0,2 Lấy g 10 m/s Hãy xác định lực tác dụng lên vật công lực thực vật di chuyển quãng đường s = m Hướng dẫn giải VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 - Vật chịu tác dụng lực: Lực kéo F , lực P , phản lực N mặt phẳng nghiêng lực ma sát Fms - Chọn hệ Oxy hình vẽ - Áp dụng định luật II Newton: F Fms P ma 1 - Chiếu (1)/Oy, ta có: N Py 0 N P cos mg cos - Công lực tác dụng lên vật: AF F s cos 00 200 J ; AP mg s.cos1200 50 J ; AN N s.cos900 0 ; Ams Fms s.cos1800 mg.cos s 20 J Ví dụ 11: Sau cất cánh 0,5 phút, trực thăng có khối lượng m = tấn, lên đến độ cao h Coi chuyển động nhanh dần lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s Công động trực thăng thực 64,8.106 J Tìm h Hướng dẫn giải - Các lực tác dụng vào trực thăng: trọng lực P lực kéo F động - Trực thăng lên nhanh đần theo phương thẳng đứng nên ta có: F P ma F m g a 2h - Gia tốc trực thăng: h at a 2 t 2h - Công lực kéo: A F s m g h h 900m t Ví dụ 12 (SBT KNTT): Một tế bào thể người coi động siêu nhỏ, người hoạt động, tế bào sử dụng lượng hóa học để thực cơng Trong nhịp hoạt động, tế bào sinh lực 1,5.10 -12 N để dịch chuyển nm Tính cơng mà tế bào sinh nhịp hoạt động Hướng dẫn giải 12 9 20 - Công mà tế bào sinh ra: A F s 1,5.10 8.10 1, 2.10 J Ví dụ 13 ( SBT KNTT): Một vật có khối lượng m = kg đứng yên bị tác dụng lực F bắt đầu chuyển động thẳng Độ lớn lực F quãng đường s mà vật được biểu diễn đồ thị (hình bên) Tính cơng lực VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 Hướng dẫn giải - Công lực F quãng đường diện tích giới hạn đồ thị (F, s) hình - Từ đồ thị, tính diện tích hình thang: SOABC 15 88 - Suy ra, cơng A 88 J Ví dụ 14: Đồ thị hình biểu diễn lực tác dụng người cơng nhân thay đổi q trình kéo bao tải mặt phẳng nghiêng độ dịch chuyển ứng theo phương lực Tính cơng người công nhân Hướng dẫn giải - Dựa vào đồ thị, q trình kéo bao tải người cơng nhân mặt phẳng nghiêng chia thành giai đoạn Giai đoạn 1: Độ dịch chuyển d1 100cm 1m , lực kéo không đổi với độ lớn 200N - Công người công nhân giai đoạn 1: A1 F1.d1 200 J Giải đoạn 2: Độ dịch chuyển d 0 , lực kéo tăng lên đến 300 N - Công người công nhân giai đoạn 2: A2 0 J Giai đoạn 3: Độ dịch chuyển d3 50cm 0,5m , lực kéo không đổi với độ lớn 300N - Công người công nhân giai đoạn 3: A3 F3 d3 300.0,5 150 J Giai đoạn 4: Độ dịch chuyển d 0 , lực kéo giảm xuống cịn 100N - Cơng người cơng nhân giai đoạn 4: A4 0 J Giai đoạn 5: Độ dịch chuyển d5 50cm 0,5m , lực kéo khơng đổi có độ lớn 100N - Cơng người côn nhân giai đoạn 5: A5 F5 d5 100.0,5 50 J Giai đoạn 6: Độ dịch chuyển d 0 , lực kéo giảm - Công người công nhân giai đoạn 6: A6 0 J - Công người công nhân thực trình là: A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 = 400 J Ví dụ 15 (SBT KNTT): Một người y tá đẩy bệnh nhân nặng 87 kg xe băng ca nặng 18 kg làm cho bệnh nhân xe băng ca chuyển động thẳng mặt sàn nằm ngang với gia tốc khơng đổi 0,55 m/s (hình 23.3) Bỏ qua ma sát bánh xe mặt sàn a) Tính cơng mà y tá thực bệnh nhân xe băng ca chuyển động 1,9 m VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 b) Sau quãng đường dài y tá tiêu hao cơng 140 J ? Hướng dẫn giải a) Độ lớn lực đẩy y tá: F ma 87 18 0,55 57, 75 N - Công mà y tá thực hiện: A F s 57, 75.1,9 109, J b) Khi y tá tiêu hao công 140 J, quãng đường chuyển động xe băng ca là: A ' 140 s' 2, 4m F 57, 75 Ví dụ 16 ( SBT CTST): Trong hồ bơi, có hai cách để nhảy từ vị trí bục cao xuống nước (hình 15.5) Cách thứ nhất, nhảy trực tiếp từ xuống Các thừ hai, vận động viên trượt từ cao xuống cầu truợt Trong hai cách trên, cách lượng bị hao phí ? Giải thích Hướng dẫn giải - Nhảy trực tiếp gây hao phí ma sát vận động viên với khơng khí nhỏ nhiều so với ma sát với thành cầu trượt Ví dụ 17 ( SBT CTST): Trong q trình leo xuống vách núi, người leo núi chuyển động từ cao xuống đất hệ thống dây an toàn Người lấy dây quấn quanh vòng kim loại để sợi dây cọ sát vào vịng Ngồi ra, lực ma sát chân với vách núi tạo trình chuyển động đáng kể Hãy giải thích nguyên nhân việc tạo ma sát trình chuyển động vận động viên phương diện lương Hướng dẫn giải - Nhờ vào việc tạo lực ma sát lực cản mà phần lớn lượng chuyển hóa thành nhiệt sợi dây vòng kim loại, khiến tốc độ vận động viên khơng q lớn q trình leo xuống núi Ví dụ 18 ( SBT CTST): Một kỹ sư xây dựng nặng 75 kg trèo lên thang dài 2,75 m Thang dựa vào tường thẳng đứng tạo góc với mặt phẳng ngang (Hình 15.7) a) Tính cơng trọng lực tác dụng lên kĩ sư người leo từ chân đến đỉnh thang b) Đáp án câu a có phụ thuộc vào tốc độ người kĩ sư VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 trình leo hay khơng ? Hướng dẫn giải a) Cơng trọng lực tác dụng vào kĩ sư trèo lên hết thang: AP mgl cos 2021, 25 J (l chiều dài thang) b) Không phụ thuộc vào việc tốc độ thay đổi q trình leo thang Ví dụ 19 ( SBT CTST): Một đàn piano có khối lượng 380 kg giữ cho trượt xuống đoạn dốc dài 2,9 m, nghiêng góc 100 so với phương ngang Biết lực người tác dụng có phương song song với mặt phẳng nghiêng hình Bỏ qua ma sát Lấy g 9,8 m / s Hãy xác định a) lực người tác dụng lên đàn piano b) công lực người tác dụng lên đàn piano c) công trọng lực tác dụng lên đàn piano d) tổng công tất lực tác dụng lên đàn piano Hướng dẫn giải a) Lực người tác dụng lên đàn piano: F mg sin 646, 67 N b) Công người đàn ông thực hiện: AF F d cos 1875,33 J c) Công trọng lực: AP mgd cos 90 1875, 33J d) Tổng công thực lên đàn piano: A AF AP AN 0 Ví dụ 20 ( SBT CTST): Trong trị chơi kéo co, hai đội kéo sợi dây lúc gần lực kéo hai đội cân (xem hình) Lực hai đội tác dụng lên dây có sinh cơng khơng ? Công đội tác dụng lên mặt đất ? Có tồn cơng vất vật khơng ? VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 Hướng dẫn giải - Vì khơng có dịch chuyển nào, sợi dây khơng bị dịch chuyển nên không tồn công thực Tương tư, cơng đội tác dụng lên mặt đất không Tuy nhiên, công có tồn thể người kéo Ví dụ: Tim người tác dụng lực lên máu để đưa máu khắp thể Bài tập trắc nghiệm Câu 1: (SBT CTST): Phát biểu sau sai nói lượng? A Năng lượng đại lượng vơ hướng B Năng lượng chuyển hóa từ dạng sang dạng khác C Năng lượng ln đại lượng bảo tồn D Trong hệ SI, đơn vị lượng calo Câu 2: (SBT KNTT): Đại lượng sau dạng lượng? A nhiệt Câu 3: B động D quang (SBT KNTT): Năng lượng từ pin Mặt Trời có nguồn gốc A lượng hóa học Câu 4: C hóa B lượng nhiệt C lượng hạt nhân D quang (SBT KNTT): Một lực F có độ lớn không đổi tác dụng vào vật chuyển động với vận tốc v theo phương khác hình Độ lớn cơng lực F thực xếp theo thứ tự tăng dần A (a, b, c) Câu 5: B (a, c, b) C (b, a, c) D (c, a, b) (SBT KNTT): Một vật chuyển động dọc theo chiều dương trục Ox bị tác dụng hai lực có độ lớn F1 , F2 phương chuyển động Kết vận tốc vật nặng tăng lên theo Ox Phát biểu sau đúng? A F1 sinh công dương, F2 không sinh công VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II ... ? ?10. 45 450 J Ví dụ 8: Một vật khối lượng 10kg trượt với vận tốc 10 m/s vào mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát Tìm cơng lực ma sát thực đến vật dừng lại Hướng dẫn giải VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II. .. ma sát VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 thực bằng: A 16J B – 16J C -8J D 8J Câu 28: Một tàu thủy chạy song theo đường thẳng kéo sà lan chở hàng với lực không đổi 5 .103 N, thực công 15 .106 J Sà lan... 50 kg chuyển động lên dốc, dài 10 m nghiêng 30 so với đường nằm ngang Lực ma sát Fms 40 N , lấy g ? ?10 m / s Công lực kéo F theo VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II z VẬT LÝ 10 phương song song với mặt phẳng