ôn tập vật lý 10 hk2

Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn T Hng Sn CHNG IV: CC NH LUT BO TON CH 1: NG LNG. NH LUT BO TON NG LNG A. CC DNG BI TP V PHNG PHP GII Dng 1: : Tính động lợng của một vật, một hệ vật. - ng lng p ca mt vt cú khi lng m ang chuyn ng vi vn tc v l mt i lng c xỏc nh bi biu thc: p = m v - n v ng lng: kgm/s hay kgms -1 . - ng lng h vt: 1 2 p p p= + ur uur uur Nu: 1 2 1 2 p p p p p = + ur ur Nu: 1 2 1 2 p p p p p = ur ur Nu: 2 2 1 2 1 2 p p p p p = + ur ur Nu: ( ) ã 2 2 2 1 2 1 2 1 2 , 2 . . osp p p p p p p c = = + + uur uur Dng 2: Bi tp v nh lut bo ton ng lng Bớc 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát Bớc 2: Viết biểu thức động lợng của hệ trớc và sau hiện tợng. Bớc 3: áp dụng định luật bảo toàn động lợng cho hệ: t s p p= uur uur (1) Bớc 4: Chuyển phơng trình (1) thành dạng vô hớng (b vecto) bằng 2 cách: + Phơng pháp chiếu + Phơng pháp hình học. *. Nhng lu ý khi gii cỏc bi toỏn liờn quan n nh lut bo ton ng lng: a. Trng hp cỏc vector ng lng thnh phn (hay cỏc vector vn tc thnh phn) cựng phng, thỡ biu thc ca nh lut bo ton ng lng c vit li: m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 ' 1 v + m 2 ' 2 v Trong trng hp ny ta cn quy c chiu dng ca chuyn ng. - Nu vt chuyn ng theo chiu dng ó chn thỡ v > 0; - Nu vt chuyn ng ngc vi chiu dng ó chn thỡ v < 0. b. Trng hp cỏc vector ng lng thnh phn (hay cỏc vector vn tc thnh phn) khụng cựng phng, thỡ ta cn s dng h thc vector: s p = t p v biu din trờn hỡnh v. Da vo cỏc tớnh cht hỡnh hc tỡm yờu cu ca bi toỏn. c. iu kin ỏp dng nh lut bo ton ng lng: - Tng ngoi lc tỏc dng lờn h bng khụng. - Ngoi lc rt nh so vi ni lc - Thi gian tng tỏc ngn. - Nu ai luc 0 ngo F ur nhng hỡnh chiu ca ai lucngo F ur trờn mt phng no ú bng khụng thỡ ng lng bo ton trờn phng ú. B. BI TP VN DNG Bi 1 : Hai vt cú khi lng m 1 = 1 kg, m 2 = 3 kg chuyn ng vi cỏc vn tc v 1 = 3 m/s v v 2 = 1 m/s. Tỡm tng ng lng ( phng, chiu v ln) ca h trong cỏc trng hp : a) v 1 v v 2 cựng hng. b) v 1 v v 2 cựng phng, ngc chiu. c) v 1 v v 2 vuụng gúc nhau Gii Trng THPT Ngụ Quyn Phỳ Quý Bỡnh Thun 1 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn a) Động lượng của hệ : p  = p  1 + p  2 Độ lớn : p = p 1 + p 2 = m 1 v 1 + m 2 v 2 = 1.3 + 3.1 = 6 kgm/s b) Động lượng của hệ : p  = p  1 + p  2 Độ lớn : p = m 1 v 1 - m 2 v 2 = 0 c) Động lượng của hệ : p  = p  1 + p  2 Độ lớn: p = 2 2 2 1 pp + = = 4,242 kgm/s Bài 2: Một viên đạn khối lượng 1kg đang bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s thì nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau. Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500 2 m/s. hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bao nhiêu? Giải - Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian nổ, đây được xem là hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng. - Động lượng trước khi đạn nổ: . t p m v p= = ur r ur - Động lượng sau khi đạn nổ: 1 2 1 2 1 2 . . s p m v m v p p= + = + ur r r ur ur Theo hình vẽ, ta có: ( )     = + ⇒ = + ⇒ = + =  ÷  ÷     2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 . . . 4 1225 / 2 2 m m p p p v m v v v v v m s - Góc hợp giữa 2 v r và phương thẳng đứng là: 0 1 1 2 2 500 2 sin 35 1225 p v p v α α = = = ⇒ = Bài 3: Một khẩu súng đại bác nằm ngang khối lượng m s = 1000kg, bắn một viên đoạn khối lượng m đ = 2,5kg. Vận tốc viên đoạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn. Giải - Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0. - Động lượng của hệ sau khi bắn súng là: đđSS vmvm  + - Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng. 0 =+ đđSS vmvm  - Vận tốc của súng là: )/(5,1 . sm m vm v S đđ =−= Bài 4: Một xe ôtô có khối lượng m 1 = 3 tấn chuyển động thẳng với vận tốc v 1 = 1,5m/s, đến tông và dính vào một xe gắn máy đang đứng yên có khối lượng m 2 = 100kg. Tính vận tốc của các xe. Giải - Xem hệ hai xe là hệ cô lập Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 2 1 p ur p ur α 2 p ur O Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn T Hng Sn - p dmg mh lut bo ton ng lng ca h. vmmvm )(. 2111 += v cựng phng vi vn tc 1 v . - Vn tc ca mi xe l: 21 11 . mm vm v + = = 1,45(m/s) Bi 5: Mt ngi khi lng m 1 = 50kg ang chy vi vn tc v 1 = 4m/s thỡ nhy lờn mt chic xe khi lng m 2 = 80kg chy song song ngang vi ngi ny vi vn tc v 2 = 3m/s. sau ú, xe v ngi vn tip tc chuyn ng theo phng c. Tớnh vn tc xe sau khi ngi ny nhy lờn nu ban u xe v ngi chuyn ng: a/ Cựng chiu. b/ Ngc chiu Gii Xột h: Xe + ngi l h kớn Theo nh lut BT ng lng ( ) 1 2 1 2 1 2 . .m v m v m m v+ = + r r r a/ Khi ngi nhy cựng chiu thỡ 1 1 2 2 1 2 50.4 80.3 3,38 / 50 80 m v m v v m s m m + + = = = + + - Vy xe tip tc chuyn ng theo chiu c vi vn tc 3,38 m/s. b/ Khi ngi nhy ngc chiu thỡ / 1 1 2 2 1 2 50.4 80.3 0,3 / 50 80 m v m v v m s m m + + = = = + + Vy xe tip tc chuyn ng theo chiu c vi vn tc 0,3m/s. CH 2: CễNG V CễNG SUT A. CC DNG BI TP Dng 1: Tính công và công suất khi biết lực F ; quãng đờng dịch chuyển và góc Cụng: A = F.s.cos = P.t (J) Cụng sut: . .cos A P F v t = = (W) Dng 2: Tính công và công suất khi biết các đại lợng liên quan đến lực( pp động lực học) và động học. Ph ơng pháp: - Xác định lực F tác dụng lên vật theo phơng pháp động lực học (ó hc trong chng 2) - Xác định quãng đờng s bằng các công thức động học. Nh: vt chuyn ng thng u: s = v.t Vt chuyn ng bin i u: 2 0 2 2 0 1 . 2 2 s v t a t v v as = + = *Chú ý: Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng thì công của hợp lực F bằng tổng công các lực tác dụng lên vật A F = A F1 + A F2 + +A Fn B. BI TP VN DNG Trng THPT Ngụ Quyn Phỳ Quý Bỡnh Thun 3 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn Bài 1: Người ta kéo một cái thùng nặng 30kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 45 0 , lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi thùng trượt được 15m. Khi thùng trượt công của trọng lực bằng bao nhiêu? Giải - Công của lực F kéo thùng đi được 15m là: Áp dụng công thức: A = F.s.cosα = 1586,25J ( trong đó: F = 150N; S = 15m; cosα = 2 2 ) - Trong quá trình chuyển động trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của A p = 0. Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 144m thì vận tốc đạt được 12m/s. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04. Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên. Lấy g = 10m/s 2 . Giải - Các lực tác dụng lên xe: N  , P  , k F  , ms F  . - Ox: k F - ms F = ma. - Oy: N – P = 0. - Gia tốc của xe là: 2 2 /5,0 2 sm s v a == - Độ lớn của lực kéo là: F k = F ms + ma = 2250N - Độ lớn của lực ma sát: F ms = μ.m.g = 57,6 N. - Công của các lực:A P = A N = 0;A K = 3,24.10 5 J;A ms = 1,44.10 5 J Bài 3: Một ôtô có khối lượng m = 1,2 tấn chuyển động đều trên mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h. Biết công suất của động cơ ôtô là 8kw. Tính lực ma sát của ôtô và mặt đường. Giải - Các lực tác dụng lên xe: N  , P  , k F  , ms F  . - Ox: k F - ms F = 0 - Oy: N – P = 0. - Độ lớn của lực kéo là: Ta có: vF t sF t A P . . === ⇒ N v P FF ms 800=== Bài 4: Một vật có khối lượng kgm 3,0= nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo NF 5 = hợp với phương ngang một góc 0 30= α . a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s. b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối. c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số 2,0= µ thì công toàn phần có giá trị bằng bao nhiêu ? Giải - Chọn trục tọa độ như hình vẽ: Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 4 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn - Các lực tác dụng lên vật: P  , N  , F  - Theo định luật II N- T: amFNP   .=++ (1) - Chiếu (1) xuống trục ox: amF .cos. = α m F a α cos. =⇒ - Vật dưới tác dụng của lực F  thì vật chuyển động nhanh dần đều. - Quãng đường vật đi được trong 5s là: α = = = = 2 2 2 3 5. 1 1 .cos 1 2 . . . . . .5 180 2 2 2 0,3 F s a t t m m a) Công của lực kéo: JsFA 5,778 2 3 .180.5cos === α b) Công suất tức thời: α α α = = = = = = . .cos 3 . .cos . . .cos 5.14,4.5. 312 2 A F s N F v F a t W t t c) Trong trường hợp có ma sát: Theo định luật II N- T: amFFNP ms   .=+++ (1) Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: αα sin sin. FgmFPN −=−= Suy ra: µ µ α = = − = − = 1 . .( . .sin ) 0,2.(0,3.10 5. ) 0,06 2 ms F N m g F N - Công của lực ma sát : JsFA msms 8,10180.06,0cos −=−== α - Công của lực kéo: JF k 5,778= - Công của trọng lực và phản lực: 0= P A  , 0= N A  - Công toàn phần của vật: = + + + = − + + = r r 778,5 10,8 0 0 767,7 k ms P N A A A A A J CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: bài toán tính động năng và áp dụng định lý biến thiên động năng 1.Động năng của vật W ® 2 1 2 mv= (J) 2. Bài toán về định lý biến thiên động năng ( phải chú ý đến loại bài tập này) ∆W đ = − = ∑ ®2 ®1 Ngo¹i lùc w w A Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 5 N  P  F  y x Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn T Hng Sn = 2 2 2 1 ngoại lực 1 1 mv mv F s 2 2 Nh k: ngoailuc F l tng tt c cỏc lc tỏc dng lờn võt. Dng 2: Tính thế năng trọng trờng, công của trọng lực và độ biến thiên thế năng trọng trờng. * Tính thế năng - Chọn mốc thế năng (W t = 0); xác định độ cao so với mốc thế năng đã chọn z(m) và m(kg). - S dng: W t = mgz Hay W t1 W t2 = A P * Tính công của trọng lực A P và độ biến thiên thế năng ( W t ): - p dụng : W t = W t2 W t1 = -A P mgz 1 mgz 2 = A P Chú ý: Nếu vật đi lên thì A P = - mgh < 0(công cản); vật đi xuống A P = mgh > 0(công phát động) B. BI TP VN DNG Bi 1: Mt viờn n cú khi lng 14g bay theo phng ngang vi vn tc 400 m/s xuyờn qua tm g dy 5 cm, sau khi xuyờn qua g, n cú vn tc 120 m/s. Tớnh lc cn trung bỡnh ca tm g tỏc dng lờn viờn n? Gii bin thiờn ng nng ca viờn n khi xuyờn qua tm g. ( ) = = 2 2 2 2 2 1 1 1 1 W = 0,014 120 400 1220,8 2 2 2 d mv mv J Theo nh lý bin thiờn ng nng A C = W d = F C .s = - 1220,8 Suy ra: 1220,8 24416 0,05 C F N = = Du tr ch lc cn. Bi 2: Mt ụtụ cú khi lng 1100 kg ang chy vi vn tc 24 m/s. a/ bin thiờn ng nng ca ụtụ bng bao nhiờu khi vn tc hóm l 10 m /s? b/ Tớnh lc hóm trung bỡnh trờn quóng ng ụtụ chy 60m. Gii bin thiờn ng nng ca ụtụ l ( ) = = 2 2 2 2 d 2 1 1 1 1 W = 1100 10 24 261800 2 2 2 mv mv J - Lc hóm trung bỡnh tỏc dng lờn ụtụ trong quóng ng 60m Theo nh lý bin thiờn ng nng A C = W d = F C .s = - 261800 Suy ra: 261800 4363,3 60 C F N = = Du tr ch lc hóm Bi 3: Mt ụ tụ cú khi lng 2 tn ang chuyn ng trờn ng thng nm ngang AB di 100m, khi qua A vn tc ụ tụ l 10m/s v n B vn tc ca ụ tụ l 20m/s. Bit ln ca lc kộo l 4000N. 1. Tỡm h s masat à 1 trờn on ng AB. Trng THPT Ngụ Quyn Phỳ Quý Bỡnh Thun 6 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn 2. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30 o so với mặt phẳng ngang. Hệ số masat trên mặt dốc là µ 2 = 35 1 . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không? 3. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có hướng và độ lớn thế nào? Giải 1. Xét trên đoạn đường AB: Các lực tác dụng lên ô tô là: ms F;F;N,P Theo định lí động năng: A F + A ms = 2 1 m )vv( 2 A 2 B − => F.s AB – µ 1 mgs AB = 2 1 m( 2 1 2 2 vv − ) => 2µ 1 mgs AB = 2Fs AB - m )vv( 2 A 2 B − => µ 1 = AB 2 A 2 BAB mgs )vv(mFs2 −− Thay các giá trị F = 4000N; s AB = 100m; v A = 10ms -1 và v B = 20ms -1 và ta thu được µ 1 = 0,05 2. Xét trên đoạn đường dốc BC. Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D Theo định lí động năng: A P + A ms = 2 1 m )vv( 2 B 2 D − = - 2 1 m 2 B v => - mgh BD – µ’mgs BD cosα = - 2 1 m 2 B v <=> gs BD sinα + µ’gs BD cosα = 2 1 2 B v gs BD (sinα + µ’cosα) = 2 1 2 B v => s BD = )cos'(sing2 v 2 B αµ+α thay các giá trị vào ta tìm được s BD = 3 100 m < s BC Vậy xe không thể lên đến đỉnh dốc C. 3. Tìm lực tác dụng lên xe để xe lên đến đỉnh dốc C. Giả sử xe chỉ lên đến đỉnh dốc: vc = 0, S BC = 40m Khi đó ta có: A F + A ms + A p = - 2 1 m 2 B v => Fs BC - mgh BC – µ’mgs BC cosα = - 2 1 m 2 B v => Fs BC = mgs BC sinα + µ’mgs BC cosα - 2 1 m 2 B v => F = mg(sinα + µ’cosα) - BC 2 B s2 mv = 2000.10(0,5 + 35 1 . 2 3 )- 40.2 400.2000 = 2000N Vậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc. Bài 4: Một xe có khối lượng m =2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là 0,2 µ = , lấy g = 10m/s 2 . a. Tính lực kéo của động cơ. b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30 o so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết vận tốc tại chân C là 72km/h. Tìm chiều dài dốc BC. c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD. Giải Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 7 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn a. Vì xe chuyển đông với vận tốc không đổi là 6km/h nên ta có: 3 . . 0,2.2.10 .10 4000 k ms F f m g N µ = = = = b. Theo định lý biến thiên động năng, Ta có: 2 2 1 1 . 2 2 c B P N mv m v A A− = + ur uur Do 0 N A = uur Nên 2 2 1 1 . 2 2 c B P mv m v A− = ur Trong đó: . . .sin P A m g BC α = ur 2 2 1 1 . 2 2 c B mv m v− = . . .sinm g BC α Suy ra: α − − = = ; 2 2 2 2 20 1,6 39,7 1 2. .sin 2.10. 2 c B v v BC m g c. Gia tốc trên đoạn CD. Ta có: − − = ⇒ = − = = − 2 2 2 2 2 20 2. . 1 / 2. 2.200 C D C v v v a CD a m s CD Mặt khác: µ µ − = − ⇒ = − ⇒ = = = 1 . . . . 0,1 10 ms a f m a m g m a g Bài 5: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s. Xác định công và công suất trung bình của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ =0,01. Lấy g = 10m/s 2 . Giải - Các lực tác dụng lên xe là: F  ; ms F  ; N  ; P  - Theo định luật II Niu tơn: amPNFF ms   =+++ Trên Ox: F – F ms = s v m .2 . 2 ms FF =⇒ + s v m .2 . 2 - Công của trọng lực: A = F.s = ( ms F + s v m .2 . 2 ).s A = 4250J - Công suất trung bình của xe là: + Ta có: v =a.t ⇒ t = a v = 2,5s W t A P 1700 5,2 4250 ===⇒ Bài 6: Một vật có khối lượng 10 kg, lấy g = 10 m/s 2 . Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 8 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn a/ Tính thế năng của vật tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế năng tại mặt đất. b/ Nếu lấy mốc thế năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên c/ Tính công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả thu được. Giải Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0 a/ + Tại độ cao h 1 = 3m W t1 = mgh 1 = 60J + Tại mặt đất h 2 = 0 W t2 = mgh 2 = 0 + Tại đáy giếng h 3 = -3m W t3 = mgh 3 = - 100J b/ Lấy mốc thế năng tại đáy giếng + Tại độ cao 3m so mặt đất h 1 = 8m W t1 = mgh 1 = 160J + Tại mặt đất h 2 = 5m Wt 2 = mgh 2 = 100 J + Tại đáy giếng h 3 = 0 W t3 = mgh 3 = 0 c/ Công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. A 31 = W t3 – W t1 + Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất A 31 = W t3 – W t1 = -100 – 60 = -160J +Khi lấy mốc thế năng đáy giếng A 31 = W t3 – W t1 = 0 – 160 = -160J Bài 7: Một vật có khối lượng 3 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó W t1 = 500J. Thả vật rơi tự do đến mặt đất có thế năng W t1 = -900J. a/ Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất. b/ Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn. c/ Tìm vận tốc của vật khi vật qua vị trí này. Giải - Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên Ta có: W t1 – W t2 = 500 – (- 900) = 1400J = mgz 1 + mgz 2 = 1400J Vậy z 1 + z 2 = 1400 47,6 3.9,8 m= Vậy vật rơi từ độ cao 47,6m b/ Tại vị trí ứng với mức không của thế năng z = 0 - Thế năng tại vị trí z 1 W t1 = mgz 1 1 500 17 3.9,8 z m⇒ = = Vậy vị trí ban đầu cao hơn mốc thế năng đã chọn là 17m c/ Vận tốc tại vị trí z = 0 Ta có: v 2 – v 0 2 = 2gz 1 Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 9 z Z 2 o B Z 1 A Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn 1 2 18,25 /v gz m s⇒ = = CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG 1. Động năng: W đ = 1 2 mv 2 2. Thế năng: W t = mgz 3.Cơ năng: W = W đ +W t = 1 2 mv 2 + mgz * Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng - Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất và tại chân mặt phẳng nghiêng). - Tính cơ năng lúc đầu ( 2 1 1 1 1 W 2 mv mgh= + ), lúc sau ( 2 2 2 2 1 W 2 mv mgh= + ) - Áp dụng: W 1 = W 2 - Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán. Chú ý: chỉ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng khi hệ không có ma sát ( lực cản) nếu có thêm các lực đó thì A c = ∆ W = W 2 – W 1 . ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng). B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10m/s 2 . Hãy tính: a. Độ cao h. b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng. Giải a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất ( tạiB). + Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật): W (O) = 2 1 . 2 o mv mgh+ Cơ năng tại B ( tại mặt đất). W(B) = 2 1 2 mv Theo định luật bảo toàn cơ năng. W(O) = W(B). ⇔ 2 1 2 o mv mgh+ = 2 1 2 mv ⇒ h = 2 2 900 400 25 2 20 o v v m g − − = = b.Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. Gọi A là độ cao cực đại mà vật đạt tới. + Cơ năng tại A W( )A mgH= Cơ năng tại B W(B) = 2 1 2 mv Theo định luật bảo toàn cơ năng W(A) = W(B) Trường THPT Ngô Quyền – Phú Quý – Bình Thuận 10 H h z O A B [...]... lỵng 100 J Gi¶i a TÝnh c«ng do khÝ thùc hiƯn ®ỵc: A = p( V2 − V1 ) = p.∆V Víi p = 2 .104 N / m 2 vµ ∆V = V2 − V = 2lÝt = 2 .10 3 m 3 1 Suy ra: A = 2 .104 .2 .10 3 = 40 J V× khÝ nhËn nhiƯt lỵng ( Q > 0 ) vµ thùc hiƯn c«ng nªn: A = −40 J b §é biÕn thiªn néi n¨ng: ¸p dơng nguyªn lý I N§LH ∆U = Q + A Víi Q = 100 J vµ A = −40 J Suy ra: ∆U = 100 − 40 = 60 J Bài 3: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2 .105 N/m2... 2 .101 1 Pa a.Ta có: F = −6 −3 l0 S ∆l 0,5 .10 10 F l S E / 100 .2,5 ∆l ⇒ ∆l / = 0 = = 2,5 .10 3 m = 0, 25cm b.Ta có: F = −6 11 l0 S E 0,5 .10 2 .10 F = 2 .101 1 × 2 .10 4 × 1,5 / Vậy chiều dài sẽ là: l = l0 + ∆l = 250 + 0, 25 = 250, 25cm Bài 5: một thanh trụ tròn bằng đồng thau dài 10cm, suất đàn hồi 9 .109 Pa, có tiết diện ngang 4cm a Tìm chiều dài của thanh khi nó chịu lực nén 100 000N b Nếu lực nén giảm đi một nửa... S 3,14 1,5 .10 −3 11 E .lo α ∆t 2 .10 12 .10 6.30 Ta có: lo S E.S.α ∆t 4 Fdh = P = m.g = E ∆l ⇒ m = = = = 12,7kg l0 g g 10 Bài 4 Tính lực cần đặt vào thanh thép với tiết diện S = 10cm 2 để khơng cho thanh thép dãn nở khi bị đốt nóng từ 20oC lên 50oC , cho biết α = 12 .10 6 K −1 , E = 2 .101 1 Pa Hướng dẫn Ta có: ∆l = lo α ∆t S S 11 −4 −6 Có: F = E ∆l = E .α lo ∆t = E.S.α ∆t = 2 .10 10 .10 12 .10 30 = 72000... để chiều dài của thanh vẫn là khơng đổi Giải - Chiều dài của thanh khi chịu lực nén F = 100 000N F l F l0 4 S E 100 000.0,1.4 ∆l ⇒ ∆l = 0 = = = 0, 08cm Ta có: F = 2 l0 S E π d E 3,14.16 .10 4.9 .109 Vậy: l = l0 − ∆l = 10 − 0, 08 = 9,92cm Trường THPT Ngơ Quyền – Phú Q – Bình Thuận 24 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 / b Bán kính của thanh khi F = - Khi nén bằng lực F: F = Tạ Hồng Sơn F 2 S E ∆l (1) l0... Quyền – Phú Q – Bình Thuận 27 Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn σ π d 73 .10 3.3,14.0,4 .10 −3 ⇔ mg = σ π d ⇒ m = = = 9,4 .10 −6 kg = 0,0094 g g 9,8 Bài 3: Nhúng một khung hình vng có chiều dài mỗi cạnh là 10cm vào rượu rồi kéo lên Tính lực tối thiểu kéo khung lên, nếu biết khối lượng của khung là 5g cho hệ số căng bề mặt của rượu là 24 .10- 3N/m và g = 9,8m/s2 Giải Lực kéo cần thiết... + 2σ l = 5 .10 9,8 + 2.24 .10 4 .10 = 0, 068 N Bài 4: Có 20cm3 nước đựng trong một ống nhỏ giọt có đường kính đầu mút là 0,8mm Giả sử nước trong ống chảy ra ngồi thành từng giọt một hãy tính xem trong ống có bao nhiêu giọt, cho biết σ = 0, 073 N / m, D = 103 kg / m3 , g = 10m / s 2 Giải V - Khi giọt nước bắt đầu rơi: P = F ⇔ m1 g = σ l ⇔ V1 Dg = σ l với V1 = 1 n −6 3 V VDg 20 .10 10 10 = = 109 0 giọt -... ra thêm 0,8mm S 8 .10 −6 F = Fdh = E ∆l = 7 .101 0 .0.8 .10 −3 = 224 N Ta có: lo 2 b Ta có: ∆l 0,8 .10 −3 ∆l = α lo ( t − t0 ) ⇒ t = + t0 = + 20 = 37,4o C −5 lo α 2.2,3 .10 Bài 3:Ở một đầu dây thép đường kính 1,5mm có treo một quả nặng Dưới tác dụng của quả nặng này, dây thép dài ra thêm một đoạn bằng khi nung nóng thêm 30oC Tính khối lượng quả nặng Cho biết α = 12 .10 6 K −1 , E = 2 .101 1 Pa Hướng dẫn... l0 =1,8m; d = 0,8mm =8 .10- 4 m ; ∆l =10- 3 m 4.25.1,8 = 8,95 .101 0 Pa Nªn: E = 2 −4 −3 3,14 8 .10 10 ( ) Bài 3:Mét thanh thÐp dµi 4m, tiÕt diƯn 2cm2 Ph¶i t¸c dơng lªn thanh thÐp mét lùc kÐo b»ng bao nhiªu ®Ĩ thanh dµi thªm 1,5mm? Cã thĨ dïng thanh thÐp nµy ®Ĩ treo c¸c vËt cã träng lỵng b»ng bao nhiªu mµ kh«ng bÞ ®øt? BiÕt st Young vµ giíi h¹n h¹n bỊn cđa thÐp lµ 2 .101 1Pa vµ 6,86 .108 Pa Gi¶i Ta cã: F = k... Bài 4: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s Bỏ qua sức cản của khơng khí và lấy g = 10ms-2 1 Tìm cơ năng của vật 2 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được 3 Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó 4 Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó Giải... giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn v 2 900 1 2 mgH ⇒ H= = = 45m mv = 2 g 20 2 c Gọi C là điểm mà Wđ(C) = 3Wt (C) - Cơ năng tại C: ⇔ 2 W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) = mvc 2 3 Theo định luật bảo tồn cơ năng 2 1 3 30 W(C) = W(B) ⇔ mvc 2 = mv 2 ⇒ vC = v = 3 = 15 3m / s 4 2 3 2 Bài 2: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2 a/ . pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Tạ Hồng Sơn a. Vì xe chuyển đông với vận tốc không đổi là 6km/h nên ta có: 3 . . 0,2.2 .10 .10 4000 k ms F f m g N µ = = = = b. Theo định lý biến thiên động. 0,2.(0,3 .10 5. ) 0,06 2 ms F N m g F N - Công của lực ma sát : JsFA msms 8 ,101 80.06,0cos −=−== α - Công của lực kéo: JF k 5,778= - Công của trọng lực và phản lực: 0= P A  , 0= N A  - Công. = = Bài 2: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2. a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất. b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt. c/