Phương pháp giải bài tập 10 toàn tập

Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU A TĨM TẮT LÝ THUYẾT 1.Định nghĩa: Là chuyển động có quỹ đạo đường thẳng có tốc độ trung bình qng đường 2.Véc tơ vận tốc: - Gốc đặt vật chuyển động - Hướng theo hướng chuyển động (khơng đổi) - Độ lớn v = s t • Chú ý: Nếu chọn trục Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo đó: + v > véc tơ vận tốc chiều với chiều dương trục tọa độ + v < véc tơ vận tốc ngược chiều với chiều dương trục tọa độ 3.Gia tốc: a = s = v.t = v ( t − t0 ) Qng đường chuyển động thẳng đều: *Chó ý: v > ; ∆t lµ thêi gian chun ®éng th¼ng ®Ịu kĨ tõ lóc b¾t ®Çu C§ t NÕu t0= th× ∆t = t c«ng thøc lµ: s = v.t 5.Phương trình chuyển động thẳng đều: - Tổng qt: : x = x0 + s = x0 + v ( t − t ) + x0 tọa độ ban đầu + t0 thời điểm ban đầu *Các trường hợp riêng: - Nếu chọn gốc O trùng với vị trí ban đầu vật: x = v ( t − t0 ) - Nếu trọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu chuyển động: x = x0 + s = x0 + vt Nếu chọn gốc O trùng với vị trí ban đầu vật, trọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu chuyển động: x = v.t s = x−x * Qng đường vật: B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định vận tốc, qng đường thời gian chuyển động thẳng Xác định vận tốc trung bình : -Sử dụng cơng thức chuyển động thẳng đều: S = v.t - Cơng thức tính vận tốc trung bình vtb = S S1 + S + + S n = t t1 + t2 + + tn Bài 1: Một xe chạy 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40km/h.Tính tốc tốc trung bình xe suốt thời gian chuyển động ĐS: vtb =48km / h Bài 2: Một xe nửa đoạn đường với tốc độ trung bình v1=12km/h nửa đoạn đường sau với tốc độ trung bình v2 =20km/h Tính tốc độ trung bình đoạn đường ĐS: vtb =15km / h Bài 3: Một ơtơ đường phẳng với v = 60 km/h, sau lên dốc phút với v = 40km/h Coi ơtơ chuyển động thẳng Tính qng đường ơtơ giai đoạn ĐS: S = 7km Dạng 2: Viết phương trình chuyển động định vị trí thời điểm hai xe (hai vật) gặp -B1: Chọn HQC +Trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo chuyển động +Gốc tọa độ (thường gắn với vị trí ban đầu vật hoắc 2) +Gốc thời gián (Lúc vật vật bắt đầu chuyển dộng) +Chiều dương (thường chọn chiều chuyển động vật chọn làm gốc) x Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn B2 : Thiết lập phương trình chuyển động cho vật Đối với chuyển động thẳng đều, ta có cơng thức : Chú ý: Vật : x1 = x01 + v ( t − t01 ) (1) Vật : x2 = x02 + v ( t − t02 ) (2) Nếu vật chuyển động chiều dương v>0 ngược lại Vật phía dương trục tọc độ x>0 ngược lại Nếu chọn gốc thời gian trùng với thời điểm vật bắt đầu chuyển động t01 = t02 = B3 : Khi hai xe gặp chúng có tọa độ, ta có : x1 = x2 (*) B4 : Giải phương trình (*) ta tìm t, thời gian tính từ gốc thời gian thời điểm hai xe gặp Thay lại t vào (1) (2) ta tìm lại vị trí mà hai xe gặp * Chú ý: Khoảng cách hai vật: ∆x = x2 − x1 Bài 1: Lúc giờ, người A chuyển động thẳng với v = 36km/h đuổi theo người B chuyển động với v = 5m/s Biết AB = 18km Viết phương trình chuyển động người Lúc đâu người đuổi kịp ĐS: xA = 36t ; xB = x0 + vB.t = 18 + 18t Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2 ⇒ t = 1h ⇒ xA = xB = 36km Bài : Hai thành phố A B cách 100km Lúc giờ, xe từ A B chuyển động thẳng với vận tốc 60 km/h Cùng lcú đó, xe khác từ B A với vận tốc 40km/h a Lập phương trình chuyển động hai xe b Hai xe gặp lúc giờ, đâu ? ĐS : x1 = 60t, x2 = -40t+100 b Hai xe gặp lúc 9h, cách A 60km Bài 3: Lúc hai xe ơtơ xuất phát đồng thời từ địa điểm A B cách 240km chuyển động ngược chiều Hai xe gặp lúc Biết vận tốc xe xuất phát từ A 15m/s Chọn trục Ox trùng với AB, gốc toạ độ A a/ Tính vận tốc xe B b/ Lập phương trình chuyển động xe c/ Xác định toạ độ lúc xe gặp a.v2 = S2 = 66km/h t b/ x1 = 54t ; x2 = 240 – 66t c/ Khi hai xe gặp nhau: x1 = 54.4 = 108km Bài : Tàu cao tốc Phú Hưng xuất bến Phú Q với vận tốc 40km/h để vào Phan Thiết Cùng lúc đó, Phan Thiết tàu Q Hương Phú Q với vận tốc 20km/h Biết Phú Q Phan Thiết cách 120km a Lập phương trình chuyển động hai tàu với gốc tọa độ Phú Q b Xác định thời điểm vị trí hai tàu gặp c Tìm khoảng cách hai tàu sau 1giờ d Hai tàu cách 30km sau thời gian ? e Nếu tàu Phú Hưng khởi hành trễ nửa tiếng sau hai tàu gặp Dạng 3: Dựa vào đồ thị đề viết phương trình chuyển động, tìm vị trí thời điểm hai vật gặp 1.Dạng đồ thị tọa độ - thời gian có dạng đường thăng 2.Cách vẽ: Xác định điểm 3.Đặc điểm chuyển động theo đồ thị: + v > ⇒ Đồ thị dốc lên Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn + v < ⇒ Đồ thị dốc xuống +Nếu đồ thị song song hai vật có vận tốc +Nếu hai đồ thị cắt M : - Hồnh độ điểm M cho ta biết thời điểm hai vật gặp - Tung độ điểm M cho ta biết vị trí hai vật gặp 4.Cơng thức vận tốc: v = x2 − x1 t2 − t1 Bài Đồ thị chuyển động người người xe đạp biểu diễn hình bên a Lập phương trình chuyển động người b Dựa vào đồ thị, xác định vị trí thời điểm mà người gặp c Từ phương trình chuyển động, tìm lại vị trí thời điểm mà người gặp Bài : Đồ thị tọa độ – thời gian chuyển động hai xe biểu diễn hình vẽ a.Nêu đặc điểm chuyển động xe (vị trí khởi hành, chiều chuyển động, độ lớn vận tốc) b Lập phương trình chuyển động xe Bài 3: Hãy mơ tả chuyển động ứng với đồ thị hình bên Lập phương trình chuyển động ứng với giai đoạn OA BC x(cm) 10 A B C O CHỦ ĐỀ 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI THẲNG ĐỀU A.TĨM TẮT LÝ THUYẾT Gia tốc chuyển động thẳng biến đổi a Là đại lượng vật lí đặt trưng cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc v − v0 ∆v = = const (1) t − t0 ∆t     v − v ∆v = b Véc tơ gia tốc: a = t − t0 ∆t - Giá trị đại số a= - Đặc điểm véc tơ gia tốc: + Gốc vật chuyển động +Phương khơng đổi theo phương quỹ đạo +Chiều khơng đổi:  -Nếu av > ( a, v hướng) vật chuyển động nhanh dần Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận t(s) Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn  -Nếu av < ( a, v ngược hướng) vật chuyển động chậm dần + Độ lớn khơng đổi c Đơn vị: m/s2 Vận tốc: a Cơng thức vận tốc: - Dạng tổng qt: v = v0 + a ( t − t0 ) - Nếu chọn gốc thời gian thời điểm t0 v = v0 + a.t Chú ý: Chuyển động thẳng NDĐ: av>0 Chuyển động CDĐ: av ⇒ Vật chuyển động chiều dương trục tọa độ + v < ⇒ Vật chuyển động ngược chiều dương trục tọa độ - Độ lớn thay đổi, tăng giảm theo thời gian Chú ý: Nếu chọn chiều dương chiều chuyển động thì: - Chuyển động NDĐ: a > - Chuyển động CDĐ: a < Cơng thức qng đường: - Tổng qt: s = v0 ( t − t0 ) + a ( t − t0 ) - Nếu chọn gốc thời gian thời điểm t0 Toạ độ.(phương trình chuyển động): - Tổng qt: s = v t + at 2 x = x0 + s = x0 + v0 ( t − t ) + a ( t − t ) - Nếu chọn gốc thời gian thời điểm t0 thì: x = xo + vot + at Hệ thức liên hệ a, v s : v − v = 2as B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định vận tốc, gia tốc, qng đường chuyển động thẳng biến đổi - Chọn chiều dương chiều chuyển động; gốc thời gian thời điểm bắt đầu khảo sát chuyển động - Sử dụng cơng thức: - Gia tốc: a = v − v0 t - Vận tốc: v = v0 + at - Qng đường S = v0.t + ½ at2 - Cơng thức độc lập thời gian: v2 – v02 = 2.a.S Chú ý: + Nhận biết vận tốc ban đầu v0: Khi vật bắt đầu chuyển động, bắt đầu khởi hành, vật thả rơi (v0 = 0) + Vận tốc sau v : Dừng, hãm,…… + Chun ®éng nhanh dÇn ®Ịu a, v cïng dÊu ( av > ) + Chun ®éng chËm dÇn ®Ịu a, v ngỵc dÊu ( av < ) Bài 1: Một đồn tàu chuyển động với v0 = 72km/h hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54km/h a/ Sau kể từ lúc hãm phanh tàu đạt v = 36km/h sau dừng hẳn b/ Tính qng đường đồn tàu lúc dừng lại ĐS: t2 = Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận v2 − v0 v −v v2 − v2 = 20 s ; t3 = = 40 s b/ S = = 400m a a 2.a Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Bài 2: Một tơ chuyển động thẳng với vận tốc 72km/h hãm tốc độ chuyển động chậm dần Sau 25s vận tốc 36km/h Tính: a Gia tốc xe (-0,4m/s2) b Vận tốc xe thời điểm sau hãm tốc độ 30s (8m/s) c Qng đường tơ 30s (420m) Bài : Xe máy chuyển động thẳng nhanh dần từ trạng thái nghỉ, 3s đầu qng đường 2,5m a) Tìm gia tốc vận tốc xe máy lúc t= 3s b) Tìm qng đường xe máy giây thứ Dạng 2: Lập phương trình chuyển động xác định vị trí thời điểm vật gặp Bước 1: Chọn gốc toạ độ, chiều dương, gốc thời gian Bước 2: Xác định x0 ; v0 thời điểm đầu t0 Xác định gia tốc a ( Chú ý dấu chúng) Bước 3: Viết phương trình chuyển động: x = x0 +v0.(t-t0) + a(t-t0)2 Nếu gốc thời gian thời điểm đầu (t0 = 0): x = x0 +v0t + at2 * Lúc gặp hai vật có toạ độ : x1 = x2 = >Thời điểm t ; thay t vào x1 x2 => toạ độ x Bài 1: Cùng lúc từ hai điểm A B cách 50m có hai vật chuyển động ngược chiều để gặp Vật thứ xuất phát từ A chuyển động với vận tốc 5m/s, vật thứ hai xuất phát từ B chuyển động nhanh dần khơng vận tốc đầu với gia tốc 2m/s Chọn trục Ox trùng với đường thẳng AB, gốc O trùng với A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian lúc xuất phát a Viết phương trình chuyển động vật b Xác định thời điểm vị trí lúc hai xe gặp c Xác định thời điểm mà hai vật có vận tốc Bài 2: Phương trình vật chuyển động: x = 6t2 – 18t + 12 cm/s Hãy xác định a/ Vận tốc vật, gia tốc chuyển động cho biết tính chất chuyển động b/ Vận tốc vật thời điểm t = 2s c/ Toạ độ vật có v = 36cm/s Bài 3: Hai người xe đạp khởi hành lúc ngược chiều Người thứ có vận tốc đầu 18km/h lên dốc chậm dần với gia tốc 20cm/s người thứ hai có vận tốc đầu 5,4km/h xuống dốc nhanh dần với gia tốc 0,2m/s2 Khoảng cách hai người 130m a Viết phương trình chuyển động hai người b Tìm vị trí thời điểm hai người gặp c Khoảng cách hai người sau 8s d Qng đường người sau 5s CHỦ ĐỀ 3: SỰ RƠI TỰ DO A TĨM TẮT LÝ THUYẾT I Rơi tự Định nghĩa: Sự rơi tự rơi tác dụng trọng lực 2.Hệ quy chiếu: gắn với đất, trục Oy thẳng đứng, hướng xuống, gốc tọa độ O điểm thả rơi Đặc điểm chuyển động rơi tự do: a.Phương, chiều: -Phương: Phương thẳng đứng -Chiều: Chiều từ xuống b.Tính chất chuyển động rơi tự : Chuyển động nhanh dần với vận tốc ban đầu v0 = gia tốc a = g = số   a=g : c.Gia tốc rơi tự do: Các cơng thức: - Cơng thức vận tốc : v = v0 + at - Cơng thức đường đi: s = v0 t + at Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận → v = gt → s= gt Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Cơng thức liên hệ: ThS Tạ Hồng Sơn v − v02 = 2as → v = gs - Phương trình tọa độ : • Chọn gốc tọa độ O vị trí rơi , phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống: y= gt (trừơng hợp s = y ) * Chú ý: Nếu chọn gốc tọa độ O mặt đất , phương thẳng đứng, chiều dương hướng lên: B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Xác định qng đường, vận tốc, thời gian vật rơi tự do: * Áp dụng cơng thức: v = gt - Cơng thức vận tốc : - Cơng thức liên hệ: v = gs - Cơng thức đường đi: s= gt → Thời gian: t= 2s g Bài 1: Một vật rơi tự từ độ cao 20m xuống đất, g = 10m/s2 a/ Tính thời gian để vật rơi đến đất (2s) b/ Tính vận tốc lúc vừa chạm đất (20m/s) Bài 2: Một vật thả rơi khơng vận tốc đầu vừa chạm đất có v = 70m/s, g = 10m/s a/ Xác định qng đường rơi vật (245m) b/ Tính thời gian rơi vật (7s) Bài 3: Người ta thả vật rơi tự do, sau 4s vật chạm đất, g = 10m/s Xác định a/Tính độ cao lúc thả vật (80m) b/ Vận tốc chạm đất (40m/s) c/ Độ cao vật sau thả 2s (60m) Bài 4: Một người thả vật rơi tự do, vật chạm đất có v = 30m/s, g = 10m/s a/ Tìm độ cao thả vật (45m) b/ Vận tốc vật rơi 20m (20m/s) c/ Độ cao vật sau 2s (25m) Dạng 2: Tính qng đường vật n giây cuối, giây thứ n * Qng đường vật n giây cuối - Qng đường vật t giây: S1 = ½ g.t2 - Qng đường vật ( t – n ) giây: S2 = ½ g.(t-n)2 - Qng đường vật n giây cuối: ∆S = S1 – S2 * Qng đường vật giây thứ n - Qng đường vật n giây: S1 = ½ g.n2 - Qng đường vật (n – 1) giây: S2 = ½ g.(n-1)2 - Qng đường vật giây thứ n: ∆S = S1 – S2 Bài 1: Một vật rơi khơng vận tốc đầu từ độ cao 80m xuống đất a/ Tìm vận tốc lúc vừa chạm đất thời gian vật từ lúc rơi tới lúc chạm đất b/ Tính qng đường vật rơi 0,5s 0,5s cuối cùng, g = 10m/s Bài 2: Một vật rơi tự địa điểm có g = 10m/s2 Tính a/ Qng đường vật rơi 5s b/ Qng đường vật rơi giây thứ Bài 3: Một vật rơi tự từ độ cao 50m, g = 10m/s2 Tính a/ Thời gian vật rơi 1m b/ Thời gian vật rơi 1m cuối Bài 4: Một vật thả rơi tự khơng vận tốc đầu, g = 10m/s2 a/ Tính đoạn đường vật giây thứ b/ Trong 7s cuối vật rơi 385m Xác định thời gian rơi vật c/ Tính thời gian cần thiết để vật rơi 45m cuối CHỦ ĐỀ 4: CHUYỂN ĐỘNG TRỊN ĐỀU A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận y = y − gt 2 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn I Định nghĩa Chuyển động tròn Chuyển động tròn chuyển động có quỹ đạo đường tròn Tốc độ trung bình chuyển động tròn Tốc độ trung bình chuyển động tròn đại lượng đo thương số độ dài cung tròn mà vật thời gian hết cung tròn vtb = ∆s ∆t Chuyển động tròn Chuyển động tròn chuyển động có quỹ đạo tròn có tốc độ trung bình cung tròn II Tốc độ dài tốc độ góc Tốc độ dài v= ∆s ∆t Trong chuyển động tròn tốc độ dài vật có độ lớn khơng đổi Véc tơ vận tốc chuyển động tròn → ∆s v = ∆t → Véctơ vận tốc chuyển động tròn ln có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo Trong chuyển động tròn véctơ vận tốc có phương ln ln thay đổi Tần số góc, chu kì, tần số a) Tốc độ góc Tốc độ góc chuyển động tròn đại lượng đo góc mà bán kính quay qt đơn vị thời gian ω= ∆α ∆t Tốc độ góc chuyển động tròn đại lượng khơng đổi Đơn vị tốc độ góc rad/s b) Chu kì Chu kì T chuyển động tròn thời gian để vật vòng Liên hệ tốc độ góc chu kì : T= 2π ω Đơn vị chu kì giây (s) c) Tần số Tần số f chuyển động tròn số vòng mà vật giây Liên hệ chu kì tần số : f = T Đơn vị tần số vòng giây (vòng/s) héc (Hz) d) Liên hệ tốc độ dài tốc độ góc v = rω II Gia tốc hướng tâm Hướng véctơ gia tốc chuyển động tròn Trong chuyển động tròn đều, vận tốc có độ lớn khơng đổi, có hướng ln thay đổi, nên chuyển động có gia tốc Gia tốc chuyển động tròn ln hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi gia tốc hướng tâm Độ lớn gia tốc hướng tâm aht = v2 =ω 2r r B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: : Tính tốc độ dài, tốc độ góc, chu kì tần số chuyển động tròn - Cơng thức chu kì T = 2.π ω Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận Phương pháp giải tập Vật lý 10 - Cơng thức tần số: f = ThS Tạ Hồng Sơn ω = T 2.π v2 = r.ω r Cơng thức liên hệ tốc độ dài, tốc độ góc: v = r.ω - Cơng thức gia tốc hướng tâm: aht = Chú ý: + Khi vật hình tròn lăn khơng trượt độ dài cung quay điểm vành qng đường + Tốc độ dài điểm vành bánh xe tốc độ xe Bài 1: Một bánh xe có bán kính 30cm, quay vòng hết 0,1s Tính: a Tốc độ góc, chu kì, số b Tốc độ dài c Gia tốc hướng tâm bánh xe Bài 2: Một đĩa quay quanh trục qua tâm O, với vận tốc qua tâm 300vòng/ phút a/ Tính tốc độ góc, chu kì b/ Tính tốc độ dài, gia tốc hướng tâm điểm đĩa cách tâm 10cm, g = 10m/s Bài 3: Trên mặt đồng hồ treo tường, kim dài 10cm, kim phút dài 15cm a Tính tốc độ góc kim kim phút b Tính tốc độ dài đầu kim kim phút c Lúc 12h, hai kim nói trùng Sau hai kim lại trùng Bài 4: Vệ tinh Việt Nam phòng lên quỹ đạo ngày 19/4/2008 Sau ổn định, vệ tinh chuyển động tròn với v = 2,21 km/h độ cao 24000km so với mặt đất Bán kính TĐ 6389km Tính tốc độ góc, chu kì, tần số vệ tinh CHỦ ĐỀ 5: CƠNG THỨC CỘNG VẬN TỐC A TĨM TẮT LÝ THUYẾT HQC chuyển động HQC đứng n: - HQC đứng n: HQC gắn với vật đứng n - HQC chuyển động: HQC gắn với vật đứng n Vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo: - Vận tốc tuyệt đối: vận tốc vật so với HQC đứng n - Vận tốc tương đối:là vận tốc vật so với HQC chuyển động - Vận tốc kéo theo: Là vận tốc HQC chuyển động so với HQC đứng n 3.Cơng thức cộng vận tốc: *Quy ước: -Vật chuyển động: (1) - HQC chuyển động: (2) - HQC đứng n: (3) ⇒ Cơng thức cộng vận tốc: uur uuur uuur v1,3 = v1,2 + v 2,3 r v 1,3 = vận tốc vật (1) hệ quy chiếu đứng n (3) = vận tốc tuyệt đối r v 1,2 = vận tốc vật (1) hệ quy chiếu chuyển động (2) = vận tốc tương đối r v 2,3 =vận tốc hệ quy chiếu chuyển động (2) so với hệ quy chiếu đứng n (3) = vận tốc kéo theo Các trường hợp đặc biệt : a Các véc tơ vận tốc phương , chiều: v13 = v12 +v 23 b.Các véc tơ vận tốc phương , ngược chiều : v = v −v ( v12 > v 23 ) c.Các véc tơ vận tốc vng góc với : 13 12 23 2 v13 = v12 + v 23 B CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng: Xác định vận tốc, thời gian, qng đường tính chất chuyển động Bước 1: *Quy ước: -Vật chuyển động: (1) - HQC chuyển động: (2) - HQC đứng n: (3) Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Bước 2: Xác định loại vận tốc cho, chọn HQC thích hợp, chọn chiều dương chiều vecto vận tốc cho Bước 3: Áp dụng cơng thức cộng vận tốc uur uuur uuur v1,3 = v1,2 + v2,3   + Nếu v12 Z Z v 23   + Nếu v12 Z [ v 23   + Nếu v12 ⊥ v 23 Qng đường: v13 = v13 = v12 +v 23 v13 = v12 −v 23 2 v13 = v12 + v 23 S t Chú ý: Nếu vecto vận tốc chiều dương v > ngược lại Bài 1: Một tàu hoả chuyển động thẳng với v = 10m/s so với mặt đất Một người sàn tàu có v = 1m/s so với tàu Xác định vận tốc người so với mặt đất trường hợp a/ Người tàu chuyển động chiều a/ Người tàu chuyển động ngược chiều a/ Người tàu chuyển động vng góc với Bài 2: Một ca nơ chạy thẳng xi theo dòng từ bến A đến bến B cách 28km hết thời gian 1h12phút Vận tốc dòng chảy 4,2km/h a Tìm vận tốc ca nơ dòng chảy b Tìm thời gian ngắn để ca nơ chạy ngược dòng từ B đến A Bài 3: Tại hai địa điểm A B cách 72km/h ca nơ từ A đến B ngược dòng từ B A a Tính vận tốc ca nơ nước b Vận tốc nước bờ sơng BÀI TẬP CHƯƠNG I Chuyển động thẳng Một xe ơtơ chuyển động thẳng qua A với tốc độ khơng đổi v = 40km / h Chọn trục tọa độ Ox trùng với hướng chuyển động, gốc tọa độ O trùng với vị trí A Gốc thời gian lúc xuất phát a Viết phương trình chuyển động b Dùng phương trình chuyển động xác định vị trí ơtơ sau 1,5h c Tìm thời gian ơtơ đến B cách A 30km Hai ơtơ lúc qua hai địa điểm A B cách 40km, chuyển động thẳng chiều từ A đến B với tốc độ 60km/h 40km/h Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng AB, gốc tọa độ O trùng với A, chiều dương A → B Gốc thời gian lúc hai xe xuất phát a Viết cơng thức tính qng đường xe? b Viết phương trình chuyển động xe? c Tìm thời gian xe từ A đuổi kịp xe từ B vị trí hai xe gặp nhau? d Vẽ đồ thị tọa độ- thời gian chuyển động hai xe Lúc 6h người xe đạp xuất phát từ A chuyển động thẳng với tốc độ 12km/h đuổi theo người đi thẳng với tốc độ 4km/h B cách A 12km Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng AB, gốc tọa độ O trùng với A, chiều dương từ A → B Gốc thời gian lúc người xe đạp xuất phát a Viết phương trình chuyển động người b Tìm thời điểm người xe đạp đuổi kịp người vị trí lúc gặp c Hai người cách 4km vào thời điểm nào? Chuyển động thẳng biến đổi Một xe chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau khởi hành 10s đạt vận tốc 54km/h a Tìm gia tốc xe? b Tìm vận tốc qng đường xe sau khởi hành 6s? Một đồn tàu chuyển động thẳng chậm dần với vận tốc đầu v0 = 72km / h sau 10s vận tốc đồn tàu lại 15m/s Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn a Tìm gia tốc đồn tàu? b Sau tàu dừng hẳn? Một xe chuyển động với vận tốc 36km/h hãm phanh, chuyển động chậm dần 100m dừng hẳn a Tìm gia tốc xe? b Qng đường xe vận tốc xe sau hãm phanh 10s? Một ơtơ chuyển động với vận tốc36km/h xuống dốc chuyển động thẳng nhanh dần với gia tốc 0,1m / s đến cuối dốc đạt vận tốc 72km/h a Tìm thời gian xe xuống hết dốc? b Tìm chiều dài dốc? c Khi xuống dốc 625m vận tốc ơtơ bao nhiêu? Còn ơtơ xuống hết dốc? Sự rơi tự Một vật thả rơi từ độ cao 20m so với mặt đất Lấy g = 10m / s a Tìm thời gian để vật rơi đến đất? b Tìm vận tốc vật chạm đất? c Sau rơi 1s vật cách mặt đất bao nhiêu? Một vật thả rơi tự do, vật chạm đất vận tốc vật 20m/s Lấy g = 10m / s a Tìm độ cao lúc thả vật? b Tìm thời gian rơi đến đất? c Khi vận tốc vật 10m/s vật cách mặt đất bao nhiêu? Còn vật rơi đến đất? 10 Một đá rơi từ miệngmột giếng cạn xuống đến đáy giếng 3s Lấy g = 10m / s a Tính độ sâu giếng vận tốc đá chạm đáy giếng? b Tính qng đường đá rơi giây thứ ba? 11 Một vật rơi tự do, giây cuối rơi qng đường 45m Tính thời gian Chuyển động tròn 12 Một tơ có bánh xe bán kính 30cm quay giây 10 vòng Tính vận tốc tơ ? 13 Tìm tốc độ góc điểm Trái đất trục quay Trái đất? 14 Một người ngồi ghế đu quay quay với tần số 5vòng/phút Khoảng cách từ chỗ ngồi đến trục quay đu 3m Tìm gia tốc hướng tâm người đó? 15 Một dĩa tròn bán kính 15cm, quay quanh trục qua tâm dĩa vòng 0,1s Tính tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc hướng tâm dĩa tròn Cơng thức cộng vận tốc 16 Trên đồn tàu chạy với vận tốc 10m/s, người từ đầu toa xuống cuối toa với vận tốc 2m/s Tính vận tốc người mặt đất? 17 Một ca-nơ chuyển động thẳng dòng nước, vận tốc ca-nơ với dòng nước 30km/h Ca-nơ xi dòng từ A đến B ngược dòng từ B A Tìm: a) Khoảng cách AB? b) Vận tốc dòng nước so với bờ? 18 Hai bến sơng A B cách 6km Một thuyền chuyển động thẳng xi dòng từ A đến B ngược dòng quay trở lại A Vận tốc thuyền dòng nước 5km/h, vận tốc dòng nước bờ 1km/h Tính thời gian chuyển động thuyền? Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 10 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn a) Lực kéo động xe? b) Muốn xe sau khởi hành đạt vận tốc 10m/s lực kéo động xe bao nhiêu? Một tơ khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang với vận tốc 72 km/h tài xế tắt máy, hãm phanh Sau hãm phanh, tơ chạy thêm 50m dừng hẳn Tìm: a) Lực hãm tác dụng lên tơ Bỏ qua lực cản bên ngồi b) Thời gian từ lúc hãm phanh đến tơ dừng hẳn? c) Muốn cho tơ sau hãm phanh 20m dừng hẳn lực hãm phanh bao nhiêu? Một xe khối lượng tấn, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau 10s qng đường 50m Lực cản ngược chiều chuyển động tác dụng lên xe ln 500N a) Tìm lực kéo động xe? b) Nếu lực cản giảm nửa, lực kéo động xe cần tăng hay giảm bao nhiêu? Một xe chuyển động đường thẳng nằm ngang với vận tốc 1m/s tăng tốc, sau s có vận tốc 3m/s Sau đó, xe tiếp tục chuyển động thời gian s tắt máy, chuyển động chậm dần thêm s dừng lại a Xác định gia tốc xe giai đoạn ? b Lực cản tác dụng vào xe ? c Lực kéo động giai đoạn ? Biết khối lượng xe 100kg lực cản có giá trị khơng đổi giai đoạn Lực hấp dẫn Hai cầu giống Mỗi có bán kính 40cm, khối lượng 50kg Tính lực hấp dẫn cực đại chúng? 10 Ở độ cao h so với mặt đất, trọng lực tác dụng vào vật nửa so với vật mặt đất Biết bán kính trái đất R = 6400km 11 Ở độ cao so với mặt đất trọng lực tác dụng lên vật giảm lần so với vật mặt đất? Biết bán kính trái đất R Lực đàn hồi lò xo 12 Phải treo khối lượng vào đầu lò xo có độ cứng 100N/m để giãn 10cm? Lấy g = 10m/s2? 13 Treo vật có khối lượng m = 1kg vào lò xo có độ cứng có chiều dài 25cm Nếu treo thêm vào lò xo có khối lượng 500g chiều dài lò xo lúc 30cm Tính chiều dài lò xo chưa treo vật nặng độ cứng lò xo? 14 Một lò xo treo thẳng đứng Khi móc vật có khối lượng m = 200g vào đầu lò xo lò xo có xhieu62 dài l1 = 25cm Nếu thay m1 vật khối lượng m2 = 300g lò xo có chiều dài l = 27cm Hãy tìm chiều dài tự nhiên lo lò xo độ cứng k nó? Lực ma sát 15 Một tơ có khối lượng tấn, chuyển động đường nằm ngang Hệ số ma sát lăn bánh xe với mặt đường 0,1 Lấy g = 10m/s2 Tìm độ lớn lực kéo động xe trường hợp: a) Ơ tơ chuyển động thẳng b) Ơ tơ khởi hành chuyển động thẳng nhanh dần sau 10s 100m 16 Một xe khối lượng m = chuyển động trền đường ngang Hệ số ma sát lăn bánh xe với mặt đường 0,1 Lấy g = 10 m/s2 a Phân tích lực tác dụng lên xe xe chuyển động? b Tính lực kéo động xe khi: + Xe chuyển động thẳng nhanh dần với gia tốc a = 2m/s2 + Xe chuyển động thằng 17.Một tơ khối lượng bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đường ngang, sau 100m đạt vận tốc 36km/h Hệ số ma sát bánh xe mặt đường ln ln 0,05 Lấy g = 10m/s a Tìm lực kéo động xe? b Sau qng đường xe chuyển động 200m Tính lực kéo động thời gian xe chuyển động đoạn đường này? 18 Một vật có khối lượng 1kg nằm n sàn nhà Người ta kéo vật lực nằm ngang làm 80cm 2s Hệ số ma sát trượt vật sàn nhà 0,3 Lấy g= 10m/s a Tính lực kéo b Sau qng đường lực kéo phải để vật chuyển động thẳng ? Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 16 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN CHỦ ĐỀ 1: CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN Dạng : Xác định lực tác dụng vào vật rắn dựa vào quy tắc hợp lực đồng quy cân * Phương pháp - Xác định tất lực tác dụng lên vật rắn - Chọn hệ trục tọa độ thích hợp u  - Viết PT cân lực : ∑F = C - Chiếu PT lên trục tọa độ để tìm lực ( đưa dạng đại số) Fx = + Trục Ox : ∑ +Trục Oy : ∑ F y =0 Bài 1: Một vật khối lượng m=1,2kg treo cân giá đỡ hình vẽ Thanh ngang AB khối lượng khơng đáng kể dây BC khơng dãn Cho AB= 20cm , AC=48cm Tìm phản lực vách tác dụng lên ngang ABvà lực căng dây BC Đs : 5N, 13N Bài : Một cầu có trọng lượng 40N treo vào tường nhờ sợi dây Dây làm với tường góc 300 Bỏ qua ma sát chỗ tiếp xúc cầu tường Xác định lực căng dây phản lực tường tác dụng lên cầu, lấy g = 10m/s2 Bài : Quả cầu đồng chất có khối lượng 10kg nằm hai mặt phẳng vng góc với Tính lực nén cầu lên mặt phẳng nghiêng, lấy g = 10m/s2 A B CHỦ ĐỀ : QUY TẮC MOMEN LỰC Momen lực M = F d M : momen lực (N.m) d: cánh tay đòn lực (m) Quy tắc momen lực ∑M = ∑M / Bài 1: Một người gánh hai thúng đòn gánh dài 1,35m, đầu A treo gánh gạo nặng 25kg, đầu B treo thúng ngơ nặng 20kg Hỏi vai người đặt điểm đón gánh Bỏ O qua trọng lượng đòn gánh A B Bài : Cho hệ hình vẽ F2 = 3N, F1 = 8N Tìm F3 Bài : Thanh AB đồng chất AB = 120cm, trọng lượng P=10N, OA = 70cm, P1 = 20N.Tìm trọng lượng vật đặt B để nằm cân CHỦ ĐỀ : QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU Hợp lực lực song song chiều lực có: Điểm đặt: theo tỉ số F1 d2 = F2 d1 Độ lớn: F uu =F2 +F1 u u Phương: F Z Z F va F Bài : Hai người dùng gậy để khiêng cỗ máy nặng 1000N điểm treo cỗ máy cách vai người thứ 60cm cách vai người thứ hai 40cm Bỏ qua khối lượng gậy Hỏi vai người chịu lực ? ĐS : 400N ; 600N Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 17 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Bài : Cho F1 = 4N, F2 = 6N song song chiều, khoảng cách hai giá lực 20cm Tìm a Độ lớn hợp lực b Điểm đặt hợp lực Bài : Hai lực song song chiều đặt hai đầu dài AB có chiều dài 40cm Hợp lực F đặt O cách A 24cm có độ lớn 20N Tìm F1, F2 CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG A CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: : TÝnh ®éng lỵng cđa mét vËt, mét hƯ vËt - Động lượng p vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định biểu thức: p = m v - Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1 - Động u lượng uu hệ uu vật: Nếu: Nếu: Nếu: Nếu: p = p1 + p2 u u p1 ↑↑ p ⇒ p = p1 + p2 u u p1 ↑↓ p ⇒ p = p1 − p2 u u p1 ⊥ p ⇒ p = p12 + p2 ·uu uu p1 , p2 = α ⇒ p = p12 + p2 + p1 p2 cosα ( ) Dạng 2: Bài tập định luật bảo tồn động lượng Bíc 1: Chän hƯ vËt c« lËp kh¶o s¸t Bíc 2: ViÕt biĨu thøc ®éng lỵng cđa hƯ tríc vµ sau hiƯn tỵng uu uu Bíc 3: ¸p dơng ®Þnh lt b¶o toµn ®éng lỵng cho hƯ: pt = ps (1) Bíc 4: Chun ph¬ng tr×nh (1) thµnh d¹ng v« híng (bỏ vecto) b»ng c¸ch: + Ph¬ng ph¸p chiÕu + Ph¬ng ph¸p h×nh häc * Những lưu ý giải tốn liên quan đến định luật bảo tồn động lượng: a Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) phương, biểu thức định luật bảo tồn động lượng viết lại: m1v1 + m2v2 = m1 v1' + m2 v '2 Trong trường hợp ta cần quy ước chiều dương chuyển động - Nếu vật chuyển động theo chiều dương chọn v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương chọn v < b Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) khơng phương, ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t biểu diễn hình vẽ Dựa vào tính chất hình học để tìm u cầu tốn c Điều kiện áp dụng định luật bảo tồn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ khơng - Ngoại lực nhỏ so với nội lực - Thời gian tương tác ngắn u u - Nếu F ngoai luc ≠ hình chiếu F ngoai luc phương khơng động lượng bảo tồn phương B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v = m/s v2 = m/s Tìm tổng động lượng ( phương, chiều độ lớn) hệ trường hợp :   a) v v hướng   b) v v phương, ngược chiều Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 18 Phương pháp giải tập Vật lý 10  ThS Tạ Hồng Sơn  c) v v vng góc Bài 2: Một vật nhỏ khối lượng m = 500g trượt xuống dốc nhẵn thời điểm xác định có vận tốc 2m/s, sau 10s có vận tốc 10m/s Tính động lượng vật tiếp sau 5s Bài 3: Một viên đạn khối lượng 1kg bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? Bài 4: Một bóng có khối lượng m =200g, bay ngang với vận tốc v1 = 6m/s đập vng góc vào tường thẳng đứng, bay ngược trở lại theo phương vng góc với tường với vận tốc v = 4m/s Tính độ biến thiên động lượng bóng Bài 5: Một xe ơtơ có khối lượng m = chuyển động thẳng với vận tốc v = 1,5m/s, đến tơng dính vào xe gắn máy đứng n có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe Bài 5: Một người khối lượng m1 = 50kg chạy với vận tốc v1 = 4m/s nhảy lên xe khối lượng m2 = 80kg chạy song song ngang với người với vận tốc v = 3m/s sau đó, xe người tiếp tục chuyển động theo phương cũ Tính vận tốc xe sau người nhảy lên ban đầu xe người chuyển động: a/ Cùng chiều b/ Ngược chiều CHỦ ĐỀ 2: CƠNG VÀ CƠNG SUẤT A CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: TÝnh c«ng vµ c«ng st biÕt lùc F ; qu·ng ®êng dÞch chun vµ gãc Cơng: A = F.s.cosα = P.t (J) Cơng suất: P = α A = F.v.cos α (W) t Dạng 2: TÝnh c«ng vµ c«ng st biÕt c¸c ®¹i lỵng liªn quan ®Õn lùc( pp ®éng lùc häc) vµ ®éng häc Ph¬ng ph¸p: - X¸c ®Þnh lùc F t¸c dơng lªn vËt theo ph¬ng ph¸p ®éng lùc häc (đã học chương 2) - X¸c ®Þnh qu·ng ®êng s b»ng c¸c c«ng thøc ®éng häc Nhớ: vật chuyển động thẳng đều: s = v.t s = v0t + a.t 2 Vật chuyển động biến đổi đều: 2 v − v0 = 2as *Chó ý: NÕu vËt chÞu nhiỊu lùc t¸c dơng th× c«ng cđa hỵp lùc F b»ng tỉng c«ng c¸c lùc t¸c dơng lªn vËt AF = AF1+ AF2+ +AFn B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một lực khơng đổi F = 50N tác dụng lên vật làm vật trượt đoạn đường 20m mặt phẳng nằm ngang Tính cơng lực F khi: u a F song song với mặt phẳng ngang u b F hợp với mặt phẳng ngang góc 600 Bài 2: Một xe tải khối lượng 2,5T, bắt đầu chuyển động nhanh dần sau qng đường 144m vận tốc đạt 12m/s Hệ số ma sát xe mặt đường μ = 0,04 Tính cơng lực tác dụng lên xe qng đường 144m Lấy g = 10m/s2 Bài 3: Một ơtơ có khối lượng m = 1,2 chuyển động mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h Biết cơng suất động ơtơ 8kw Tính lực ma sát ơtơ mặt đường Bài 4: Một vật có khối lượng m = 0,3kg nằm n mặt phẳng nằm khơng ma sát Tác dụng lên vật lực kéo F = N hợp với phương ngang góc α = 30 a) Tính cơng lực thực sau thời gian 5s b) Tính cơng suất tức thời thời điểm cuối c) Giả sử vật mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số µ = 0,2 cơng tồn phần có giá trị ? CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI Dạng 1: tốn tính động áp dụng định lý biến thiên động Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 19 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn 1.Động vật W® = mv (J) 2 Bài tốn định lý biến thiên động ( phải ý đến loại tập này) ∆Wđ = w ®2 − w ®1 = ∑ A Ngo¹i lùc 1 mv 22 − mv12 = ∑Fngo¹i lùcs 2 ∑ Fngoai luc tổng tất lực tác dụng lên vât Nhớ kỹ: Dạng 2: TÝnh thÕ n¨ng träng trêng, c«ng cđa träng lùc vµ ®é biÕn thiªn thÕ n¨ng träng trêng * TÝnh thÕ n¨ng - Chän mèc thÕ n¨ng (Wt= 0); x¸c ®Þnh ®é cao so víi mèc thÕ n¨ng ®· chän z(m) vµ m(kg) - Sử dụng: Wt = mgz Hay Wt1 – Wt2 = AP * TÝnh c«ng cđa träng lùc AP vµ ®é biÕn thiªn thÕ n¨ng (∆Wt): - Áp dơng : ∆Wt = Wt2 – Wt1 = -AP ↔ mgz1 – mgz2 = AP Chó ý: NÕu vËt ®i lªn th× AP = - mgh < 0(c«ng c¶n); vËt ®i xng AP = mgh > 0(c«ng ph¸t ®éng) B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vật có khối lượng 10kg chuyển động với vận tốc 6m/s a Tính động động lượng vật b Tác dụng lực cản 20N lên vật Tính thời gian qng đường vật dừng lại Bài 2: Một ơtơ có khối lượng 1100 kg chạy với vận tốc 24 m/s a/ Độ biến thiên động ơtơ vận tốc hãm 10 m /s? b/ Tính lực hãm trung bình qng đường ơtơ chạy 60m Bài 3: Một xe có khối lượng m =2 chuyển động đoạn AB nằm ngang với vận tốc khơng đổi v = 6km/h Hệ số ma sát xe mặt đường µ = 0,2 , lấy g = 10m/s2 a Tính lực kéo động b Đến điểm B xe tắt máy xuống dốc BC nghiêng góc 30 o so với phương ngang, bỏ qua ma sát Biết vận tốc chân C 72km/h Tìm chiều dài dốc BC c Tại C xe tiếp tục chuyển động đoạn đường nằm ngang CD thêm 200m dừng lại Tìm hệ số ma sát đoạn CD Bài 4: Thả vật có khối lượng 100g rơi tự (lấy g = 10m/s 2) từ tầng xuống mặt đất, biết tầng cách 4m Tính vật trường hợp sau: a Chọn gốc mặt đất b Chọn gốc tầng c Chọn gốc tầng Bài 5: Một vật có khối lượng 10 kg, lấy g = 10 m/s2 a/ Tính vật A cách mặt đất 3m phía đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc mặt đất b/ Nếu lấy mốc đáy giếng, tính lại kết câu c/ Tính cơng trọng lực vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất Nhận xét kết thu Bài 6: Một vật có khối lượng kg đặt vị trí trọng trường W t1 = 500J Thả vật rơi tự đến mặt đất Wt1 = -900J a/ Hỏi vật rơi từ độ cao so với mặt đất b/ Xác định vị trí ứng với mức khơng chọn c/ Tìm vận tốc vật vật qua vị trí CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN CƠ NĂNG Động năng: Wđ = mv 2 Thế năng: Wt = mgz 3.Cơ năng: W = Wđ +Wt = mv + mgz Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 20 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn * Phương pháp giải tốn định luật bảo tồn - Chọn gốc thích hợp cho tính dễ dàng ( thường chọn mặt đất chân mặt phẳng nghiêng) - Tính lúc đầu ( W1 = 1 mv12 + mgh1 ), lúc sau ( W2 = mv2 + mgh2 ) 2 - Áp dụng: W1 = W2 - Giải phương trình để tìm nghiệm tốn Chú ý: áp dụng định luật bảo tồn hệ khơng có ma sát ( lực cản) có thêm lực A c = ∆ W = W2 – W1 ( cơng lực cản độ biến thiên năng) B.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Một vật ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 20m/s từ độ cao h so với mặt đất Khi chạm đất vận tốc vật 30m/s, bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10m/s2 Hãy tính: a Độ cao h b Độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất c Vận tốc vật động lần Bài 2: Từ độ cao 10 m, vật ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2 a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất b/ Ở vị trí vật Wđ = 3Wt c/ Xác định vận tốc vật Wđ = Wt d/ Xác định vận tốc vật trước chạm đất Bài 3: Một bi có khối lượng 20g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất a) Tính hệ quy chiếu mặt đất giá trị động năng, bi lúc ném vật b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt c) Tìm vị trí bi động năng? d) Nếu có lực cản 5N tác dụng độ cao cực đại mà vật lên bao nhiêu? Bài 4: Từ mặt đất, vật có khối lượng m = 200g ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s Bỏ qua sức cản khơng khí lấy g = 10ms-2 Tìm vật Xác định độ cao cực đại mà vật đạt Tại vị trí vật có động năng? Xác định vận tốc vật vị trí Tại vị trí vật có động ba lần năng? Xác định vận tốc vật vị trí BÀI TẬP CHƯƠNG IV Động lượng – Định luật bảo tồn động lượng Một máy bay có khối lượng 160 bay với vận tốc 720 km/h Tính động lượng máy bay? Xe A có khối lượng vận tốc 72 km/h, xe B có khối lượng vận tốc 36 km/h So sánh động lượng hai xe? Một toa xe khối lượng m1=4 chuyển động với vận tốc v va chạm vào toa xe thứ hai có khối lượng m2= đứng n Sau hai toa dính vào chuyển động với vận tốc v=2m/s Tìm v1? Cơng suất – Cơng suất Dùng lực F =20N có phương nằm ngang để kéo vật trượt mặt sàn nằm ngang 10s với vận tốc 1m/s Tìm cơng lực kéo ? Một vật khối lượng 10kg trượt mặt phẳng nằng ngang tác dụng lực F= 20N hướng chuyển động Tính cơng lực kéo cơng lực ma sát vật 5m mặt ngang ? Một tơ khối lượng tấn, khởi hành đường ngang sau 10 s đạt vận tốc 36 km/h Hệ số ma sát xe với mặt đường µ =0,05 Tìm cơng cơng suất trung bình lực kéo động xe thời gian Lấy g=10m/s2 Một tơ khối lượng chuyển động thẳng mặt đường nằm ngang với vận tốc 36 km/h Biết cơng suất động tơ 5kW Bỏ qua lực cản khơng khí Lấy g=10m/s2 a Tính độ lớn lực ma sát tác dụng lên tơ? Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 21 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn b Sau đó, tơ tăng tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau thêm 125m đạt vận tốc 54km/h Tính cơng suất trung bình động xe qng đường này? Một xe khối lượng 200kg chuyển động thẳng lên dốc dài 200m, cao 10m với vận tốc 18 km/h, lực ma sát khơng đổi có độ lớn 50N a/ Tính cơng cơng suất động xe? b/ Sau xe xuống dốc nhanh dần Biết vận tốc đỉnh dốc 18km/h chân dốc 54km/h Tính cơng cơng suất trung bình động xe xe xuống dốc Định luật bảo tồn – Định lý động Một vật khối lượng kg thả rơi từ độ cao 20m Bỏ qua lực cản khơng khí, lấy g=10m/s a/ Tính vật thả suy vật? b/ Tính vật độ cao 10m, suy động vật c/ Tính động vật chạm đất, suy vận tốc vật chạm đất ? 10 Một viên đá nặng 100g ném thẳng đứng từ lên với vận tốc 10m/s từ mặt đất Bỏ qua lực cản khơng khí, lấy g=10m/s2 a/ Tính động viên đá ném, suy viên đá? b/ Tìm độ cao cực đại mà viên đá đạt tới c/ Ở độ cao viên đá với động nó? 11 Một bóng nặng 10g ném thẳng đứng xuống với vận tốc 10m/s độ cao 5m Bỏ qua lực cản khơng khí, lấy g=10m/s2 a/ Tìm bóng? b/ Vận tốc bóng chạm đất? 12 Một vật nặng ném thẳng đứng lên với vận tốc 20m/s từ độ cao h=10m so với mặt đất Bỏ qua lực cản khơng khí, lấy g=10m/s2 a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt tới? b/ Ở độ cao động vật lần nó? Tìm vận tốc vật đó? c/ Tìm vận tốc vật chạm đất? 13 Một viên bi thả lăn khơng vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng cao 40 cm Bỏ qua ma sát lực cản khơng khí, lấy g=10m/s2 a/ Tìm vận tốc viên bi xuống dốc? b/ Tìm vận tốc viên bi chân dốc? c/ Ở vị trí dốc viên bi lần động ? Tìm vận tốc viên bi đó? CHƯƠNG V: CHẤT KHÍ CHỦ ĐỀ 1: ĐỊNH LUẬT BƠI - LƠ – MA –RI- ỐT A Phương pháp giải tốn định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ot - Liệt kê hai trạng thái 1( p1, V1) trạng thái ( p2, V2) - Sử dụng định luật Bơi-lơ – Ma-ri-ot p1V1 = p2V2 Chú ý: tìm p V1, V2 đơn vị ngược lại * Một số đơn vị đo áp suất: 1N/m2 = 1Pa 1at = 9,81.104 Pa 1atm = 1,031.105 Pa 1mmHg = 133Pa = 1torr B BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Ở nhiệt độ khơng đổi, áp suất 104N/m2 lượng khí tích 10 l Tính thể tích lượng khí áp suất 5.104N/m2 Bài 2: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9(l) đến thể tích (l) thấy áp suất tăng lên lượng ∆p = 40kPa Hỏi áp suất ban đầu khí bao nhiêu? Bài 3: Một bngs có dung tích 2,5 l Người ta bom khơng khí áp suất 10 9Pa vào bóng Mỗi lần bom 125cm3 khơng khí Tính áp suất khơng khí bóng sau 45 lần bom Coi bóng trước bom khơng có khơng khí bom nhiệt độ khơng đổi Bài 4: Người ta điều chế khí hidro chứa vào bình lớn áp suất 1atm nhiệt độ 20 oC Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ tích 20lít áp suất 25atm Coi q trình đẳng nhiệt Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 22 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Bài 5: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro điều kiện chuẩn (p o=1atm To= 273oC) đến áp suất 2atm Tìm thể tích lượng khí sau biến đổi Bài 5: Mỗi lần bom đưa Vo = 80 cm3 khơng khí vào ruột xe Sau bom diện tích tiếp xúc với mặt đường 30cm2, thể tích ruột xe sau bom 2000cm 3, áp suất khí 1atm, trọng lượng xe 600N Tính số lần phải bom ( coi nhiệt độ khơng đổi q trình bom) CHỦ ĐỀ 2: ĐỊNH LUẬT SÁC – LƠ A.Phương pháp giải tốn định luật Sac - lơ - Liệt kê hai trạng thái 1( p1, T1) trạng thái ( p2, T2) - Sử dụng định luật Sac – lơ: p1 p2 = T1 T2 Chú ý: giải đổi toC T(K) T(K) = toC + 273 - Định luật áp dụng cho lượng khí có khối lượng thể tích khơng đổi B Bài tập vận dụng Bài 1: Một bình thép chứa khí 270C áp suất 6,3.10-5Pa làm lạnh bình tới nhiệt độ - 730C áp suất khí bình bao nhiêu? Bài 2: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ, đèn sáng nhiệt độ bóng đèn 400 oC, áp suất bóng đèn áp suất khí 1atm Tính áp suất khí bóng đèn đèn chưa sáng 22 oC Bài 3: Đun nóng đẳng tích khối khí lên 20oC áp suất khí tăng thêm1/40 áp suất khí ban đầu Tìm nhiệt độ ban đầu khí Bài 4: Nếu nhiệt độ khí trơ bóng đèn tăng từ nhiệt độ t = 15oC đến nhiệt độ t2 = 300oC áp suất khí trơ tăng lên lần? Bài 5: Một bình nạp khí 33 0C áp suất 300 Pa Sau bình chuyển đến nơi có nhiệt độ 370C Tính độ tăng áp suất khí bình CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT GAY – LUY XẮC ( Q TRÌNH ĐẲNG ÁP) A.Phương pháp giải tốn định Gay – luy xắc - Liệt kê hai trạng thái 1( V1, T1) trạng thái ( V2, T2) - Sử dụng định luật Gay – luy- xắc: V1 V2 = T1 T2 Chú ý: giải đổi toC T(K) T(K) = toC + 273 - Định luật áp dụng cho lượng khí có khối lượng áp suất khơng đổi B Bài tập vận dụng Bài 1: Ở 270C thể tích lượng khí lít Thể tích lượng khí nhiệt độ 227 0C áp suất khơng đổi bao nhiêu? Bài 2: Một khối khí đem giãn nở đẳng áp từ nhiệt độ t = 32oC đến nhiệt độ t = 117oC, thể tích khối khí tăng thêm 1,7lít Tìm tích khối khí trước sau giãn nở Bài 3: Đun nóng đẳng áp khối khí lên đến 47oC thể tích tăng thêm 1/10 thể tích ban đầu Tìm nhiệt độ ban đầu? Bài 4: Đun nóng mợt lượng khơng khí điều kiện đẳng áp thì nhiệt đợ tăng thêm 3K, còn thể tích tăng thêm 1% so với thể tích ban đầu Tính nhiệt đợ ban đầu của khí? CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG A Phương pháp giải tập phương trình trạng thái khí lý tưởng - Liệt kê trạng thái ( p1,V1,T1) (p2,V2,T2) - Áp dụng phương trình trạng thái: Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 23 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn p1V1 p2V2 = T1 T2 * Chú ý: ln đổi nhiệt độ toC T(K) T (K) = 273 + to C B Bài tập vận dụng Bài 1: Một lượng khí đựng xilanh có pittơng chuyển động Các thơng số lượng khí: 1,5atm, 13,5 lít, 300K Khi pit tơng bị nén, áp suất tăng lên 3,7atm, thể tích giảm 10 lít Xác định nhiệt độ nén Bài 2: Trong xilanh động có chứa lượng khí nhiệt độ 47o C áp suất 0,7 atm a Sau bị nén thể tích khí giảm lần áp suất tăng lên tới 8atm Tính nhiệt độ khí cuối q trình nén? b Người ta tăng nhiệt độ khí lên đến 273oC giữ pit-tơng cố định áp suất khí bao nhiêu? Bài 3: Tính khới lượng riêng của khơng khí ở 100 oC, áp śt 2.105 Pa Biết khới lượng riêng của khơng khí ở 0oC, áp śt 1.105 Pa là 1,29 Kg/m3? Bài 4: Nếu thể tích lượng khí giảm 1/10, áp suất tăng 1/5 nhiệt độ tăng thêm 16 0C so với ban đầu Tính nhiệt độ ban dầu khí Bài 5: Pít tơng máy nén, sau lần nén đưa lít khí nhiệt độ 27 C áp suất atm vào bình chưa khí thể tích 2m tính áp suất khí bình phít tơng thực 1000 lần nén Biết nhiệt độ bình 420 C Bài 6: Trong xilanh động đốt có 2dm3 hỗn hợp khí áp suất atm nhiệt độ 470C Pít tơng nén xuống làm cho thể tích hỗn hợp khí 0,2 dm3 áp suất tăng lên tới 15 atm Tính hỗn hợp khí nén BÀI TẬP CHƯƠNG V Các định luật chất khí – Phương trình trạng thái khí lý tưởng Một xy-lanh chứa 150cm3 khí áp suất 2.10 5Pa Pít tơng nén khí xy-lanh xuống 100cm Tính áp suất khí xy-lanh lúc này, coi nhiệt độ khí khơng đổi Người ta chứa khí hydro bình lớn áp suất atm Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ tích 20 lít áp suất 25 atm Coi nhiệt độ khí nạp vào từ bình lớn sang bình nhỏ khơng đổi Một bình khí chứa khí Oxy nhiệt độ 20 0C áp suất 105 Pa Nếu đem phơi nắng nhiệt độ 40oC áp suất bình ? Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ 27 oC áp suất 0,6 atm Khi đèn cháy sáng áp suất đèn atm khơng làm vỡ bóng đèn Tính nhiệt khí đèn đèn cháy sáng Một bánh xe bơm vào lúc sáng sơm nhiệt độ xung quang oC Hởi áp suất khí ruột bánh xe tăng thêm phần trăm vào trưa nhiệt độ lên đến 35oC Một bình chứa lượng khí nhiệt độ 30oC áp suất 2.105 Pa Hỏi phải tăng nhiệt độ lên đến độ để áp suất khí bình tăng lên gấp đơi? CHƯƠNG VI: CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CHỦ ĐỀ 1: NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG A Phương pháp giải tốn truyền nhiệt vật + Xác định nhiệt lượng toả thu vào vật q trình truyền nhiệt thơng qua biểu thức: Q = mc∆t +Viết phương trình cân nhiệt: Qtoả = Qthu + Xác định đại lượng theo u cầu tốn Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức ∆t = ts – tt Qtoả = - Qthu + Nếu ta xét độ lớn nhiệt lượng toả hay thu vào Qtoả = Qthu, trường hợp này, vật thu nhiệt ∆t = ts - tt vật toả nhiệt ∆t = tt – ts B Bài tập vận dụng Bài 1: Một bình nhơm có khối lượng 0,5kg chứa 0,118kg nước nhiệt độ 20 oC Người ta thả vào bình miếng sắt có khối lượng 0,2kg đun nóng tới nhiệt độ 75 oC Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 24 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn cân nhiệt.Cho biết nhiệt dung riêng nhơm 920J/kgK; nhiệt dung riêng nước 4180J/kgK; nhiệt dung riêng sắt 460J/kgK Bỏ qua truyền nhiệt mơi trường xung quanh Bài 2: Một nhiệt lượng kế đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước nhiệt độ 8,4 oC Người ta thả miếng kim loại có khối lượng 192g đun nóng tới nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5 oC.Bỏ qua truyền nhiệt mơi trường xung quanh biết nhiệt dung riêng đồng thau 128J/kgK nước 4180J/kgK Bài 3: Thả cầu nhơm khối lượng 0,105kg đun nóng tới 142 0C vào cốc đựng nước 200C, biết nhiệt độ có cân nhiệt 42 0C Tính khối lượng nước cốc, biết nhiệt dung riêng nước 880J/kg.K nước 4200J/kg.K Bài 4: Mợt cớc nhơm có khới lượng 120g chứa 400g nước ở nhiệt đợ 24 oC Người ta thả vào cớc nước mợt thìa đờng khới lượng 80g ở nhiệt đợ 100 oC Xác định nhiệt đợ của nước cớc có sự cân bằng nhiệt Biết nhiệt dung riêng của nhơm là 880 J/Kg.K, của đờng là 380 J/Kg.K và của nước là 4,19.10 J/Kg.K Bài 5: Mợt nhiệt lượng kế bằng đờng khới lượng m = 100g có chứa m2 = 375g nước ở nhiệt đợ 25 oC Cho vào nhiệt lượng kế mợt vật bằng kim loại khới lượng m =400g ở 90oC Biết nhiệt đợ có sự cân bằng nhiệt là 30oC Tìm nhiệt dung riêng của miếng kim loại Cho biết nhiệt dung riêng của đờng là 380 J/Kg.K, của nước là 4200J/Kg.K Bài 6: Thả mợt quả cầu bằng nhơm khới lượng 0,105 Kg được nung nóng tới 142 oC vào mợt cớc nước ở 20oC Biết nhiệt đợ có sự cân bằng nhiệt là 42oC Tính khới lượng nước cớc Biết nhiệt dung riêng của nhơm là 880 J/Kg.K và của nước là 4200 J/Kg.K CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC A Các dạng tập phương pháp giải Dạng 1: Tính tốn đại lượng liên quan đến cơng, nhiệt độ biến thiên nội Áp dụng ngun lý I: ∆U = A + Q Trong ®ã: ∆U : biÕn thiªn néi n¨ng (J) A : c«ng (J) • Qui íc: + ∆U > néi n¨ng t¨ng, ∆U < néi n¨ng gi¶m + A > vËt nhËn c«ng , A < vËt thùc hiƯn c«ng + Q > vËt nhËn nhiƯt lỵng, Q < vËt trun nhiƯt lỵng Chú ý: a.Q trình đẳng tích: ∆V = ⇒ A = nên ∆U = Q b Q trình đẳng nhiệt T = ⇒ ∆U = nên Q = -A c Q trình đẳng áp - Cơng giãn nở q trình đẳng áp: A = p( V2 − V1 ) = p.∆V p = h» ng sè : ¸p st cđa khèi khÝ V1 , V2 : lµ thĨ tÝch lóc ®Çu vµ lóc sau cđa khÝ pV1 (T2 − T1 ) ( tốn khơng cho V2) T1 N §¬n vÞ thĨ tÝch V (m3), ®¬n vÞ cđa ¸p st p (N/m2) hc (Pa) 1Pa = m - Có thể tính cơng cơng thức: A = Dạng 2: Bài tốn hiệu suất động nhiệt - HiƯu st thùc tÕ: H= Q1 − Q2 Q1 = A Q1 (%) - HiƯu st lý tëng: Hmax = T T1 − T2 = - vµ H ≤ Hmax T1 T1 - NÕu cho H th× suy A nÕu biÕt Q1 ,ngỵc l¹i cho A suy Q1 vµ Q2 Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 25 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn B Bài tập vận dụng Bài 1: bình kín chứa 2g khí lý tưởng 200C đun nóng đẳng tích để áp suất khí tăng lên lần a Tính nhiệt độ khí sau đun b Tính độ biến thiên nội khối khí, cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí 12,3.103 J/kg.K Bài 2: Mét lỵng khÝ ë ¸p st 2.104 N/m2 cã thĨ tÝch lÝt §ỵc ®un nãng ®¼ng ¸p khÝ në vµ cã thĨ tÝch lÝt TÝnh: a.C«ng khÝ thùc hiƯn b.§é biÕn thiªn néi n¨ng cđa khÝ BiÕt ®un nãng khÝ nhËn ®ỵc hiƯt lỵng 100 J Bài 3: Một khối khí tích 10 lít áp suất 2.10 5N/m2 nung nóng đẳng áp từ 30oC đến 1500C Tính cơng khí thực q trình Bài 4: Một động nhiệt lý tưởng hoạt động hai nguồn nhiệt 100 oC 25,4oC, thực cơng 2kJ a Tính hiệu suất động cơ, nhiệt lượng mà động nhận từ nguồn nóng nhiệt lượng mà truyền cho nguồn lạnh b Phải tăng nhiệt độ nguồn nóng lên để hiệu suất động đạt 25%? Bài 5: Một máy nước có cơng suất 25KW, nhiệt độ nguồn nóng t = 2200C, nguồn lạnh t2 = 620C Biết hiệu suất động 2/3 lần hiệu suất lí tưởng ứng với nhiệt độ Tính lượng than tiêu thụ thời gian Biết suất tỏa nhiệt than q = 34.10 6J Bài 6: khối khí có áp suất p = 100N/m thể tích V1 = 4m3, nhiệt độ t1 = 270C nung nóng đẳng áp đến nhiệt độ t2 = 870C Tính cơng khí thực BÀI TẬP CHƯƠNG VI Nội biến thiên nội – Các ngun lý nhiệt động lực học Một bình nhơm khối lượng 0,5 kg chứa 0,118 kg nước nhiệt độ 20 0C Người ta thả vào bình miếng sắt khối lượng 0,2 kg nhiệt độ 75oC Xác định nhiệt độ nước bắt đầu có cân nhiệt Bỏ qua truyền nhiệt mơi trường bên ngồi Cho nhiệt dung riêng nhơm 920J/(kg.K), nước 4180J/(kg.K) sắt 460J/(kg.K) Một nhiệt lượng kế đồng thau khối lượng 128 g chứa 210 g nước nhiệt độ 8,4 oC Người ta thả miếng kim loại khối lượng 192 g nhiệt độ 100 oC vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt dung riêng chất làm miếng kim loại, biết nhiệt độ có cân nhiệt 21,5 0C Bỏ qua truyền nhiệt mơi trường bên ngồi Nhiệt dung riêng đồng thau là: 128J/(kg.K) nước 4180 J/(kg.K) Người ta bỏ miếng kim loại chì kẽm có khối lượng 50 g nhiệt độ 136 oC vào nhiệt lượng kế có nhiệt dung (nhiệt lượng cần để làm cho vật nóng thêm lên oC) 50 J/K chứa 100 g nước 14 oC Xác định khối lượng kẽm chì hợp kim Biết nhiệt độ có cân nhiệt nhiệt lượng kế 18oC Bỏ qua trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi Nhiệt dung riêng kẽm 337 J/(kg.K), chì 126 J/(kg.K) nước 4180 J/(kg.K) Một bóng có khối lượng 100 g, rơi từ độ cao 10 m xuống sân nảy lên m Tại bóng khơng nảy lên tới độ cao ban đầu? Tính độ biến thiên nội bóng ? Lấy g=10m/s Người ta cung cấp chất khí chứa xy-lanh nhiệt lượng 100 J Chất khí nảy đẩy pít- tơng lên thực cơng 70 J Hỏi nội khí biến thiên lượng bao nhiêu? 6.Người ta thực cơng 100 J để nén khí xy-lanh Hỏi nội khí biến thiên lượng bao nhiêu? Nếu khí truyền mơi trường xung quanh nhiệt lượng 20 J Khi truyền nhiệt lượng 6.106J cho chất khí đựng xy-lanh hình trụ khí nở đẩy pít-tơng lên Thể tích khí tăng thêm 0,5 m3 Hỏi nội khí biến đổi lượng bao nhiêu? Biết áp suất khí 8.10 Pa khơng đổi q trình dãn nở Một lượng khí áp suất 3.10 Pa tích lít Sau đun nóng đẳng áp khí nở tích 10 lít a) Tính cơng mà khí thực b) Tính độ biến thiên nội khí Biết đun khí nhận nhiệt lượng 1000 J CHƯƠNG VII: CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ CHỦ ĐỀ 1: BIẾN DẠNG CƠ CỦA VẬT RẮN A Phương pháp giải tốn biến dạng lực gây ( biến dạng cơ) - Cơng thức tính lực đàn hồi: Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 26 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Fđh = k ∆l ( dùng cơng thức để tìm k) Trong đó: k = E S ( dùng cơng thức để tìm E, S) l0 k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi) E ( N/m2 hay Pa) : gọi suất đàn hồi hay suất Y-âng S (m2) : tiết diện lo (m): chiều dài ban đầu - Độ biến dạng tỉ đối: ∆l l0 = - Diện tích hình tròn: S = π F SE d2 (d (m) đường kính hình tròn) Nhớ: độ cứng vật ( thanh,lò xo) tỉ lệ nghịch với chiều dài: l1 k2 = l2 k1 B Bài tập vận dụng Bài 1: Một sợi dây kim loại dài 2m, đường kính 0,75mm Khi kéo lực 30N sợi dây dãn thêm 1,2mm a Tính suất đàn hồi sợi dây b Cắt dây thành phần kéo lực 30N độ dãn bao nhiêu? Bài 2: a.Ph¶i treo mét vËt cã khèi lỵng b»ng bao nhiªu vµo mét lß xo cã hƯ sè ®µn håi k = 250N/m ®Ĩ nã d·n ∆l = 1cm LÊy g = 10m/s2 b.Mét sỵi d©y b»ng ®ång thau dµi 1,8 m cã ®êng kÝnh 0,8 mm Khi bÞ kÐo b»ng mét lùc 25N th× d·n mét ®o¹n b»ng 1mm X¸c ®Þnh st l©ng cđa ®ång thau Bài 3:Mét thÐp dµi 4m, tiÕt diƯn 2cm2 Ph¶i t¸c dơng lªn thÐp mét lùc kÐo b»ng bao nhiªu ®Ĩ dµi thªm 1,5mm? Cã thĨ dïng 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 2.10 11Pa vµ 6,86.108Pa Bài 4: dây thép có chiều dài 2,5m, tiết diện 0,5mm2, kéo căng lực 80N thép dài 2mm tính: a Suất đàn hồi sơi dây b Chiều dài dây thép kéo lực 100N, coi tiết diện day khơng đổi Bài 5: trụ tròn đồng thau dài 10cm, suất đàn hồi 9.10 Pa, có tiết diện ngang 4cm a Tìm chiều dài chịu lực nén 100000N b Nếu lực nén giảm nửa bán kính tiết diện phải để chiều dài khơng đổi CHỦ ĐỀ 2: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN A Phương pháp giải tốn biến dạng nhiệt gây ( biến dạng nhiệt) Sự nở dài - Cơng thức tính độ nở dài ∆ l = l - l = α l 0∆t Với l0 chiều dài ban đầu t0 - Cơng thức tính chiều dài t 0C l = lo (1 + α ∆t ) Trong đó: α : Hệ số nở dài (K-1) nở khối - Cơng thức độ nở khối ∆ V=V–V0 = β V0 ∆ t - Cơng thức tính thể tích t 0C V = Vo(1 + β ∆t ) Với V0 thể tích ban đầu t0 * Nhớ: β = α : Hệ số nở khối ( K-1) B Bài tập vận dụng Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 27 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Bài 1: Hai kim loại, sắt kẽm 0C có chiều dài nhau, 100 0C chiều dài chênh lệch 1mm Tìm chiều dài hai 0C Biết hệ số nở dài sắt kẽm 1,14.10 -5K-1 3,4.110-5K-1 Bài 2: Một dây nhơm dài 2m, tiết diện 8mm2 nhiệt độ 20oC a Tìm lực kéo dây để dài thêm 0,8mm b Nếu khơng kéo dây mà muốn dài thêm 0,8mm phải tăng nhiệt độ dây lên đến độ? Cho biết suất đàn hồi hệ sơ nở dài tương ứng dây E = 7.10 10Pa; α = 2,3.10 −5 K −1 Bài 3:Ở đầu dây thép đường kính 1,5mm có treo nặng Dưới tác dụng nặng này, dây thép dài thêm đoạn nung nóng thêm 30oC Tính khối lượng nặng Cho biết α = 12.10−6 K −1 , E = 2.1011 Pa Bài Tính lực cần đặt vào thép với tiết diện S = 10cm để khơng cho thép dãn nở bị đốt nóng từ 20oC lên 50oC , cho biết α = 12.10−6 K −1 , E = 2.1011 Pa Bài 5: Tính độ dài thép đồng oC cho nhiệt độ thép dài đồng 5cm.Cho hệ số nở dài thép đồng 1, 2.10−5 K −1 1, 7.10−5 K −1 CHỦ ĐỀ 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG A Các dạng tập phương pháp giải Dạng 1: Tính tốn đại lượng cơng thức lực căng bề mặt chất lỏng - Lực căng bề mặt chất lỏng: F=σ l σ (N/m) : Hệ số căng bề mặt l (m) chiều dài đường giới hạn có tiếp xúc chất lỏng chất rắn Chú ý: cần xác định tốn cho mặt thống Dạng 2: Tính lực cần thiết để nâng vật khỏi chất lỏng - Để nâng được: Fk > P + f - Lực tối thiểu: Fk = P + f Trong đó: P =mg trọng lượng vật f lực căng bề mặt chất lỏng Dạng 3: Bài tốn tượng nhỏ giọt chất lỏng - Đầu tiên giọt nước to dần chưa rơi xuống - Đúng lúc giọt nước rơi: P=F ⇔ mg = σ l ( l chu vi miệng ống) ⇔ V1 D.g = σπ d ⇔ V Dg = σπ d n Trong đó: n số giọt nước, V( m3) thể tích nước ống, D(kg/m3) khối lượng riêng chất lỏng, d (m) đường kính miệng ống B Bài tập vận dụng Bài 1: Một cộng rơm dài 10cm mặt nước người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống bên mặt nước cộng rơm giả sử nước xà phòng lan bên Tính lực tác dụng vào cộng rơm Biết hệ số căng mặt ngồi nước nước xà phòng σ = 73.10−3 N / m,σ = 40.10 −3 N / m Bài 2: Cho nước vào ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống d = 0,4mm hệ số căng bề mặt nước σ = 73.10−3 N / m Lấy g = 9,8m/s Tính khối lượng giọt nước rơi khỏi ống Bài 3: Nhúng khung hình vng có chiều dài cạnh 10cm vào rượu kéo lên Tính lực tối thiểu kéo khung lên, biết khối lượng khung 5g cho hệ số căng bề mặt rượu 24.10 -3N/m g = 9,8m/s2 Bài 4: Có 20cm3 nước đựng ống nhỏ giọt có đường kính đầu mút 0,8mm Giả sử nước ống chảy ngồi thành giọt tính xem ống có giọt, cho biết σ = 0, 073 N / m, D = 103 kg / m3 , g = 10m / s CHỦ ĐỀ 4: SỰ CHUYỂN THỂ CỦA CÁC CHẤT Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 28 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn A Phương pháp giải tập chuyển thể chất Cơng thức tính nhiệt nóng chảy Q = λ m (J) m (kg) khối lượng λ (J/kg) : Nhiệt nóng chảy riêng Cơng thức tính nhiệt hóa Q = Lm L(J/kg) : Nhiệt hoá riêng m (kg) khối lượng chất lỏng Cơng thức tính nhiệt lượng thu vào hay tỏa Q = m.c (t2 – t1) c (J/kg.k): nhiệt dung riêng Chú ý: Khi sử dụng cơng thức cần ý nhiệt lượng thu vào tỏa q trình chuyển thể Q = λ m Q = L.m tính nhiệt độ xác định, cơng thức Q = m.c (t – t1) dùng nhiệt độ thay đổi B Bài tập vận dụng Bài 1: Người ta thả cục nước đá khối lượng 80g 0oC vào cốc nhơm đựng 0,4kg nước 20oC đặt nhiệt lượng kế Khối lượng cốc nhơm 0,20kg Tính nhiệt độ nước cốc nhơm cục nước vừa tan hết Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.10 5J/kg Nhiệt dung riêng nhơm 880J/kg.K nước lăJ/kg.K Bỏ qua mát nhiệt độ nhiệt truyền bên ngồi nhiệt lượng kế Bài 2: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 5kg nước đá -10 oC chuyển thành nước oC Cho biết nhiệt dung riêng nước đá 2090J/kg.K nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.10 5J/kg Bài 3: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 10kg nước 25 oC chuyển thành 100 oC Cho biết nhiệt dung riêng nước 4180J/kg.K nhiệt hóa riêng nước 2,3.10 6J/kg Bài 4: Tính nhiệt lượng cần phải cung cấp để làm cho 0,2kg nước đá -20 oC tan thành nước sau tiếp tục đun sơi để biến hồn tồn thành nước 100 oC Nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.10 5J/kg, nhiệt dung riêng nước đá 2,09.10 3J/kg.K, nhiệt dung riêng nước 4,18.10 3J/kg.K, nhiệt hóa riêng nước 2,3.106J/kg Bài 5: Lấy 0,01kg nước 1000C cho ngưng tụ bình nhiệt lượng kế chứa 0,2kg nước 9,5 0C nhiệt độ cuối 400C, cho nhiệt dung riêng nước c = 4180J/kg.K Tính nhiệt hóa nước CHỦ ĐỀ 5: ĐỘ ẨM CỦA KHƠNG KHÍ A Phương pháp giải tốn độ ẩm khơng khí - Độ ẩm tỉ đối khơng khí: a 100% A p Hoặc f = 100% pbh f= - Để tìm áp suất bão hòa pbh độ ẩm cực đại A, ta dựa vào bảng 39.1 sgk - Khối lượng nước có phòng: m = a.V ( V(m3) thể tích phòng) B Bài tập vận dụng Bài 1: Phòng tích 50m3 khơng khí, phòng có độ ẩm tỉ đối 60% Nếu phòng có 150g nước bay độ ẩm tỉ đối khơng khí bao nhiêu? Cho biết nhiệt độ phòng 25 oC khối lượng riêng nước bão hòa 23g/m3 Bài 2: Phòng tích 40cm3 khơng khí phòng có độ ẩm tỉ đối 40% Muốn tăng độ ẩm lên 60% phải làm bay nước? biết nhiệt độ 20oC khối lượng nước bão hòa Dbh = 17,3g/m3 Bài 3: Một phòng tích 60m3, nhiệt độ 200C có độ ẩm tương đối 80% Tính lượng nước có phòng, biết độ ẩm cực đại 200C 17,3g/m3 BÀI TẬP CHƯƠNG VII Biến dạng vật rắn Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 29 Phương pháp giải tập Vật lý 10 ThS Tạ Hồng Sơn Một sợi dây thép đường kính 1,5mm có độ dài ban đầu 5,2m Tính hệ số đàn hồi sợi dây thép, biết suất đàn hồi thép E = 2.1011Pa Một rắn đồng chất tiết diện có hệ số đàn hồi 100N/m, đầu gắn cố định đầu treo vật nặng để biến dạng đàn hồi Biết gia tốc rơi tự g = 10m/s Muốn cho rắn dài thêm 1cm vật nặng phải có khối lượng ? Một thép tròn đường kính 20mm có suất đàn hồi E = 2.10 11Pa Giữ chặt đầu nén đầu lại lực F = 1,57.105N để biến dạng đàn hồi Tính độ biến dạng tỉ đối ? Một sợi dây đồng thau dài 1,8m có đường kính 0,8mm Khi bị kéo lực F = 25N dây dãn đoạn 1mm Xác định suất Young đồng thau ? Sự nở nhiệt vật rắn Một thước thép 200C có độ dài 1m Khi nhiệt độ 40 0C thước thép dài thêm ? Biết hệ số nở dài thép 11.10-6K-1 Một dây tải điện 200C có độ dài 1800m Hãy xác định hệ số nở dài dây tải điện Biết hệ số nở dài dây tải điện α = 11,5.10-6K-1 Mỗi ray đường sắt nhiệt độ 15 0C có độ dài 12,5m Nếu hai đầu ray đặt cách 4,5mm, ray chịu nhiệt độ lớn để chúng khơng bị uốn cong tác dụng nở nhiệt ? Biết hệ số nở dài mối thang ray α = 12.10-6K-1 Thanh thép có tiết diện 25mm Cần đốt nóng lên độ để độ nở dài với độ tăng chiều dài bị kéo lực F = 2500N Biết hệ số nở dài thép α = 12.10-6K-1 suất Young E = 2.1011Pa Các tượng bề mặt chất lỏng Một vòng xuyến có đường kính ngồi 44mm đường kính 40mm Trọng lượng vòng xuyến 45mN Lực bứt vòng xuyến khỏi bề mặt glixerin 20 0C 64,3mN Tính hệ số căng mặt ngồi glixerin nhiệt độ 10 Một màng xà phòng căng mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng AB dài 50mm trượt dễ dàng dọc theo chiều dài khung Tính trọng lượng P đoạn dây AB để nằm cân Hệ số căng bề mặt xà phòng σ = 0,04N/m 11 Có 4cm3 dầu lỏng chảy qua ống nhỏ giọt thành 304 giọt dầu Đường kính lỗ đầu ống nhỏ giọt 1,2mm khối lượng riêng dầu 900kg/m3 Tìm hệ số căng bề mặt dầu 12 Một mẩu gỗ hình lập phương có khối lượng 20g đặt mặt nước Mẫu gỗ có cạnh dài 30mm dính ướt nước hồn tồn, nước có khối lượng riêng 1000kg/m hệ số căng bề mặt 0,072N/m Tính độ ngập sâu nước mẫu gỗ ? Lấy g = 9,8m/s2 Sự chuyển thể chất 13 Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 4kg nước đá 0C để chuyển thành nước 20 0C Cho nhiệt nóng chảy riêng nước đá 3,4.105J/kg nhiệt dung riêng nước 4180 J/(kg.K) ĐS: 1694,4 kJ 14 Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho miếng nhơm khối lượng 100g nhiệt độ 20 0C, để hóa lỏng nhiệt độ 6580C Nhơm có nhiệt dung riêng 896J/(kg.K) Và nhiệt nóng chảy riêng 3,9.10 5J/kg Độ ẩm khơng khí 15 Buổi sáng, nhiệt độ khơng khí 23 0C độ ẩm tỉ đối 80% Buổi trưa nhiệt đơng khơng khí 30 0C độ ẩm tỉ đối 60% Hỏi vào buổi khơng khí chứa nhiều nước ? 16 Nhiệt độ phòng 150C, độ ẩm tỉ đối 70% thể tích phòng 100m Độ ẩm cực đại 12,8g/m3 Tìm lượng nước có phòng? 17 Nhiệt độ khơng khí buổi chiều 15 0C, độ ẩm tỉ đối 64%, độ ẩm cực đại 12,8g/m 3.Ban đêm nhiệt độ 50C có lượng nước tạo thành sương 1m khơng khí ? Biết độ ẩm cực đại 50C 6,8g/m3 Trường THPT Ngơ Quyền- Phú Q – Bình Thuận 30