Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn CƠNĂNG GIÁO VIÊN: PHẠM VĂN TÙNG Đây tài liệu kèm giảng Cơ thuộc khóa học: Vật lí 10 Thầy Đỗ Ngọc Hà-Thầy Phạm Văn Tùng Hocmai.vn Để sử dụng hiệu quả, Bạn nên kết hợp xem tài liệu giảng I Cơ vật chuyển động trọng trường Định nghĩa Cơ vật chuyển động tác dụng trọng lực tổng động vật : W = Wđ + Wt = mv + mgz 2 Sự bảo toàn vật chuyển động tác dụng trọng lực Khi vật chuyển động trọng trường chịu tác dụng trọng lực vật đại lượng bảo toàn W= 1 mv + mgz = số hay: mv12 + mgz1 = mv22 + mgz2 2 Hệ Trong trình chuyển động vật trọng trường : + Nếu động giảm tăng ngược lại (động chuyển hoá lẫn nhau) + Tại vị trí động cực đại cực tiểu ngược lại II Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi Định nghĩa Cơ vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi tổng động đàn hồi vật: W= mv + k(l)2 2 Sự bảo toàn vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi Khi vật chịu tác dụng lực đàn hồi gây biến dạng lò xo đàn hồi vật đại lượng bảo toàn : W= 1 1 mv + k(l)2 = số hay: mv12+ k(l1)2= mv22+ k(l2)2 = … 2 2 2 Chú ý : Định luật bảo toàn vật chuyển động chịu tác dụng trọng lực lực đàn hồi Nếu vật chịu tác dụng thêm lực khác công lực khác độ biến thiên Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn PHƯƠNG PHÁP — Chọn gốc — Chọn hai điểm có kiện vận tốc độ cao để áp dụng định luật bảo toàn năng: 1 WA = WB mv2A mghA mv2B mghB 2 — Sau tìm vận tốc tìm độ cao * Lưu ý: định luật bảo toàn áp dụng vật chịu tác dụng trọng lực 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 không 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 Hướng dẫn a Chọn gốc mặt đất (tạiB) — Cơ O ( vị trí ném vật): W(O) = mv o2 mgh — Cơ B ( mặt đất) W(B) = mv 2 — Theo định luật bảo toàn v2 vo2 900 400 1 25m W(O) = W(B) mv o2 mgh mv2 h 2 2g 20 A z H O h B b.Độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất — Gọi A độ cao cực đại mà vật đạt tới — Cơ A: W(A) mgH mv — Theo định luật bảo toàn năng: v2 900 45m W(A) = W(B) mv2 mgH H 2g 20 — Cơ B: W(B) = c Gọi C điểm mà Wđ(C) = 3Wt(C) — Cơ C: W(C) = Wđ(C) + Wt(C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) = mv c — Theo định luật bảo toàn W(C) = W(B) 30 mvc2 mv2 vC v 15 3m / s 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 Hướng dẫn a — Chọn gốc tạ mặt đất — Cơ O: W(O) = mv o2 mgh — Cơ A: W(A) mgH — Theo định luật bảo toàn năng: W(O) = W(A) H v o2 2gh 15m 2g b Tìm h1 để (Wđ1 = 3Wt3) Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn — Gọi C điểm có Wđ1 = 3Wt3 — Cơ C: W(C) = 4Wt1 = 4mgh1 — Theo định luật BT năng: H 15 W(C) = W(A) h1 3,75m 4 c Tìm v2 để Wđ2 = Wt2 — Gọi D điểm có Wđ2 = Wt2 — Cơ D: W(D) = 2Wđ2 = mv22 — Theo định luật BT năng: W(D) = W(A) v2 g.H 15.10 12,2m / s d — Cơ B : W(B) = mv 2 A z H O h B — Theo định luật BT năng: W(B) = W(A) v 2g.H 24,4m / s 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? Hướng dẫn a) Chọn gốc mặt đất Wd m.v2 0,16J Wt m.g.h 0,31J — Động lúc ném vật: — Thế lúc ném : — Cơ bi lúc ném vật: b) Gọi điểm B điểm mà bi đạt — Áp dụng định luật bảo toàn năng: c) — Ta có: 2Wt W h 1,175m d) W W® Wt 0,47J WA WB hmax 2,42m — Ta có: Ac¶n W' W Fc h' h mgh' W h' Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Fch W 1,63m Fc mg - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn THAM KHẢO THÊM Từ mặt đất, vật có khối lượng m = 200g ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s Bỏ qua sức cản không 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 Hướng dẫn Chọn gốc A vị trí ném vật (ở mặt đất): WtA = Tìm W = ? 1 Ta có W = WA = WđA = mv 2A = 0,2.900 = 90 (J) 2 hmax =? Gọi B vị trí cao mà vật đạt được: vB = Cơ vật B: WB = WtB = mghmax v2 Theo định luật bảo toàn năng: WB = WA mghmax= mv 2A hmax = A = 45m 2g WđC = WtC Gọi C vị trí mà vật có động năng: WđC = WtC WC = WđC + WtC = 2WđC = 2WtC Theo định luật bảo toàn năng: WC = WB — 2WtC = mghmax 2mghC = mghmaxhC = hmax= 22,5m 2 —2WđC = mghmax2 mv C = mghmaxvC = ghmax = 15 ms-1 WđD = 3WtD tự làm Một vật có m = 10kg rơi từ cao xuống Biết vị trí vật cao 5m thfi vận tốc vật 13km/h Tìm vị trí đó, g = 9,8m/s2 Hướng dẫn giải: W = Wd + Wt = 554,8 J Người ta thả vật 500g cho rơi tự do, biết vận tốc lúc vật vừa chạm đất 36km/h Chọn gốc mặt đất Cơ vật lúc chạm đất bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Chọn gốc mặt đất W = Wd + Wt = Wd = 2,5J Wt = Cơ vật m 375J Ở độ cao 3m vật có Wd = 3/2 Wt Tìm khối lượng vật vận tốc vật độ cao Hướng dẫn giải: W = Wt + Wd = 5/2 Wt m = 5,1kg Wd = 3/2 Wt = 224,9 J v = 9,4 m/s Một bi m = 25g ném thẳng đứng lên cao với v = 4,5m/s từ độ cao 1,5m so với mặt đất Chọn gốc mặt đất, g = 10m/s2 Tính Wđ, Wt, W lúc ném vật Tìm độ cao cực đại mà bi đạt Hướng dẫn giải: W = Wt + Wd = 0,63 J Ở độ cao cực đại Wtmax Wd = Wtmax = W = 0,63 J zmax = 2,52m Vật m = 2,5kg thả rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2 Tính động lúc chạm đất Ở độ cao vật có Wd = 5.Wt Hướng dẫn giải: a Theo định luật bảo toàn năng: WMD = WH Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn WtMD WdMD WdH WtH WdMD WtH 1125J b Wd = Wt W = Wt + Wd = 6Wt = 1125 J z = 7,5m Một vật rơi tự từ độ cao 120m, g = 10m/s2 Bỏ qua sức cản KK Tìm độ cao mà vật lớn lần động Hướng dẫn giải: Theo định luật bảo toàn năng: W120 = WH Wt120 Wd120 WdH WtH Wt120 WdH WtH WtH h z 80m Thả vật rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2 Bỏ qua sức cản KK Tính vận tốc vật vật chạm đất Tính độ cao vật Wd = 2Wt Khi chạm đất, đất mềm nên vật bị lún sâu 10cm Tính lực cản trung bình tác dụng lên vật, cho m = 100g Hướng dẫn giải: a Theo định luật bảo toàn năng: WMD = W45 WtMD WdMD Wd45 Wt 45 WdMD Wt 45 v 30m / s b Theo định luật bảo toàn năng: WMD = W45 Wth Wdh Wd45 Wt 45 Wth 3Wt 45 z 15m c A = Wdh – WđMĐ = Fc.s Fc= - 450N Thế vật nặng 4kg đáy giếng sâu h so với mặt đất, nơi có g = 9.8m/s2 – 1,96J Hỏi độ sâu giếng Hướng dẫn giải: Chọn MĐ làm mốc năng: Wt = mgz = -1,96 J z = 5m Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Xét hệ gồm hai vật va chạm vào theo phương thẳng đứng đại lượng vật lí sau bảo toàn ? A Động B Cơ C Động lượng D Không có Câu 2: Một búa máy có khối lượng M = 400kg thả rơi tự từ độ cao 5m xuống đất đóng vào cọc có khối lượng m2 = 100kg mặt đất làm cọc lún sâu vào đất 5m Coi va chạm búa cọc va chạm mềm Cho g = 9,8m/s2 Tính lực cản coi không đổi đất A 628450 N B 250450 N C 318500 N D 154360 N Câu 3: Một bi khối lượng 20g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất Cho g = 9,8m/s2 Trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất giá trị động năng, bi lúc ném vật A 0,16J; 0,31J; 0,47J B 0,32J; 0,62J; 0,47J C 0,24J; 0,18J; 0,54J D 0,18J; 0,48J; 0,80J Câu 4: Một vật có khối lượng 400g thả rơi tự từ độ cao 20m so với mặt đất Cho g = 10m/s2 Sau rơi 12m động vật : A 16 J B 24 J C 32 J D 48 J Câu 5: Tính lực cản đất thả rơi đá có khối lượng 500g từ độ cao 50m Cho biết đá lún vào đất đoạn 10cm Lấy g = 10m/s2 bỏ qua sức cản không khí A 25 000N B 500N C 000N D 22 500N Câu 6: Một lắc đơn có chiều dài l = 1m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc 450 thả tự Cho g = 9,8m/s2 Tính vận tốc lắc qua vị trí cân A 3,14m/s B 1,58m/s C 2,76m/s D 2,4m/s Câu 7: Cơ đại lượng: A luôn dương không C luôn khác không B luôn dương D dương, âm không Câu 8: Một vật nhỏ ném lên từ điểm M phía mặt đất; vật lên tới điểm N dừng rơi xuống Bỏ qua sức cản không khí Trong trình MN? A giảm B cực đại N C không đổi D động tăng Câu 9: Từ mặt đất, vật ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s Bỏ qua sức cản không khí Cho g = 10m/s2 Ở độ cao động ? Bằng lần động ? A 2,5m ; 4m B 2m ; 4m C 10m ; 2m D 5m ; 3m Câu 10: Một người nặng 650N thả rơi tự từ cầu nhảy độ cao 10m xuống nước Cho g = 10m/s2 Tính vận tốc người độ cao 5m chạm nước A m/s; 12,2 m/s B m/s; 10m/s C m/s; 11,6 m/s D 10 m/s; 14,14 m/s Câu 11: Một lực 2500 N tác dụng theo phương ngang đặt lên xe có khối lượng 500kg đứng yên mặt phẳng ngang Biết tổng lực cản chuyển động 1000N Công xe sau chuyển động 2s A 900 J B 90 J C J D kJ Câu 12: Từ điểm M (có độ cao so với mặt đất 0,8 m) ném lên vật với vận tốc đầu m/s Biết khối lượng vật 0,5 kg, lấy g = 10 m/s2 Cơ vật ? A J B J C J D J Câu 13: Từ mặt đất, vật ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s Bỏ qua sức cản không khí Cho g = 10m/s2 Vị trí cao mà vật lên cách mặt đất khoảng : A 15m B 5m C 20m D 10m Câu 14: Cơ đại lượng: A Vô hướng, dương C Véc tơ hướng với véc tơ vận tốc B Vô hướng, âm, dương không D Véc tơ, âm, dương không Câu 15: Đại lượng không đổi vật ném theo phương nằm ngang? A Thế B Động C Cơ Câu 16: Trong trình rơi tự vật thì: A Động tăng, tăng C Động giảm, giảm D Động lượng B Động tăng, giảm D Động giảm, tăng Câu 17: Một vật ném từ lên Trong trình chuyển động vật thì: A Động giảm, tăng B Động giảm, giảm Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng C Động tăng, giảm Các định luật bảo toàn D Động tăng, tăng Câu 18: Một vật có khối lượng kg rơi tự từ độ cao h = 50 cm xuống đất, lấy g = 10 m/s2 Động vật trước chạm đất là: A 500 J B J C 50 J D 0,5 J Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn ĐÁP ÁN Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Câu D Câu D Câu 13 B Câu C Câu C Câu 14 B Câu A Câu D Câu 15 C Câu D Câu 10 D Câu 16 B Câu B Câu 11 D Câu 17 A Câu D Câu 12 C Câu 18 B - Trang | ...Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn PHƯƠNG PHÁP — Chọn gốc — Chọn... đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn — Gọi C điểm có Wđ1 = 3Wt3... 58-58-12 Fch W 1,63m Fc mg - Trang | Hocmai.vn – Website học trực tuyến số Việt Nam Khóa học: Vật lí 10 – thầy Đỗ Ngọc Hà – thầy Phạm Văn Tùng Các định luật bảo toàn THAM KHẢO THÊM Từ mặt đất,