Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)ĐỀ THI HỌC KÌ 1 VẬT LÝ 11 (50 TỰ LUẬN, 50 TRẮC NGHIỆM)
CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG Dạng 1: Định luật bảo toàn động lượng: Phương pháp giải - Điều kiện áp dụng: HỆ KÍN - Xác định động lương hệ trước sau tương tác - Hay: - Vẽ hình Các em cần ý: - Chuyển biểu thức đại số: Sử dụng quy tắc hình bình hành Thường cách sử dụng vectơ tạo thành tam giác vuông, tam giác đều, tam giác cân Ví dụ minh họa Bài 1: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng m s = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nòng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn Giải *Chọn chiều dương chiều chuyển động đạn - Động lượng súng chưa bắn - Động lượng hệ sau bắn súng là: p’ = msvs + mđvđ - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: msvs + mđvđ = => Vận tốc súng là: v=− m đ v đ = −1,5( m / s) mS Vậy súng chuyển động ngược lại với vận tốc 1,5m/s Lưu ý: Đây toán chuyển động phản lực, nên vector động lượng vector phương, ta viết biểu thức định luật bảo tồn động lượng dạng đại số Khi vật chuyển động theo chiều dương chọn v > ngược lại v < Bài : Một viên có khối lượng m = 4kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250ms -1 nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay với vận tốc 500 m/s chếch lên theo phương thẳng đứng góc 30o Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? Giải - Động lượng viên đạn trước nổ: p = mv = 1000kgms-1 - Động lượng sau nổ: - Mảnh thứ có động lượng: p1 = 0,5mv1 = 1000 kgms-1 (p1 = p p , p có hướng hình vẽ) (hình 1) - Mảnh thứ hai có động lượng: p2 = 0,5mv2 = 2v2 kgms-1 - Xét hệ gồm hai mảnh đạn thời gian nổ, xem hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo tồn động lượng: p p1 = p2 + (hình vẽ) Từ hình vẽ: ta suy ra: p 22 = p2 + p 12 -2pp1cos30o = p2 + 3p2 – 3p2 = p2 => p2 = p = 1000kgms-1 => Từ hình vẽ ta nhận thấy mảnh thứ hai chếch xuống theo phương thẳng đứng góc 60 o.hay hợp với phương chuyển động ban đầu viên đạn góc 120 o Vận tốc mảnh thứ hai: v2 = p2 = 500ms-1 Lưu ý: Đây tốn áp dụng định luật bảo tồn động lượng mà vector động lượng thành phần không phương, ta cần ý đến quy tắc hình bình hành; Bài tập áp dụng Bài 1: Giải lại ví dụ mảnh bay theo phương lệch góc 60 so với đường thẳng đứng Đ/S: 433 m/s, hợp với phương thẳng đứng góc Bài 2: Viên đạn khối lượng m = 0,8 kg bay ngang với vận tốc vỡ làm hai mảnh Mảnh có khối lượng , sau vỡ rơi thẳng đứng xuống với vận tốc Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh sau vỡ Đ/s: 66,7 m/s, hợp với phương ngang góc Bài 3: Viên đạn khối lượng m = 0,8 kg bay ngang với vận tốc mảnh độ cao H = 20 m vỡ làm hai Mảnh có khối lượng , sau vỡ rơi thẳng đứng xuống đứng chạm đất có vận tốc Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh sau vỡ Bỏ qua lực cản khơng khí Bài 4: Một viên đạn có khối lượng 20 kg bay thẳng đứng lên với vận tốc v = 150m / s nổ thành hai mảnh Mảnh thứ có khối lượng 15kg bay theo phương nằm ngang với vận tốc v = 200m / s Mảnh thứ hai chuyển động theo phương nào, có vận tốc Dạng 2: Định lí động năng: Phương pháp giải - Điều kiện áp dụng: cho trường hợp ( vật chịu tác dụng ngoại lực: lựa ma sát, lực kéo, lực cản, trọng lực,….) - Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) (2) - Biểu thức: Hay: - Trong em cần ý: , với Ví dụ minh hoạ Bài 1: Một ô tô có khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, qua A vận tốc ô tô 10m/s đến B vận tốc ô tô 20m/s Biết độ lớn lực kéo 4000N.Tìm hệ số masat µ1 đoạn đường AB Giải Các lực tác dụng lên ô tơ là: Theo định lí động năng: AF => => P, N; F; Fms + Ams = m ( v 2B − v 2A ) F.sAB – µ1mgsAB = m( v 22 − v12 ) 2µ1mgsAB = 2FsAB - m ( v 2B − v 2A ) => µ1 = y Hình 2b x Fms F α N v P 2Fs AB − m( v 2B − v 2A ) mgs AB Thay giá trị F = 4000N; sAB= 100m; vA = 10ms-1 vB = 20ms-1 ta thu µ1 = 0,05 Bài tập áp dụng Bài 1: Một ô tô có khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang AB dài 50m, qua A vận tốc ô tô 10m/s đến B vận tốc ô tô 20m/s Biết độ lớn lực kéo 4000N.Tìm hệ số masat µ1 đoạn đường AB Bài 2: Một tơ có khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang AB dài 150m, qua A vận tốc ô tô 54km/h đến B vận tốc ô tô 90km/h Biết độ lớn lực kéo 4000N, hệ số masat µ đoạn đường Ablà 0,05 a Tính cơng suất trung bình động b Tính hiệu suất động Bài 3: Một ô tô có khối lượng chuyển động đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, qua A vận tốc ô tô 10m/s đến B vận tốc ô tô 20m/s Biết độ lớn lực kéo 4000N Đến B động tắt máy lên dốc BC dài 40m nghiêng 30 o so với mặt phẳng ngang Hệ số masat mặt dốc µ2 = Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không? Dạng 3: Độ giảm Phương pháp giải - Điều kiện áp dụng: áp dụng cho lực ( vật chịu tác dụng trọng lực, lực đàn hồi….) - Chọn gốc - Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) (2) - Biểu thức: + + Ví dụ minh hoạ Bài 1: Một búa máy có khối lượng m=400kg có trọng tâm nằm cách mặt đất 3m 1.Thế trọng trường búa chọn gốc tọa độ mặt đất bao nhiêu? Khi búa đóng cọc, trọng tâm hạ xuống tới độ cao 0,8m Độ giảm búa bao nhiều? Giải 1.Thế trọng trường búa lúc ban đầu: Wt1 = m.g.z1 = 400.9,8.3 = 11760 J Thế trọng trường búa sau trọng tâm hạ xuống: Wt = m.g.z = 400.9,8.0,8 = 3136J Độ giảm vật: ∆W = Wt1 − Wt = 11760 − 3136 = 8624J Bài 2: Cho lò xo nằm ngang trạng thái ban đầu không bị biến dạng Khi tác dụng lực F=3N vào lò xo theo phương lò xo, ta thấy dãn 2cm Tìm độ cứng lò xo Xác định giá trị đàn hồi lò xo dãn 2cm Tính cơng lực đàn hồi thực lò xo kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm Giải Xét vị trí lò xo dãn 2cm: F = Fdh ⇒ F = k∆ ⇒k= F = = 150 N / m ∆ 0,02 Thế đàn hồi lò xo dãn 2cm: Wdh = 1 k ( ∆) = 150.0,02 = 0,03J 2 Công lực đàn hồi thực hiện: A 12 = [ ] k (∆1 ) − ( ∆2 ) 2 = 150.(0,02 − 0,035 ) = −0,062J Bài tập áp dụng Bài 1: Một vật có khối lượng m=0,5kg có trọng tâm nằm cách mặt đất 15m a.Thế trọng trường vật chọn gốc tọa độ cách mặt đất 5m bao nhiêu? b Khi vật rơi, trọng tâm hạ xuống tới độ cao 8m Độ giảm búa bao nhiều? Bài 2: Một vật có khối lượng m=1kg thả rơi từ đọ cao 100m a Tính độ giảm vật rơi xung độ cao 50m b Tính vật tai độ cao 30m Bài 3: Cho lò xo nằm ngang trạng thái ban đầu không bị biến dạng Khi tác dụng lực F=10N vào lò xo theo phương lò xo, ta thấy dãn 4cm a Tìm độ cứng lò xo b Xác định giá trị đàn hồi lò xo dãn 2cm c Tính cơng lực đàn hồi thực lò xo kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm Dạng 4: Định luật bảo toàn Phương pháp giải - Điều kiện áp dụng: áp dụng cho vật chuyển động trường lực + vật chịu tác dụng trọng lực, lực đàn hồi - Chọn gốc - Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) (2) - Biểu thức: hay - Trong em cần ý: + : độ cao trạng thái 1, so với gốc + Đối với lắc đơn thì: Ví dụ minh hoạ Bài 1: 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 Giải Chọn gốc A vị trí ném vật (ở mặt đất): WtA = Tìm W = ? Ta có W=WA = WđA = mv 2A = 0,2.900 = 90 (J) hmax =? Gọi B vị trí cao mà vật đạt được: vB = Cơ vật B: WB = WtB = mghmax Theo định luật bảo toàn năng: WB = WA => mghmax= => hmax = v 2A 2g mv 2A = 45m WđC = WtC => hC, vc => 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 = mghmax= > hC = hmax= 22,5m + 2WđC = mghmax2 mv C2 = mghmax=> vC = gh max = 15 ms-1 Bài 2:Từ độ cao 10m so với mặt đất, vật ném lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc đầu 5ms-1 Bỏ qua sức cản khơng khí lấy g = 10ms-2 Tính độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất Tính vận tốc vật thời điểm vật có động Tìm tồn phần vật, biết khối lượng vật m=200g Giải Tìm hmax =? + Cơ vị trí ném A: WA = mv 2A + mghA + Gọi B vị trí cao mà vật đạt được: vB = => Cơ vật B: WB = WtB = mghmax Theo định luật bảo toàn năng: WB = WA mghmax = => hmax = v 2A 2g mv A + mghA + hA = 1,25 + 10 = 11,25m Gọi C vị trí vật có động => WđC = WtC => WC = WđC + WtC = 2WđC Theo định luật bảo toàn năng: WC = WB =>2 mv c2 = mghmax => vC = gh max = 7,5 ms-1 Tìm W =? W = WB = mghmax = 0,2.10.11,25 = 22,5 (J) Bài 3: Một ô tô khối lượng chuyển động với vận tốc 36km/h tắt máy xuống dốc, hết dốc thời gian 10s Góc nghiêng dốc 20^0 , hệ số ma sát dốc xe 0,01 Dùng định luật bảo tồn, tính: a Gia tốc xe dốc suy chiều dài dốc b Vận tốc xe chân dốc Giải + Ta viết biểu thức biến thiên cho vật chuyển động từ đỉnh dốc (1) đến chân dốc (2) + Chọn gốc chân dốc + Với + Suy ra: + Kết hợp hệ thức độc lập thời gian: + Suy gia tốc xe dốc: + Chiều dài dốc: + Vận tốc xe chân dốc: v_2 = v_1 + at = 10 + 3,33.10 = 43,3 (m/s) Bài 4: Quả cầu nhỏ khối lượng 500g treo đầu sợi dây dài 1m, đầu dây cố định Kéo cầu khỏi vị trí cân cho dây hợp với phương thẳng ứng góc 45^0 thả tự Tìm: a Vận tốc lắc qua vị trí cân bắng b Tính lực căng dây vị trí cân - Vật chuyển động trường lực thế, ta áp dụng định luật bảo tồn để giải tốn Ngồi ta giải định lí động a – Chọn gốc vị trí cân (vị trí thấp vật) - Viết biểu thức định luật bảo toàn cho vị trí góc 45^0 vị trí cân Hay - Với - Suy ra: - Viết biểu thức định luật II Niu tơn cho vật vị trí cân B: - Chiếu phương trình lên trục hướng tâm BO: - Suy ra: Bài tập áp dụng Bài 1: Một ô tô khối lượng chuyển động với vận tốc 36km/h tắt máy xuống dốc, hết dốc thời gian 10s Góc nghiêng dốc 30^0 , hệ số ma sát dốc xe 0,01 Dùng định luật bảo tồn, tính: a Gia tốc xe dốc suy chiều dài dốc b Vận tốc xe chân dốc Bài 2: Quả cầu nhỏ khối lượng 500g treo đầu sợi dây dài 1m, đầu dây cố định Kéo cầu khỏi vị trí cân cho dây hợp với phương thẳng ứng góc 45^0 thả tự Tìm: a Vận tốc lắc qua vị trí cân b b Tính lực căng dây vị trí cân Bài 3: Từ mặt đất, vật có khối lượng m = 0,5kg 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 10 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 4: Một vật có khối lượng m = 0,5kg thả roi không vạn tôc đầu từ độ cao 20m Bỏ qua sức cản khơng khí lấy g = 10ms-2 Tìm vật Xác định vận tốc cực đại mà vật đạt Tại vị trí vật có động thai lần năng? Xác định vận tốc vật vị trí Tại vị trí vật có động ba lần năng? Xác định vận tốc vật vị trí 11