Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 6: Cho một lò xo đàn hồi nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F = 3N kéo lò xo theo phương ngang ta thấy nó giãn được 2cm. Tính giá trị thế năng đ[r]
(1)>> Truy cập trang http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử - Địa tốt nhất! Page BÀI TẬP ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG
I Động :
a) Động : W 1 .
2
d m v
Trong m : khối lượng vật (kg); v: vận tốc vật (m/s); Wđ : động vật (J) b) Độ biến thiên động : Độ biến thiên động công ngoại lực tác dụng
2
ngoailuc d d
A W W
Bài 1: Trọng lượng vận động viên điền kinh 650N Tìm động vận động viên chạy hết quãng đường 600m 50s, g = 10m/s2
Bài 2: Một vật có trọng lượng 5N, g = 10m/s2 có vận tốc ban đầu 23km/h tác dụng lực vật đạt 45km/h Tìm động thời điểm ban đầu công lực tác dụng ?
Bài 3: Một vật có trọng lượng 5N chuyển động với v = 7,2m/s Tìm động vật, g = 10m/s2 Bài 4: Một toa tàu có m = 0,8 tấn, sau khởi hành chuyển động nhanh dần với a = 1m/s2 Tính động sau 12s kể từ lúc khởi hành?
Bài 5: Một xe tải có m = 1,2 chuyển động thẳng với v1= 36km/h Sau xe tải bị hãm phanh, sau đoạn đường 55m v2 = 23km/h
a Tính động lúc đầu xe
b Tính độ biến thiên động lực hãm xe đọan đường c
Bài tập ôn tập
Bài 1: Một vật có m = 500g rơi tự không vận tốc đầu từ độ cao 100m xuống đất, g = 10m/s2 Động vật độ cao 50m bao nhiêu?
Bài 2: Một vật có m = 0,1kg, rơi tự khơng vận tốc đầu Khi vật có động 4J quãng đường vật rơi bao nhiêu? g = 10m/s2
Bài 3: Một xe tải nhẹ có m = 2,5 ôtô khối lượng chuyển động ngược chiều đoạn đường với vận tốc khơng đổi 36km/h Tính:
a Động ôtô ( ĐS: 125kJ; 50kJ)
b Động ôtô hệ qui chiếu dắn với ôtô tải ( ĐS: v = -20m/s;200kJ)
Bài 4: Một viên đạn khối lượng m = 20g bay ngang với v = 400m/s xuyên qua gỗ dày 10cm Sau xun qua gỗ, đạn có v’ = 50m/s Tính lực cản trung bình gỗ tác dụng lên viên đạn công lực cản.(ĐS: -3750N;-375J)
Bài 5: Một vật có m = 20kg nằm yên mặt phẳng nằm ngang không ma sát Khi t = 0, người ta tác dụng lực lên vật lực kéo khơng đổi có độ lớn F = 80N Tính vận tốc vật vị trí qng đường s = 5m hai trường hợp sau:
a Hướng lực tác dụng hướng theo phương ngang ( ĐS: 20m/s) b Hướng lực tác dụng hợp với phương ngang góc, với sin
(ĐS: 15,5m/s) THẾ NĂNG
1 Thế năng:
a) Thế trọng trường : Wt mgz
trong : m : khối lượng vật; g: gia tốc rơi tự do, z: Chiều cao vật so với mốc (Chọn gốc mặt đất )
b) Liên hệ biên thiên công trọng lực : AMN Wt M( ) Wt N( )
c) Công lực đàn hồi ( )
A k l
(2)d) Thế đàn hồi W ( )
2
t k l
* Công lực đàn hồi: A = 2
1
( )
2k x x
* x1: Độ biến dạng ban đầu vật(m) * x2: Độ biến dạng lúc sau vật(m)
Bài 1: Một lị xo nằm ngang có k = 250N/m, tác dụng lực hãm lò xo dãn 2cm đàn hồi bao nhiêu?
Bài 2: Lị xo nằm ngang có k = 250N/m Công lực đàn hồi thực lò xo bị kéo dãn từ 2cm đến 4cm bao nhiêu?
Bài 3: Chọn gốc mặt đất, vật nặng 2kg đáy giếng sâu 10m, g = 10m/s2 bao nhiêu?
Bài 4: Người ta tung cầu m = 250g từ độ cao 1,5m so với mặt đất Hỏi vật đạt v = 23km/h vật độ cao so với mặt đất Chọn vị trí tung làm gốc năng, g = 10m/s2
Bài 5: Một vật có m = 1,2kg độ cao 3,8m so với mặt đất Thả cho rơi tự do, tìm cơng trọng lực vận tốc vật vật rơi đến độ cao 1,5m
Bài 6: Một lị xo có chiều dài 21cm treo vật có m1 = 0,001kg, có chiều dài 23cm treo vật có m2 = 3.m1, g = 10m/s2 Tính cơng cần thiết để lò xo dãn từ 25cm đến 28cm bao nhiêu?
Bài 10: Thế vật nặng đáy giếng sâu 10m so với mặt đất nơi có g = 9,8m/s2 -294J Tìm khối lượng vật ?
Bài tập ôn tập
Bài 1: Một vật có m = 2,5kg đặt vị trí M trọng trường vật 3600J Thả vật rơi tự xuống đất, vật – 1200J
a Gốc độ cao so với mặt đất b Tính độ cao hM so với mặt đất
c Tính vận tốc vật qua vị trí gốc vận tốc vật lúc chạm đất, g = 10m/s2 Bài 2: Một vật có m = 5kg đặt vị trí M trọng trường 1800J Thả vật rơi tự xuống đất, vật -600J
a Gốc độ cao so với mặt đất b Tính độ cao hM so với mặt đất
c Tính vận tốc vật qua vị trí gốc vận tốc vật lúc chạm đất, g = 10m/s2 Bài 3: Cho lị xo nằm ngang trạng thái ban đầu khơng bị biến dạng Khi tác dụng lực 10N vào lò xo theo phương ngang ta thấy dãn 3,5cm
a Tìm độ cứng lị xo
b Thế đàn hồi lò xo dãn 5cm
c Tính cơng lực đàn hồi thực lò xo kéo dãn thêm từ 3cm đến 6cm Bài 4: 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 5: Khi bị nén 3cm lị xo đàn hồi 0,18J Độ cứng lò xo :
Bài 6: Cho lò xo đàn hồi nằm ngang trạng thái ban đầu không bị biến dạng Khi tác dụng lực F = 3N kéo lị xo theo phương ngang ta thấy giãn 2cm Tính giá trị đàn hồi lị xo Bài 7: Một lị xo có độ dài ban đầu l0 = 10cm Người ta kéo giãn với độ dài l1 = 14cm Hỏi lò xo ? Cho biết k = 150N/m
(3)CƠ NĂNG
1) Cơ vật chuyển động trọng trường 2
W=W ( )
2
tWd m v k l
2) Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi W=W . 1 ( )2
2
tWd m v k l
3) Định luật bảo toàn vật chuyển động trọng trường
2
W=WtWd1 / m v m g z hang so
Bài toán: Cơ vật trọng trường – Định luật bảo toàn - Chọn gốc
- Chọn hai điểm có kiện vận tốc độ cao để áp dụng định luật bảo toàn năng: WA = WB
1 2
2mv AmghA 2mv BmghB - Sau tìm vận tốc tìm độ cao
* Lưu ý: định luật bảo toàn áp dụng vật chịu tác dụng trọng lực Bài 1: 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
Bài 2: 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 Wt = W = Wd + Wt = Wd = 2,5J
Bài 3: 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
Bài 4: 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
a Tính Wđ, Wt, W lúc ném vật b Tìm độ cao cực đại mà bi đạt Hướng dẫn giải:
a W = Wt + Wd = 0,63 J
b Ở độ cao cực đại Wtmax Wd = Wtmax = W = 0,63 J zmax = 2,52m
Bài 5: Vật m = 2,5kg thả rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2 a Tính động lúc chạm đất
b Ở độ cao vật có Wd = 5.Wt Hướng dẫn giải:
a Theo định luật bảo toàn năng: WMD = WH
W W W W
W W 1125
tMD dMD dH tH dMD tH J
b Wd = Wt W = Wt + Wd = 6Wt = 1125 J z = 7,5m
Bài 6: 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:
(4)120 120 120
W W W W
3
W W W W 80
2
t d dH tH
t dH tH tH h z m
Bài 7: Thả vật rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2 Bỏ qua sức cản KK a Tính vận tốc vật vật chạm đất
b Tính độ cao vật Wd = 2Wt
c 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 45 45
45
W W W W
W W 30 /
tMD dMD d t dMD t v m s
b Theo định luật bảo toàn năng: WMD = W45 45 45
45
W W W W
W 3W 15
th dh d t th t z m
c A = Wdh – WđMĐ = Fc.s Fc= - 450N
Bài 8: 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 Bài tập ôn tập
Bài 1: Ở độ cao 3m, vật có v = 52km/h, g = 9,8m/s2 Cơ vật độ cao bao nhiêu? Biết m = 2,5kg
Bài 2: Một vật có khối lượng 5kg CĐ với v = 20km/h Hỏi vật có W = 250J vật độ cao nào? g = 9,8m/s2
Bài 3: Một hịn bi có m = 500g độ cao 3,5m Tìm vận tốc hịn bi biết Wd = 3.Wt, g = 9,8m/s2
Bài 4: Vật có m = 250g CĐ với v = 300km/h Tìm vật biết Wt = 2/3 Wd
Bài 5: Thả rơi tự vật m = 750g, vật rơi đến độ cao z đạt v = 30km/h Tìm vật độ cao z
Bài 6: Một vật có m = 0,7kg độ cao z = 3,7m so với mặt đất Vật thả cho rơi tự Tìm vật vật rơi đến độ cao 1,5m, g = 9,8m/s2
Bài 7: Một vật có m = 100g ném thẳng đứng với v = 10m/s Tính Wd, Wt vật sau ném 0,5s, g = 9,8m/s2
Bài 8: Một vật ném đứng lên cao với vận tốc m/s Lấy g = 10 m/s2 a Tính độ cao cực đại mà vật lên tới (ĐS: 0,2 m)
b Ở độ cao động (ĐS: 0,1 m) Bài 9: Một vật thả rơi tự từ độ cao 25 m Lấy g = 10 m/s2
a Xác định vận tốc vật lúc vừa chạm đất (ĐS: 22,36 m/s)
b Xác định vận tốc điểm C mà nửa động năng.(ĐS: 18,25 m/s)
Bài 10: Một đá có khối lượng 400 g rơi tự có động 12,8 J chạm đất Bỏ qua lực cản khơng khí
a Tìm vận tốc đá chạm đất cho biết đá thả rơi từ độ cao bao nhiêu? (ĐS: m/s ; 3,2 m)
b Xác định độ cao hịn đá mà vật lần động
Bài 11: Một vật có khối lượng kg trượt khơng ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng AB dài 10 m nghiêng 450 so với mặt phẳng ngang
a Tính vận tốc động vật chân mặt phẳng nghiêng b Tính vận tốc vật điểm C trung điểm AB
(5)Bài 12: Từ mặt đất, vật ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Cho g = 10m/s2 Ở độ cao động ? Bằng lần động ? Bài 13: Một vật rơi từ độ cao 50m xuống đất, độ cao động ?
Bài 14: 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 15: 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 16: Một hịn 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 hịn bi động năng?
d) Nếu có lực cản 5N tác dụng độ cao cực đại mà vật lên bao nhiêu?
Bài 17: 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
2 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt
3 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 18: Một viên đá có khối lượng 100g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s từ mặt đất Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua sức cản khơng khí
a) Tính động viên đá lúc ném Suy viên đá? b) Tìm độ cao cực đại mà viên đá đạt
c) Ở độ cao viên đá động nó?
Bài 19: Một hịn bi có khối lượng 20g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2
a) Chọn gốc mặt đất tính giá trị động năng, bi lúc ném vật
b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được?
Bài 20: Một viên bi thả khơng ma sát từ mặt phẳng nghiêng cao 20cm Tìm vận tốc viên bi chân mặt phẳng nghiêng? Lấy g = 10 m/s2
Bài 21: Một cầu nhỏ lăn không vận tốc đẩu, không ma sát mặt phẳng nghiêng AB, = 300 , AB = 20 cm, g = 10 m/s2 Tính vận tốc vật B?
Bài 22: Một lắc đơn có chiều dài l = 1m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc = 450
thả tự Tìm vận tốc lắc qua:
a) Vị trí ứng với góc =300 b) Vị trí cân
Bài 23: Một lắc đơn có chiều dài 1m, kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc 450
rối thả nhẹ Tính vận tốc lắc khi:
a Sợi dây qua vị trí cân
b Sợi dây hợp với đường thẳng đứng góc 300
(6)a) Vận tốc vật vừa chạm đất bao nhiêu? b) Ở độ cao động năng?
c) Khi vật qua vị trí B phần ba động năng, tính độ cao vị trí so với mặt đất ?