Một vật có khối lượng 10kg trượt trên đường nằm ngang dưới tác dụng của lực F=20N cùng hướng chuyên động.. Tính công của lực kéo.[r]
(1)Bài tập vật lý lớp 10 chương IV
CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG Dạng 1: Tính động lượng vật
- Động lượng ⃗p vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc ⃗v đại lượng được xác định biểu thức: ⃗p = m ⃗v
- Là đại lượng vector có hướng hướng với vận tốc vật - Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms-1.
* Ý nghĩa: đại lượng đặc trưng cho truyền chuyển động vật - Động lượng hệ vật
pp1p2
Nếu: p1 p2 pp1p2 ⃗ ⃗
Nếu: p1 p2 pp1 p2 ⃗ ⃗
Nếu: p1 p2 p p12 p22 ⃗ ⃗
Nếu:
2
1, 2 os1
p p p p p p p c
Dạng 2: Tính xung lượng lực, độ biến thiên động lượng( dạng khác định luật II Niuton)
2
p p p mv mv F t
-Nếu vector phương biểu thức trở thành: F t p2 p1 -Vectơ chiều(+) có giá trị (+)
- Vectơ ngược chiều(+) có giá trị (-) Dạng 3:Định luật bảo toàn động lương
-Tổng động lượng hệ kín ln bảo tồn: p1 p2 const ⃗ ⃗
*Phương pháp giải toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng -Bước 1: Xác định hệ khảo xác phải hệ cô lập
-Bước 2: Viết biểu thức động lượng hệ trước va chạm pt
⃗
-Bước 3: Viết biểu thức động lượng hệ sau va chạm ps
-Bước 3:Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ pt ps
⃗ ⃗ -Bước 4: Chuyển phương trình thành dạng vơ hướng cách : +Phương pháp chiếu
+Phương pháp hình học
* Những lưu ý giải toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng:
a Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) phương, thì biểu thức định luật bảo toàn động lượng viết lại: m1v1 + m2v2 = m1 v1' + m2 v2'
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 < 0.
b Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) khơng cùng phương, ta cần sử dụng hệ thức vector: ⃗ps = ⃗pt biểu diễn hình vẽ Dựa vào tính chất hình học để tìm u cầu toán.
c Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ không. - Ngoại lực nhỏ so với nội lực
- Thời gian tương tác ngắn. - Nếu Fngoai luc 0
nhưng hình chiếu Fngoai luc ⃗
(2)BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v1 = 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
c) ⃗v ⃗v vng góc
Bài 2:Một cầu rắn có khối lượng 500 g bay đập vào tường theo phương vng góc với tường bật ngược trở lại với vận tốc v=4m/s
a.Tính độ biến thiên động lượng cầu khoảng thời gian va chạm 0,02s b.Tính lực mà tường tác dụng lên cầu khoảng thời gian
Bài 3: Một viên đạn có khối lượng m=10g, vận tốc 800m/s sau xuyên thủng tường vận tốc viên đạn cịn 200m/s Tìm độ biến thiên động lượng viên đạn lực cản trung bình mà tường tác dụng vào viên đạn, thời gian đạn xuyên qua tường 1/1000s
Bài 4: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ =
2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nịng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn
Bài 5.Toa tàu thứ chuyển động với vận tốc v1=15m/s đến va chạm với toa tàu thứ
đứng yên có khối lượng gấp đôi toa tàu thứ Sau va chạm toa tàu móc vào chuyển động Tính vận tốc toa sau va chạm
Bài 6: Một xe ơtơ có khối lượng m1 = chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5m/s, đến tơng
dính vào xe gắn máy đứng yên có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe
Bài 7: Một xe chở cát có khối lượng m1=390kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v1=8m/s
Hòn đá có khối lượng m2=10kg bay đến cắm vào bao cát Tìm vận tốc xe sau hịn đá rơi vào
trong TH sau:
a.Hòn đá bay ngang, ngược chiều với xe với vận tốc v2=12m/s
b.Hòn đá rơi thẳng đứng
Bài 8. Một toa xe khối lượng chuyển động đén va chạm vào toa xe thứ có khối lượng yên sau chuyển động với vận tốc 2m/s Hỏi trước va chạm với toa thứ toa thứ có vận tốc bao nhiêu?
Bài 9. Một xe có khối lượng m1=10 tấn, xe có gắn súng đại bác Đại bác bắn phát
đạn theo phương ngang với vận tốc 500m/s Đạn có khối lượng 100kg.Tìm vận tốc xe sau bắn, :
a Ban đầu xe đứng yên
b.Xe chạy với vận tốc 18km/h CHỦ ĐỀ 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT Dạng 1: Tính cơng thực hiện
-Khi lực F ⃗
không đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc thì cơng thực lực tính CT
A Fs cos Pt J( )
-Jun công lực có độ lớn 1N thực điểm đặt lực chuyển dời 1m theo hướng lực 1J=1N.m
-Các trường hợp xảy ra:
+ = 0 o => cos = => A = Fs > 0: lực tác dụng chiều với chuyển động.
+ 0o < < 90 o =>cos > => A > 0;
Hai trường hợp cơng có giá trị dương nên gọi cơng phát động.
+ = 90 o => cos = => A = 0: lực không thực công;
+ 90o < < 180 o =>cos < => A < 0;
+ = 180 o => cos = -1 => A = -Fs < 0: lực tác dụng ngược chiều với chuyển động. Hai trường hợp cơng có giá trị âm, nên gọi cơng cản;
Dạng 2: Tính cơng suất
-Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian
os
A
P F v c
t
(3)-Oat công suất thiết bị thực công 1J thời gian 1s 1W=1J/1s *Ý nghĩa: Là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công nhanh hay chậm
*Lưu ý:
-Vật chuyển động thẳng s=v.t
-Vật chuyển động thẳng biến đổi
2
2
1
2 o
s v t a t
v v a s
-Nếu vật chịu tácdụng nhiều lực cơng hợp lực F tổng cơng lực tác dụng lên vật
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Kéo vật có khối lượng m=50kg trượt sàn nhà 5m tác dụng lực F=50N theo phương ngang , hệ số ma sát vật sàn 0,2
a.Tính cơng lực F b.Tính cơng lực ma sát
Bài 2: Người ta kéo thùng nặng 30kg trượt sàn nhà dây hợp với phương nằm
ngang góc 450, lực tác dụng lên dây 150N Tính cơng lực thùng trượt 15m Khi
thùng trượt công trọng lực bao nhiêu?
Bài 3: Một xe khối lượng 1,5 T, bắt đầu chuyển động nhanh dần sau quãng đường 100m vận tốc đạt 10m/s Hệ số ma sát xe mặt đường μ = 0,04 Tính cơng lực tác dụng lên xe quãng đường 100m Lấy g = 10m/s2.
Bài 4: Một ơtơ có khối lượng m = 1,2 chuyển động mặt đường nằm ngang với vận tốc v = 36km/h Biết công suất động ơtơ 8kw Tính lực ma sát ôtô mặt đường
Bài 5 Một máy kéo vật có khối lượng 100kg chuyển động thẳng khơng ma sát lên độ cao 1m Tính cơng máy thực
a Kéo vật lên thẳng đứng
b.Kéo vật lên theo mặt phẳng nghiêng dài 5m
Bài 6 Một vật có khối lượng 10kg trượt đường nằm ngang tác dụng lực F=20N hướng chuyên động Hệ số ma sát đường 0,1 Tính cơng lực kéo ? Công lực cản ? Biết vật quãng đường 5m
Bài 7 Một vật chuyển động mặt phẳng ngang dài 100m với vận tốc 72km/h nhờ lực kéo
F=40N có phương hợp với phương ngang góc 600 TÍnh cơng cơng suất lực F
Bài 8 Tính cơng cơng suất người kéo vật có khối lượng 30kg lên cao 2m Vật chuyển động hết 2s
Bài Một người kéo xe có khối lượng 50kg di chuyển đường ngang mơt đoạn đường 100m Hệ số ma sát 0,05 Tính công lực kéo
a.Xe chuyển động
b.Xe chuyển động với gia tốc a=1m/s2
Bài 10 Một máy nâng có cơng suất P=40KW nâng vật có khối lượng lên độ cao 5m Tính thời gian nâng vật lên lực nâng tác dụng lên vật
CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG
-Động vật có khối lượng m chuyển đông với vận tôc v lượng mà vật có được chuyển động xác định theo công thức
Wđ=
2
1 2mv
*Tính chất :
+Động đại lượng vô hướng dương +Đơn vị Jun(J)
-Định lý biến thiên động :Độ biến thiên động vật tổng công ngoại lực tác dụng lên vật
2 uc
Wd Wd Wd Angl
(4)2
2
1
2mv 2mv Fngoailuc s
+Nếu A>0 Wd2 Wd1 Động tăng +Nếu A<0 Wd2 Wd1 Động giảm
Chú ý : Fngoailuc là tổng tất lực tác dụng lên vật
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Một ô tô khối lượng chạy với vận tốc 36km/h người lái thấy có chướng ngại vật 10 m đạp phanh
a.Đường khô lực hãm 22000N Xe dừng cách chướng ngại vật bao nhiêu?
b Đường ướt, lực hãm 8000N Tính động vận tốc ô tô va vào chướng ngại vật
Bài 2: Một búa máy có khối lượng 500kg rơi từ độ cao 2m vào cọc bê tơng, làm cọc ngập sâu vào đất 0,1m Tính lực cản đất vào cọc
Bài 3: Một vật có khối lượng 100kg nằm yên mặt phẳng không ma sát Lúc t=0,người ta tác dụng lên vật lực kéo F=500N không đổi Sau khoảng thời gian vật quãng đường 10m Tính vận tốc cuả vật nếu:
a.F nằm ngang
b.F hợp với phương ngang góc với sin 0,6
Bài 4: Một viên đạn có khối lượng 14g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua gỗ dày cm, sau xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s Tính lực cản trung bình gỗ tác dụng lên viên đạn?
Bài 5: Một ơtơ có khối lượng 1100 kg chạy với vận tốc 24 m/s
a.Độ biến thiên động ôtô vận tốc hãm 10 m /s? b.Tính lực hãm trung bình qng đường ơtơ chạy 60m
Bài 6: Một ô tô tăng tốc trường hợp : từ 10 km/h đến 18km/h từ 54km/h lên 62km/h Hãy so sánh công thực TH có khơng?
Bài 7:Tính động vận động viên có khối lượng 70kg chạy hết quãng đường 400m thời gian 45s
Bài 8:Một vật khối lượng m=2kg nằm yên măt phẳng ngang không ma sát Dưới tác dụng lực nằm ngang 5N, vật chuyển động 10m Tính vận tốc vật cuối chuyển dời