ÔN TẬP KIỂM TRA CHƯƠNG 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO T OÀN

Tính lực đẩy trung bình của hơi thuốc súng lên đầu đạn ở trong nòng một súng trường bộ binh, biết rằng đầu đạn có khối lượng 10 g ban đầu nằm yên, vận tốc của đầu đạn tại đầu nòng súng [r]

NỘI DUNG KIỂM TRA GIỮA HỌC KÌ II NĂM HỌC 2019 – 2020 PHẦN I CÂU HỎI LÝ THUYẾT

Câu Phát biểu viết công thức định nghĩa động lượng (Nêu tên đơn vị đại lượng có cơng thức)

Động lượng vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v đại lượng xác định cơng thức:

pmv Trong đó,

p (kg.m/s): độ lớn động lượng vật m (kg): khối lượng vật

v (m/s): tốc độ vật

Câu Phát biểu viết công thức định luật bảo toàn động lượng Động lượng hệ lập đại lượng bảo tồn

1

p  p = không đổi

Câu Phát biểu định nghĩa công trường hợp tổng quát (Nêu tên đơn vị đại lượng có cơng thức)

Khi lực F không đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc α cơng thực lực tính theo cơng thức:

A Fs cos  đó, A (J): cơng thực lực F,

F (N): độ lớn lực tác dụng lên vật,

s (m): độ chuyển dời điểm đặt lực F,

α: góc hợp hướng chuyển dời hướng lực F

Câu Phát biểu định nghĩa công suất viết cơng thức tính cơng suất (Nêu tên đơn vị đại lượng có cơng thức)

Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian  A

t

P

trong đó, P (W) cơng suất,

A (J): công thực hiện, lưu ý A 0 , t (s): thời gian thực công

Câu Phát biểu định nghĩa cơng thức tính động (Nêu tên đơn vị đại lượng có cơng thức)

Động vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v lượng mà vật có chuyển động xác định theo công thức:

đ 

1

W mv

2

trong đó, Wđ(J) động năng,

m (kg): khối lượng vật v (m/s): vận tốc vật

Câu Phát biểu, viết công thức định lý động (Nêu tên, đơn vị đại lượng có cơng thức)

đ2 đ1 12

A W W

trong đó, đ

1

W , đ

2

W (J): động vật vị trí 12

A (J): cơng ngoại lực thực vật chuyển động từ đến Câu Phát biểu định nghĩa viết công thức tính trọng trường

Thế trọng trường vật dạng lượng tương tác Trái Đất vật; phụ thuộc vào vị trí vật trọng trường



t

W mgz

trong đó, Wt(J) năng,

m (kg): khối lượng vật

z (m): độ cao vật so với mặt đất

Câu Phát biểu viết công thức định luật bảo tồn

Nếu khơng có tác dụng lực khác (như lực cản, lực ma sát ) trình chuyển động, vật đại lượng bảo toàn

đ t

W W= số

PHẦN II CÁC DẠNG BÀI TẬP

(Hướng dẫn làm tập) Chủ đề 1: Động lượng – Tổng động lượng

Động lượng vật: p m v.

Tổng động lượng hệ: p  p1 p2 m v1 1m v2 2

2

1 2 .1 2.cos

p  p  p  p p  Với  

0

1 2

0 2

1 2

0

1 2

* 0

; * 90

* 180

p p p p p

p p p p p p p

p p p p p



 



      



       



     



Lưu ý: Động lượng đại lượng vector Nhưng làm bài, đề yêu cầu tính động lượng vật => khơng cần để dấu vector (tính tốn bình thường) Khi tính động lượng từ vật trở lên hoặc có thay đổi chuyển động khơng bỏ vector (phải chiếu xét góc)

Ví dụ: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v1 = m/s v2 =

1 m/s Tìm:

a) Động lượng vật

Động lượng vật 1: ( p1 m v1. 1nhưng xét cho vật nên bỏ vector)

 

1 1. 1.3 3 . / p m v   kg m s

b) Động lượng hệ hai vật chuyển động ngược chiều

Động lượng hệ: (động lượng vật nên không bỏ vector)

1 1 2

p  p  p m v m v

+ Hai vật chuyển động ngược chiều   1800

 

1 1. 2. 0 . /

p p p m v m v kg m s

     

*TH1: Xung lượng (cách nhận biết đề cho 1 vật chuyển động, thay đổi vận tốc có lực

tác dụng – tạm gọi “va chạm” – thời gian t đó, lúc động lượng vật

không số)

Động lượng trước va chạm: p m v.

Động lượng sau va chạm: p'm v ' Xung lượng (độ biến thiên động lượng):

'

p F t p p

     (muốn tính phải chiếu)

Ví dụ: Một viên đạn có khối lượng m = 10 g bay với vận tốc v1 = 1000 m/s gặp tường Sau

khi xuyên qua tường vận tốc viên đạn cịn lại v2 = 400 m/s Tính lực cản trung bình

tường lên viên đạn Biết thời gian xuyên thủng tường 0,01s

Động lượng trước va chạm: p1 m v

Động lượng sau va chạm: p2 m v.

Xung lượng: F. t p2  p1

+ Chiếu lên phương chiều chuyển động ban đầu đạn:

2

. . .

F  t p  p m v m v

3

.0,01 10.10 400 10.10 1000

F    

600

F N

 

Lưu ý: 1) Trong ta khơng dùng p'và pvì đề cho v1 v2, khơng thích ta kí hiệu

lại v v’ dùng công thức Đáp án không thay đổi 2) Nếu đạn bật ngược trở lại F.  t p2  p1

*TH2: Bảo toàn động lượng (cách nhận biết đề cho hay nhiều vật chuyển động xảy

ra “va chạm” làm thay đổi vận tốc, không nhắc tớilực tác dụnghay thời gian va chạm, lúc động lượng không số)

Động lượng trước va chạm: p  p1 p2 m v1. 1m v2.

Động lượng sau va chạm: p' p1' p2'm v1 '1 m v2 2'

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p  p'

1 1' 2' p  p  p  p

(muốn tính phải chiếu có vector)

+ Ban đầu vật chuyển động, nổ tách thành mảnh (chuyển động phản lực)

.

p m v p' p1' p2'm v1 '1 m v2 2' Với mm1m2

+ Ban đầu vật chuyển động, sau va chạm vật dính vào (va chạm mềm)

1 1 2

p  p  p m v m v p'm1m2 'v

Ví dụ va chạm mềm: Trên mặt bàn nhẵn nằm ngang có đặt khối gỗ có khối lượng M = kg nằm yên Một viên đạn khối lượng m = 10 g bắn theo phương ngang hướng vào tâm khối gỗ với vận tốc v = 500 m/s dính vào khối gỗ Tính vận tốc khối gỗ sau viên đạn nằm khối gỗ

Động lượng trước va chạm: p  pm  pM  m v M V Động lượng sau va chạm: p'mM v '

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p  p'

'

m M

+ Chiếu lên phương chiều chuyển động ban đầu đạn:

'

m M

p  p  p

 

. .V '

m vM  mM v

 

0, 01.5005.0 0, 01 ' v ' 0,998 m/ s

v  

Ví dụ chuyển động phản lực: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000 kg, bắn

viên đạn khối lượng mđ = 2,5 kg Vận tốc viên đạn khỏi nòng súng 600 m/s Sau bắn, súng chuyển

động nào? Với vận tốc bao nhiêu?

Động lượng trước va chạm: p ms md.v

Động lượng sau va chạm: p' ps  pd m vs s m vd d

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: p  p'

s d p  p  p

+ Chiếu lên phương chiều chuyển động đạn:

s d p  p  p

ms md.vm vs. s m vd. d

10002,5 0 1000.vs 2,5.600 1,5 /

s

v m s

   : súng giật ngược sau (vs < 0) với vận tốc 1,5 m/s

Lưu ý: Nếu đề cho súng kèm đạn nặng 1000kg, md = 2,5kg ms = 997,5kg

Lưu ý chung cho Dạng 2:

+ Đại lượng cần tính chiếu ln để số dương Nếu tính dương chuyển động chiều chọn, tính âm chuyển động ngược chiều chọn

+ Vật chuyển động chiều chọn “+”, ngược chiều “-”

BÀI TẬP

DẠNG ĐỘNG LƯỢNG VÀ XUNG LƯỢNG CỦA VẬT

Câu Tính động lượng vật sau:

a/ Một vật có m = kg chuyển động với vận tốc v = m/s b/ Một máy bay có khối lượng 160 bay với vận tốc 720 km/h

c/ Một chim có khối lượng 500 g bay với vận tốc m/s có động lượng bao nhiêu?

Câu Một viên đạn có khối lượng m = 10 g bay với vận tốc v1 = 1000 m/s gặp tường Sau

khi xuyên qua tường vận tốc viên đạn lại v2 = 400 m/s Tính độ biến thiên động lượng

và lực cản trung bình tường lên viên đạn Biết thời gian xuyên thủng tường 0,01s

Câu Tính lực đẩy trung bình thuốc súng lên đầu đạn nòng súng trường binh, biết đầu đạn có khối lượng 10 g ban đầu nằm yên, vận tốc đầu đạn đầu nòng súng 865 m/s thời gian tác dụng lực thuốc súng 10-3 s

Câu Một bóng tennis nặng 57 g vận động viên thực giao bóng trận đấu Biết sau cú giao bóng, bóng đạt tốc độ 209 km/h Tính lực vợt tác dụng lên bóng, biết thời gian bóng tiếp xúc với vợt ms

Câu Một bóng 2,5 kg đập vào tường với vận tốc 8,5 m/s bị bật ngược trở lại với vận tốc 7,5 m/s Biết thời gian va chạm 0,25 s Tìm lực mà tường tác dụng lên bóng

DẠNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ĐỘNG LƯỢNG

Câu Trên mặt bàn nhẵn nằm ngang có đặt khối gỗ có khối lượng M = kg nằm yên Một viên đạn khối lượng m = 10 g bắn theo phương ngang hướng vào tâm khối gỗ với vận tốc v = 500 m/s dính vào khối gỗ Tính vận tốc khối gỗ sau viên đạn nằm khối gỗ

Câu Một viên bi có khối lượng m = kg chuyển động mặt phẳng ngang với vận tốc v = 1,5 m/s đến va chạm với viên bi có khối lượng m = 1,5 kg đứng yên Biết sau va chạm hai viên bi 2 dính chặt vào chuyển động với vận tốc V Xác định hướng độ lớn vận tốc V

Câu Một xe nhỏ chở cát khối lượng 100 kg chạy với vận tốc m/s mặt đường nằm ngang không ma sát Một vật nhỏ khối lượng 0,5 kg bay theo phương ngang với vận tốc m/s đến xuyên vào cát Xác định vận tốc xe cát sau vật nhỏ xuyên vào trường hợp vật bay đến chiều chuyển động xe cát

Câu 10 Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000 kg, bắn viên đạn khối lượng mđ =

2,5 kg Vận tốc viên đạn khỏi nòng súng 600 m/s Sau bắn, súng chuyển động nào? Với vận tốc bao nhiêu?

Câu 11 Một người giữ nằm ngang súng trường có khối lượng M=3 kg bắn viên đạn có khối lượng m = 10 gam vận tốc giật lùi súng V = m/s Hỏi viên đạn khỏi nịng súng với vận tốc có độ lớn bao nhiêu? Chọn chiều dương chiều chuyển động đạn

Câu 12 Một tên lửa có khối lượng M = 2.10 kg đứng yên Để bay lên, động tên lửa bắt đầu hoạt động, lượng khí có khối lượng m = 0,5.10 kg3 phía sau với vận tốc v = 500 m/s Phần lại tên lửa bay lên với vận tốc V bao nhiêu? Chọn chiều dương chiều chuyển động tên lửa

Chủ đề 3: Công – Công suất

Công: AF s .cos Với   F s;

Công suất: P A F v .cos

t 

 

Lưu ý: - Khi nâng vật nặng lên độ cao h ta cần tác dụng lực có độ lớn nhỏ phải trọng lượng vật (F = P = m.g) Lúc độ cao nâng vật h = s  00

- Muốn so sánh khỏe/yếu phải so sánh công suất

Ví dụ: Một gàu nước khối lượng 10 kg kéo cho chuyển động lên độ cao m thời gian phút 40 giây Tính cơng cơng suất trung bình lực kéo, lấy g = 10 m/s2

Công: A F s .cos  m g h .cos 00 500J

Công suất: 500 5

100 A

P W

t

  

DẠNG CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

Câu 13 Một vật kéo sàn lực F = 20 N hợp với phương ngang góc 300 Nếu

vật di chuyển đoạn m sàn thời gian s cơng suất trung bình người kéo bao nhiêu?

Câu 14 Một người kéo hòm gỗ trượt sàn nhà dây có phương hợp góc 450 so với phương

nằm ngang Lực tác dụng lên dây 250 N Tính cơng lực hòm trượt đoạn 20 m

Câu 15 Một tàu thủy chạy sông theo đường thẳng kéo sà lan chở hàng với lực không đổi

F 5.10 N Hỏi thực cơng A 15.10 6J sà lan dời chỗ theo phương lực quãng đường ?

Câu 16 Một gàu nước khối lượng 10 kg kéo cho chuyển động lên độ cao m thời gian phút 40 giây Tính cơng suất trung bình lực kéo, lấy g = 10 m/s2

Câu 17 Một lực sĩ cử tạ nâng tạ nặng 125 kg lên cao 70 cm thời gian 0,5 s Lực sĩ hoạt động với công suất bao nhiêu? Lấy g = 9,8 m/s2

Câu 18 Một động có cơng suất 360 W, nâng thùng hàng 180 kg chuyển động lên cao 12 m Hỏi phải thời gian bao nhiêu? g = 10m/s2

Câu 19 Leo núi nhân tạo (X-Rock Climbing) môn thể thao phổ biến giới phát triển nước ta vài năm gần Trong lần thi đấu, bạn Lâm (có khối lượng 70 kg) leo cao m thời gian phút, bạn Lộc (có khối lượng 80 kg) leo cao 12 m thời gian 10 phút Tính cơng suất hai bạn leo núi cho biết bạn leo núi khỏe hơn? Bỏ qua ma sát lấy gia tốc trọng trường g10m/s2

Câu 20 Hình bên Thạch Kim Tuấn, vận động viên cử tạ 19 tuổi giành Huy chương vàng

quý giá cho cử tạ Việt Nam, đồng thời phá kỷ lục SEA Games 27

Để luyện bắp, Thạch Kim Tuấn nằm ngang nâng tạ lên xuống hình Bỏ qua trọng lượng cánh tay giả sử tạ nâng Cho tổng khối lượng tạ lần nâng anh 65 kg, biết sải tay anh khoảng 80 cm Tính cơng suất tay lồng ngực anh nâng tạ lên thời gian giây Lấy g10m/s2

Chủ đề 4: Động – Thế – Cơ

Động năng: 1

. 2 d

W  m v Định lí động năng:

s t

d d

W W  A (công tất lực ảnh hưởng đến chuyển động vật)

2

2

1 1

. . .cos

2m v  2m v  F s  Thế năng: Wt

Thế đàn hồi: 1 . 2 2

t

W  k  (khi vật bị biến dạng)

Cơ năng: W Wd Wt

Bảo toàn năng: W2 W1 (khi khơng có ngoại lực – ms,lực kéo, – tác dụng lên vật)

2 1

d t d t

W W W W Ví dụ:

1) Một viên đạn m = kg bay ngang với v1 = 300 m/s xuyên qua gỗ dày cm Sau xuyên

qua gỗ, đạn có v2 = 100 m/s Tính

a) Động ban đầu đạn

2

1 1

. .1.300 45000

2 2

d

W  m v   J

b) Độ biến thiên động đạn

2 2

1 1 1 1

' . .1.100 .1.300 40000

2 2 2 2

s t

d d d

W W W m v m v J

        

c) Lực cản gỗ tác dụng lên viên đạn Định lí động năng:

s t

d d

W W  A

2

1 1

' . .cos 2m v  2m v  F s 

2

1 1

.1.100 .1.300 .0, 05.cos180

2  2 F

800000

F N

 

Lưu ý: - Lực cản ngược chiều chuyển động (cản trở) nên

180

 

- Ở ta không dùng xung lượng chủ đề 2 đề khơng cho thời gian va chạm 2) Từ độ cao 10 m, vật nặng 500 g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc

10 m/s Chọn mốc mặt đất, bỏ qua ma sát lực cản khơng khí, lấy g = 10 m/s2

a) Cơ vật

1 d1 t1 W W W W

2

1

1 1

. .0,5.10 0,5.10.10 75

2 2

W  m v mgh    J

b)Tìm độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất (tạm gọi vị trí số 2) Áp dụng định luật bảo toàn năng:

1 W W

1 2

d t d t

W W W W

2

1 2

1 1

. .

2m v mgh  2m v mgh (v2 = vị trí cao vật dừng lại đổi chiều chuyển động)

2

2

1 1

.0,5.10 0,5.10.10 .0,5.0 0,5.10.

2   2  h

2 15

h m

 

c) Xác định vận tốc vật Wđ = Wt (tạm gọi vị trí số 3)

Áp dụng định luật bảo toàn năng:

1 W W

1 3

d t d t

W W W W 1 2.

d t d

W W  W (vì Wd3Wt3 nên Wd3Wt3Wd3Wd32.Wd3)

2

1

1 1

. 2. .

2m v mgh  2m v

2

3

1 1

.0,5.10 0,5.10.10 2 .0,5.

2   2 v

3 /

v m s

 

d) Xác định vận tốc vật trước chạm đất (tạm gọi vị trí số 4) Áp dụng định luật bảo toàn năng:

1 W W

1 4

d t d t

W W W W

2

1 4

1 1

. .

2m v mgh  2m v mgh (h4 = mặt đất vật khơng có độ cao – gốc mặt đất)

2

4

1 1

.0,5.10 0,5.10.10 .0,5. 0,5.10.0

2   2 v 

4 10 /

v m s

 

Lưu ý: - Khơng thích đặt vị trí số ta đặt chữ A,B,C,D,

- Bài ta dùng trọng trường vật có độ cao (khơng dùng đàn hồi khơng có biến dạng đàn hồi)

BÀI TẬP

DẠNG ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG

Câu 21 Một viên đạn m = kg bay ngang với v1 = 300 m/s xuyên qua gỗ dày cm Sau xuyên

qua gỗ, đạn có v2 = 100 m/s Tính lực cản gỗ tác dụng lên viên đạn

Câu 22 Một viên đạn m = 20 g bay ngang với v1 = 100 m/s xuyên qua bao cát dày 60 cm Sau

khỏi bao, đạn có v2 = 20 m/s Tính lực cản bao cát lên viên đạn

Câu 23 Một viên đạn khối lượng m = 20 g bay ngang với v = 400 m/s xuyên qua gỗ dày 10 cm Sau xuyên qua gỗ, đạn có v’ = 50 m/s Tính lực cản trung bình gỗ tác dụng lên viên đạn công lực cản

Câu 24 Một xe tải có m = 1,2 chuyển động thẳng với v1= 36 km/h Sau xe tải bị hãm

phanh, sau đoạn đường 55 m v2 = 23 km/h

a/ Tính động lúc đầu xe

b/ Tính độ biến thiên động lực hãm xe đọan đường

Câu 25 Xe đẩy (Scooter) trò chơi thịnh hành trẻ em Người chơi đứng chân

thân xe, chân cịn lại đạp đất để tiến phía trước, hai tay điều khiển bánh lái

b/ tốc độ đạt đến 4,5 m/s, em bé giảm tốc độ cách dùng chân chạm xuống đất, lực ma sát chân đất khiến xe chạy chậm lại đến tốc độ m/s Tính cơng lực hãm

DẠNG CƠ NĂNG

Câu 26 Từ độ cao 2,5 m so với mặt đất, ném đá thẳng đứng lên cao với vận tốc m/s Biết khối lượng đá 400 g Chọn mốc mặt đất Lấy g = 10 m/s2

a/ Tính vật

b/ Độ cao cực đại mà vật đạt

Câu 27 Từ độ cao 20 m so với mặt đất người ta ném xuống đất vật có khối lượng 100 g xuống đất với vận tốc 72 km/h Lấy g 10 m/s2 Bỏ qua lực cản khơng khí Xác định:

a/ Cơ ban đầu vật b/ Vận tốc cực đại vật

c/ Vận tốc vật nơi vật có độ cao 10 m

d/ Vị trí vật nơi động lần (Wđ = 3Wt)

Câu 28 Một vật có khối lượng 200 g thả rơi tự không vận tốc đầu từ độ cao m so với mặt đất Chọn mốc mặt đất Bỏ qua lực cản Lấy g 10 m/s2

a/ Tính vật vị trí thả b/ Tìm vật tốc vật chạm đất

c/ Tìm vị trí vật động (Wđ = Wt)

d/ Tính vận tốc vật động gấp đôi (Wđ = 2Wt)

Câu 29 Từ độ cao 10 m, vật nặng 500 g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10 m/s Chọn mốc mặt đất, bỏ qua ma sát lực cản khơng khí, lấy g = 10 m/s2

a/ Cơ ban đầu vật

b/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt so với mặt đất c/ Xác định vận tốc vật Wđ = Wt

d/ Xác định vận tốc vật trước chạm đất

Câu 30 Một vật ném thẳng đứng lên cao từ điểm A có độ cao 40 m, với tốc độ 20 m/s Khi lên đến điểm B, vật rơi tự xuống đất Lấy g = 10 m/s2 Bỏ qua sức cản khơng

khí Chọn gốc mặt đất

a/ Tính độ cao cực đại hB mà vật lên

b/ Tính tốc độ vật chạm đất

c/ Tại điểm có động 1/3 năng, tính tốc độ điểm

A B