- Vận dụng thành thạo biểu thức tính công trong định lí động năng để giải một số bàitoán liên quan đến động năng: xác định động năng( hay vận tốc) của vật trong quá trình chuyển động khi[r]
(1)CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Ngày soạn:2/1/2010
Tiết tc21+22
BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG
BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I MỤC TIÊU
- Nắm vửng định nghĩa động lượng nôi dung định luật bảo toàn động lượng áp dun g cho hệ kín - Biết vận dụng định luật để giải số toán
II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học
1) Kiểm tra củ :
+ Câu 01 : Định động lượng vật ?
+ Câu 02 : Định nghĩa động lượng hệ vật ?
+ Câu 03 : Phát biểu định luật bảo toàn động lượng viết biểu thức cho hệ hai vật ? 2) Nội dung giảng :
Hoạt động Giáo viên Học sinh Nội dung ghi bảng
Bài 1
Trước vào này, GV cần nhắc lại cho HS phép tính tổng vectơ
Bài giải :
GV : em cho biết công thức tính động lượng hệ ?
HS : Động lượng hệ : p= p1 + p2 GV : xét độ lớn ? ( GV yêu cầu HS vẽ hình ! ) HS vẽ hình :
HS : Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 +
3.1 = kgm/s
b) HS :Động lượng hệ : p= p1 + p2
HS vẽ hình :
Độ lớn : p = p1 - p2 = m1v1 - m2v2 = kgm/s
c) HS : Động lượng hệ : p= p1 + p2
HS vẽ hình :
p =
2 p
p = 18= 4,242 kgm/s d) Động lượng hệ :
p= p1 + p2
HS vẽ hình :
Độ lớn : p = p1 = p2 = kgm/s
Bài m = 0,1 kg v = m/s v’= 4m/s
Wđ = ? Bài giải :
GV hướng dẫn HS chọn chiều !
GV : Các em cho biết Độ biến thiên động
Bài : 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 các trường hợp :
a) v1 v
2 hướng
b) v1 v
2 phương, ngược chiều
c) v1 v
2 vng góc
d) v1 v
2 hợp góc 1200 Bài giải :
a) Động lượng hệ : p= p1 + p2
Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 + 3.1 = kgm/s
b) Động lượng hệ : p= p1 + p2
Độ lớn : p = p1 - p2 = m1v1 - m2v2 = kgm/s
c) Động lượng hệ : p= p1 + p2
Độ lớn : p =
2 p
p = 18= 4,242 kgm/s d) Động lượng hệ :
p= p1 + p2
Độ lớn : p = p1 = p2 = kgm/s
Bài : Một cầu rắn khối lượng 0,1 kg chuyển động với vận tốc m/s mặt phẳng ngang Sau va vào vách cứng, bậc trở lại với vận tốc đầu m/s Hỏi độ biến thiên động lượng cầu sau va chạm bao nhiêu ? Tính xung lực ( hướng độ lớn ) vách tác dụng lên cầu thời gian va chạm 0,05 (s) Bài giải :
(2)lượng ? ( Nhắc HS dấu theo chiều dương) ! HS : p = p2 – p1 = (- mv) – (mv)
= - 2mv = - 0,8 kgm/s
GV : Để tính xung lức thực ?
HS : Ta áp dụng định luật II Newton dạng tổng quát : F t = p
GV : Lực F vách tác dụng lên cầu dấu p, tức hướng ngược chiều chuyển động
ban đầu vật Đối với độ biến thiên động lượng xác định, thời gian tác dụng t
càng nhỏ lực xuất lớn, gọi xung lực :
0,005,8
t p
F = - 16 N
Bài
Bài giải :
GV : Chọn chiều (+) chiều chuyển động ban đầu bi thép
GV:Em áp dụng định luật bảo toàn động lượng trường hợp ?
HS : 3mv = mv’1 + 3mv’2
Với : v’1 = 3v’2
3mv = 3m’2 + 3mv’2 = 6mv’2
v’2 =
2 v
; v’1 =
2 3v
Bài
M = 10 = 104 kg
V = 200 m/s v = 500 m/s V’ = ? m/s Bài giải :
GV : Hướng dẫn HS chọn chiều chuyển động tên lửa chiều dương Theo công thức cộng vận tốc, em tính vận tốc khí đất ?
HS : v1 = V + v =
GV : em áp dụng định luật bảo tồn động lượng cho hệ tên lửa khí :
HS : MV = (M –m)V’ + mv1
m M mv MV V ' Bài m = kg v = 200 m/s ()
m1 = 1,5 kg
m2 = 0,5 kg
v1 = 200 m/s ()
v2 = ? Bài giải :
GV : Ta xem hệ mãnh đạn đạn nổ hệ kín ?
va vào vách
Độ biến thiên động lượng :
p = p2 – p1 = (- mv) – (mv) = - 2mv = - 0,8 kgm/s
Áp dụng định luật II Newton dạng tổng quát : F t = p
Lực F vách tác dụng lên cầu dấu p, tức
hướng ngược chiều chuyển động ban đầu vật Đối với độ biến thiên động lượng xác định, thời gian tác dụng t
càng nhỏ lực xuất lớn, gọi xung lực : 0,005,8
t p
F = - 16 N
Bài : Bắn bi thép với vận tốc v vào bi ve nằm yên Sau va chạm, hai bi cùng chuyển động phía trước, bi ve có vận tốc gấp 3 lần vận tốc bi thép Tìm vận tốc bi sau va chạm Biết khối lượng bi thép lần khối lượng bi ve
Bài giải : Ta gọi :
- Khối lượng bi ve m - Khối lượng bi thép 3m
- Vận tốc sau va chạm bi ve v’1
- Vận tốc sau va chạm bi thép v’2
Chọn chiều (+) chiều chuyển động ban đầu bi thép Áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
3mv = mv’1 + 3mv’2
Với : v’1 = 3v’2
3mv = 3m’2 + 3mv’2 = 6mv’2
v’2 =
2 v
; v’1 =
2 3v
Bài : Một tên lửa có khối lượng M = 10 bay với vận tốc 200 m/s Trái Đất phía sau ( tức thời) khối lượng khí với vận tốc 500 m/s đối với tên lửa Tìm vận tốc tức thời tên lửa sau phụt khí với giả thiết vận tốc v khí giữ ngun khơng đổi Bài giải :
Chọn chiều chuyển động tên lửa chiều dương Theo công thức cộng vận tốc, vận tốc khí đất : v1 = V + v = 200 – 500 = - 300 m/s
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ tên lửa khí :
MV = (M –m)V’ + mv1
m M mv MV V '
Thay số : V’ = 3
3 10 300 10 200 10
10 = 325 m/s
Bài
Một viên đạn có khối lượng kg bay đến điểm cao nhất quỹ đạo parabol với vận tốc 200 m/s theo phương nằm ngang nổ thành hai mảnh Một mảnh có khối lượng m1 = 1,5 kg văng thẳng đứng xuống với
vận tốc v1 200 m/s Hỏi mảnh bay theo
hướng với vận tốc ? Bài giải :
(3)HS : Vì nội lực xuất nổ lớn nhiều so với trọng lực mảnh đạn
GV : em tính động lượng đạn mãnh đạn trước vào sau đạn nỗ !
HS : p = m.v = 2.200 = 400 kgm/s p1 = m1v1= 1,5.200 = 300 kg
p2 = m2.v2 = ?
GV : Áp dụng định luật bảo toàn động lượng : p= p1 + p2
Vì vectơ động lượng chiều vectơ vận tốc nên ta có hình vẽ sau :
GV : Từ hình vẽ, tam giác vng OAC, em tính động lượng mãnh đạn thứ hai ?
HS : p2 = 4002 3002
Vận tốc mãnh thứ hai góc hợp với
phương ngang
xuất nổ lớn nhiều so với trọng lực mảnh đạn :
Động lượng viên đạn trước đạn nổ : p = m.v = 2.200 = 400 kgm/s Động lượng mãnh đạn sau đạn nổ : p1 = m1v1= 1,5.200 = 300 kg
p2 = m2.v2 = ?
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng : p= p1 + p2
Vì vectơ động lượng chiều vectơ vận tốc nên ta có hình vẽ sau :
Từ hình vẽ, tam giác vng OAC, ta có : p2 = 4002 3002 = 500 kgm/s Vận tốc mãnh thứ hai : p2 = m2.v2 v2 =
5 , 500
2
m p
= 1000 m/s Góc hợp với phương ngang :
tg = ¾ 370
Vậy : mảnh thứ hai bay với vận tốc 1000 m/s hợp với phương ngang góc 370
3) Cũng cố :
Ngày soạn:6/1/2010 Tiết 23
BÀI TẬP CÔNG VÀ CÔNG SUẤT I MỤC TIÊU
- Phân biệt khái niệm công ngôn ngữ thông thường công vật lí Nắm vững cơng học gắn với hai yếu tố: lực tác dụng độ dời điểm đặt lực theo phương lực : A = F.s.cos
- Hiểu rõ công đại lượng vô hướng, giá trị dương âm ứng với công phát động công cản
- Hiểu rõ cách xác định góc để từ giải tập công công suất
II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học
1) Kiểm tra củ :
+ Câu 1/ Định nghĩa công học đơn vị công ? Viết biểu thức tính cơng trường hợp tổng qt ? + Câu 2/ Nêu ý nghĩa công dương cơng âm ? Cho thí dụ ?
+ Câu 3/ Định nghĩa công suất đơn vị ? Nêu ý nghĩa công suất ? 2) Nội dung giảng :
Hoạt động Giáo viên Học sinh Nội dung ghi bảng
Bài m = 0,3 kg F = 10 N
= 300
a) A ? ( t = 5s) b) P ?
c) = 0,2 A ?
Bài : Một vật có khối lượng 0,3 kg nằm yên mặt phẳng nằm ngang ma sát Tác dụng lên vật lực kéo 10 N hợp với phương ngang góc = 300
a) Tính cơng lực thực sau thời gian giây ? b)Tính cơng suất tức thời thời điểm cuối ?
c) Giả sử vật mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số
1=0,2 cơng tồn phần có giá trị ? Bài giải :
(4)Bài giải : Câu a)
GV : Các em cho biết cách tính cơng bày ?
HS : A = F.s.cos
GV : Đại lượng ta chưa biết công thức ?
HS : Đại lượng s
GV : Em tìm đại lượng s ? HS : Tình gia tốc quãng đường thời gian giây A
Câu b :
GV : Để tính cơng suất tức thời điểm cuối trước hết em tính vận tốc tốc tức thời thời điểm cuối :
HS : v = at = 28,86.5 = 144,3 m/s
P = F.v.cos = 10 144,3 cos30 = 1250 W
Câu c :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Bài m = kg h = 10m t = 1,2 (s) AP = ?
Ptb = ?
P = ? Bài giải :
GV : Em tính quãng đường vật rơi tự ? HS : h =
2
gt2 =
2
9,8(1,2)2 = 7,1 (m)
GV : Công trọng lực ? HS : A = P.h = mgh = 2.9,8.7,1 = 139,16 (J) GV : Công suất tức thời trọng lực ? HS : Pcs = P.v = mg.gt = 230,5 W
GV : Công suất trung bình trọng lực : HS : PCS = P = mg.v
t h
= 115,25 W
Gia tốc vật : Theo định luật II Newton : a = m Fcos
= 28,86 m/s2
Quãng đường vật thời gian giây : s = at2 = 360,75
Công mà lực thực khoảng thời gian giây : A = F.s.cos = 10 360,75.cos300 = 3125 J
Câu b :
Vận tốc tốc tức thời thời điểm cuối : v = at = 28,86.5 = 144,3 m/s
Công suất tức thời điểm cuối :
P = F.v.cos = 10 144,3 cos300 = 1250 W
Câu c :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Bài 2
Một vật có khối lượng kg rơi tự từ độ cao 10m so với mặt đất Bỏ qua sức cản khơng khí Hỏi sau thời gian 1,2 s trọng lực thực công bao nhiêu ? Cơng suất trung bình trọng lực thời gian 1,2 s công suất tức thời thời điểm 1,2 s khác nhau ?
Bài giải :
Quãng đường vật rơi tự : h =
2
gt2 =
2
9,8(1,2)2 = 7,1 (m)
Công trọng lực :
A = P.h = mgh = 2.9,8.7,1 = 139,16 (J) Công suất tức thời trọng lực :
Pcs = P.v = mg.gt = 230,5 W
Công suất trung bình trọng lực : PCS = P = mg.v
t h
= 2.9,8.17,,21= 115,25 W Bài
Một máy bơm nước giây bơm 15 lít nước lên bể nước độ cao 10 m Nếu coi tổn hao là khơng đáng kể, tính cơng suất máy bơm Trong thực tế hiệu suất máy bơm 0,7 Hỏi sau nửa giờ, máy bơm thực công ? Bài giải :
Công máy bơm nước :
A = P.h = mgh = 15.10.10 = 1500 (J) Cơng suất có ích máy bơm :
Pích = A/t = 1500 (W)
(5)Bài
Bài giải :
GV : Công máy bơm nước ?
HS : A = P.h = mgh = 15.10.10 = 1500 (J) GV : Đây cơng có ích hay cơng tồn phần ? HS : Thưa Thầy cơng tồn phần GV : Cơng suất có ích máy bơm ? HS : Pích = A/t = 1500 (W)
GV : Cơng suất tồn phần máy bơm ? Ptp = 0,7
1500
= 2142,9 W
GV : Công máy bơm thực (1800 giây) ?
HS : Atp = Ptp.t = 0,7 1500
.1800 = 3857 kJ
Ptp = 0,7 1500
= 2142,9 W
Công máy bơm thực (1800 giây) : Atp = Ptp.t = 0,7
1500
.1800 = 3857 kJ
3) Cũng cố :
Ngày soạn:12/1/2010 Tiết 24
ĐỘNG NĂNG I MỤC TIÊU
- Vận dụng thành thạo biểu thức tính cơng định lí động để giải số bàitốn liên quan đến động năng: xác định động năng( hay vận tốc) vật q trình chuyển động có công thực hiện, ngược lại, từ độ biến thiên động tính cong lực thực cơng
II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học
1) Kiểm tra củ :
+ Câu 1/ Viết biểu thức động vật có khối lượng m chuyển động tịnh tiến với vận tốc v Đơn vị động ?
+ Câu 2/ Phát biểu định lí động ? Từ giải thích mối liên hệ công lượng ? 2) Nội dung giảng :
Hoạt động Giáo viên Học sinh Nội dung ghi bảng
Bài 1 Tóm tắt : m = 2300 kg
v = 72 km/h = 20 m/s a) Wđ ?
b) Động thực ôtô bao gồm phần na2o khác ?
Bài giải : Câu a)
GV : em tính động ơtơ : HS : Wđ = ½ mv2
Câu b)
GV diễn giãng :
Bài : Tóm tắt :
m1 = 10g = 10-2 kg
v1 = 0,8 km/s = 800 m/s
Bài : Một ơtơ có khối lượng 2300 kg, chuyển động với vận tốc 72 km/h đường
a) Tìm động chuyển động tịnh tiến của ơtơ ?
b) Động thực ôtô bao gồm phần nào khác ?
Bài giải :
a) Động ôtô :
Wđ = ½ mv2 = 1/2 2300.202 =460.103 J = 460 KJ
b) Ngoài động chuyển động tịnh tiến, cịn có động phận chuyển động khác ôtô chuyển động píttơng xilanh, chuyển động quay bánh động cơ, chuyển động cquay bánh xe …
Bài : Viên đạn khối lượng 10 g bay với vận tốc 0,8 km/s. Người có khối lượng 60 kg chạy với vận tốc 10 m/s So sánh động động lượng đạn người
(6)m2 = 60 kg
v2 = 10 m/s Bài giải :
GV : Trước hết em tính động lượng viên đạn người :
HS : Động lượng viên đạn : p1 = m1v1
Động lượng Người : p2 = m2v2
p2 > p1
GV : Các em tính động viên đạn người :
HS : Động viên đạn : Wđ1 = ½ m1v12
Động người : Wđ2 = ½ m2v22
Wđ1 > Wđ2
Bài : Tóm tắt :
TH : 10 km/h 20 km/h
2,78 m/s 5,56 m/s
TH : 50 km/h 60 km/h
13,89 m/s 16,67 m/s
Bài giải :
GV : Áp dụng định lí động hai trường hợp !
HS : Định lí động hai trường hợp
A1 = Wđ2 – Wđ1 = ½ m ( v22 – v12 )
= ½ m ( 5,562 – 2,782) = 11,6m (J)
A2 = Wđ2 – Wđ1 = ½ m ( v22 – v12 )
= ½ m ( 16,672 – 13,892) = 42,5m (J)
GV : Từ kết em có nhận xét ?
HS : Công thực độ tăng động Dù vận tốc tăng nhau, động tỉ lệ với bình phương vận tốc nên cơng thực hai trường hợp khác
Bài 4 Tóm tắt : m = 10g v1 = 300 m/s
d = 5.10-2 m
v2 = 100 m/s
FC = ? Bài giải
GV : Để giải toán trước hết em cho biết, viên đạn xuyên qua gỗ đại lượng thay đổi ?
HS : Vận tốc thay đổi
GV : Áp dụng định lí động : HS : A= Wđ2 – Wđ2 FC
Bài 5
Bài giải :
GV :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
m1 = 10g = 10-2 kg
v1 = 0,8 km/s = 800 m/s
m2 = 60 kg
v2 = 10 m/s
Động lượng viên đạn người :
+ Viên đạn : p1 = m1v1 = 10-2.800 = kgm/s
+ Người : p2 = m2v2 = 60.10 = 600 kgm/s
p2 > p1
Động viên đạn người : + Viên đạn : Wđ1 = ½ m1v12
= ½ 10-2.8002 = 3200 J
+ Người : Wđ2 = ½ m2v22
= ½ 60.102 = 3000 J
Wđ1 > Wđ2
Bài : Một ôtô tăng tốc hai trường hợp : Từ 10 km/h lên 20 km/h từ 50 km/h lên 60 km/h So sánh xem cơng trong hai trường hợp có khơng ? Tại ? Bài giải :
Áp dụng định lí động hai trường hợp : A1 = Wđ2 – Wđ1 = ½ m ( v22 – v12 )
= ½ m ( 5,562 – 2,782) = 11,6m (J)
A2 = Wđ2 – Wđ1 = ½ m ( v22 – v12 )
= ½ m ( 16,672 – 13,892) = 42,5m (J)
Nhận xét : Công thực độ tăng động Dù vận tốc tăng nhau, động tỉ lệ với bình phương vận tốc nên cơng thực hai trường hợp khác
Bài : Một viên đạn khối lượng 10 g bay ngang với vận tốc 300 m/s xuyên qua gỗ dày cm Sau xuyên gỗ, đạn có vận tốc v2 = 100 m/s tính lực cản trung bình gỗ
tác dụng lên viên đạn ? Bài giải
Áp dụng định lí động : A= Wđ2 – Wđ2
Fc.d = ½ m (v22 – v12)
Fc 5.10-2 = ½ 10-2 (1002 – 3002) Fc = - 8000 N
Bài : Trên mặt phẳng nằm ngang, vật chịu tác dụng của hai lực F1 F2 mặt phẳng có phương vng góc với
nhau Khi vật dịch chuyển m từ trạng thái nghỉ, động năng vật bằnng ? Xét hai trường hợp :
a) F1 = 10 N ; F2 = N
b) F1 = N ; F2 = N
c) F1 = F2 = N Bài giải :
Vật chịu tác dụng lực tổng hợp lực F : F = F1 +
F2
a) Khi F1 = 10 N ; F2 = N F = F1 = 10N
A = F.s = 10.2 = 20 J
(7)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Bài 6 Tóm tắt : s = 20m F = 300N
= 300
fms = 200N Bài giải :
GV : em tính cơng lực kéo lực ma sát ?
HS : AF = F.s.cos
Ams = fms.scos1800
b) Áp dụng định lí động : A = Wđ - Wđ0
AF – Ams = Wđ - Wđ0
Wđ = AF – Ams
A = F.s = 5.2 = 10 J
c) Khi F1 = F2 = N F = F12 F22 = F1 2=
A = F.s = 2 = 10 N
Bài : Một xe kéo từ trạng thái nghỉ một đoạn đường nằm ngang dài 20 m với lực có độ lớn khơng đổi 300 N có phương hợp với độ dời góc 300
Lực cản ma sát coi không đổi 200 N Tính cơng mổi lực Động xe cuối đoạn đường ?
Bài giải :
a) Công lực kéo lực ma sát :
AF = F.s.cos = 300.20.cos 300 = 5196,2 (J)
Ams = fms.scos1800 = - fms.s = -200.20 = - 4000 (J)
b) Áp dụng định lí động :
A = Wđ - Wđ0 AF – Ams = Wđ - Wđ0
Wđ = AF – Ams = 5196,2 – 4000 = - 1196,2 (J)
3) Cũng cố :
Ngày soạn:22/1/2010 Tiết tc25
BÀI TẬP THẾ NĂNG I MỤC TIÊU
- Vận dụng công thức xác định phân biệt:
+ Công trọng lực làm giảm Khi tăng tức trọng lực thực công âm + Thế vị trí có giá trị khác tùy theo cách chọn gốc tọa độ Từ nắm vững tính tương đối biết chọn gốc cho phù hợp việc giải tóan có liên quan đến
- Nắm vững áp dụng thành thạo phương pháp đồ thị để tính cơng lực đàn hồi Từ giải tốn đàn hồi
II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học
1) Kiểm tra củ :
+ Câu 1/ Nêu đặc điểm ? Công thức ?
+ Câu 2/ Tính cơng mà lực đàn hồi thực biến dạng lị xo Cơng liên hệ với độ biến thiên đàn hồi ?
+ Câu 3/ Viết biểu thức đàn hồi Nêu tính chất ? 2) Nội dung giảng :
Hoạt động Giáo viên Học sinh Nội dung ghi bảng
Bài :
Bài giải :
GV : Từ hình vẽ em tính công trọng lực thực vật di chuyển từ B đến
Bài : Dưới tác dụng trọng lực, vật có khối lượng m trượt không ma sát từ trạng thái nghỉ một mặt phẳng nghiêng có chiều dài BC = l độ cao BD = h. Hãy tính cơng trọng lực thực vật di chuyển từ B đến C chứng tỏ công phụ thuộc chênh lệch độ cao hai điểm B C
Bài giải :
Công trọng lực thực vật di chuyển từ B đến C A = Px.l = Psin.BC = P.l.sin
= P.l l h
(8)C ?
HS : A = Px.l = Psin.BC
= P.l.sin = P.l
l h
= P.h
GV : Từ biểu thức em rút kết luận ?
HS :
Công trọng lực phụ thuộc vào h chứng tỏ công phụ thuộc chênh lệch độ cao hai điểm B C
Bài :
Bài giải :
GV : Độ biến thiên động xe trọng trường dịch chuyển trường hợp :
HS trình bày : ………
a) Từ A đến B : mg(hA – hB)
b) Từ B đến C : mg(hB – hC)
c) Từ A đến D : mg(hA – hD)
d) Từ A đến E : mg(hA – hE)
GV :
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Bài 3 m = 600 kg h = 2m h’ = 1,2 m
a) Wt ?
b) Wt ? AP
c) Cơng trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển hịm hai vị trí hay không ? Tại ?
Bài giải :
GV : Ta chọn góc mặt đất Câu a)
GV : Thế hòm trọng trường độ cao m ?
HS : Wt = mgh = AT = 600.9,8.2 = 11760 J
Vậy : Công trọng lực phụ thuộc vào h chứng tỏ công phụ thuộc chênh lệch độ cao hai điểm B C
Bài : Trong công viên giải trí, xe có khối lượng 80 kg chạy đường ray có mặt cắt hình vẽ dưới đây Độ cao điểm A, B, C, D, E tính đối với mặt đất có giá trị :
hA = 20 m ; hB = 10 m ; hC = 15 m ; hD = m ; hE =
18 m
Tính độ biến thiên động xe trọng trường dịch chuyển :
a)Từ A đến B b)Từ B đến C c) Từ A đến D d)Từ A đến E
Hãy cho biết công mà trọng lực thực một q trình dương hay âm
Bài giải :
Độ biến thiên động xe trọng trường dịch chuyển trường hợp :
a) Từ A đến B : mg(hA – hB) = 80.9,8.10 = 7840 J
b) Từ B đến C : mg(hB – hC) = - 80.9,8.5 = - 3920 J
c) Từ A đến D : mg(hA – hD) = 80.9,8.15 = 11760 J
d) Từ A đến E : mg(hA – hE) = 80.9,8.2 = 1568 J
Bài : Một cần cẩu nâng hịm cơngtenơ có khối lượng 600 kg từ mặt đất lên độ cao m ( tính theo di chuyển khối tâm hòm ), sau đổi hướng hạ hịm xuống sàn ôtô tải độ cao 1,2m cách mặt đất
a) Tím hịm trọng trường độ cao m Tính cơng lực phát động ( lực căng dây cáp) để nâng hịm lên độ cao
b)Tìm độ biến thiên hòm hạ từ độ cao 2m xuống sàn ơtơ Cơng trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển hịm hai vị trí hay không ? Tại ? Bài giải :
Ta chọn góc mặt đất :
a) Thế hòm trọng trường độ cao m Wt = mgh = AT = 600.9,8.2 = 11760 J
Thế hòm trọng trường độ cao m công lực căng dây cáp
b) Độ biến thiên hòm hạ từ độ cao 2m xuống sàn ôtô :
A12 = Wt = Wt1 – Wt2 = mg( h1 – h2) = 600.9,8(2 – 1,2)
= 4704 J
Công trọng lực phụ thuộc cách di chuyển hịm hai vị trí cơng trọng lực phụ thuộc vào độ biến thiên
(9) Thế hòm trọng trường
ở độ cao m công lực căng dây cáp Câu b)
GV : Độ biến thiên hòm hạ từ độ cao 2m xuống sàn ôtô ?
HS : A12 = Wt = Wt1 – Wt2 = mg( h1 – h2)
Công trọng lực phụ thuộc cách di
chuyển hịm hai vị trí cơng trọng lực phụ thuộc vào độ biến thiên
Bài 4 F = 3N
l = 2.10-2 m
a) K ? b) Wt ?
c) AF ?
Bài giải :
a) GV : Tính độ cứng lị xo ? HS : F = k.tl k =
Δl F
b) GV : Thế đàn hồi lị xo dãn cm ?
HS : Wđh = ½ kx2 = 150.(0,02)2/ = 0,03 J
c) GV : Cơng lực đàn hồi thực lị xo kéo dãn thêm từ cm đến 3,5 cm ? HS : A = ½ kx12 – ½ kx22 = ½ k( x12 – x22 )
= 150
(0,022 – 0,0352) = - 0,062 J
a) Tìm độ cứng lị xo
b) Xác định giá trị đàn hồi lị xo dãn cm
c) Tính cơng lực đàn hồi thực lò xo kéo dãn thêm từ cm đến 3,5 cm Công này dương hay âm ? Giải thích ý nghĩa Bỏ qua mọi lực cản
Bài giải :
a) Độ cứng lò xo : F = k.tl k =
Δl F
= 0,302= 150 N/m
b) Thế đàn hồi lò xo dãn cm : Wđh = ½ kx2 = 150.(0,02)2/ = 0,03 J
c) Cơng lực đàn hồi thực lị xo kéo dãn thêm từ cm đến 3,5 cm :
A = ½ kx12 – ½ kx22 = ½ k( x12 – x22 ) =
2 150
(0,022 –
0,0352) = - 0,062 J
3) Cũng cố :
Ngày soạn:2/2/2010 Tiết tc26
Bài Tập
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG I MỤC TIÊU
- Nắm vững khái niêm gồm tổng động vật
- Biết cách thiết lập định luật bảo toàn trường hợp cụ thể lực tác dụng trọng lực lực đàn hồi Từ mở rộng thành định luật tổng quát lực tác dụng lực nói chung
II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Ổn định lớp học
1) Kiểm tra củ :
+ Câu 01 : Thế vật ? Ví dụ ? + Câu 02 : Nêu định luật Bảo toàn tổng quát ? 2) Nội dung giảng :
Hoạt động Giáo viên Học sinh Nội dung ghi bảng
Bài :
m = 20.10-3 kg
v = m/s h = 1,6 m
a) Wđ ? Wt ? W ?
b) hmax ?
Bài : Một hịn bi có khối lượng 20 g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc m/s từ độ cao 1,6 m so với mặt đất
a) Tính hệ quy chiếu Trái Đất giá trị động năng, bi tại lúc ném vật
(10)Bài giải : Câu a)
GV : Các em tính giá trị động năng, bi lúc ném vật HS : Tính : Wđ ;Wt ; W
Câu b)
GV : em áp dụng định luật bảo tồn để tính độ cao cực đại mà bi đạt (tại A)
HS : Áp dụng định luật bảo toàn : WA = W0
mghA + ½ mvA2 = mgh0 + ½ mv02
mghA = mgh0 + ½ mv02
hA – h = g v
2
Bài : l = m
= 450
a) v1 ( 1 = 300 )
b) v0 ( Vị trí cân ) Bài giải
GV cần hướng dẫn cho Hs biết cách chứng minh : h = l(1 – cos )
Câu a)
GV : Các em Áp dụng định luật bảo tồn cho hai vị trí !
HS : Áp dụng định luật bảo toàn : W2 = W1
v = (cos300 cos450)
gl
Câu b)
GV : Tương tự em Áp dụng định luật bảo tồn cho hai vị trí ban đầu vị trí cân ? Khi lắc qua vị trí cân giá trị
là ?
HS : Khi lắc qua vị trí cân : =
HS : Áp dụng định luật bảo toàn : W0 = W1
v = (1 cos450)
gl
Bài giải :
a) Giá trị động năng, bi lúc ném vật
Động Wđ = ½ mv2 = ½ 0,02.16 = 0,16 J
Thế : Wt = mgh = 0,2.9,8.1,6 = 0,31 J
Cơ : W = Wđ + Wt = 0,16 + 0,31
= 0,47 J
b) Độ cao cực đại mà bi đạt (tại A) : Áp dụng định luật bảo toàn : WA = W0
mghA + ½ mvA2 = mgh0 + ½ mv02
mghA = mgh0 + ½ mv02
hA – h = g v
2
=
8 ,
16
= 0,816 m
Bài : Một lắc đơn có chiều dài l = m 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 giải
a) Khi lắc qua vị trí ứng với góc 300
Áp dụng định luật bảo toàn : W2 = W1
½ mv22 + mgh2 = ½ mv12 + mgh1
½ mv22 + mgl(1 – cos300) = mgl(1 – cos450)
½ mv22 = mgl(cos300 – cos450)
v = 2gl(cos300 cos450)= 1,76 m/s b) Khi lắc qua vị trí cân ( = 0)
Áp dụng định luật bảo toàn : W0 = W1
½ mv02 + mgh0 = ½ mv12 + mgh1
½ mv02 + mgl(1 – cos00) = mgl(1 – cos450)
½ mv02 = mgl(1– cos450)
v = (1 cos450)
gl = 1,76 m/s
3) Cũng cố :
A Lý thuyết:
- Phát biểu: Ở nhiệt độ khơng đổi, tích áp suất P thể tích V lượng khí xác định là một số.
- Biểu thức:
2 1
V V P P
hay P1.V1 P2.V2 hay P.V cosnt
- Một số đơn vị thường dùng: 1atm 1,013.105Pa
, 1at 9,81.104Pa
B Bài tập:
Bài 1: Một bình có dung tích lít chứa 0,5mol khí nhiệt độ 00C Áp suất bình là: A 2,42atm B 2,24atm
C 2,04atm D 4,02atm. Giải:
(11)Do 0,5mol khí 00C áp suất 1atm chiếm thể tích : V1 0,5.22,411,2l chứa bình dung tích V2=5 lít
Theo định luật Bôilơ-Mariốt:
P1.V1 P2.V2
1.115,2 2,24
1
2 atm
V V P
P
Chọn B
Bài 2: Nén khối khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích lít áp suất khối khí là: A khơng thay đổi B giảm 2,5 lần
C tăng 2,5 lần D tăng gấp đôi. Giải:
Theo định luật Bôilơ-Mariốt:
P1.V1 P2.V2
1
1
2 2,5
4 10
.P P P
V V
P
Vậy khối khí sau nén đẳng nhiệt tăng lên 2,5 lần. Chọn C
Bài tập tự giải
Bài 1: Dưới áp suất 1000N/m lượng khí tích 10 lít, áp suất 5000N/m thể tích của khí là:
A lít B 1,5 lít C lít D 2,5 lít.
Bài 2: Một khối khí tích lít nén đẳng nhiệt áp suất 10at Thể tích lượng khí trên áp suất 5at là:
A 1at B 5at C 10at D 15at.
Bài 3: Một khối khí nén đẳng nhiệt: thể tích khí giảm lít áp suất tăng lên 0,4at, thể tích lúc đầu 48 lít áp suất là:
A 1at B 2at
C 3at D khơng có giá trị nào.
Bài 4: Một khối khí đựơc nén đẳng nhiệt từ thể tích lít đến lít, áp suất khí tăng thêm 0,75at Ap suất ban đầu khí là:
A 1at B 1,5at C 2,5at D 5at
Bài 5: Một bọt khí đáy hồ sâu 5m lên mặt nước, thể tích bột khí tăng lên là: A 1,5 lần B 5,1 lần
C 15 lần D 0,5 lần.
Bài 6: Một bọt khí tích gấp rưỡi từ đáy hồ lên mặt nước Giả sử nhiệt độ đáy hồ và mặt hồ Biết P0 750mmHg Độ sâu hồ là:
A 1,5m B 5,2m C 15m D 5m.
Bài 7: Một cột khơng khí chứa ống nhỏ, dài, tiết diện điều Cột khơng khí ngăn cách với khí cột thủy ngân có chiều dài d=150mm Biết chiều dài cột khơng khí nằm ngang l0 144mm. Áp suất khí P0 750mmHg Hỏi chiều dài cột khơng khí là: a) nếu ống thẳng đứng, miệng ống trên.
A 120mm B 100mm C 12mm D 150mm. b) ống thẳng đứng, miệng ống dưới.