Ly thuyet va bai tap nang cao vat li 8

- NhiÖt dung riªng cña mét chÊt cho biÕt nhiÖt lîng cÇn truyÒn cho 1Kg chÊt ®ã t¨ng thªm 1 0 C.. Nã chØ truyÒn tõ vËt nµy sang vËt kh¸c hoÆc chuyÓn ho¸ tõ d¹ng nµy sang d¹ng kh¸c.[r]

Chủ đề I.

Các toán chuyển động học I Kiến thức

1 Chuyển động học tính t ơng đối chuyển động

- Sự thay đổi vị trí vật theo thời gian so với vị trí vật khác đợc chọn làm mốc gọi chuyển động học

- Nếu vật khơng thay đổi vị trí so với vật khác theo thời gian vật đứng n so với vật - Một vật đứng yên so với vật nhng lại chuyển động so với vật khác đợc gọi tính tơng đối chuyển động

2 VËn tèc :

- Vận tốc vật mức độ chuyển động nhanh hay chậm vật

- Độ lớn vận tốc đợc xác định quãng đờng đợc đơn vị thời gian 3 Chuyển động chuyển động không

a Chuyển động

- Chuyển động chuyển động mà vận tốc không thay đổi theo thời gian

- Vận tốc chuyển động đợc xác định quãng đờng đợc đơn vị thời gian đợc xác định công thức :

v : lµ vËn tèc t

S

v : s : Là quãng đờng đợc

t : Thời gian chuyển động

b Chuyển động không vận tốc chuyển động không - Chuyển động chuyển động mà vận tốc thay đổi theo thời gian - Cơng thức tính vận tốc trung bình chuyển động khơng :

VTB : lµ vËn tèc trung b×nh

t S

vTB  S : Là quãng đờng đợc

T : thơì gian II Bài tập

Dạng : Bài :

Một ngời công nhân đạp xe đạp 20 phút đợc Km a Tính vận tốc ngời cơng nhân km/h ?

b Biết quãng đờng từ nhà đến xí nghiệp 3600 m hỏi ngời cơng nhân từ nhà đến xí nghiệp hết phút ?

c đạp xe liền 2h ngời từ nhà quê hỏi quãng đờng t nh n

quê dài Km ? Bµi :

Đờng bay từ HN – HCM dài 1400Km Một máy bay bay thời gian bay 1h

45 TÝnh vận tốc máy bay đoạn đ ờng ? Bµi :

Một ngời xe đạp xuống dốc dài 120 m 12s đầu đợc 30m , đoạn dốc lại đi hết 18s tính vận tốc trung bình :

a đoạn dốc b đoạn dốc Bài :

Một ôtô lên dốc với vận tốc 40 Km/h xuống dốc có vận tốc 60 km/h Tính vận tốc trung bình ơtơ suốt q trình chuyển động

HD :

Gọi quãng đờng dốc S Khi ta có Thời gian ôtô leo dốc : t1 = 40

1

S v

S

Thời gian ôtô xuống dốc : t2 = 60 S v S 

Vận tốc trung bình suốt q trính chuyển động : S Vtb =

h Km S S S t t S / 48 60 40 2    

Bµi :

Một ngời xe máy Từ A đến B cách 400m Nữa quãng đờng đầu xe đ-ờng nhựa với vận tốc không đổi V1 Nữa quãng đờng lại cát với vận tốc V2

= 1/2 V1 Hãy xác định vận tốc V1 , V2 cho phút ngời đến dợc B

HD :

Gọi quãng đờng AB S (m)

Thời gian xe đờng nhựa A B t1 =

1 1 200 400

2v v v S



 S/2 S/2, t1 , V1 S/2 , t2 ,v2

Thời gian xe doạn đờng cát : t2 =

1 2 2 200 200 400

2v v v v S

  

Theo : thời gian hết quãng đờng AB : t = t1 + t2 = 60( )

2 200 200 1 s v

v  

=> v1 = 10m/s

60 600



=> v2 = 5m/s

Bµi :

Một ngời dự định quãng đờng với vận tốc không đổi Km/ h Nhng đến đúng quãng đờng nhờ đợc bạn đèo xe đạp tiếp với vận tốc không đổi 12Km/h do đến sớm dự định 28 phút Hỏi ngời hết quãng đờng mất bao lâu

Hd :

Gọi quãng đờng S

Thời gian ngời hết quãng đờng S : t1 =

5

s

Thời gian ngời xe đạp hết quãng đờng s : t2 =

12

s

Theo bµi : t1 – t2 =

60 28 => s - 12 s = 60 28 => S = 4( )

7 28

Km



a Thời gian ngời hết quãng đờng AB : t = S 1,6h

5  

b Thời gian ngời xe đạp hết quãng đờng AB : t’ = S h

3 12 12  

Một ô tô chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 54Km/h Một tàu hoả chuyển động

thẳng phơng với ô tơ với vận tốc V2 = 36Km/h tìm vận tốc tàu hoả hai

trêng hỵp :

a Ôtô chuyển động ngợc chiều với tàu hoả b Ôtô chuyển động chiều với tàu hoả

H

íng dÉn :

- Các vận tốc ôtô tàu hoả so với vật mốc măt đất

- Trong trờng hợp đơn giản vật chuyển động phơng , muốn tính vận tốc vật

này vật ta dựa vào nhận xét sau :

+ hai vật chuyển động ngợc chiều với sau vật vật hai chuyển

động lại gần đoạn S1 + S2 = V1 + V2 Do vận tốc vật so với vật :

V1/2 = v1 + V2

+ Nếu hai vật chuyển động chiều đuổi sau vật , vật chuyển động so với mặt đất đoạn s1 =v1 , s2 = v2 chọn vật làm mốc vật 1

chuyển động gần lại vật đoạn v1– v2 , nên vận tốc vật so với vật v1/2 =

v1 – v2

Gi¶i :

A C D B

S1 s2

a.theo ta có : sau ơtơ đợc qng đờng s1 = 54km , tàu hoả s2 = 36Km

Khi ôtô chuyển động lại ngợc chiều tới gặp tàu hoả sau ơtơ tàu hoả lại gần nhau đoạn S = s1 + s2 = 54 + 36 = 90 km Do vận tốc ơtơ so với tàu hoả :

V1/2 = v1 + v2 = 90km/h

b sau ôtô tàu hoả đợc quãng đờng : s1 =54 km , s2 = 36 Km

v× ôtô phải đuổi theo tàu hoả nên ôtô lại gần tàu hoả đoạn là: s = 54 – 36 = 18

Dạng : Xác định vị trí chuyển động vật Bài :

Tõ hai thµnh Avµ B cách 240km , Hai ôtô khởi hành lúc chạy ngợc chiều Xe từ A cã vËn tèc 40km/h Xe ®i tõ B cã vËn tèc 80km/h

a lập công thức xác định vị trí hai xe thành phố A vào thời điểm t kể từ lúc hai xe hnh

b.Tìm thời điểm vị trí hai xe gỈp

c tìm thời điểm vị trí hai xe cách 80km d Vẽ đồ thị đờng hai xe theo thời gian e vẽ đồ thị vị trí hai xe chọn A làm mốc

HD :

a Lập cơng thức xác định vị trí hai xe

Gọi đờng thẳng ABx đờng mà hai xe chuyển động Chọn mốc chuyển động thành phố A Gốc thời gian lúc hai xe bắt đầu chuyển động

A x1 A B B’ ’

s1 s2

x2

Quãng đờng xe đợc sau thời gian t : Xe từ A : S1 = v1 t = 40.t

Xe ®i tõ B : S2 = v2.t = 80t

vị trí xe so với thành phố A : Xe ®i tõ A : x1 = s1 = 40.t (1)

Xe ®i tõ B : x2 = S – s2 = 240 – 80t (2)

b Xác định vị trí hai xe gặp nhau : Lúc hai xe gặp : x1 = x2

40t = 240 – 80t

=> t = 2( ) 120

240

h



Vị trí hai xe so với thành phố A : x1 = 2.40 =80km

c Thời điểm vị trí hai xe cách 80Km 80km

TH1 : x2 > x1 A x1 A B B’ ’

x2

A B = x’ ’ 2– x1 = 80

=> 240 – 80t – 40t = 80 => t = h

3 120 160



vị trí hai xe so với thành phố A :

x1 = 40.

3

= 160

= 53,3 km x2 = 240 – 80.

3

= 133,3 km

Bµi :

Hai hành phố A , B cách 300 km lúc , ôtô xuất phát từ A với vận tốc v1 = 55 Km , xe máy chuyển động từ B với vận tốc v2= 45 Km/h ngợc chiều với ơtơ a Tìm thời điểm vị trí hai xe gp nhau

b Tìm thời điểm vị trí hai xe cách 20km

HD :

Chọn mốc chuyển động thành phố A Gốc thời gian lúc hai xe bắt đầu chuyển động Quãng đờng xe đợc sau thời gian t là:

Xe ®i tõ A : S1 = V1 t

Xe ®i tõ B : S2 = V2 t

vÞ trÝ cũa xe so với thành phố A : Xe ®i tõ thµnh A : x1 = s1 = V1 t (1)

Xe từ thành phố B : x2 = AB – s2 = 300 - V2 t (2)

a Vị trí thời điểm hai xe gỈp : x1 = x2

<=> V1 t = 300 - V2 t

<=> 55.t = 300 – 45.t => t =

100 300



=> vị trí hai cách thành phố A là x1 = 55 =165 km

b Thêi ®iĨm vị trí hai xe cách 20 km TH1 : x2 > x1 : <=> x2– x1 =20

=> 300 – 45 t - 55.t = 20 => t = 2.8

100 280



vị trí xe so với thành phố A : Xe ®i tõ A : x1 = 55 2,8 =154km

Xe ®i tõ B : x2 = 300 – 45.2,8 =174km

TH2: x2 <x1 => x1 – x2 = 20

=> 55t – (300 – 45t) = 20 => 100t = 320

=> t = 3,2( ) 100

320

h

=> Vị trí hai xe cách thành phố A: Xe từ A : x1 = 55 3,2 = 176km

Xe ®i tõ B : x2 = 300 – 45 3,2 = 156km

Một động tử xuất phát từ A chuyển động thẳng B cách A 120 m với vận tốc 8m/s lúc , động tử khác chuyển động thẳng từ B A Sau 10s hai động tử gặp Tính vận tốc động tử thứ hai vị trí hai động tử gặp

HD :

Chọn mốc tính chuyển động vị trí A , Gốc thời gian lúc hai vật bắt đầu chuyển động Quãng đờng đồng tử đợc sau thời gian t :

§éng tư thø nhÊt : s1 = v1 t

§éng tư thø hai : s2 = v2 t

Vị trí động tử cách vị trí A đoạn : Động tử thứ : x1 = s1 = 8.t (1)

§éng tư thø hai : x2 = AB – s2 = 120 – v2.t

Theo sau 10s hai động tử gặp : x1 = x2 (t = 10)

=> 8.10 = 120 – 10v2

=> v2 = m/s

Vị trí hai động tử gặp cách thành phố A : X = 10 =80 m

Bµi 11 :

lúc 5h đoàn tàu chuyển động từ thành phố Avới vận tốc 40km/h Đến 6h 30’

cũng từ A ôtô chuyến động với vận tốc không đổi 60km/h đuổi theo đồn tàu a Lập cơng thức xác định vị trí đồn tàu , ơtơ ,

b tìm thời điểm vị trí lúc ôtô đuổi kịp đoàn tàu c Vẽ đồ thị chuyển động tàu ô tô

HD :

a Chọn gốc thời gian lúc 5h ( Mốc chuyển động thành phố A : Quãng đờng tàu ôtô đợc sau khong thi gian t :

Tàu hoả: s1 = 40t

Ôtô : s2 = 60.( t- 1,5 )

Vị trí tàu ôtô cách thành phố A :

Tàu hoả : x1 = s1 = 40t (t01 = ) A

«t« : x2 = 60 (t-1,5) (t02 = 6,5 -5 =1,5 ) S1 b Vị trí ôtô đuổi kịp tàu hoả : x1 = x2 S2

<=> 40t = 60.(t-1,5)

<=> t = 4,5 h

=> Thời gian ôtô duổi kịp tàu hoả : 9h30

Vị trí ôtô đuổi kịp tàu hoả so với thành phố A : X = x1 = 40.4,5 = 180km

Bµi 12 :

Lúc 7h ngời xe đạp duổi theo ngời cách 10Km hai chuyển

động với vận tốc 12km/h km/h tìm vị trí thời gian ngời xe đạp đuổi kịp ngời ?

HD :

Chọn gốc thời gian mốc tính chuyển động lúc bắt đầu ngời xe đạp đuổi theo ngời

Quãng đờng ngời xe đạp đợc sau khoảng thời gian t : S1 = v1t = 12.t

Quãng đờng ngời đi đợc sau khoảng thời gian t : S2 = v2t = 4.t

Vị trí hai ngời so với mốc tính chuyển động x1 x2

Ngời xe đạp : x1 = s1 => x1 =12t

Ngêi ®i bé: x2 = 10 + 4t (s1 , t) 10km (s2 ,t)

Thời điểm hai xe gặp nhau: x1 = x2

12t = 10 + 4t => t= h

4 => x1 = 12 15

4

A S1 C S2 B

x2

x0B

20 40 60 80 100

Bài 13 : Một ôtô tải xuất phát từ thành phố A chuyển động thẳng phía thành phố B với tốc độ 60 Km/h Khi đến thành phố C cách thành phố 60 Km xe nghỉ giải lao trong1h Sau tiếp tục chuyển động thành phố B với vận tốc 40km /h khoảng cách từ thành phố A đến thành phố B dài 100Km.

a Lập công thức xác định vị trí ơtơ đoạn đờng AC đoạn đờng CB b Xác định thời điểm mà xe ôtô đến B

c Vẽ đồ thị chuyển ôtô hệ trục (x,t )

HD:

O xoc x

Quãng đờng ôtô từ thành phố A đến thành phố C từ C tới B lần lợt : A -> C : S1 = V1 t1

C -> B : S2 = V2 t2 = 40 t2

a Chọn gốc toạ độ thành phố A , gốc thời gian lúc ôtô xuất phát thành phố A , chiều dơng trùng với chiều chuyển động ta có phơng trình chuyển động ô tô là :

Tõ A -> C : x0A = , t0A = 0

x1 = s1 = v1.t1 = 60.t ( t ≤ 1h ) x

Tõ C - > B : xoB = 60 , t0B = 2h

X2 = S1 + V2 ( t – ) = 60 + 40 (t-2) ( t ≥ 2h)

b Thời điểmƠ tơ đến B (x2 = 100Km ) :

60 + 40 (t-2) = 100 => t = 3h

O 4

Phần II : Lực A Kiến thức

I l ùc BiĨu diƠn lùc

- Lực nguyên nhân làm thay đổi vận tốc vật làm vật bị biến dạng - Lực đại lợng có hớng :

+ Mỗi lực đợc xác định ba yếu tố : Điểm đặt , hớng ( phơng , chiều )và cờng độ ( độ lớn ) lực

+ Lực đợc biểu diễn mũi tên gọi véc tơ lực F - Véc tơ lực F có ba yếu tố :

+ Chiều dài mũi tên vẽ theo tỷ xích chọn cờng độ lực

- Cờng độ lực đo đơn vị lực hệ đơn vị hợp pháp , đơn vị đo lực Niwton (N) II Sự cân lực quán tính

1 Hai lùc c©n b»ng

- Hai lực cân phơng , ngợc chiều , độ lớn tác dụng lên vật

- Một vật chịu tác dụng hai lực cân vật đứng yên đứng yên mãi , vật chuyển động chuyển động mói

2 p suất chất lỏng chÊt khÝ a ¸ p suÊt

- áp lực lực ép có phơng vng góc với mặt bị ép - áp suất độ lớn áp lực đơn vị diện tích

S F p

Trong : P: áp suất

F : áp lực tác dụng lên mặt bị ép có diện tích S b á p suất chất lỏng Bình thông

- Chất lỏng gây áp suất theo phơng lên đáy bình , thành bình vật lịng - Cơng thức tính áp suất chất lỏng :

P = d.h d : trọng lợng riên chất lỏng

h : §é cao cđa cét chÊt láng tÝnh tõ ®iĨm tÝnh ¸p st tíi mỈt tho¸ng chÊt láng

- bình thơng chứa chất lỏng đứng n , mặt thoáng chất lỏng nhánh khác độ cao

c ¸ p st khÝ qun

- Do khơng khí tạo thành khí có trọng lợng nên Trái Đất vật Trái Đất chịu tác dụng áp suất khí

- Độ lớn áp suất khí áp súat cột thuỷ ngân ống Tô_ri – xe – li Do ngời ta dùng mmHg làm đơn vị đo áp suất khí ( Hg kí hiệu hố học ca thu ngõn )

d Lực đẩy c - Si - MÐt

- Một vật nhúng chìm lịng chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dới lên với lực có độ lớn trọng lợng phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ Lực gọi lực đẩy Ac - si - mét

- Độ lớn lực đẩy Ac si – mÐt F = d.V

d : Trọng lợng riêng chất lỏng Trong :

V: ThĨ tÝch phÇn chÊt láng bị vật chiếm chỗ s ự nỗi :

Một vật có trọng lợng P đợc nhúng vào lòng chất lỏng chịu tác dụng lực đẩy Ac-si-mét F :

- VËt ch×m : P > F - Vật nỗi lên : P < F - Vật lơ lửng : P = F B Bài tập

Bµi :

Một vật có khối lợng m = 4kg đặt mặt sàn nằm ngang Diện tích mặt tiếp xúc của vật với mặt bàn S = 60cm2 tính áp suất tác dụng lên mặt bàn ?

HD : BiÕt : m = kg

S = 60cm2 = 0,6 m2

¸p suất vật tác dụng lên mặt bàn : / 667 , 66 , 40 m N d P d F

p   

Bµi :

đặt hộp gỗ lên mặt phẳng nằm ngang áp suất mặt gỗ tác dụng xuống mặt bàn 560N/m2

a tính khối lợng hộp gỗ , biết diện tích mặt tiếp xúc hộp gỗ với mặt bàn 0,3m2

b nu nghiờng mt bàn chút so với phơng nằm ngang , áp suất hộp gỗ tác dụng lên mặt bàn có thay đổi khơng ? có , áp suất tăng hay giảm ?

HD : BiÕt :

p = 560 N/m2

S = 0,3 m2

a TÝnh m = ?

b nếu nghiêng mặt bàn chút so với phơng nằm ngang , áp suất hộp gỗ tác dụng lên mặt bàn có thay đổi khơng ? nếu có , áp suất tăng hay giảm ?

Giải :

áp suất mặt gỗ tác dụng xuống mặt bàn : p =

S m S P S F 10  

=> Khối lợng khúc gỗ : m = PS 16,8Kg

10 , 560 10  

b Khi đặt nghiêng mặt bàn áp lực tác dụng lên mặt bàn giảm cịn diện tích tiếp xúcgiữa mặt bàn vật không thay đổi nên áp suất hộp gỗ tác dụng lên mặt bàn giảm theo

Bµi :

Một vật hình chữ nhật có kích thớc 20cm x 10cm x 5cm đặt mặt bàn nằm ngang Biết trọng lợng riêng chất làm vật d = 18400 N/m3 Tính áp suất lớn nhỏ

nhất mặt bàn ? HD :

Theo công thức tính áp suất :

S F

p ta có : trọng lợng vật khơng thay đổi áp suất lớn

nhÊt diện tích tiếp xúc nhỏ ngợc lại :

- áp suất gây lớn lµ : dh

S S h d S V d S P S F

p     => p = 18400 2.10-1 = 3680 N/m2

- áp suất gây nhá nhÊt lµ : p = d.h = 18400 5.10-2 = 920 N/m2

Bµi :

Một vật có dạng hình hộp chữ nhật Kích thớc lần lợt 5cm x 6cm x 7cm Lần lợt đặt ba mặt liên tiếp vật lên mặt sàn nằm ngang Biết khối lợng vật là 0,84Kg Tính áp lực áp suất mà vật tác dụng lên mặt sàn ba trờng hợp

HD :

Trọng lợng củat vật : P = m 10 = 0,84 10 = 8,4 N Diện tích tiếp xúc lần lợt đặt ba trờng hợp : S1 = x 10-4 =3.10-3m2

S2 = x 10-4 = 42.10-4m2

S3 = x 10-4 = 35.10-4m2

Vì trọng lợng vật không thay đổi nên áp lực gây ba trờng hợp nh áp suất gây ba trờng hợp lần lợt :

P1 =

2 3 / 10 , 10 , m N S F   

P2 =

P3 = 2

/ 10 , 10 35

4 ,

m N S

F



 

Bµi :

Một vật ngồi khơng khí có trọng lợng 2,1 N Khi nhúng vật vào nớc nhẹ hơn ngồi khơng khí 0,2N Hỏi vật làm chất ? cho dnớc = 10.000N/m3

HD :

Khi nhúng vật vào nớc lực đẩy Ac-Si -mét có độ lớn phần trọng hơn ngồi khơng khí : FA = P 0,2

ThĨ tÝch cđa vËt lµ: FA = d V => V =

d

FA => V = 2.10 10000

2 ,

m

=> Trọng lợng riêng vật :

D=

5 1,05.10 105000 /

10

1 ,

m N V

P

 

 

Vậy vật đợc làm Bạc

Bµi :

Cho bình thơng nh hình vẽ Nhánh lớn có tiết diện gấp đôi nhánh nhỏ Khi cha rút chốt T ngời ta đo đợc chiều cao cột nớc nhánh lớn 30 cm Tìm chiều cao cột nớc hai nhánh sau rút chốt T nớc trạng thái

đứng yên ( coi thể tích phần nối hai nhánh

không đáng kể T HD :

- Gäi tiÕt diƯn cđa nh¸nh lín lµ S ( cm2 ) ta cã thĨ tÝch níc bình :

V = S h = 30 S

- Gọi chiều cao cột nớc rút chốt T nớc trạng thái đứng n h ta tích’

nớc nhánh lón nhánh nhỏ lần lợt :

V1 = h S ; V’ 2 = h ’

2

S

Theo bµi ta cã : V1 + V2 = V => h S + h ’ ’

2

S

= 30.S => h = 20 cm’

Bµi :

Một viên bi sắt bị rỗng Khi nhúng vào nớc nhẹ để ngồi khơng khí 0,15N Tìm trọng lợng viên bi ngồi khơng khí Biết dnớc = 10.000N ,

Ds¾t = 78000 N/m3 ; Thể tích phần rỗng viên bi Vrỗng = 5cm3

HD :

Lùc ®Èy Ac Si mét tác dụng vào viên bi phần trọng lợng bị giảm khi ngúng vào níc : F = P = 0,15 N ’

Ta cã : F = d.V => V = 15.10 10000

15 ,

m d

F 

 

Viên bi bị rỗng nên thể tích phần đặc viên bi : Vđ = V - Vrỗng = 15.105 5.105 104m3

Trọng lợng viên bi :

P = dsắt Vđ = 78.103 10-4 = 0,78 N

Bµi :

Một thùng đựng đầy dầu hoả cao 15dm thả vào bình hộp nhỏ ,rỗng Hộp có bị bẹp khơng thả vị trí cách đáy thùng 30cm ? Biết áp suất tối đa mà hộp chịu đợc 1500N/m2 , Khối lợng riêng dầu hoả 800Kg/m3

áp suất dầu hoả tác dụng vào hộp độ cao 30cm : P = d h =10 800 (1,5 – 0,3 ) =9600 (N/m2 )

=> Hép bÞ bĐp h 1, 5m

0,3m

Bµi :

Một cầu nhôm , ngồi khơng khí có trọng lợng 1,458N Hỏi phải kht lõi của cầu phần tích để thả vào nớc cầu nằm lơ lửng trong nớc ? Biết : dnhôm = 27000N/m3 ; dnớc = 10.000N/m3

HD :

Gọi V thể tích cầu đặc cịn V thể tích cầu sau bị khoét ’

Thể tích cầu đặc : V = 0,000054 27000

458 ,

m d

P

 

Lùc ®Èy Ac si - mét tác dụng lên cầu nhóng vµo níc : FA = d V =10000 0,000054 =0,54 N

Để cầu nằm lơ lửng nớc lực đẩy FA nằm cân với trọng lợng cầu

sau bị khoÐt :

FA = P <=> d’ nh«m V = 0,54 => V = ’ ’ 0,00002

27000 54 ,

m



=> Thể tích phần bị khoét :

3

0000034 ,

0 00002 , 000054 ,

0

' m

V V

V     



Bµi 10 :

Một kích dùng chất lỏng Giả sử để có một áp lực 1500N đợc tạo pittơng lớn phải tác dụng lên pít tơng nhỏ lực có độ lớn ? Biết diện tích píttơng lớn gấp 10 lần diện tích píttơng nhỏ

HD :

Theo c«ng thøc N

S s F f s S f F

150 10

1500

 

  

Bµi 11 :

Một thợ lặn lặn xuống độ sâu 36m so với mặt nớc biển Cho trọng lợng riêng trung bình nớc biển 10300 N/m3

a Tính áp suất độ sâu

b Cưa chiÕu s¸ng cđa ¸o thợ lặn có diện tích 0,016 m2 Tính áp lực nớc tác dụng lên

phần ?

c Biết áp suất lớn mà ngời thợ lặn cịn chịu đợc 473800N/m2 Hỏi ngời thợ

lặn nên lặn xuống độ sâu để an tồn ? HD :

a áp suất độ sâu 36 m : P d.h10300 36370800N/m

b ¸p lùc cđa nớc biển tác dụng lên cửa chiếu sáng áo lỈn F = P.S = 370800 0,016 =5932,8N

c Độ sâu tối đa mà ngời thợ lặn đạt tới mà vãn an toàn :

m

d p

h 46

10300 473800

 

PhÇn III : Nhiệt học A Kiến thức :

I Thuyết động học phân tử cấu tạo chất : Cấu tạo chất

- Các chất đợc cấu tạo hạt riêng biệt gọi nguyên tử , phân tử - Giữa nguyên tử , phân tử ln có khoảng cách

- Các phân tử , nguyên tử luôn chuyển động hỗn độn không ngừng - Nhiệt độ vật cao nguyên tử , phân tử chuyển động nhanh Nhiệt :

- Nhiệt vật tổng động phân tử cấu tạo nên vật

- Nhiệt vật thay đổi hai cách : truyền nhiệt thực công Sự truyền nhit :

- Nhiệt vật truyền từ phần sang phần khác từ vật sang vật khác - Có hình thức truyền nhiệt :

*Dẫn nhiệt : hình thức trun nhiƯt chđ u cđa chÊt r¾n

+ ChÊt rắn dẫn nhiệt tốt chất rắn kim loại dÉn nhiÖt tèt nhÊt + ChÊt láng dÉn nhiÖt kÐm Chất khí dẫn nhiệt chất lỏng * Đối l u : hình thức truyền nhiệt dòng chất lỏng chất khí + Đố lu hình thức truyền nhiệt chủ yếu chất láng vµ chÊt khÝ

+ Chất rắn khơng truyền nhiệt đợc đối lu * Bức xạ nhiệt :

+ Bức xạ nhiệt truyền nhiệt tia nhiệt + Bức xạ nhiệt xảy chân không +Bất kì vật nóng xạ nhiệt

+ vật có bề mặt xù xì màu sẫm hấp thụ tia nhiệt nhiều II Nhiệt l ợng , nhiệt rung riêng , suất tảo nhiệt

1 Định nghĩa :

- Nhiệt dung riêng chất cho biết nhiệt lợng cần truyền cho 1Kg chất tăng thêm 10C Nhiệt dung riêng đợc kí hiệu chữ ( c ) có đơn vị J / kg.K

- Năng suất toả nhiệt : Năng suất toả nhiệt nhiên liệu cho biết nhiệt lợng toả Kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn Năng suất toả nhiệt đợc kí hiệu chữ q có đơn vị J/kg

2 C«ng thøc tÝnh nhiƯt l ỵng

- Gọi t1và t2 lần lợt nhiệt độ lúc đầu lúc sau, m khối lợng vật ta có :

+ Nhiệt lợng thu vào vật ( t2 > t1 ) : Q = m.c.(t2 – t1)

+ NhiÖt lợng toả vật ( t1 > t2 ) : Q =m.c.(t1 – t2)

+ Nhiệt lợng nhiên liệu bị đốt cháy toả : Q = mq Ngun lí truyền nhiệt

Khi có hai vật trao đổi nhiệt với :

- Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao sang vật có nhiệt độ thấp

- Sự truyền nhiệt xảy nhiệt độ hai vật ngừng lại - Nhiệt lợng vật toả nhiệt lợng vật thu vào :

Qto¶ = Qthu vào

4 Định luật bảo toàn chuyển hoá l ợng :

- lợng không tự sinh không tự Nó truyền từ vật sang vật khác chuyển hoá từ dạng sang dạng khác

5 Động c¬ nhiƯt :

- Động nhiệt động phàn lợng nhiên liệu bị đốt cháy đợc chuyển hoá thành

- Hiệu suất động nhiệt : H = QA B Bài tập :

Bài 1: Tính nhiệt lợng cần thiết để đun sơi 800g nớc mặt đất từ 200C biết nhiệt

dung riêng nớc 4200 J / kg.K Giải :

Nhiệt lợng thu vào 800g nớc từ 200C -> 1000C :

Q = m.c.(t2– t1 ) = 0,8 4200 80 = 268800 J = 268,8 KJ

Bài : Một cầu đặc đồng có nhiệt dung riêng 380 J/Kg K Để đun nóng quả cầu từ 200C -> 2000C phải cung cấp nhiệt lợng 12175,2kJ Biết khối lợng

riêng đồng 8900Kg/m3

Giải :

Theo công thức Q = m.c(t2 t1 ) ta có :

Khối lợng cầu lµ :

m = kg

t c

Q

178 , 180 380

2 , 12175   

=> ThÓ tÝch cầu : 0,00002 20 8900

178 ,

cm m

D m

V    

Bµi :

Một ấm nớc đồng có khối lợng 300g chứa lít nớc Tính nhiệt lợng cần thiết để n-ớc ấm từ 150C đến 1000C ?

HD :

Nhiệt lợng ấm đồng thu vào từ 150C -> 1000C :

Q1 = m1.c1.(t2– t1 ) = 0,3 380 85 =9690J

Nhiệt lợng nớc thu vào từ 150C -> 1000C

Q2 = m2.c2.(t2– t1 ) = 4200 85 =357000J

Nhiệt lợng cần thiết để đun sôi ấm nớc : Q = Q1 + Q2 = 9690 +357000 =367KJ

Một miếng chì có khối lợng 100g miếng đồng có khối lợng 50 g đợc đun nóng tới 850C thả vào chậu nớc Nhiệt độ bắt đàu cân 250C Tính

nhiƯt lợng thu vào nớc ? HD :

Nhiệt lợng chì toả từ 850C -> 250C :

Q1 = m1.c1.(t2– t1 ) = 0,1 130 60 = 780J

Nhiệt lợng đồng toả ;

Q2 = m2.c2.(t2– t1 ) = 380 0,05 60 = 1140 J

Theo phơng trình cân nhiệt ta có nhiệt lợng thu vµo cđa níc :

Q3 = Q1 + Q2 = 1140 + 780 = 1920J

Bµi :

Ngời ta đổ 1kg nớc sôi vào 2kg nớc lạnh nhiệt độ 250C Sau cân nhiệt

nhiệt độ nớc 450C Tính nhiệt lợng mà nớc toả mơi trờng ngồi

HD :

Gọi t0 là nhiệt độ sau cân

Nhiệt lợng 1kg nớc nóng toả :

Q1 = m1 c (100 – t0 ) = 4200 (100 – t0 )

NhiÖt lợng 2kg nớc thu vào :

Q2 = m2 c ( t0– 25 ) = 4200 (t0 25)

Ta có phơng trình cân b»ng nhiÖt : Q1 = Q2

=> 100 – t0 = 2t0– 50

=> t0 =500C

Độ chênh lệch nhiệt độ so với thực tế t = 50 – 45 = 50C

50 nhiệt độ ngồi mơi trờng

Vậy nhiệt lợng toả môi trờng lµ Q = c (m1 + m2 ) = 4200 = 63000J

Bµi :

Một Hs thả 300g chì nhệt độ 1000C vào 250g nớc nhiệt độ 58,5 0C làm cho nớc nóng

lªn 600C

a Tính nhiệt độ chì có cân nhiệt b Tính nhiệt lợng nớc thu vào ?

c TÝnh nhiƯt dung riªng cđa ch× ?

d So sánh nhiệt dung riêng chì tính đợc với nhiệt dung riêng chì tra bảng giải thích có chênh lệch lấy nhiệt dung riêng nớc 4200 J/Kg.K

HD :

a Nhiệt độ chì nớc 600C

b Nhiệt lợng nớc thu vào : Q1 = m1 c1.( 60 -58,5) = 0,25 4200 1,5 = 1575 J

c Nhiệt lợng nhiệt lợng chì toả : Q2 = 1575 J

=> Nhiệt dung riên chì : c2 = 0,3.40 131,25

1575

 J/kg.K

Bµi :

Ngời ta thả miếng đồng có khối lợng 600g nhiệt độ 1000C vào 2,5Kg nớc Nhiệt

độ có cân 300C Hỏi nớc nóng lên thêm độ bỏ qua trao

đổi nhiệt với bình đựng nớc mơi trờng bên

HD :

Vật 1 : Miếng đồng Nhiệt lợng miếng đồng toả m1 = 600g =0,6 kg Q1 = m1.c1 (t1 – t0 )

t1 = 1000 = 0,6 380.(100 – 30 ) = 15960J

t0 = 300C Nhiệt lợng nớc thu vào

VËt 2 : níc Q2 = m2.c2 (t0– t2 )

m2 = 2,5kg Theo phơng trình c©n b»ng nhiƯt ta cã

Hỏi : Nớc nóng lên thêm độ m2.c2 (t0– t2 ) = 15960

Vậy nhiệt độ nớc tăng lên thêm : (t0– t2 ) = 2,5.4200 1,52

15960



Bµi : Trong bình nhôm khối lợng m1 = 200g có chøa m2 =500g níc ë cïng nhiƯt

độ t1 = 300C Thả vào ấm mẫu nớc đá t3 = -100C Khi có cân nhiệt ngời

ta cịn thấy sót lại m =100g nớc đá cha tan Xác định khối lợng ban đầu m3 nớc đá

Biết nhiệt dung riêng nhôm c1 = 880J/kg K ; nớc c2 = 4200J/kg.K ; nớc đá c3 =

2100J/kg.K Nhiệt nóng chảy nớc đá 3,4.105J/kg

 

( §Ị thi HSG cÊp huyÖn 08 – 09 ) HD :

Vì sau cân cịn sót lại 100g nớc đá cha tan hết nên nhiệt độ sau cân t0=

00C.

NhiƯt lỵng toả ấm nhôm : Q1 = m1 c1.( 30 - 0) =0,2.880.30 =5280J.

Nhiệt lợng toả cđa níc : Q2 = m2 c2 ( 30 - ) = 0,5 4200 30 =63000J

Nhiệt lợng toả ấm nhôm níc : Qto¶ = Q1 + Q2 = 5280 + 63000 = 68280J

Nhiệt lợng thu vào nớc đá dể nóng chảy : Q3 =( m3 – 0,1) 

Nhiệt lợng thu vào nớc đá : Qthu vào = m3 c3 ( – (-10) ) +( m3 – 0,1) 

Tõ ph¬ng trình cân nhiệt ta có : Qthu vào = Qto¶ ra

m3 c3 ( – (-10) ) +( m3 – 0,1)  = 68280

=> m3.c3.10 + 3,4.105 m3 - 0,34 105 = 68280

=> 21000.m3 + 3,4.105.m3 = 68280 + 0,34.105

=> m3 = 0,283kg = 283g

Bài : Đổ 738 g nớc nhiệt độ 150C vào nhiệt lợng kế đồng có khối lợng 100g ,

rồi thả vào miếng đồng có khối lợng 200g nhiệt độ 1000C , Nhit bt

đầu cân 170C Biết nhiệt dung riêng nớc 41865J/kg.K ; TÝnh nhiÖt dung

riêng đồng

( Đề thi HSG Phú yên 08 09 ) Nhiệt lợng thu vào nớc nhiệt lợng kế

Qthu vào = 0,738 4200 (17 – 15 ) + 0,1 c (17 – 15 )

= 6199,2 + 0,2 c

Nhiệt lợng toả miếng đồng

Qto¶ = 0,2 c (100 – 17 )

= 16,6.c

Từ phơng trình cân nhiệt ta có : Qthu vào = Qtoả

<=> 16,6c = 6199,2 + 0,2 c => c = 378 J/kg.K

Bài 10 : Một ấm nhơm có khối lợng m1 = 0,5kg chứa 2,5 kg nớc mt nhit ban

đầu t1 = 200C Biết nhiệt dung riêng nhôm c1 = 880 J/kg.K ; c2 = 4200J/kg.K

a Hỏi phải cần nhiệt lợng ấm nớc sôi

b Tính nhiệt lợng dầu hoả để đun sơi ấm nớc Biết hiệu suất bếp dầu đun nớc 30% suất toả nhiệt dầu q = 44.106J/kg

(Ngäc lỈc : 07 – 08 ) HD :

a Nhiệt lợng thu vào ấm nhôm nớc : Qthu vµo = ( m1 c1 + m2.c2 ) (100 – 20 )

= ( 0,5 880 + 2,5 4200 ) 80 = 875200 J

Nhiệt lợng cần thiết để cung cấp cho nớc sơi 875200 J b Vì hiệu suất bếp đạt 30% nên ta có

30 100  

Q Q

H thu => Q = Qthu 2917333,3J

30 100 875200 30

100

 

M = 0,0663Kg

10 44

3 , 2917333

6 