Đang tải... (xem toàn văn)
Một ô tô khối lượng 20 tấn chuyển động chậm dần đều trên đường nằm ngang dưới tác dụng của lực ma sát hệ số ma sát bằng 0,3.. Vận tốc đầu của ô tô là 54 km/h, sau một khoảng thời gian th[r]
(1)MỤC LỤC CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN .2 BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG .2 BÀI TẬP VỀ CÔNG CÔNG SUẤT BÀI TẬP VỀ ĐỘNG NĂNG .7 BÀI TẬP VỀ THẾ NĂNG CƠ NĂNG .8 CHƯƠNG V CHẤT KHÍ 12 BÀI TẬP VỀ QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ MARIỐT 12 BÀI TẬP VỀ QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ 13 BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG 14 ÔN TẬP KIỂM TRA MỘT TIẾT 16 CHƯƠNG VI CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 18 BÀI TẬP VỀ CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 18 CHƯƠNG VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ 20 BÀI TẬP VỀ SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN 20 ÔN THI HỌC KÌ II 22 (2) TUẦN 20-21 TIẾT 20-21 CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Động lượng vật: Một vật cso khối lượng m chuyển động với vận tốc v , động lượng vật là p mv p pi mi vi Trường hợp hệ vật, động lượng hệ: Định luật bảo toàn động lượng: - Hệ kín: các vật hệ tương tác với nhàu, không tương tác với các vật ngoài hệ, có thì các ngoại lực này cân - Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng hệ kín bảo toàn pi mi v1 0 II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (23.2/tr53/SBT) Một vật có khối lượng kg rơi tự xuống đất khoảng thời gian 0,5 s Độ biến thiên động lượng vật thời gian đó là bao nhiêu? Bài (23.4/tr53/SBT) Tính lực đẩy trung bình thuốc súng lên đầu đạn nòng súng trường binh, biết đầu đạn có khối lượng 10 g, chuyển động nòng súng nằm ngang khoảng 10-3 s, vận tốc đầu 0, vận tốc đến đầu nòng súng v=865 m/s Bài (23.5/tr54/SBT) Một toa xe khối lượng 10 chuyển động trên đường ray nằm ngang với vận tốc không đổi v=54 km/h Người ta tác dụng lên toa xe lực hãm theo phương ngang Tính độ lớn trung bình lực hãm toa xe dừng lại sau: a/ phút 40 giây b/ 10 giây Bài (23.6/tr54/SBT) Một vật nhỏ khối lượng m đặt trên toa xe có khối lượng M Toa xe này có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát Ban đầu hệ đứng yên Sau đó cho m chuyển động PHƯƠNG PHÁP Ta có: p F t P.t p mg t 1.9,8.0,5 p 4, 9( kgm / s) p F t p mv 10.10 3.865 F 8650( N ) t t 10 a/ Lực hãm phanh trung bình toa xe dừng lại sau phút 40 giây: p p mv 104.15 F F 1500( N ) t t t 100 b/ Lực hãm phanh trung bình toa xe dừng lại sau 10 giây: F mv 104.15 15000( N ) t 10 Ban đầu, động lượng hệ không Do chuyển động trên mặt phẳng ngang không ma sát nên tổng động lượng theo phương ngang bảo toàn, nghĩa là luôn không a/ Vận tốc chuyển động toa xe v0 là ngang trên toa xe với vận tốc v0 Xác vận tốc m đất (3) định vận tốc chuyển động toa xe hai trường hợp: a/ v0 là vận tốc m đất b/ v0 là vận tốc m toa xe Bài (23.7/tr54/SBT) Có bệ pháo khối lượng 10 có thể chuyển động trên đường ray nằm ngang không ma sát Trên bệ pháo có pháo khối lượng Giả sử pháo chứa viên đạn khối lượng 100 kg và nhả đạn theo phương ngang với vận tốc 500 m/s (vận tốc pháo) Xác định vận tốc bể pháo sau bắn, các trường hợp: 1/ Lúc đầu hệ đứng yên 2/ Trước bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/h: a/ Theo chiều bắn b/ Ngược chiều bắn m m0 v0 mv 0 v v0 m v b/ Vận tốc chuyển động toa xe là vận tốc m toa xe m0 (v v0 ) mv 0 v m0 v0 m m0 Gọi M là khối lượng bệ pháo và pháo, V0 và V là vận tốc đạn pháo Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: ( M m)V0 MV m(v0 V ) Suy ra: V ( M m)V mv0 mv0 V0 M m M m a/ Lúc đầu hệ đứng yên nên: V 0 100.500 3,31(m / s ) 15100 2/ Trước bắn, bệ pháo chuyển động với vận tốc 18 km/h: a/ Theo chiều bắn V 5 3,31 1, 69( m / s) b/ Ngược chiều bắn V 3,31 8, 31(m / s) Bài (23.8/tr54/SBT) Một xe chở a/ Vận tốc xe vật bay đến cát khối lượng 38 kg chạy trên ngược chiều xe chạy đường nằm ngang không ma sát với Định luật bảo toàn động lượng: vận tốc m/s Một vật nhỏ khối lượng ( M m)V MV0 mv kg bay ngang với vận tốc m/s (đối MV0 mv 38 14 với mặt đất) đến chui và cát và nằm V M m 40 0, 6( m / s ) yên đó Xác định vận tốc b/ Vật bay đến cùng chiều xe chạy xe Xét trường hợp: MV mv 38 14 V 1,3(m / s) a/ Vật bay đến ngược chiều xe chạy M m 40 b/ Vật bay đến cùng chiều xe chạy III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 22-23 TIẾT 22-23 BÀI TẬP VỀ CÔNG CÔNG SUẤT I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Công: - Biểu thức tính công: A Fscos (4) + Với 90 thì A>0: công phát động 0 + Với 90 180 thì A<0: công cản - Công trọng lực: A=mgh - Công lực ma sát: Ams Fms s Công suất: Là công thực đơn vị thời gian A F v t P= II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (24.3/tr55/SBT) Một vật nhỏ khối lượng m, đặt trên đường nằm ngang không ma sát Dưới tác dụng lực kéo ngang, vật bắt đầu chuyển động và sau khoảng thời gian đạt vận tốc v Tính công lực kéo PHƯƠNG PHÁP Dưới tác dụng lực F vật thu gia tốc a Nếu F không đổi thì a không đổi và vật chuyển động thẳng nhanh dần Ta có: v v02 2as v Công lực F : A Fs mas mv 2 Bài (24.4/tr55/SBT) Một gàu nước khối lượng 10 kg kéo cho chuyển động lên độ cao m khoảng thời gian phút 40 giây Tính công suất trung bình lực kéo (lấy g=10m/s2) Lực kéo có độ lớn trọng lượng (vì chuyển động đều) F=P=mg Công suất trung bình: Bài (24.5/tr55/SBT) Một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu từ đỉnh dốc có chiều cao h a/ Xác định công trọng lực quá trình trượt hết dốc b/ Tính công suất trung bình trọng lực, biết góc nghiêng mặt dốc và mặt ngang là α Bỏ qua ma sát a/ Công trọng lực quá trình trượt hết dốc P Fh mgh 10.10.5 5(W ) t t 100 A mgs.sin mgh (h s.sin ) P A t Công suất trung bình: Thời gian t tính theo phương trình chuyển động nhanh dần xuống dốc: 2h 2s s gt t g g sin t P 2h g sin sin 2h g A mgh h mg sin t 2h sin g (5) Bài (24.6/tr56/SBT) Một ô tô khối lượng 20 chuyển động chậm dần trên đường nằm ngang tác dụng lực ma sát (hệ số ma sát 0,3) Vận tốc đầu ô tô là 54 km/h, sau khoảng thời gian thì ô tô dừng a/ Tính công và công suất trung bình lực ma sát khoảng thời gian đó b/ Tính quãng đường ô tô thời gian đó (lấy g=10m/s2) a/ Công và công suất trung bình lực ma sát A Fms s ma ( Fms mg 0; s 0; a 0; a s 0) a s v v02 v02 2 Trong đó: A mv02 20.103.152 225.104 ( J ) 2 Vậy: Thời gian chuyển động: v v0 at v0 gt 0 t v0 15 5( s) g 0,3.10 Công suất trung bình: P A 225.104 45.104 (W ) t b/ Quãng đường ô tô thời gian đó s Bài (24.7/tr56/SBT) Một ô tô khối lượng tấn, tắt máy chuyển động xuống dốc thì có vận tốc không đổi 54 km/h Hỏi động ô tô phải có công suất bao nhiêu để có thể lên dốc trên với vận tốc không đổi là 54 km/h Cho độ nghiêng dốc là 4%; lấy g=10m/s2 Chú thích: Gọi α là góc nghiêng mặt dốc với mặt phẳng ngang Độ nghiêng mặt dốc (trong trường hợp α nhỏ) tanα tan sin A Fms 225.104 37,5(m) 0, 3.20.103.10 Khi tắt máy xuống dốc, lực tác dụng lên ô tô là: F mg (sin cos ) Để ô tô chuyển động ta có: F mg (sin cos ) 0 mg sin mg cos (1) Khi lên dốc, lực kéo ô tô xuống dốc là: F mg (sin cos ) 2mg sin Để ô tô lên dốc với vận tốc không đổi v=54(km/h)=15(m/s) thì lực kéo động ô tô phải cân với lực kéo xuống: F 2mg sin Công suất ô tô đó: P=Fv=2.103.0,04.15.10=12 103(W) Bài (24.8/tr56/SBT) Một ô tô khối Lực động ô tô, kéo ô tô chuyển lượng tấn, chuyển động lên dốc động cho bởi: trên quãng đường dài km Tính công F mg (sin cos ) thực động ô tô trên quãng Công lực đó trên đoạn đường: đường đó Cho hệ số ma sát 0,08 A Fs mgs(sin cos ) Độ nghiêng dốc là 4%; lấy g=10m/s2 sin ; cos sin 0,99 1 100 Vậy (6) A=2.103.10.3.103(0,04+0,08)=72.105(J) III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 24 TIẾT 24 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG NĂNG I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Động vật: Wđ mv 2 Định lý động năng: Độ biến thiên động vật quá trình tổng công thực các lực tác dụng lên vật quá trình Wđ Wđ Wđ A II BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài (25.2/tr57/SBT) Khi tên Động tên lửa là: lửa chuyển động thì vận tốc và Wđ mv khối lượng nó thay đổi Khi (7) khối lượng giảm nửa, vận tốc tăng gấp đôi thì động tên Động lúc sau là: 1m lửa thay đổi nào? W'đ m ' v '2 (2v ) 2 2 W'đ 2 mv 2Wđ Vậy động nó tăng gấp đôi Bài (25.4/tr57/SBT) Một ô tô Độ biến thiên động ô tô là: khối lượng chuyển động trên mv02 0 Fs đường nằm ngang với vận tốc không đổi 54 km/h Lúc t=0, người ta tác mv02 400(15) F 45000( N ) dụng lực hãm lên ô tô; ô tô h 2s 2.10 chuyển động thêm 10 m thì Khoảng thời gian từ lúc hãm đến lúc dừng: dừng lại Tính độ lớn trung bình Độ biến thiên động lượng ô tô: lực hãm Xác định khoảng thời gian F t 0 mv h từ lúc hãm đến lúc dừng t Bài (25.5/tr57/SBT) Một viên đạn khối lượng 50 kg bay ngang với vận tốc không đổi 200 m/s a/ Viên đạn đến xuyên qua gỗ dày và chui sâu vào gỗ cm Xác định lực cản trung bình gỗ b/ Trường hợp gỗ đó dày cm thì viên đạn chui qua gỗ và bay ngoài Xác định vận tốc đạn khỏi gỗ mv0 4000.15 Fh 45000 1,33( s) a/ Lực cản trung bình gỗ: Độ biến thiên động vật: mv02 Fs mv02 0, 05(200) Fh 25000( N ) 2s 2.0, 04 0 a/ Trường hợp viên đạn xuyên qua gỗ: mv12 mv02 Fs ' 2 Fs ' s ' mv02 v12 v02 v02 m m 2s s' s' v12 v02 v02 (1 )v02 s s s' v1 v0 (1 ) 141, 4( m / s) s III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 25-26 TIẾT 25-26 BÀI TẬP VỀ THẾ NĂNG CƠ NĂNG I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Thế năng: - Thế trọng trường: Wt=mgh (8) kx t= - Thế đàn hồi: W Chú ý: Công trọng lực không phụ thuộc dạng đường àm phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối Cơ năng: Là tổng động và vật W=Wđ+Wt - Định luật bảo toàn năng: Trong hệ kín và không có ma sát, hệ bảo toàn Định luật chuyển hóa và bảo toàn lượng: Năng lượng không tự sinh không tự mà chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác AFms W WS Wt II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (26.3/tr59/SBT) Một vật nhỏ khối lượng m rơi tự không vận tốc đầu từ điểm A có độ cao h so với mặt đất Khi chạm đất 0, vật đó nảy lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 2/3 vận tốc lúc chạm đất và lên đến B Xác định chiều cao OB mà vật đó đạt Bài (26.5/tr60/SBT) Một ô tô chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 90 km/h tới điểm A thì lên dốc Góc nghiêng mặt dốc so với mặt ngang là 300 Hỏi ô tô lên dốc đoạn đường bao nhiêu mét thì dừng? Xét hai trường hợp: a/ Trên mặt dốc không ma sát b/ Hệ số ma sát trên mặt dốc 0,433( ) Lấy g=10m/s2 PHƯƠNG PHÁP Khi vật rơi xuống đến đất: mgh mv v 2 gh Khi nẩy lên với vận tốc v’, vật đạt độ cao h’ mgh ' mv '2 v '2 2 gh ' Suy ra: h ' v '2 ( )2 h v h' h Vậy A mv 2 Cơ ô tô A a/ Trường hợp không ma sát: Ô tô lên dốc đến điểm B có độ cao h cho bởi: v 252 mgh mv ; h (m ) 2 g 20 thì dừng; quãng đường được; AB h 252 62,5( m) sin 20 b/ Trường hợp có ma sát: Cơ không bảo toàn: Độ biến thiên công lực ma sát: mgh ' h' mv Fms sin (9) Fms mg cos h' mv sin cos v2 h '(1 ) sin g mgh ' mg cos v2 v2 h' g g h' AB ' 35, 7(m) cos sin sin cos 1 sin Bài (26.6/tr60/SBT) Vật có khối lượng m=10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt dốc 20 m Khi tới chân dốc thì có vận tốc 15 m/s Tính công lực ma sát (Lấy g=10m/s2) Bài (26.7/tr60/SBT) Từ đỉnh tháp có chiều cao h=20 m, người ta ném lên hòn bi đá khối lượng m=50 g với vận tốc đầu v0 18(m / s) Khi tới mặt đất, vận tốc hòn đá 20 m/s Tính công lực cản không khí (Lấy g=10m/s2) Bài (26.9/tr60/SBT) Một vật nhỏ khối lượng m=160 g gắn vào đầu lò xo đàn hồi có độ cứng k=100 N/m, khối lượng không đáng kể, đầu lò xo giữ cố định Tất nằm trên mặt phẳng ngang không ma sát Vật đưa vị trí mà đó lò xo dãn cm Sau đó vật thả nhẹ nhàng Dưới tác dụng lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động Xác định vật tốc vật khi: a/ Vật tới vị trí lò xo không biến dạng b/ Vật tới vị trí lò xo dãn cm Độ biến thiên công lực ma sát: 1 A mv mgh m( v gh) 2 15 A 10( 10.20) A 875( J ) Độ biến thiên công lực cản: 1 A mv (mgh mv0 ) 2 A 8,1( J ) Áp dụng định luật bảo toàn đàn hồi: 1 W mv k ( l ) 2 Tại vị trí ban đầu: vận tốc vật không, độ biến dạng lò xo Cơ bảo toàn: l0 5( cm) ; W0 k ( l0 ) 1 mv k (l ) k (l0 ) 2 2 k v [(l0 ) (l ) ] m a/ Khi lò xo không biến dạng: k k v0 [(l0 ) ] v l0 m m v 5.10 100 1, 25(m / s ) 0,16 b/ Khi lò xo dãn cm thì: (10) k v [(l0 ) (l ) ] m k v [(l0 ) (l ) ] 1( m / s ) m Bài (26.10/tr60/SBT) Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200 N/m, khối lượng không đáng kể, treo thẳng đứng Đầu lò xo gắn vào vật nhỏ m=400 g Vật giữ vị trí lò xo không co dãn, sau đó thả nhẹ nhàng cho chuyển động a/ Tới vị trí nào thì lực đàn hồi cân với trọng lực vật b/ Tính vật tốc vật vị trí đó (Lấy g=10m/s2) a/ Vị trí mà lực đàn hồi cân với trọng lực vật Tại vị trí O thì lực đàn hồi cân với trọng lực: P Fdh mg k l l mg 0, 4.10 2.10 (m) k 200 b/ Vật tốc vật vị trí đó (Lấy g=10m/s2) Chọn O làm mốc trọng trường, bảo toàn Ta có: W=Wđ+ Wtđh+ Wttr Tại vị trí ban đầu: Tại VTCB: W 0 mg l 1 W mv k (l ) 2 2 W mg l mv k (l )2 2 k v 2 g l (l )2 m 200 v 2.10.2.10 (2.10 ) 0, 0, v 0, 44(m / s) III RÚT KINH NGHIỆM: (11) TUẦN 27 TIẾT 27 CHƯƠNG V CHẤT KHÍ BÀI TẬP VỀ QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ MARIỐT I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Định nghĩa: Quá trình biến đổi trạng thái đó nhiệt độ giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt Định luật Bôilơ – Mariốt: Trong quá trình đẳng nhiệt lượng khí định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích p V hay p1V1 p2V2 II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (29.6/tr66/SBT) Một lượng khí nhiệt độ 180C có thể tích m3 và áp suất atm Người ta nén đẳng nhiệt khí tới áp suất 3,5 atm Tính thể tích khí nén Bài (29.7/tr66/SBT) Người ta điều chế khí hidro và chứa vào bình lớn áp suất atm, nhiệt độ 20 0C Tính thể tích khí phải lấy từ bình lớn để nạp vào bình nhỏ thể tích 20 lít áp suất 25 atm Coi nhiệt độ không đổi Bài (29.8/tr66/SBT) Tính khối lượng khí oxi đựng bình thể tích 10 lít áp suất 150 atm nhiệt độ 0C Biết điều kiện chuẩn khối lượng riêng oxi là 1,43 kg/m3 PHƯƠNG PHÁP Áp dụng Định luật Bôilơ – Mariốt: p1V1 p2V2 V2 V2 0, 286(m3 ) p1V1 1.1 p2 3,5 Áp dụng Định luật Bôilơ – Mariốt: p1V1 p2V2 V1 V1 500(l ) m 0 V0 p2V2 25.20 p1 m V Biết Suy ra: 0V0 V Mặt khác: p0V0 pV (1) (2) Từ (1) và (2) suy ra: 0V0 1, 43.150 214,5(kg / m3 ) V Và m=214,5.10-2=2,145(kg) III RÚT KINH NGHIỆM: (12) TUẦN 28 TIẾT 28 BÀI TẬP VỀ QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Định nghĩa: Quá trình biến đổi trạng thái thể tích không đổi là quá trình đẳng tích Định luật Sáclơ: Trong quá trình đẳng tích lượng khí định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối p T số p1 p2 T1 T2 Hay II BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài (30.6/tr69/SBT) Một bình kín chứa khí oxi nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa Áp dụng định luật Sác-lơ: T 313 Nếu đem bình phơi nắng nhiệt độ 400C p1 p2 p2 p1 105 thì áp suất bình là bao nhiêu? T1 T2 T1 293 p2 1, 068.105 ( Pa ) Bài (30.7/tr69/SBT) Một săm xe máy bơm căng không khí nhiệt độ 20 0C và áp suất atm Hỏi săm có bị nổ không để ngoài nắng nhiệt độ 42 0C? Coi tăng thể tích săm là không đáng kể và biết săm chịu áp suất tối đa là 2,5 atm Bài (30.8/tr69/SBT) Một bình thủy tinh kín chịu nhiệt chứa không khí điều kiện chuẩn Nung nóng bình lên tới 2000C Áp suất không khí bình là bao nhiêu? Coi nở vì nhiệt bình là không đáng kể Áp dụng định luật Sác-lơ: p1 p2 T 315 p2 p1 2 T1 T2 T1 293 p2 2,15( atm) 2,5(atm) Vậy săm không bị nổ Áp dụng định luật Sác-lơ: p1 p2 T 473 p2 p1 1, 013.105 T1 T2 T1 273 p2 1, 755.10 ( Pa) III RÚT KINH NGHIỆM: (13) TUẦN 29 TIẾT 29 BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÍ TƯỞNG I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Phương trình trạng thái khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn: PV PV 1 2 T1 T2 Chú ý: T(K)=t0C+273 1dm3=1 lít=1000cm3 atm=1,013.105 Pa=760mmHg=1,013.105 N/m2 bar=105 Pa=105 N/m2 II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (31.6/tr71/SBT) Một lượng khí đựng xilanh có pit-tông chuyển động Các thông số trạng thái lượng khí này là atm, 15 lít, 300 K Khi pit-tông nén khí, áp suất khí tăng lên tới 3,5 atm, thể tích giảm còn 12 lít Xác định nhiệt độ khí nén Bài (31.7/tr71/SBT) Một bóng thám không chế tạo để có thể tăng bán kính lên tới 10 m bay tầng khí có áp suất 0,03 atm và nhiệt độ 200 K Hỏi bán kính bóng bơm, biết bóng bơm khí áp suất atm và nhiệt độ 300 K? PHƯƠNG PHÁP Nhiệt độ khí nén Phương trình trạng thái khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn: PV PV PV 1 2 T2 2 T1 420( K ) T1 T2 PV 1 Vậy nhiệt độ khí nén là 420(K) Phương trình trạng thái khí lí tưởng hay phương trình Cla-pê-rôn: PV PV PV T 1 2 V1 2 T1 T2 P1 T2 0, 03 103.300 3 R1 200.1 R1 3,56(m) Bài (31.8/tr71/SBT) Tính khối lượng Thể tích kg khí điều kiện chuẩn là: m riêng không khí 1000C và áp suất V0 0, 78( m3 ) 2.10 Pa Biết khối lượng riêng không 0 1, 29 khí 00C là 1,29 kg/m3 P0 101(kP ) ỞO C thì: V0 0, 78(m ) T 273( K ) P 200(kP) V ?( m ) T 373( K ) C thì: Ở 110 Phương trình trạng thái: (14) PV PV 0 V 0,54(m3 ) T0 T 1,85( kg / m3 ) 0,54 III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 30 TIẾT 30 ÔN TẬP KIỂM TRA MỘT TIẾT I TÓM TẮT KIẾN THỨC: - Vận dụng định luật bảo toàn để giải bài tập (15) - Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng để giải bài tập II BÀI TẬP: NỘI DUNG Bài (IV.6/tr62/SBT) Lực có độ lớn 5,0 N tác dụng vào vật khối lượng 10 kg ban đầu đứng yên, theo phương x Xác định: a/ Công lực giây thứ nhất, thứ hai và thứ ba b/ Công suất tức thời vật đầu giây thứ tư PHƯƠNG PHÁP a/ Công lực giây thứ nhất, thứ hai và thứ ba Gia tốc vật: a F 0,5(m / s ) m 10 Đoạn đường dịch chuyển: 1 s at t 2 Giây thứ nhất: t từ đến 1(s) 1 s1 t 12 (m); A1 Fs1 ( J ) 4 4 Giây thứ hai: t từ đến 2(s) 15 s2 (22 1) ( m); A2 Fs2 ( J ) 4 Giây thứ ba: t từ 2(s) đến 3(s) 25 s3 (32 2 ) (m); A3 Fs3 ( J ) 4 b/ Công suất tức thời vật đầu giây thứ tư Đến giây thứ 4: t=4(s) V=at=0,5.4=2(m/s) P=Fv=5.2=10(W) Bài (IV.7/tr62/SBT) Một vật khối lượng 200 g gắn vào đầu lò xo đàn hồi, trượt trên mặt phẳng ngang không ma sát; lò xo có độ cứng 500 N/m và đầu giữ cố định Khi qua vị trí cân (lò xo không biến dạng) thì có động 5,0 J a/ Xác định công suất lực đàn hồi vị trí đó b/ Xác định công suất lực đàn hồi vị trí lò xo bị nén 10 cm và vật chuyển động xa vị trí cân F dh 0 a/ Công suất lực đàn hồi vị trí đó Công suất lực đàn hồi vị trí đó b/ công suất lực đàn hồi vị trí lò xo bị nén 10 cm và vật chuyển động xa vị trí cân Cơ đàn hồi vật bằng: 1 W mv k l 2 1 k l 500.0,12 2,5( J ) 2 Với Cơ đó có giá trị động VTCB: 1 W mv 2,5 mvm2 ax 5 2 mv 2,5 v 5(m / s ) Lực đàn hồi đó có độ lớn: Fđh =k l 500.0,1 50( N ) (16) Vậy công suất lực đàn hồi là: P Fdh v 50.5 250(W ) Bài (31.10/tr71/SBT) Người ta bơm không khí oxi điều kiện chuẩn vào bình có thể tích 5000 lít Sau nửa bình chứa đầy khí nhiệt độ 240C và áp suất 765 mmHg Xác định khối lượng khí bơm vào sau giây Coi quá trình bơm diễn cách điều đặn Lượng khí bơm vào sau giây là: 3,3 gam Sau t giây khối lượng khí trogn bình là: m V t V Với ρ là khối lượng riêng khí, V là thể tích khí bơm vào sau giây và V là thể tích khí bơm vào sau t giây PV PV m m 0 V V0 T T0 (1) với và Thay V và V0 vào (1) ta được: pT0 0 p0T Lượng khí bơm vào sau giây là: m V V pT0 0 x x t t t p0T 5.765.273.1, 29 0, 0033( kg / s) 3,3( g / s ) 1800.760.297 III RÚT KINH NGHIỆM: (17) TUẦN 31 TIẾT 31 CHƯƠNG VI CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC BÀI TẬP VỀ CÁC NGUYÊN LÍ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC I TÓM TẮT KIẾN THỨC: Nội năng: Nội hệ bao gồm tổng động chuyển động nhiệt các phân tử cấu tạo nên hệ và tương tác chúng Nội phụ thuộc và nhiệt độ và thể tích Có cách làm biến đổi nội là: Thực công và truyền nhiệt Nguyên lý thứ I Nhiệt động lực học: Độ biến thiên nội hệ tổng công và nhiệt lượng mà hệ nhận được: U Q A Qui ước: Q>0: Hệ nhận nhiệt lượng Q<0: Hệ tỏa nhiệt môi trường ngoài A>0: Hệ nhận công A<0: Hệ sinh công U >0: Nội hệ tăng U <0: Nội hệ giảm II BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài (33.7/tr79/SBT) Một lượng không a/ Nếu không khí nóng thực khí nóng chứa xilanh cách công có độ lớn là 4000 J thì nội nhiệt đặt nằm ngang có pit-tông có thể dịch khí biến thiên lượng bằng: chuyển Không khí dãn nở đẩy pit- Vì xi lanh cách nhiệt nên Q=0 Do đó: U A 4000( J ) tông dịch chuyển a/ Nếu không khí nóng thực công b/ Không khí nhận thêm nhiệt có độ lớn là 4000 J thì nội nó biến lượng 10000 J và công thực thêm thiên lượng bao nhiêu? lượng là 1500 J Nội b/ Giả sử không khí nhận thêm nhiệt khí biến thiên lượng bằng: lượng 10000 J và công thực thêm U A ' Q ' (4000 1500) 10000 lượng là 1500 J Hỏi nội U 4500( J ) không khí biến thiên lượng bao nhiêu? Bài (33.8/tr79/SBT) Một lượng khí lí a/ Vẽ đường biểu diễn quá trình biến tưởng chứa xilanh có pit-tông đổi trạng thái hệ tọa độ (p,V) chuyển động Các thông số ban đầu b/ Xác định nhiệt độ cuối cùng của khí là: 0,010 m3, 100 kPa, 300 K Khí khí V T 0, 006.300 làm lạnh theo quá trình đẳng áp T2 180( K ) tới thể tích còn là 0,006 m V1 0, 01 a/ Vẽ đường biểu diễn quá trình biến đổi c/ Tính công chất khí trạng thái hệ tọa độ (p,V) A pV 105 (0, 01 0, 006) 400( J ) b/ Xác định nhiệt độ cuối cùng khí c/ Tính công chất khí (18) P(kPa) 105 V(m3) 0,006 0,01 Bài (33.9/tr79/SBT) Người ta cung cấp Độ lớn công chất khí thực đê nhiệt lượng 1,5 J cho chất khí đựng thắng lực ma sát là: xilanh đặt nằm ngang Chất khí nở ra, A=Fl đẩy pit-tông đoạn 5cm Tính độ biến Vì chất khí nhận nhiệt lượng và thực thiên nội chất khí Biết lực ma sát công nên: U Q Fl 1,5 20.0, 05 0,5( J ) pit-tông và xilanh có độ lớn là 20 N III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 32-33 TIẾT 32-33 (19) CHƯƠNG VII CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG SỰ CHUYỂN THỂ BÀI TẬP VỀ SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I TÓM TẮT KIẾN THỨC: l l l0 l0t l0 (t t0 ) Sự nở dài: Với l0 là chiều dài nhiệt độ t0 l là chiều dài nhiệt độ t là hệ số nở dài, phụ thuộc chất chất làm V V V0 V0 t V0 (t t0 ) Sự nở khối: Với V0 là thể tích vật nhiệt độ t0 V là thể tích vật nhiệt độ t 3 là hệ số nở khối, phụ thuộc chất vật II BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài (36.6/tr89/SBT) Một dầm Công thức tính hệ số nở dài là: cầu sắt có độ dài 10 m nhiệt l l l l t l (t t ) 0 6 độ ngoài trời là 100C Độ dài l 10.12.10 (40 10) 3, 6.10 ( m) dầm cầu tăng thêm bao nhiêu l 3, 6(mm) nhiệt độ ngoài trời là 400C? Hệ số nở Độ dài dầm cầu tăng thêm: dài sắt là 12.10-6K-1 3,6(mm) Bài (36.7/tr89/SBT) Một Gọi (1) là nhôm; (2) là thép Vậy áp dụng nhôm và thép 00C có cùng công thức tính hệ số nở dài: độ dài l0 Khi nung nóng tới 1000C thì l l (1 t ) độ dài hai chênh l1 l0 (1 1 t ) 2 3 0,5mm Hỏi độ dài l0 hai này l1 l2 l0 (1 3 )t 0,5.10 0,5.10 00C là bao nhiêu? Hệ số nở dài l 0,5.10 (1 )t (24.10 12.10 ).100 nhôm là 24.10-6K-1 và thép là 12.106 -1 l0 0, 417(m) 417(mm) K Bài (36.8/tr90/SBT) Một đồng l l0 (1 t ) 2 hình vuông 00C có cạnh dài 50 cm S S S0 l l0 2 Cần nung nóng tới nhiệt độ t là bao S [l20 (1 t )] l20 2 nhiêu để diện tích đồng tăng S l0 (1 2. 2t 2 2 t ) l0 thêm 16 cm2? Hệ số nở dài đồng là S (2. t t )l0 1 17.10-6K-1 Vì nên bỏ qua thừa số này Vậy: S l02 2. t S0 2. t S 16.10 t 1880 C 6 S0 2. 0,5 2.17.10 Bài (36.12/tr90/SBT) Một thước kẹp thép có giới hạn đo là 150 mm khắc vạch chia 100C Tính sai số thước kẹp này sử dụng Sai số tuyệt đối 150 độ chia trên thước kẹp nhiệt độ thước tăng từ 100C đến 400C là: l l l0 l0t l0 (t t0 ) (20) nó 400C Hệ số nở dài thép dùng Thay số: làm thước kẹp là 12.10-6K-1 l 150.12.10 (40 10) 0, 054(mm) Nếu thước kẹp trên làm hợp kim vina (thép pha 36% niken) thì sai Vì hợp kim inva có hệ số nở dài là 0,9.10 số thước kẹp này dùng nó 0,9.10 7,5% 400C là bao nhiêu? Hệ số nở dài -1 12.10 -6 -1 K , tức là hợp kim vina là 0,9.10 K Hệ số thép nên sai số thước kẹp này sử dụng 40 C se 7,5% sai số thước kẹp làm thép, nghĩa là: l ' 7,5%l 4 m Sai số này khá nhỏ Vậy độ dài thước kẹp làm hợp kim inva có thể coi không thay đổi nở vì nhiệt nhiệt độ 0 thay đổi khoảng từ 10 C đến 40 C Bài (36.13/tr90/SBT) Tính lực kéo Độ dài tỉ đối thép bị nung tác dụng lên thép có tiết diện nóng từ nhiệt độ t1 đến t2 là: cm2 để làm này dài thêm l (t2 t1 ) đoạn độ nở dài l0 nhiệt độ nó tăng thêm 1000C ? Suất Theo định luật Húc thì: đàn hồi thép là 20.1010 Pa và hệ số l F F ES (t2 t1 ) nở dài nó là 12.10-6 K-1 l ES F 20.1010.11.10 6.100 22kN Bài (36.14/tr90/SBT) Tại tâm đĩa tròn sắt có lỗ thủng Đường kính lỗ thủng 00C 4,99 mm Tính nhiệt độ cần phải nung nóng đĩa sắt để có thể bỏ vừa lọt qua lỗ thủng nó viên bi sắt đường kính 5,00 mm và hệ số nở dài nó là 12.10-6 K-1 Muốn bỏ viên bi sắt vừa lọt lỗ thủng thì đường kính D lỗ thủng đĩa sắt nhiệt độ t0 C phải vừa đúng đường kính d viên bi sắt cùng nhiệt độ đó, tức là: D D0 (1 t ) d Trong đó D0 là đường kính lỗ thủng đĩa sắt )0C, α là hẹ số nở dài sắt Vậy nhiệt độ cần nung nóng là: d t ( 1) D0 t ( 1) 1670 C 6 10.10 4,99 III RÚT KINH NGHIỆM: TUẦN 34-35-36-37 TIẾT 34-35-36-37 ÔN THI HỌC KÌ II I TÓM TẮT KIẾN THỨC: (21) - Ôn tập tất các kiến thức đã học - Vận dụng để giải các bài tập tương tự II BÀI TẬP: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP Bài Thả viên bi có khối lượng m= a/ Tính bi B 200 (g) từ A có độ cao 45 (cm) so với Vì mặt phẳng nghiêng không ma sát nên áp dụng mặt phẳng ngang, cho lăn không ma sát định luật bảo toàn ta có: trên mặt phẳng nghiêng AB Sau đó, bi WB WA mgh 0, 2.10.0, 45 0,9( J ) tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng b/ Tính vận tốc bi B ngang BC đoạn 4,5 (m) WB WdB mvB2 dừng hẳn Lấy g=10 (m/s ) a/ Tính bi B 2WB 2.0,9 vB 3( m / s) m 0, b/ Tính vận tốc bi B c/ Tính hệ số ma sát trên đoạn BC c/ Tính hệ số ma sát trên đoạn BC Trên BC có ma sat nên vật chuyển động thẳng chậm dần đều: Fms ma 02 vB2 2.BC v 32 B 0,1 BC g 2.4,5.10 Ta có: P1 TT1 V1 10(l ) T 27 273 300( K ) 1 P2 1,5 P1 P3 P2 1,5 P1 TT2 V2 10(l ) V2 15(l ) T ?( K ) T ?( K ) mg m Bài Một khối khí lí tưởng, ban đầu có thể tích10 (lít), nhiệt độ 27 0C và áp suất 105 (Pa) biến đổi đẳng tích đến áp suất tăng gấp 1,5 lần và sau đó biến đổi đẳng áp để thể tích sau cùng là 15 (lít) a/ Tìm nhiệt độ sau biến đổi đẳng a/ Tìm nhiệt độ sau biến đổi đẳng tích tích PV PV PV 1 2 T2 T1 2 300.1,5 450( K ) b/ Tìm nhiệt độ sau biến đổi đẳng T1 T2 PV 1 áp b/ Tìm nhiệt độ sau biến đổi đẳng áp PV PV 300.1,5.15 PV 1 3 T3 T1 3 675( K ) T1 T3 PV 10 1 Bài Một vật nhỏ khối lượng kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A mặt phẳng nghiêng cao 10 m, xuống tới chân dốc B, vận tốc vật là m/s a/ Tính vật A và B? b/ Cơ vật có bảo toàn không? Hãy tính công lực cản? a/ Tính vật A và B Tại A: WA =mghA =5.10.10=500(J) Tại B: WA =1/2mv2=1/2.5.92 =202,5(J) b/ Cơ vật không bảo toàn vì B nhỏ A Công lực ma sát: AFms WA WB 500 202,5 297,5( J ) (22) Lấy g=10m/s2 Bài Một xe chở cát khối lượng 50 kg chạy trên đường nằm ngang không ma sát với vận tốc m/s Một vật nhỏ khối lượng kg bay ngang với vận tốc m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát và nằm yên đó Xác định vận tốc xe vật bay đến: a/ ngược chiều xe chạy b/ cùng chiều xe chạy Bài Một viên đạn có khối lượng m=50(g) bay theo phương ngang với vận tốc 200(m/s) đến cắm vào vật M=450(g) treo đầu sợi dây dài l=2(m) Tính góc α lớn mà dây treo lệch so với phương thẳng đứng viên đạn cấm vào vật Lấy g=10(m/s 2) Tính nhiệt lượng tỏa viên đạn cấm vào? a/ Vận tốc xe vật bay đến ngược chiều xe chạy Định luật bảo toàn động lượng: ( M m)V MV0 mv V MV0 mv 50.2 3.7 1, 49(m / s ) M m 53 b/ Vật bay đến cùng chiều xe chạy V MV0 mv 100 21 2, 28(m / s) M m 53 Xét trên phương nằm ngang thì động lượng hệ “đạn+vật” bảo toàn Ta có: mv=(M+m)V với V là vận tốc vật và đạn sau cấm vào vật V m v 2(m / s ) M m Chọn vị trí ban đầu vật làm mốc Cơ ban đầu hệ đạn cấm vào: W0 (m M )V 2 Tại vị trí gốc lệch lớn α, hệ là năng: Wt (m M ) gh với h là độ cao vật so với ban đầu h l (1 cos ) Định luật bảo toàn lượng: W0 Wt cos 1 V2 0,9 260 gl Nhiệt lượng tỏa viên đạn cấm vào là: 1 Q mv ( m M )V 900( J ) 2 Bài Một vật khối lượng 0,1 kg ném từ độ cao 10 m xuống đất vơi vận tốc ban đầu 10 m/s Lấy g=10(m/s2) a/ Tính vận tốc vật chạm đất Bỏ qua ma sát b/ Khi chạm đất, vật sâu vào đất cm dừng lài Tính lực cản trung bình đất tác dụng lên vật a/ Vận tốc vật chạm đất: Áp dụng định luật bảo toàn cho vật, ta có: v gh v02 10 3(m / s ) b/ Lực cản trung bình đất tác dụng lên vật Ta có: v v02 2as a v v02 2s (10 3)2 a 7500( m / s ) 2.0, 02 F ma F 0,1.( 7500) 750( N ) Bài Hai vật khối lượng m1=200g và Vì trọng lực cân với lực đẩy luồng khí (23) m2=300g có thể chuyển động không ma sát nhờ đệm không khí Ban đầu vật thứ hai đứng yên còn vật thứ chuyển động vật thứ hai với vận tốc 44 cm/s Sau va chạm, vật thứ bị bật trở lại với vận tốc có độ lớn cm/s Tính vận tốc vật thứ hai sau va chạm? nên các vật chuyển động không ma sát, hệ là hệ kín Chọn chiều dương là chiều chuyển động vật thứ Động lượng hệ trước va chạm=động lượng hệ sau va chạm m1v1 m2 v2 m1v1' m2v 2' (1) Chiếu (1) xuống chiều dương ta có: m1v1 m2v2 m1v ' m2 v 2' m1v1 m2v2 m1v ' v2 m2 ' v '2 Bài Một ô tô khối lượng chuyển động thẳng nhanh dần trên đường nằm ngang với vận tốc ban đầu 0, quãng đường 200 m thì đạt vận tốc 72 km/h Tính công lực kéo động ô tô và lực ma sát thực trên quãng đường đó Cho biết hệ số ma sát lăn ô tô và mặt đường là 0,05 Lấy g=10(m/s2) 0, 2.44 0,3.0 0, 2.6 33cm / s 0,3 Theo định luật II Newton: Fhl ma Fk Fms P N ma (1) Chọn chiều dương là chiều chuyển động xe: Chiếu (1) xuống Ox và Oy ta được: Fk Fms ma P N Gia tốc chuyển động: v v02 202 a 1(m / s ) 2S 2.200 Lực ma sát trượt: Fms mg 0, 05.2.1000.10 1000( N ) Công ma sát trượt: AFms Fms S cos108 1000.200.( 1) AFms 200000( N ) Lực kéo: Fk ma Fms 2000.1 1000 3000( N ) AF FS cos 3000.200.1 600000( N ) Bài Một tên lưả khối lượng 10000kg bay thẳng đứng lên trên với vận tốc 100 m/s thì sau thời gian ngắn lượng khí có khối lượng m = 1000 kg khí với vận tốc 800 m/s Tính vận tốc tên lửa sau khí -Chọn chiều dương là chiều thẳng đứng từ lên: Động lượng hệ trước khí : p Mv Động lượng hệ sau khí : p ( M m)v ' mv1' -Vì tên lửa và khí chuyển động trên cùng đường thẳng nên có thể viết biểu thức định luật bảo toàn động lượng cho hệ : Mv ( M m)v ' mv1' (24) Mv mv1' 200 ' ' -Tính v Ta có : v = M m m/s Ngay sau khí vận tốc tên lửa là 200 m/s vì vận tốc này dương nên tên lửa tăng tốc Bài 10 Một súng trường khối Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: lượng đã lắp đạn là kg Hỏi Chọn chiều dương là chiều chuyển động đạn bắn đầu đạn khối lượng 0,01 kg khỏi khỏi nòng súng: nòng với vận tốc 300 m/s thì súng giật Mv ( M m)v ' mv1' với vận tốc bao nhiêu? 6.0 (6 0, 01)v ' 0, 01.300 v ' 0,5(m / s ) Bài 11 Một hòn bi ve chuyển động với vận tốc v1 thì va chạm xuyên tâm vào hòn bi sắt đứng yên có khối lượng lớn gấp lần Sau va chạm, bi ve bật trở lại với vận tốc có độ lớn giảm nửa Xác định vận tốc bi sắt Vận tốc bi sắt Ta có: m2=5m1 v1’=v1/2 Chọn chiều dương là chiều bi ve trước và chạm: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: m1v1 m1v1' m2 v2' m1v1 m1 v1 5m1v2' v1 5v2' v2' v1 0,3v1 2.5 v1 III RÚT KINH NGHIỆM: (25)