Ôn tập vật lý 10 các định luật bảo toàn

Tổng hợp kiến thức Vật lý 10 là tài liệu tổng hợp hay, trình bày chi tiết và rõ ràng về lý thuyết và bài tập. Tổng hợp công thức vật lý lớp 10 này sẽ giúp các bạn hệ thống kiến thức Vật lý 10, ôn thi học kì 2 Vật lý 10 hiệu quả, nắm chắc kiến thức chương trình Vật lý 10 để học tiếp chương trình Vật lý 11.

LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, với mơn Vật Lý, hình thức thi trắc nghiệm khách quan áp dụng kì thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học, cao đẳng cho lớp 12, với lớp 10 lớp 11 tùy theo trường, có trường sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm tự luận, có trường sử dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách quan, có trường sử dụng hai hình thức tùy theo chương, phần Tuy nhiên dù kiểm tra với hình thức cần phải nắm vững kiến thức cách có hệ thống làm tốt kiểm tra, thi Để giúp em học sinh ôn tập cách có hệ thống kiến thức chương trình Vật lý lớp 10 – Cơ bản, giảm tải, tơi xin tóm tắt phần lí thuyết, tuyển chọn số tập tự luận theo dạng tuyển chọn số câu trắc nghiệm khách quan theo phần sách giáo khoa, sách tập số sách tham khảo Hy vọng tập tài liệu giúp ích chút cho q đồng nghiệp q trình giảng dạy (có thể dùng làm tài liệu để dạy tự chọn, dạy phụ đạo) em học sinh trình học tập, kiểm tra, thi cử Nội dung tập tài liệu có tất chương sách giáo khoa Vật lí 10 - Cơ Mỗi chương phần tài liệu Mỗi phần có: Tóm tắt lí thuyết; Các dạng tập tự luận; Trắc nghiệm khách quan Các tập tự luận phần có hướng dẫn giải đáp số, câu trắc nghiệm khách quan phần có đáp án, khơng có lời giải chi tiết (để bạn đọc tự giải) Dù có nhiều cố gắng việc sưu tầm, biên soạn chắn tập tài liệu không tránh khỏi sơ suất, thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, góp ý q đồng nghiệp, bậc phụ huynh học sinh, em học sinh bạn đọc để chỉnh sửa lại thành tập tài liệu hoàn hảo Xin chân thành cảm ơn http://www.baitap123.com/ IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Động lượng Định luật bảo toàn động lượng → + Động lượng p vật véc tơ hướng với vận tốc vật xác định công thức: → → p=mv + Lực đủ mạnh tác dụng lên vật khoảng thời gian gây biến thiên động lượng vật + Động lượng hệ cô lập đại lượng bảo tồn Cơng cơng suất → + Nếu lực khơng đổi F có điểm đặt chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc α → cơng lực F tính theo cơng thức: A = Fscosα Đơn vị cơng jun (J) A 1J + Công suất đo công sinh đơn vị thời gian: P = Đơn vị cơng suất ốt (W): W = t 1s Động + Động dạng lượng vật có chuyển động xác định theo công thức: Wđ = mv2 + Động vật biến thiên lực tác dụng lên vật sinh công Thế + Thế trọng trường (thế hấp dẫn) vật dạng lượng tương tác Trái Đất vật; phụ thuộc vào vị trí vật trọng trường + Nếu chọn gốc mặt đất cơng thức trọng trường vật có khối lượng m đặt độ cao z là: Wt = mgz + Thế đàn hồi dạng lượng vật chịu tác dụng lực đàn hồi + Cơng thức tính đàn hồi lị xo trạng thái có biến dạng ∆l là: Wt = k(∆l)2 http://www.baitap123.com/ Cơ + Cơ vật chuyển động tác dụng trọng lực tổng động trọng trường vật + Cơ vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi tổng động đàn hồi vật + Nếu khơng có tác dụng lực khác (như lực cản, lực ma sát…) trình chuyển động, vật chịu tác dụng trọng lực hay chịu tác dụng lực đàn hồi đại lượng bảo toàn B CÁC DẠNG BÀI TẬP Động lượng định luật bảo toàn động lượng * Các công thức → → + Động lượng: p = m v + Định luật bảo toàn động lượng: → → → → → → m1 v1 + m2 v2 + … + mn = m1 v ' + m2 v ' + … + mn vn' + Khi hình chiếu lên phương tổng ngoại lực tác dụng lên hệ hình chiếu theo phương tổng động lượng hệ bảo toàn (bảo tồn động lượng theo phương đó) → → → + Dạng khác định luật II Niu-tơn: F ∆t = ∆p = m ∆v * Phương pháp giải + Để tính vận tốc động lượng vật hệ (kín) ta viết biểu thức định luật bảo tồn động lượng cho hệ (biểu thức véc tơ) sau dùng qui tắc cộng véc tơ dùng phép chiếu để đưa biểu thức véc tơ biểu thức đại số giải phương trình (hoặc hệ phương trình) để tìm đại lượng cần tìm Cũng chọn chiều dương viết thẳng biểu thức đại số định luật bảo toàn động lượng phương + Để tìm đại lượng chuyển động vật chịu lực (các lực) tác dụng ta viết biểu thức định luật II Niu-tơn (dạng liên hệ xung lượng lực độ biến thiên động lượng) dùng phép chiếu để chuyển biểu thức véc tơ biểu thức đại số từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một xe chở cát khối lượng 38 kg chạy đường nằm ngang không ma sát với vận tốc m/s Một vật nhỏ khối lượng kg bay theo phương chuyển động xe với vận tốc m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát nằm yên Xác định vận tốc xe hai trường hợp: a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy b) Vật bay đến chiều xe chạy Một prơtơn có khối lượng m p = 1,67.10-27 kg chuyển động với vận tốc vp = 107 m/s tới va chạm vào hạt nhân hêli (thường gọi hạt α) nằm yên Sau va chạm prôtôn giật lùi với vận tốc v p’ = 6.106 m/s cịn hạt α bay phía trước với vận tốc vα = 4.106 m/s Tìm khối lượng hạt α Một viên đạn bay ngang với vận tốc 100 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng m = kg; m2 = kg Mảnh nhỏ bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 225 m/s Bỏ qua sức cản khơng khí Tìm độ lớn hướng vận tốc mảnh lớn Một toa xe có khối lượng 10 chuyển động đường ray nằm ngang với vận tốc 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 phút 40 giây Một viên đạn có khối lượng m = 10 g bay với vận tốc v = 1000 m/s gặp tường Sau xuyên qua tường vận tốc viên đạn lại v = 400 m/s Tính độ biến thiên động lượng lực cản trung bình tường lên viên đạn Biết thời gian xuyên thủng tường 0,01 s Một xe ôtô khối lượng chuyển động với vận tốc 72 km/h hãm phanh Sau qng đường 30 m, vận tốc ơtơ giảm xuống cịn 36 km/h a) Tính độ lớn trung bình lực hãm đoạn đường b) Nếu giữ nguyên lực hãm sau đoạn đường kể từ hãm ơtơ dừng lại? * Hướng dẫn giải http://www.baitap123.com/ Theo định luật bảo toàn động lượng: → → m1 v + m2 v = (m1 + m2) v  v = m1 v1 + m2 v2 m1 + m2 → → → → → Chọn chiều dương chiều chuyển động xe (cùng chiều v1 ) m1v1 − m2 v2 a) Vật bay đến ngược chiều xe chạy: v = = 0,6 m/s m1 + m2 m1v1 + m2 v2 b) Vật bay đến chiều xe chạy: v = = 1,3 m/s m1 + m2 Chọn chiều dương chiều với chiều chuyển động ban đầu prôtôn: m p (v p + v 'p ) ' mpvp = mαvα - mpv p  mα = = 6,68.10-27 kg vα Theo định luật bảo toàn động lượng: → → → (m1 + m2) v = m1 v1 + m2 v2 ; → → v v2 vng góc với nên: (( m1 + m2 ) v) + (m2 v2 ) v1 = m1 = 187,5 m/s (m1 + m2 )v cosα = = cos370  α = 370 m1v1 → → → → → Ta có: m v2 - m v1 = F ∆t ; v2 = v1 = v nên độ lớn: mv F= = 1500 N ∆t Độ biến thiên động lượng: ∆p = m(v2 – v1) = - kgm/s ∆p Lực cản tường: FC = = - 600 N ∆t v −v v2 − v2 a) Ta có: a = = - m/s2; ∆t = = s a 2s m | v2 − v1 | Độ lớn trung bình lực hãm: F = = 10000 N ∆t b) Nếu giử nguyên lực hãm quãng đường từ lúc hãm đến lúc dừng lại: s’ = − v12 = 40 m 2a Công công suất * Các công thức + Công: A = Fscosα A + Công suất: P = t → + Nếu vật chịu tác dụng lực phát động F mà chuyển động thẳng với tốc độ v cơng suất lực phát động là: P = Fv Nếu v tốc độ trung bình P cơng suất trung bình; v tốc độ tức thời P công suất tức thời Aci Pci + Hiệu suất: H = = Atp Ptp http://www.baitap123.com/ * Phương pháp giải Để tìm đại lượng chuyển động vật liên quan đến công công suất ta viết biểu thức liên hệ đại lượng biết đại lượng cần tìm từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một vật có khối lượng m = kg kéo lên mặt phẵng nghiêng góc 30 so với phương ngang lực không đổi F = 70 N dọc theo đường dốc Biết hệ số ma sát 0,05 lấy g = 10 m/s Hãy xác định lực tác dụng lên vật công lực thực vật di chuyển quãng đường s = m Một vật có khối lượng m = kg rơi tự từ độ cao h = 10 m Bỏ qua sức cản khơng khí, lấy g = 10 m/s2 Hỏi sau thời gian 1,2 s trọng lực thực cơng bao nhiêu? Tính cơng suất trung bình trọng lực thời gian 1,2 s công suất tức thời trọng lực thời điểm t = 1,2 s Một cần cẩu nâng vật nặng khối lượng Lấy g = 10 m/s2 a) Lực nâng cần cẩu phải để vật có gia tốc khơng đổi 0,5 m/s2 b) Công suất cần cẩu biến đổi theo thời gian sao? c) Tính cơng mà cần cẩu thực sau thời gian giây Một lực N tác dụng vào vật 10 kg ban đầu đứng yên mặt sàn nằm ngang khơng ma sát Tính cơng thực lực giây thứ nhất, thứ hai thứ ba Một máy bơm nước phút bơm 900 lít nước lên bể nước độ cao 10 m Nếu coi tổn hao khơng đáng kể Tính công suất máy bơm Trong thực tế hiệu suất máy bơm 70% Hỏi sau máy bơm lên bể lượng nước bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2 Một ơtơ có khối lượng tấn, tắt máy chuyển động xuống dốc có vận tốc khơng đổi 54 km/h Hỏi động ơtơ phải có cơng suất để lên dốc với vận tốc khơng đổi 36 km/h? Cho độ nghiêng dốc 4%; g = 10 m/s2 * Hướng dẫn giải → → → Vật chịu tác dụng lực: Lực kéo F , trọng lực P , phản lực N → mặt phẵng nghiêng lực ma sát Fms vật chuyển động lên theo mặt phẵng chiều dương) Vì Psinα = 15 N < F = 70 N nên nghiêng (được chọn Công lực: AF = Fscos00 = 140 J; AP = mgcos1200 = - 30 J; AN = Nscos900 = 0; Ams = Fmsscos1800 = µmgcosαscos1800 = - 2,6 J Quãng đường rơi sau 1,2 s: s = gt2 = 7,2 m Công trọng lực: A = Pscos0 = mgs = 144 J A Công suất trung bình: Ptb = = 120 W t Cơng suất tức thời thời điểm t = 1,2 s: v = gt = 12 m/s; Ptt = mgv = 240 W a) Lực nâng cần cẩu: F = m(g + a) = 52500 N b) Vật chuyển động nhanh dần nên vận tốc tăng công suất tăng theo thời gian c) Công cần cẩu thực sau giây: Đường đi: s = at2 = 2,25 m Công: A = Fscos00 = 118125 J F Gia tốc vật thu được: a = = 0,5 m/s2 m Đường công giây thứ nhất: s1 = a = 0,25 m; A1 = Fs1 = 1,25 J Đường công giây thứ hai: http://www.baitap123.com/ 2 a - a = 0,75 m; A2 = Fs2 = 3,75 J 2 Đường công giây thứ ba: 2 s3 = a - a = 1,25 m; A3 = Fs3 = 6,25 J 2 Công máy bơm thực phút: A = mgh = 90000 J A Công suất máy bơm: P = = 1500 W t P Ht Khối lượng nước bơm giờ: m = = 18900 kg gh (Khối lượng lít nước kg; thể tích bơm lên bể 18900 lít = 18,9 m3) Khi tắt máy, xuống dốc, lực tác dụng lên ôtô là: mg(sinα - µcosα) Để ôtô chuyển động ta phải có: mgsinα = mgµcosα Khi ơtơ lên dốc, để ơtơ chuyển động lực kéo ôtô phải là: F = mg(sinα + µcosα) = 2mg.sinα Cơng suất ơtơ đó: P = Fv = 2mgsinαv = 12.103 W s2 = Động định lí động * Các cơng thức Động năng: Wđ = mv2 Công lực tác dụng lên vật độ biến thiên động vật: A 12 = ∆Wđ = 1 mv 22 - mv 12 Với A12 2 tổng công tất lực tác dụng lên vật * Phương pháp giải Xác định công tất ngoại lực tác dụng lên vật (lưu ý dấu công) Xác định động vật đầu quãng đường cuối quãng đường Viết biểu thức liên hệ công lực tác dụng lên vật độ biến thiên động vật từ suy đại lượng cần tìm * Bài tập Một viên đạn khối lượng 50 g bay ngang với vận tốc không đổi 200 m/s a) Viên đạn đến xuyên qua gổ dày chui sâu vào gỗ cm Xác định lực cản (trung bình) gỗ b) Trường hợp gỗ dày cm viên đạn chui qua gỗ bay Xác định vận tốc đạn lúc khỏi gỗ Một viên đạn có khối lượng 14 g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua gỗ dày cm Sau xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s Tính lực cản trung bình gỗ tác dụng lên đạn Một ơtơ có khối lượng chuyển động với vận tốc 72 km/h đoạn đường nằm ngang hãm phanh Sau qng đường 50 m vận tốc ơtơ giảm xuống cịn 36 km/h a) Tính lực hãm trung bình ơtơ b) Nếu giử ngun lực hãm trung bình sau qng đường kể từ lúc hãm phanh ôtô dừng lại? Một đoàn tàu khối lượng 200 chạy với vận tốc 72 km/h đoạn đường thẳng nằm ngang Tàu hãm phanh đột ngột bị trượt quãng đường dài 160 m phút trước dừng hẵn a) Trong trình hãm động tàu giảm bao nhiêu? b) Lực hãm coi khơng đổi Tìm lực hãm cơng suất trung bình lực hãm Một ơtơ có khối lượng 1600 kg chạy với vận tốc 50 km/h người lái thấy vật cản trước mặt, cách khoảng 15 m Người lái xe tắt máy hãm phanh khẩn cấp Giả sử lực hãm ôtô không đổi 1,2.104 N Hỏi xe có kịp dừng tránh khỏi đâm vào vật cản khơng? Một xe ơtơ có khối lượng chạy với vận tốc 36 km/h đoạn đường nằm ngang lái xe thấy chướng ngại vật cách 10 m nên tắt máy hãm phanh a) Đường khô, lực hãm 22000 N Xe dừng lại cách vật chướng ngại bao nhiêu? http://www.baitap123.com/ b) Đường ướt, lực hãm 8000 N Tính động vận tốc xe lúc va vào vật chướng ngại * Hướng dẫn giải a) Trường hợp viên đạn dừng lại gỗ: 1 A = - Fs = mv 22 - mv 12 = - mv 12 (vì v2 = 0) 2 2 mv1 F= = 25000 N 2s b) Trường hợp viên đạn xuyên qua gỗ: 1 Fs' A’ = - Fs’ = mv’ 22 - mv 12  v’2 = v12 − = 141,4 m/s 2 m Lực cản trung bình: 1 m A = - Fs = mv 22 - mv 12  F = (v - v 22 ) = 20384 N 2 2s a) Lực hãm trung bình: 1 m A = - Fs = mv 22 - mv 12  F = (v - v 22 ) = 12000 N 2 2s b) Quãng đường từ lúc hãm phanh đến lúc dừng lại: mv12 A’ = - Fs’ = - mv 12 (vì v’2 = 0)  s’ = = 66,7 m 2F a) Độ biến thiên động năng: 1 ∆Wđ = mv 22 - mv 12 = - mv 12 = - 40000000 J 2 − ∆Wđ b) Lực hãm: - Fs = ∆Wđ  F = = 250000 N s | A | | ∆Wđ | = Cơng suất trung bình: P = = 333333 W t t mv Quãng đường từ lúc hãm đến lúc dừng lại: s = = 12,86 m 2F Vì s = 12,86 m < 15 m nên xe kịp dừng không đâm vào vật cản mv a) Quãng đường từ lúc hãm đến lúc dừng lại: s = = 9,1 m 2F Khoảng cách đến vật cản: ∆s = 10 – s = 0,9 m b) Động lúc va vào vật cản: Wđ2 = Wđ1 – Fhs = mv 12 – Fhs = 120000 J Thế trọng trường định luật bảo toàn vật chuyển động tác dụng trọng lực * Các công thức + Thế trọng trường: Wt = mgz + Định luật bảo toàn năng: W = Wđ + Wt = mv2 + mgz = số; 1 hay mv 12 + mgz1 = mv 22 + mgz2 = 2 * Phương pháp giải http://www.baitap123.com/ Để tìm đại lượng chuyển động vật trọng trường bỏ qua ma sát trước hết ta chọn mốc xác định năng, động vật vị trí sau viết biểu thức định luật bảo tồn năng, từ suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một vật có khối lượng kg cách mặt đất khoảng H = 20 m Ở chân đường thẳng đứng qua vật có hố sâu h = m Cho g = 10 m/s2 a) Tính vật chọn gốc đáy hố b) Cho vật rơi không vận tốc ban đầu, tìm vận tốc vật chạm đáy hố Bỏ qua sức cản khơng khí c) Với gốc mặt đất vật nằm đáy hố bao nhiêu? Từ độ cao 180 m, người ta thả rơi vật nặng không vận tốc ban đầu Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2 Xác định: a) Độ cao mà động tính vận tốc vật độ cao b) Vận tốc vật lúc chạm đất Từ độ cao 25 m người ta ném thẳng đứng vật nặng lên cao với vận tốc ban đầu 20 m/s Bỏ qua sức cản không khí Lấy g = 10 m/s2 Tính: a) Độ cao cực đại mà vật đạt b) Độ cao mà động vận tốc vật độ cao Một vật có khối lượng m = kg đặt vị trí trọng trường vị trí W t1 = 600 J Thả tự cho vật rơi tới mặt đất, vật Wt2 = - 900 J a) Hỏi vật rơi từ độ cao so với mặt đất? b) Xác định vị trí ứng với mức chọn tìm vận tốc vật qua vị trí Một lắc đơn có chiều dài l = m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc α0 = 450 thả tự Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s2 Tìm vận tốc lắc qua: a) Vị trí ứng với góc α = 300 b) Vị trí cân Một lắc đơn gồm vật nặng khối lượng m = kg treo vào sợi dây có chiều dài l = 40 cm Kéo vật đến vị trí dây làm với đường thẳng đứng góc α0 = 600 thả nhẹ Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10 m/s Tìm vận tốc lắc lực căng sợi dây qua: a) Vị trí ứng với góc α = 300 b) Vị trí cân * Hướng dẫn giải a) Với gốc đáy hố: z = H + h = 25 m; Wt = mgz = 250 J b) Theo định luật bảo toàn năng: 1 mgz1 + mv 12 = mgz1 + mv 22 ; v1 = ; z1 = z ; z2 = 2 nên: mgz - mv 22  v2 = gz = 22,4 m/s c) Với gốc mặt đất: z = - h = - m; Wt = mgz = - 50 J Chọn gốc mặt đất a) Vị trí mà động năng: z mgz1 = mgz2 + mv 22 = 2mgz2  z2 = = 90 m; 2 mgz2 = mv 22  v2 = 2gz = 42,4 m/s b) Vận tốc vật lúc chạm đất: mgz1 = mv  v3 = 2gz1 = 60 m/s Chọn gốc mặt đất a) Ở độ cao cực đại (v = 0): http://www.baitap123.com/ v2 mv 12  zmax = z1 + = 45 m 2g 1 b) Ở độ cao động (mgz2 = mv 22 ): 2 z mgzmax = mgz2 + mv 22 = 3mgz2  z2 = max = 15 m; 1 mgz2 = mv 22  v2 = 4gz2 = 24,5 m/s 2 Wt1 a) Độ cao so với vị trí chọn mốc năng: z1 = = 20 m mg Wt Vị trí mặt đất so với vị trí chọn mốc năng: z2 = = - 30 m mg Độ cao từ vật rơi so với mặt đất: z = z1 + |z2| = 50 m b) Vị trí ứng với mức khơng chọn cách vị trí thả vật (ở phía vị trí thả vật) 20 m cách mặt đất (ở phía mặt đất) 30 m Vận tốc vật qua vị trí chọn làm gốc năng: mgz1 = mv m  vm = 2gz1 = 20 m/s Chọn mốc vị trí cân (α = 0) a) Tại vị trí ứng với α = 300: mgl(1 - cosα0) = mgl(1 - cosα) + mv2  v = gl (cos α − cos α ) = 1,78 m/s b) Tại vị trí cân bằng: mgl(1 - cosα0) = mv 2max  vmax = gl (1 − cos α ) = 2,42 m/s Chọn mốc vị trí cân (α = 0) a) Tại vị trí ứng với α = 300: mgl(1 - cosα0) = mgl(1 - cosα) + mv2  v = gl (cos α − cos α ) = 1,2 m/s mgzmax = mgz1 + → → Hợp lực trọng lực P lực căng T sợi dây tạo lực hướng tâm nên: v2 T - mgcosα = m = 2mg(cosα - cosα0) l  T = mg(3cosα - 2cosα0) = 16 N b) Tại vị trí cân bằng: mgl(1 - cosα0) = mv 2max  vmax = gl (1 − cos α ) = 2,42 m/s T = mg(3 - 2cosα0) = 20 N Thế đàn hồi định luật bảo toàn vật chuyển động tác dụng lực đàn hồi * Các công thức + Thế đàn hồi lị xo có độ biến dạng x (x = ∆l): Wt = kx2 http://www.baitap123.com/ + Định luật bảo toàn năng: 1 W = Wđ + Wt = mv2 + kx2 = số; 2 hay mv 12 + kx 12 = mv 22 + kx 22 = 2 2 * Phương pháp giải Để tìm đại lượng chuyển động vật chịu tác dụng lực đàn hồi ta viết biểu thức liên hệ đại lượng cần tìm đại lượng biết suy tính đại lượng cần tìm * Bài tập Một súng lị xo có hệ số đàn hồi k = 50 N/m đặt nằm ngang, tác dụng lực để lò xo bị nén đoạn 2,5 cm Khi thả, lò xo bung tác dụng vào mũi tên nhựa có khối lượng m = g làm mũi tên bị bắn Bỏ qua lực cản, khối lượng lị xo Tính vận tốc mũi tên bắn Một súng đồ chơi có lị xo dài 10 cm, lúc bị nén cịn dài cm bắn thẳng đứng viên đạn có khối lượng 30 g lên cao m Tìm độ cứng lị xo Một lị xo có độ cứng k, khối lượng khơng đáng kể, treo thẳng đứng, đầu gắn với vật nặng Từ vị trí cân O, kéo vật nặng thẳng đứng xuống phía đến A với OA = x Chọn mốc vị trí cân O Tính hệ (lị xo vật nặng) A Một cầu có khối lượng m = 100 g treo vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m Lấy g = 10 m/s2 a) Tính độ dãn lị xo cầu vị trí cân b) Kéo cầu theo phương thẳng đứng xuống phía cách vị trí cân khoảng x = cm thả khơng vận tốc đầu Tính vận tốc cầu qua vị trí cân Một vật nhỏ có khối lượng m = 160 g gắn vào đầu lị xo đàn hồi có độ cứng k = 100 N/m, khối lượng không đáng kể; đầu của lò xo giữ cố định Tất nằm mặt ngang không ma sát Vật đưa vị trí mà lị xo dãn cm Sau vật thả nhẹ nhàng Dưới tác dụng lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động Xác định vận tốc vật khi: a) Vật tới vị trí lị xo khơng biến dạng b) Vật tới vị trí lị xo dãn cm Một lị xo đàn hồi có độ cứng 200 N/m, khối lượng không đáng kể, treo thẳng đứng Đầu lò xo gắn vào vật nhỏ khối lượng m = 400 g Vật giữ vị trí lị xo khơng dãn, sau thả nhẹ nhàng cho vật chuyển động Lấy g = 10 m/s2 a) Xác định vị trí mà lực đàn hồi cân với trọng lực vật b) Tính vận tốc vật vị trí * Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn năng: 1 k k∆l2 = mv2  v = ∆l = 2,5 m/s 2 m Theo định luật bảo toàn năng: 1 2mgz k∆l2 = mv2 = mgz  k = = 1000 N/m 2 ∆l Thế vật A gồm đàn hồi trọng lực 1 Thế đàn hồi: Wt1 = k(x0 + x)2 = kx + kx2 + kx0x; chọn mốc vị trí cân O 2 2 nên đàn hồi vị trí cân bằng: kx =  Wt1 = kx2 + kx0x 2 Thế trọng lực: Wt2 = mg(-x) A mốc Thế hệ A: Wt = Wt1 + Wt2 = kx2 + kx0x – mgx http://www.baitap123.com/ 10 Ở vị trí cân lực đàn hồi cân với trọng lực nên: kx = mg Vậy: Wt = kx ; kx0x = mgx hay kx0x – mgx = a) Ở vị trí cân lực đàn hồi cân với trọng lực (∆l0 = x0): mg kx0 = mg  x0 = = 0,01 m = cm k b) Chọn mốc gốc tọa độ vị trí cân vị trí cân bằng 0, vị trí có tọa độ x kx2 nên theo định luật bảo tồn ta có: 2 k kx = mv 02  |v0| = |x| = 0,2 10 m/s = 20 10 cm/s 2 m Chọn mốc gốc tọa độ vị trí lị xo khơng biến dạng, chiều dương trục tọa độ trùng chiều lò xo dãn a) Tại vị trí lị xo khơng biến dạng: k kx = mv 02  |v0| = |x0| = 1,25 m/s = 125 cm/s 2 m b) Tại vị trí lị xo dãn cm: 1 k kx = mv2 + kx2  v = x0 − x = m/s = 100 cm/s 2 m a) Vị trí lực đàn hồi cân với trọng lực: mg kx0 = mg  x0 = = 0,02 m = cm k b) Vận tốc vật vị trí lực đàn hồi cân với trọng lực: k kx = mv cb  |vcb| = |x0| = 0,2 m/s = 20 cm/s 2 m ( ) C TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN Một bóng có khối lượng 300 g va chạm vào tường nảy ngược trở lại với vận tốc Vận tốc trước va chạm +5m/s Biến thiên động lượng bóng A -1,5 kgm/s B 1,5 kgm/s C -3 kgm/s D kgm/s Trong trình sau đây, động lượng ơtơ khơng thay đổi A Ơtơ tăng tốc B Ơtơ giảm tốc C Ơtơ chuyển động trịn D Ơtơ chuyển động thẳng đoạn đường có ma sát Một đạn pháo chuyển động nổ bắn thành mãnh A Động lượng tồn phần khơng bảo tồn B Động lượng động bảo toàn C Chỉ bảo toàn D Chỉ động lượng bảo tồn Một người nhấc vật có khối lượng kg lên độ cao m mang vật ngang độ dời 30 m Cơng tổng cộng mà người A 1860 J B 1800J C 160 J D 60 J Chọn câu A Lực đại lượng véc tơ, nên công đại lượng véc tơ B Trong chuyển động trịn, lực hướng tâm thực cơng có hai yếu tố: Lực tác dụng độ dời vật chịu tác dụng lực C Công lực đại lượng vơ hướng có giá trị đại số http://www.baitap123.com/ 11 D Khi vật chuyển động thẳng đều, lực tác dụng lên vật không thực công Công suất xác định A Giá trị cơng có khả thực B Cơng thực đơn vị thời gian C Công thực đơn vị độ dài D Tích cơng thời gian thực công Công suất người kéo thùng nước chuyển động khối lượng 15 kg từ giếng sâu m lên 20 giây (g = 10 m/s2) A 90 W B 45 W C 15 W D 4,5 W Hai vật có động lượng có khối lượng khác nhau, vào chuyển động mặt phẵng có ma sát bị dừng lại ma sát Hệ số ma sát So sánh thời gian chuyển động vật bị dừng A Thời gian chuyển động vật có khối lượng lớn dài B Thời gian chuyển động vật có khối lượng nhỏ dài C Thời gian chuyển động hai vật D Thiếu kiện, không kết luận Công trọng lực A Bằng tích khối lượng với gia tốc rơi tự hiệu độ cao hai đầu quĩ đạo B Phụ thuộc vào hình dạng kích thước đường C Chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu vị trí cuối đường D Khơng phụ thuộc vào khối lượng vật di chuyển 10 Trong chuyển động trịn nhanh dần đều, lực hướng tâm A Có sinh công B Sinh công dương C Không sinh công D Sinh công âm 11 Chọn câu sai Động vật không đổi vật A Chuyển động thẳng B Chuyển động với gia tốc không đổi C Chuyển động tròn D Chuyển động cong http://www.baitap123.com/ 12 12 Động vật tăng A Gia tốc vật có giá trị dương B Vận tốc vật có giá trị dương C Các lực tác dụng lên vật sinh công dương D Gia tốc vật tăng 13 Ơtơ có khối lượng chạy với vận tốc 72 km/h có động A 72.104 J B 106 J C 40.104 J D 20.104 J 14 Cơ vật bảo toàn A Vật đứng yên B Vật chuyển động thẳng C Vật chuyển động khơng có ma sát D Vật chuyển động tròn 15 Khi vận tốc vật tăng gấp đơi A Gia tốc vật tăng gấp đôi B Động lượng vật tăng gấp đôi C Động vật tăng gấp đôi D Thế vật tăng gấp đôi 16 Một bóng ném với vận tốc ban đầu xác định Bỏ qua sức cản khơng khí Đại lượng khơng đổi bóng bay? A Thế B Động lượng C Động D Gia tốc 17 Một vật ném thẳng đứng từ mặt đất lên cao với vật tốc m/s, bỏ qua sức cản khơng khí, lấy g = 10 m/s2 Độ cao cực đại mà vật đạt A 80 m B 0,8 m C 3,2 m D 6,4 m 18 Một vật ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc m/s, bỏ qua sức cản khơng khí, lấy g = 10 m/s Vị trí mà động có độ cao A 0,9 m B 1,8 m C m D m → → 19 Khi vật khối lượng m chuyển động có vận tốc tức thời biến thiên từ v1 đến v cơng ngoại lực tác dụng lên vật tính cơng thức sau đây? → → A A = m v - m v1 B A = mv2 – mv1 C A = m v12 + m v 22 D A = 1 mv 22 - mv 12 2 20 Công học đại lượng A Vô hướng B Luôn dương C Luôn âm D.Véctơ 21 Gọi α góc hợp hướng lực tác dụng vào vật hướng dịch chuyển vật Công lực công cản π π π A < α < B α = C α = D < α < π 2 22 Cơng thức tính đàn hồi lị xo trạng thái có độ biến dạng ∆l 1 A Wt = (∆l)2 B Wt = k∆l 2k 1 C Wt = k(∆l)2 D Wt = k 2∆l 23 Động vật giảm vật chuyển động A Thẳng B Tròn C Chậm dần D Nhanh dần 24 Sự biến thiên động tương ứng với A công B động lượng C công suất D xung lượng http://www.baitap123.com/ 13 25 Một máy công suất 1500 W, nâng vật khối lượng 100 kg lên độ cao 36 m vòng 45 giây Lấy g = 10 m/s2 Hiệu suất máy A 5,3% B 48% C 53% D 65% 26 Một vật có khối lượng 40 kg gắn vào đầu lị xo nằm ngang có độ cứng 500 N/m Tính hệ vật thả không vận tốc ban đầu từ vị trí lị xo có độ biến dạng ∆l = 0,2 m Bỏ qua ma sát A J B 10 J C 20 J D 50 J 27 Một bóng ném lên cao, vận tốc ban đầu hợp với phương thẳng đứng góc α Đại lượng sau thay đổi suốt trình chuyển động? A Khối lượng vật B Gia tốc vật C Động vật D Nhiệt độ vật 28 Một người đứng yên thang máy thang máy lên với vận tốc không đổi Lấy mặt đất làm gốc A người giảm động tăng B người giảm động không đổi C người tăng động giảm D người tăng động không đổi ĐÁP ÁN 1C 2D 3D 4D 5C 6B 7B 8B 9A 10C 11B 12C 13D 14A 15B 16D 17C 18A 19D 20A 21D 22C 23C 24A 25C 26D 27C 28D http://www.baitap123.com/ 14 ... CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN A TĨM TẮT LÝ THUYẾT Động lượng Định luật bảo toàn động lượng → + Động lượng p vật véc tơ hướng với vận tốc vật xác định công thức: → → p=mv + Lực đủ mạnh tác dụng lên vật. .. tác dụng lực đàn hồi đại lượng bảo toàn B CÁC DẠNG BÀI TẬP Động lượng định luật bảo toàn động lượng * Các công thức → → + Động lượng: p = m v + Định luật bảo toàn động lượng: → → → → → → m1... mv 12 – Fhs = 120000 J Thế trọng trường định luật bảo toàn vật chuyển động tác dụng trọng lực * Các công thức + Thế trọng trường: Wt = mgz + Định luật bảo toàn năng: W = Wđ + Wt = mv2 + mgz = số;