Bài 1: Nhân vật chính trong một quyển sách của Ratxpơ là Bá tước Munhaoxen kể lại “ Tôi túm chặt tóc mình và cố hết sức kéo lên. Thế là tôi dễ dàng kéo khỏi đầm lầy cả tôi và con ngựa mà tôi đã kẹp chặt bằng hai chân mình nhƣ hai gọng kìm”. Hỏi bằng cách đó có thể tự kéo mình lên đƣợc không? Vì sao?
Bài 2: Muốn cho thuyền rời bến, người lái thuyền đi từ phía lái về phía mũi.
Tại sao lúc đó thuyền trôi ra khỏi bờ?
Bài 3: Tại sao một viên đạn khi bay ra khỏi nòng súng đập vào tấm kính cửa lại không làm vỡ tan tấm kính mà chỉ khoan một lỗ tròn?
Bài 4: Một búa máy rơi tự do từ một độ cao nào đó. Hỏi công của trọng lực trong những khoảng thời gian bằng nhau có bằng nhau không?
Bài 5: Khi một ô tô leo lên núi mà công suất của động cơ không đổi thì vận tốc của nó lại giảm đi. Tại sao vậy?
Bài 6: Tại sao khi lắc một cái xô đựng khoai tây đầy thì những củ lớn nhất lại ở bên trên?
Bài 7: Một vật khối lƣợng m ở trên đỉnh núi có chiều cao h trƣợt xuống theo sườn núi. Sau khi đi được một quãng đường, nó dừng lại. Hỏi cần thực hiện một công bao nhiêu để kéo nó quay trở lại cũng theo đường cũ?
2.2 Bài tập định lƣợng
Bài 1: Một prôtôn có khối lƣợng mp = 1,67.10-27 kg chuyển động với vận tốc vp = 107 m/s tới va chạm vào hạt nhân Hêli (thường gọi là hạt ) đang nằm yên. Sau va chạm, prôtôn giật lùi với vận tốc v’p = 6.106 m/s còn hạt bay về phía trước với vận tốc v = 4.106m/s. Tìm khối lượng của hạt .
Bài 2: Một xe cát có khối lƣợng M đang chuyển động với vận tốc V trên mặt nằm ngang.
Người ta bắn một viên đạn có khối lượng m vào xe với vận tốc v
hợp với phương ngang một góc
và ngược hướng với chuyển động của xe. Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường.
a. Tìm vận tốc u của xe sau khi đạn đã nằm yên trong cát.
b. Xác định ngoại lực tác dụng lên hệ đạn – xe trong thời gian t xảy ra va chạm.
Bài 3: Một tên lửa vũ trụ khi bắt đầu rời khỏi bệ phóng trong giây đầu tiên đã phụt ra một lƣợng khí đốt 1300kg với vận tốc v = 2500m/s.
a. Tìm độ biến thiên động lƣợng của lƣợng khí phụt ra trong 1s.
b. Tính lực đẩy của tên lửa tại thời điểm đó.
c. Tìm lực tổng hợp tác dụng lên tên lửa, biết khối lƣợng ban đầu của tên lửa là 3.105kg.
Bài 4: Một cần cẩu nâng một vật nặng có khối lƣợng m = 5 tấn.
a. Lực nâng của cần cẩu phải là bao nhiêu để vật có gia tốc không đổi bằng 0,5m/s2.
b. Công suất của cần cẩu biến đổi theo thời gian ra sao?
c. Tính công mà cần cẩu thực hiện đƣợc trong thời gian 3s.
Bài 5: Một vận động viên cử tạ trong khi thi đấu đã nâng tạ có khối lƣợng m
= 230 kg. Ở động tác thứ nhất, người đó nâng tạ lên vai làm trọng tâm của tạ chuyển từ độ cao h1 30cm lên độ cao h2 = 1,4m (so với mặt đất) trong thời gian = 1,2s. Ở động tác tiếp theo, tạ đƣợc nâng bổng lên độ cao h3 = 1,8m trong thời gian ’ = 2s.
a. Tìm công của trọng lực thực hiện trong hai động tác trên.
b. Công suất của lực cơ bắp mà vận động viên đã sản ra trong từng giai đoạn cử tạ là bao nhiêu?
V v
Bài 6: Nước từ mặt đập nhà máy thuỷ điện cao 80m chảy qua ống dẫn vào tua bin với lưu lượng 20m3/s. Biết hiệu suất của tua bin H = 0,6. Tìm công suất phát điện của tua bin.
Bài 7: Một vật có khối lƣợng m = 3kg đƣợc đặt ở một vị trí trong trọng trường va có thế năng Wt1 = 500J. Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất. Tại đó thế năng của vật bằng Wt2 = - 900J.
a. Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào tới mặt đất?
b. Hãy xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn.
c. Tìm vận tốc của vật khi đi qua vị trí này.
Bài 8: Một lò xo có độ cứng k = 10N/m và chiều dài tự nhiên l0 = 10cm. Treo vào nó một quả cân khối lƣợng m = 100g. Lấy vị trí cân bằng của quả cân làm gốc toạ độ. Tính thế năng tổng cộng của hệ lò xo - quả cân khi quả cân đƣợc giữ sao cho lò xo có chiều dài bằng 5, 10, 20, 30cm. Lấy g = 10m/s2 và bỏ qua khối lƣợng của lò xo.
Bài 9: Một búa máy khối lƣợng 400kg có trọng tâm nằm cách mặt đất 3m.
a. Xác định thế năng trọng trường của búa, nếu chọn gốc toạ độ ở mặt đất.
b. Khi búa đóng cọc, trọng tâm của nó hạ xuống tới độ cao 0,8m. Tìm độ giảm thế năng của búa và vận tốc của búa khi chạm cọc, biết rằng búa đƣợc thả tự do từ độ cao ban đầu. Bỏ qua mọi lực cản.
Bài 10: Một xe khối lƣợng m1 = 1,5kg chuyển động với vận tốc v1 = 0,5m/s đến va chạm vào một xe khác khối lƣợng m2 = 2,5kg đang chuyển động cùng chiều. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc v
= 0,3m/s. Tìm vận tốc ban đầu của xe thứ 2 và độ giảm động năng của hệ hai xe.
2.3 Bài tập thí nghiệm Bài 1: Cho các dụng cụ sau:
- Một mặt phẳng nghiêng
- Một khối gỗ khối lƣợng m đã biết.
- Một chiếc thước có độ chia tới mm.
- Một đồng hồ có kim giây.
Hãy trình bày và giải thích phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lƣợng toả ra khi khối gỗ trƣợt trên mặt phẳng nghiêng không có vận tốc ban đầu.
Bài 2: Cho các dụng cụ sau:
- Một viên bi sắt đặc, đường kính khoảng 2 – 3 cm.
- Một viên bi sáp đặc, to bằng bi sắt, khối lƣợng riêng khoảng 1,2g/cm3. - Một thước đo có độ chia tới mm.
- Một giá đỡ và dây treo.
Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xác định tỉ lệ tiêu hao cơ năng trong va chạm không đàn hồi của hai viên bi.