CHU DE 5. CO NANG DINH LUAT BAO TOAN CO NANG là tài liệu môn Vật Lý trong chương trình Lớp 10 được cungthi.vn tổng hợp và biên soạn. Tạo nguồn tài liệu giúp các bạn trong việc ôn tập
Những địa chỉ uy tín để bạn mua sách
Nội dung tóm tắt
I. KIẾN THỨC:
1. Động năng: Wđ =mv2
2. Thế năng: Wt = mgz
3.Cơ năng: W = Wđ +Wt = mv2 + mgz
* Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng
- Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất và tại chân mặt phẳng nghiêng).
- Tính cơ năng lúc đầu ( ), lúc sau ()
- Áp dụng: W1 = W2
- Giải phương trình trên để tìm nghiệm của bài toán.
Chú ý: chỉ áp dụng định luật bảo toàn cơ năng khi hệ không có ma sát ( lực cản) nếu có thêm các lực đó thì Ac = W = W2 – W1. ( công của lực cản bằng độ biến thiên cơ năng).
B.BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10m/s2. Hãy tính:
a. Độ cao h.
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng.
Giải
a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất ( tạiB).
+ Cơ năng tại O ( tại vị trí ném vật): W (O) =
Cơ năng tại B ( tại mặt đất).
W(B) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng.
W(O) = W(B).
= h =
b.Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
Gọi A là độ cao cực đại mà vật đạt tới.
+ Cơ năng tại A
Cơ năng tại B
W(B) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W(A) = W(B)
= H=.
c. Gọi C là điểm mà Wđ(C) = 3Wt (C)
- Cơ năng tại C:
W(C) = Wđ(C) + Wt (C) =Wđ(C) +Wđ(C)/3 = 4/3Wđ(C) =
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W(C) = W(B) =
Bài 2: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s, lấy g = 10m/s2.
a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt.
c/ Xác định vận tốc của vật khi Wđ = Wt.
d/ Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất.
Giải
- Chọn gốc thế năng tạ mặt đất.
+ Cơ năng tại O
W (O) =
+ Cơ năng tại A
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W (O) = W(A)
Suy ra:
b/ Tìm h1 để ( Wđ1 = 3Wt3)
Gọi C là điểm có Wđ1 = 3Wt3
+ Cơ năng tại C
W(C) = 4Wt1 = 4mgh1
Theo định luật BT cơ năng
W(C) = W(A)
Suy ra:
c/ Tìm v2 để Wđ2 = Wt2
Gọi D là điểm có Wđ2 = Wt2
+ Cơ năng tại D
W(D) = 2Wđ2 = mv22
Theo định luật BT cơ năng
W(D) = W(A)
d/ Cơ năng tại B : W(B) =
Theo định luật BT cơ năng
W(B) = W(A)
Bài 3: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất.
a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật
b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được.
c) Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng?
d) Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?
Giải
a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
- Động năng tại lúc ném vật:
- Thế năng tại lúc ném :
- Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật:
b) Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
c)
d)
Bài 4: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s. Bỏ qua sức cản của không khí và lấy g = 10ms-2.
1. Tìm cơ năng của vật.
2. Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được.
3. Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó.
4. Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó.
Giải
Chọn gốc thế năng tại A là vị trí ném vật (ở mặt đất): WtA = 0
1. Tìm W = ?
Ta có W = WA = WđA = mv = .0,2.900 = 90 (J)
2. hmax =?
Gọi B là vị trí cao nhất mà vật đạt được: vB = 0
Cơ năng của vật tại B: WB = WtB = mghmax
Theo định luật bảo toàn cơ năng: WB = WA => mghmax= mv
=> hmax = = 45m
3. WđC = WtC => hC, vc =>
Gọi C là vị trí mà vật có động năng bằng thế năng: WđC = WtC
=> WC = WđC + WtC = 2WđC = 2WtC
Theo định luật bảo toàn cơ năng: WC = WB
+ 2WtC = mghmax <=> 2mghC = mghmax=> hC = hmax= 22,5m
+ 2WđC = mghmax<=>2. mv= mghmax=> vC = = 15ms-1
4. WđD = 3WtD => hD = ? vD = ?
C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu hỏi 1: Một ô tô bắt đầu chạy lên dốc với vận tốc 18m/s thì chết máy. Dốc nghiêng 200 đối với phương ngang và hệ số ma sát trượt giữa các bánh xe với mặt đường là 0,3. Sau khi chạy lên dốc, xe chạy giật lùi trở xuống đến cuối dốc với vận tốc bằng:
A. 18m/s B. 15m/s C. 5,6m/s D. 3,2m/s
Câu hỏi 2: Khi cung cấp cho vật khối lượng m1 vận tốc ban đầu v1 = 4m/s thì nó sẽ trượt được đoạn đường dài 2m trên mặt phẳng ngang rồi dừng lại do có ma sát. Nếu cung cấp cho vật khối lượng m2 = 2m1 vận tốc ban đầu v2 = 6m/s để m2 cũng trượt trên mặt phẳng ngang đó thì khi dừng lại m2 đã trượt được đoạn đường bằng:
A. 3m B. 3,5m C. 4m D. 4,5m
Câu hỏi 3: Một vật đang chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 8m/s thì lên dốc cao 0,8m rồi
tiếp tục chạy trên mặt phẳng ngang như hình vẽ, mặt phẳng ngang có hệ số ma sát là 0,6.
Lấy g = 10m/s2, hỏi nó chuyển động được bao xa trên mặt phẳng ngang thì dừng, coi chiều
dài dốc không đáng kể so với quãng đường nó chuyển động được ở mặt phẳng ng
