Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý thầy cô, các em học sinh đang trong quá trình ôn tập bộ Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng Vật lý 10, tài liệu bao gồm 11 trang, tuyển chọn Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng có phương pháp giải chi tiết và bài tập có đáp án (có lời giải), giúp các em học sinh có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình ôn tập, củng cố kiến thức và chuẩn bị cho kì thi môn Vật lý sắp tới. Chúc các em học sinh ôn tập thật hiệu quả và đạt được kết quả như mong đợi. Show Tài liệu Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng gồm nội dung chính sau: - Tóm tắt lý thuyết ngắn gọn Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng. 1. Ví dụ minh họa - Gồm 5 ví dụ minh họa đa dạng có đáp án và lời giải chi tiết Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng. 2. Bài tập và lời giải bài tập tự luyện - Gồm 5 bài tập tự luyện có đáp án và lời giải chi tiết giúp học sinh tự rèn luyện cách giải các dạng Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng. Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:  Bài tập về cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng · Phương pháp giải − Chọn mốc thế năng (nên chọn mốc thế năng tại .mặt đất) − Xác định các giá trị về độ cao hoặc vận tốc đề bài cho rồi theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WB⇒12mvA2+mghA=12mvB2=mghB − Xác định giá trị đề bài cần tính 1. VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Cho một vật có khối lượng m. Truyền cho vật một cơ năng là 37,5J. Khi vật chuyển động ở độ cao 3m vật có Wd=32Wt. Xác định khối lượng của vật và vận tốc của vật ở độ cao đó. Lấy g = 10m/s2 Giải: Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Theo định luật bảo toàn năng lượng: W=Wd+Wt=52Wt⇒W=52mgz⇒m=2W5gz=2.37,55.10.3=0,5kg Ta có: Wd=32Wt⇒12mv2=32mgz⇒v=3.gz≈9,49m/s Câu 2. Một học sinh của trung tâm bôi dưỡng kiến thức Hà Nội đang chơi đùa ở sân thượng trung tâm có độ cao 45m, liền cầm một vật có khối lượng 100g thả vật rơi tự do xuống mặt đất. Lấy g = 10m/s2. a. Tính vận tốc của vật khi vật chạm đất. b. Tính độ cao của vật khi Wđ = 2Wt c. Tính vận tốc của vật khi 2Wđ = 5Wt d. Xác định vị trí để vận có vận tốc 20(m/s) e. Tại vị trí có độ cao 20m vật có vận tốc bao nhiêu f. Khi chạm đất, do đất mềm nên vật bị lún sâu lũcm. Tính lực cản trung bình tác dụng lên vật. Giải: Chọn mốc thế năng tại mặt đất a. Gọi A là vị trí ném, B là mặt đất: vA = 0(m / s); zA = 45(m); zB = 0(m) Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WB⇒mgzA=12mvB2⇒vB=2gzA⇒v=2.10.45=30 m/s b. Gọi C là vị trí: Wd = 2Wt. Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WC⇒WA=3WtC⇒mgzA=3mgzC⇒zA=zC2=453=15 Ω c. Gọi D là vị trí để: 2Wd=5Wt⇒WtD=25WdD Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=Wd⇒WA=75WdD⇒mgzA=75.12mvD2⇒vD=107.gzA ⇒vD=107.10.45≈25,555m/s d. Gọi E là vị trí để vật có vận tốc 20(m/s) Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WE⇒mgzA=mgzE+12mvE2⇒zE=zA−vE22g ⇒zE=45−2022.10=25m Vật cách mặt đất 25m thì vật có vận tốc: 20(m/s) e. Gọi F là vị trí để vật có độ cao 20m Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WF⇒mgzA=mgzE+12mvF2⇒vF=2gzA−zF ⇒vF=2.1045−20=105m/s f. Áp dụng định lý động năng: A=Wdn−WdB=0−12mvB2⇒FC.s=−12mvB2⇒FC=−mvB22s=−0,1.3022.10=−4,5N Câu 3. Một viên bi khối lượng m chuyến động ngang không ma sát với vận tốc 2 m/s rồi đi lên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng 30°. a. Tính quãng đường s mà viên bi đi được trên mặt phẳng nghiêng b. Ở độ cao nào thì vận tốc của viên bi giảm còn một nửa. c. Khi vật chuyển động được quãng đường là 0,2 m lên mặt phẳng nghiêng thì vật có vận tốc bao nhiêu. Chọn mốc thế năng tại A, giả sử lén đến B vật dùng lại
b. Gọi C là vị trí mà vận tốc giảm đi một nửa tức là còn 1 m/s Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WB⇒12mvA2=mgzC+12mvC2⇒zC=12gvA2−vC2 ⇒zC=12.1022−12=0,15m Vật chuyển động được một quãng đường: s=zCsin300=0,3m c. Khi vật đi được quãng đường 0,2m thì vật có độ cao: zD=s/.sin300=0,2.12=0,1m Theo định luật bảo toàn cơ năng: WA=WD⇒12mvA2=mgzD+12mvD2⇒vD=vA2−2gzD W ⇒vD=22−2.10.0,1=2m/s Bài tập Vật lý lớp 10: Định luật bảo toàn cơ năngBài tập Vật lý lớp 10: Định luật bảo toàn cơ năng là tài liệu ôn tập cực kỳ bổ ích dành cho các em học sinh củng cố và trau dồi kiến thức qua từng bài học một cách hiệu quả. Hi vọng tài liệu này sẽ giúp các em học tốt môn Vật lý 10. Mời các em cùng tham khảo.
BÀI TẬP BẢO TOÀN 3: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNGBài 1: Một hòn bi nhỏ khối lượng m = 50g lăn không vận tốc đầu từ điểm A có độ cao h dọc theo một đường rãnh trơn ABCDE có dạng như hình bên. Phần BCDE có dạng một đường tròn bán kính R = 30cm. Bỏ qua ma sát. 1. Tính thế năng của hòn bi tại vị trí M trên cung BCD, xác định bởi góc α. Chọn mốc tính thế năng là mặt phẳng nằm ngang: a) qua B b) qua D 2. Tính vận tốc của hòn bi và lực do hòn bi nén lên đường rãnh tại M, nếu h = 1m và α = 600. 3. Tìm giá trị nhỏ nhất của h để hòn bi có thể vượt qua hết phần hình tròn BCDE của rãnh. Lấy g = 10m/s2. ĐS: 1a) mgR(1 + cosα); b) mgR(cosα - 1) 2) v = 3,32m/s; Q = 1,58N 3) hmin = 0,75m Bài 2: Quả cầu nhỏ khối lượng m treo ở đầu sợi dây chiều dài l, đầu trên cố định. Từ vị trí cân bằng truyền cho quả cầu vận tốc v0 theo phương ngang a. Tính vận tốc và lực căng dây tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α. b. Biết ĐS: Bài 3: Trên hình bên, sợi dây dài l = 120 cm và khoảng cách d đến chốt cố định N là 75 cm. Khi quả cầu được thả từ vị trí bên hình vẽ với vận tốc đầu bằng không, nó sẽ đi theo cung tròn đứt quãng. a) Hỏi tốc độ của nó là bao nhiêu khi nó đi qua điểm cao nhất sau khi dây vướng vào chốt. (g = 10m/s2) b) Hỏi như trên nhưng chốt cách O một đoạn d = 45cm. ĐS: a. √6 m/s (dây còn căng); b. 1,2√5 m/s (dây chùng) Bài 4: Một quả cầu treo vào đầu một sợi dây nhẹ. Truyền cho quả cầu một vận tốc đầu theo phương ngang từ vị trí cân bằng. Khi dây treo nghiêng góc α = 300 so với phương thẳng đứng, gia tốc quả cầu có hướng nằm ngang. Tìm góc nghiêng cực đại của dây. ĐS: Bài 5: Cho cơ hệ như hình vẽ, m1 = 1,5kg; m2 = 0,45kg, l1 = 0,6m; l2 = 1m. Cần đưa B nghiêng một góc α nhỏ nhất bằng bao nhiêu để sau khi buông tay A có thể nhấc ra khỏi bàn. ĐS: 600 Bài 6: Vật nặng m treo vào điểm cố định C bằng một sợi dây có chiều dài 50cm. Tại vị trí ban đầu A dây treo hợp với thẳng đứng một góc α = 600, người ta truyền cho vật vận tốc v0 = 3,5m/s nằm trong mặt phẳng thẳng đứng hướng xuống vuông góc với sợi dây. a. Xác định vận tốc của vật tại vị trí lực căng dây bằng không. b. Xác định thời gian chuyển động của vật kể từ lúc lực căng dây bằng không đến lúc dây căng trở lại. ĐS: a. 1,57m/s; b. 0,55s Bài 7: Cho hệ thống như hình vẽ: m1 = 1kg, m2 = 1,5kg. Bỏ qua ma sát, khối lượng dây và ròng rọc. Thả cho hệ chuyển động vật m1 khi đi lên hay đi xuống? Khi vật m1 di chuyển 1m, tìm độ biến thiên thế năng của hệ, suy ra công của trọng lực. Cho g = 10m/s2. ĐS: 2,5J Bài 8: Trên mặt bàn nằm ngang có một miếng gỗ khối lượng m bị khoét ¼ hình tròn bán kính R như hình vẽ. Một vật nhỏ khối lượng m chuyển động với vận tốc v0 hướng đến miếng gỗ. Bỏ qua mọi ma sát. a. Tìm điều kiện để mẫu sắt vượt qua B và các thành phần vận tốc của vật nhỏ theo phương ngang và phương thẳng đứng khi đó b. Giả sử mẫu sắt vượt quá B. Trong giai đoạn tiếp theo, miếng gỗ và vật nhỏ chuyển động thế nào? c. Sau khi vật nhỏ trở về độ cao R thì hai vật chuyển động thế nào? Tìm các vận tốc cuối của hai vật. d. Cho v0 = 5m/s; R = 0,125m; g = 10m/s2. Tìm độ cao tối đa mà vật nhỏ đạt được. ĐS: a. b. ... sau đó vật nhỏ rơi trúng lại điểm B c. ... gần như ban đầu d. 0,625m Bài 9: Một bán cầu tâm O bán kính R đặt cố định trên mặt phẳng ngang. Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A của bán cầu. Bỏ qua mọi ma sát. a. Tìm góc b. Khi rơi xuống đất, vật va chạm đàn hồi (như phản xạ gương phẳng). Tính độ cao tối đa vật đạt được so với mặt đất. ĐS: a. cosα = 2/3; b. h = 23R/27 Bài 10: Một thanh nhẹ AB, đầu B có gắn một quả cầu nhỏ khối lượng m đầu A được giữ bằng một bản lệ cố định. Ban đầu thanh nằm theo phương thẳng đứng và m dựa vào M. Đẩy nhẹ cho hệ dịch chuyển sang phải. Hãy tính tỉ số M/m để m tách khỏi M khi thanh làm với phương ngang một góc α. Áp dụng với α = 300. Bỏ qua ma sát. ĐS: Bài 11: Hai quả tạ nhỏ giống nhau A và B được nối với nhau bằng dây không giãn, chiều dài l, khối lượng không đáng kể. Lúc ban đầu tạ B ở độ cao và chiều cao của bàn cũng là l. Thả cho tạ B rơi và nó kéo A trượt không ma sát trên bàn. Sau khi va chạm vào sàn, tạ B đứng yên còn tạ A bay xa bàn. a. Chứng tỏ sau khi rời bàn, A chuyển động ném ngang (lực căng dây bằng 0) b. Ở độ cao nào của A thì dây căng lại. ĐS: l/3. Bài 12: Một vật m = 100g rơi tự do từ độ cao h lên một lò xo nhẹ độ cứng k = 80N/m. Biết lực nén cực đại của lò xo lên sàn là N = 10N, chiều dài lò xo khi tự do là l = 20cm. Tính h ĐS: 70cm Bài 13: Một vật khối lượng m treo vào lò xo có độ cứng k và đặt lên một giá đỡ như hình vẽ. Ở thời điểm đầu lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ chuyển động xuống với gia tốc a (a < g) a. Sau bao lâu vật rời giá đỡ? Khi này vận tốc vật là bao nhiêu? b. Độ giãn cực đại của lò xo là bao nhiêu? ĐS: Bài 14: Cho cơ hệ như hình vẽ. Tác dụng một lực F thẳng đứng lên m1 như thế nào để m2 có thế nhấc lên khỏi mặt đất. ĐS: F > (m1 + m2)g |
