Dạng bài tập về Động năng, thế năng và bảo toàn cơ năng
Dạng 2: Động năng, thế năng và bảo toàn cơ năng
Bài tập 1: Một vật khối lượng m = 30,0 kg được kéo từ mặt đất (được chọn làm gốc thế năng) lên đến một vị trí xác định có độ cao h = 40,0 m. Biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/s$^{2}$
a) Tính thế năng của vật khi ở mặt đất và khi ở độ cao h.
b) Tính công mà vật nhận được trong quá trình kéo vật từ mặt đất lên vị trí xác định nói trên.
Bài tập 2: Một vật khối lượng m = 200 g được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu vo = 15,0 m/s từ một điểm có độ cao h = 20,0 m so với mặt đất nằm ngang (là mốc thế năng). Biết gia tốc rơi tự do tại nơi ném vật là g = 9,80 m/s$^{2}$. Vật đạt độ cao cực đại so với mặt đất là H = 30,0 m và tiếp đất với vận tốc v = 22,0 m/s.
a) Tính cơ năng ban đầu của vật.
b) Tính cơ năng của vật khi nó đạt độ cao cực đại so với mặt đất và khi nó tiếp đất.
c) Tính công mà vật thực hiện lên không khí trong giai đoạn vật đi lên và trong giai đoạn vật rơi xuống.
Bài tập 3: Động cơ xăng của ô tô có hiệu suất là 27%. Điều này có nghĩa là chỉ 27% năng lượng được lưu trữ trong nhiên liệu của ô tô được sử dụng để ô tô chuyển động (sinh công thắng lực ma sát).
a) Biết một lít xăng dự trữ năng lượng 30 MJ. Năng lượng trong 1 lít xăng mà ô tô sử dụng được để chuyển động là bao nhiêu MJ?
b) Một ô tô dùng 1 lít xăng đi được 7 km với vận tốc không đổi 10 m/s. Tính độ lớn lực ma sát tác dụng lên ô tô.
Bài tập 1:
a) Thế năng của vật ở mặt đất (h = 0) là
Wo = mg.h = 0
Thế năng của vật ở độ cao h = 40 m là
Wh = mgh = 30.9,8.40 = 11760 J
b) Công mà vật nhận được chính là công truyền cho vật làm thay đổi thế năng từ Wo đến Wh, do đó:
A = Wh - Wo = mgh = 11760 J
Bài tập 2:
a) Cơ năng ban đầu của vật
$W_{o}=\frac{1}{2}mv_{o}^{2}+mgh=\frac{1}{2}.0,2.15^{2}+0,2.9,8.20=61,7J$
b) Cơ năng của vật khi nó ở độ cao cực đại so với mặt đất
WH=mgH = 0,2.9,8.30 = 58,8J
Cơ năng của vật lúc tiếp đất
$W_{c}=\frac{1}{2}mv^{2}=\frac{1}{2}.0,2.22^{2}=48,4J$
c) Công mà vật thực hiện lên không khí bằng độ giảm cơ năng nên công mà vật truyền vào không khí trong các giai đoạn đi lên (A1) và đi xuống (A2) là:
A1=Wo−WH=2,9J
A2=WH−WV=10,4J
Bài tập 3:
a) Năng lượng trong 1 lít xăng mà ô tô sử dụng được để chuyển động là
Wci = 30.27% = 8,1 MJ
b) Xe chuyển động với vận tốc không đổi nên công của lực ma sát có độ lớn bằng công của lực phát động làm ô tô chuyển động và bằng chính năng lượng có ích nhưng có dấu “-”
$A_{F_{ms}}=F_{ms}.v \Rightarrow-8,1.10^{6}=F_{ms}.\frac{7000}{10}$
$\Rightarrow F_{ms}=-1,15.10^{4}N$
Độ lớn lực ma sát là: $F_{ms}=1,15.10^{4}N$
Xem toàn bộ: Đề cương ôn tập Vật lí 10 cánh diều học kì 2
Giải những bài tập khác
Giải bài tập những môn khác
Giải SGK 10 KNTT
Giải SGK 10 CTST
Giải SGK 10 Cánh diều
Giải SBT lớp 10 kết nối tri thức
Giải SBT lớp 10 chân trời sáng tạo
Giải SBT lớp 10 Cánh diều
Giải chuyên đề học tập 10 Kết nối tri thức
Giải chuyên đề học tập 10 Chân trời sáng tạo
Giải chuyên đề học tập 10 Cánh diều
Trắc nghiệm 10 Kết nối tri thức
Trắc nghiệm 10 Chân trời sáng tạo
Trắc nghiệm 10 Cánh diều
Bình luận