Lí thuyết và bài tập Vật lí Lớp 10 - Sách Chân trời sáng tạo

Nội dung text: Lí thuyết và bài tập Vật lí Lớp 10 - Sách Chân trời sáng tạo

1. VẬT LÝ 10 BÀI 1 NĂNG LƯỢNG VÀ CƠNG I NĂNG LƯỢNG Năng lượng cĩ ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta và tồn ại ở nhiều dạng khác nhau. Năng lượng cĩ thể chuyển hĩa từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật này sang vật khác. Năng lượng khơng tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ chuyển hĩa từ vật này sang vật khác hoặc tuyền từ dạng này sang dạng khác. Trong hệ SI, năng lượng cĩ đơn vị là joule (J), hoặc một đơn vị thơng dụng khác của năng lượng là calo (cal). Một calo là lượng năng lượng cần thiế để làm tăng nhiệt độ 1g nước lên thêm 10C . 1cal 4,184J II CƠNG CƠ HỌC 1. Cơng của một lực khơng đổi Việc truyền năng lượng cho một vật bằng cách tác dụng lục lên vật làm vật thay đổi trạng thái chuyển động gọi là thực hiện cơng cơ học (gọi tắt là thực hiện cơng) 2. Cơng thức tính cơng VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 1
2. VẬT LÝ 10 - Cơng tối thiểu mà xe đã thực hiện là: Amin P.h mgh A 9600 => m 1200kg gh 10.0,8 Ví dụ 2 : Một người nặng 60 kg đi lên một cầu thang gồm n bậc, mỗi bậc cao 18 cm, dài 24cm. Coi lực mà người này tác dụng lên mỗi bậc thang là khơng đổi trong quá trình di chuyển và lấy gia tốc trọng trường là g = 10 m/s2. Cơng tối thiểu mà người ấy phải di thực hiện bằng 1,62kJ. Tìm số bậc thang n. Hướng dẫn giải - Lực nâng tối thiểu của người này cĩ độ lớn: Fmin P mg  - Độ dịch chuyển của người này là: d AB - Cơng tối thiểu người này phải thực hiện là: Amin Fmin .d.cos Fmin d sin  mgd sin  mgh A 1620 h min 2,7m mg 60.10 2,7 - Số bậc thang: n 15 0,18 Ví dụ 3 : Tính cơng của trọng lực trong hai trường hợp sau: a) Làm hịn đá khối lượng 2,5 kg rơi từ độ cao 20 m xuống đất. b) Làm hịn đá khối lượng 2,5 kg trượt từ đỉnh dốc dài 50 m, cao 20 m xuống chân dốc Biết gia tốc trọng trường là g = 10 m/s2. Hãy nhận xét kết quả tính cơng trong hai trường hợp Hướng dẫn giải a) Khi hịn đá rơi thì trọng lực cùng hướng với chuyển động => Quãng đường bằng độ dịch chuyển => A F.s P.h mgh 2,5.10.20 500J b) Khi hịn đá trượt quãng đường s trên mặt phẳng nghiêng thì cơng của trọng lực: A Px .s P.s.cos - Mà h s.cos A P.h 2,5.10.20 500J - Nhận xét: Trong hai trường hợp thì cơng của trọng lực cĩ giá trị bằng nhau. Ví dụ 4: Một người kéo một thùng hàng khối lượng 150 kg trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây cĩ phương hợp gĩc 300 so với phương thẳng đứng. Biết lực tác dụng lên dây bằng 200N. Tính cơng của lực đĩ khi thùng hàng trượt đi được 2m. VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 3
3. VẬT LÝ 10 - Cơng của lực ma sát: v2 A F .s.cos mg. 0 .cos1800 ms ms 2g mv2 10.102 A 0 500J ms 2 2 Ví dụ 9: Một xe khối lượng 1,5 tấn, khỏi hành sau 15s đạt được tốc độ 54 km/h, chuyển động trên đường nằm ngang cĩ hệ số ma sát  0,02 . Lấy g = 10 m/s2. Tính lực kéo và cơng của động cơ xe trong thời gian đĩ. Hướng dẫn giải - Chọn hệ Oxy như hình vẽ v 15 - Gia tốc của xe là: v v at a 1 m/s2 0 t 15 - Áp dụng định luật II Newton: Fms F N P ma 1 - Chiếu (1)/Oy, ta cĩ: N P 0 N P mg - Chiếu (1)/Ox, ta cĩ: 3 F Fms ma F Fms ma m a g 1,5.10 1 0,02.10 1800N v2 152 - Quãng đường xe đi được sau 15s: v2 v2 2as s 112,5m 0 2a 2.1 - Cơng của động cơ: A F.s.s cos - Do lực kéo của động cơ cùng chiều chuyển động nên 0 A F.s.cos 1800.112,4.1 20,25.104 J Ví dụ 10: Một vật khối lượng m 10kg được kéo lên trên mặt phẳng nghiêng một gĩc 300 so với phương ngang bởi một lực khơng đổi F = 200N dọc theo đường dốc chính. Biết hệ số ma sát là 0,2. Lấy g 10 m/s2 . Hãy xác định các lực tác dụng lên vật và cơng do từng lực thực hiện khi vật di chuyển được quãng đường s = 1 m. Hướng dẫn giải VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 5
4. VẬT LÝ 10 đồ thị (hình bên). Tính cơng của lực. Hướng dẫn giải - Cơng của lực F trong cả quãng đường bằng diện tích giới hạn bởi đồ thị (F, s) trên hình 15 7 .8 - Từ đồ thị, tính được diện tích hình thang: S 88 OABC 2 - Suy ra, cơng A 88J Ví dụ 14: Đồ thị hình 1 biểu diễn lực tác dụng của người cơng nhân thay đổi trong quá trình kéo bao tải trên mặt phẳng nghiêng và độ dịch chuyển trong ứng theo phương của lực. Tính cơng của người cơng nhân. Hướng dẫn giải - Dựa vào đồ thị, quá trình kéo bao tải của người cơng nhân trên mặt phẳng nghiêng được chia thành 6 giai đoạn ▪ Giai đoạn 1: Độ dịch chuyển d1 100cm 1m , lực kéo khơng đổi với độ lớn 200N - Cơng của người cơng nhân ở giai đoạn 1: A1 F1.d1 200J ▪ Giải đoạn 2: Độ dịch chuyển d2 0 , lực kéo tăng lên đến 300 N - Cơng của người cơng nhân ở giai đoạn 2: A2 0 J ▪ Giai đoạn 3: Độ dịch chuyển d3 50cm 0,5m , lực kéo khơng đổi với độ lớn 300N - Cơng của người cơng nhân ở giai đoạn 3: A3 F3.d3 300.0,5 150J ▪ Giai đoạn 4: Độ dịch chuyển d4 0 , lực kéo giảm xuống cịn 100N. - Cơng của người cơng nhân ở giai đoạn 4: A4 0J ▪ Giai đoạn 5: Độ dịch chuyển d5 50cm 0,5m , lực kéo khơng đổi cĩ độ lớn 100N - Cơng của người cơn nhân ở giai đoạn 5: A5 F5.d5 100.0,5 50J ▪ Giai đoạn 6: Độ dịch chuyển d6 0 , lực kéo giảm về 0 - Cơng của người cơng nhân ở giai đoạn 6: A6 0J - Cơng người cơng nhân thực hiện trong cả quá trình là: A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 = 400 J Ví dụ 15 (SBT KNTT): Một người y tá đẩy bệnh nhân nặng 87 kg trên chiếc xe băng ca nặng 18 kg làm cho bệnh nhân và xe băng ca chuyển động thẳng trên mặt sàn nằm ngang với gia tốc khơng đổi là 0,55 m/s2 (hình 23.3). Bỏ qua ma sát giữa bánh xe và mặt sàn. VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 7
5. VẬT LÝ 10 từ chân đến đỉnh thang. b) Đáp án của câu a cĩ phụ thuộc vào tốc độ của người kĩ sư trong quá trình leo hay khơng ? Hướng dẫn giải a) Cơng của trọng lực tác dụng vào kĩ sư khi trèo lên hết thang: AP mgl cos 2021,25J (l là chiều dài của thang) b) Khơng phụ thuộc vào việc tốc độ thay đổi như thế nào trong quá trình leo thang Ví dụ 19 ( SBT CTST): Một chiếc đàn piano cĩ khối lượng 380 kg được giữ cho trượt đều xuống một đoạn dốc dài 2,9 m, nghiêng một gĩc 100 so với phương ngang. Biết lực do người tác dụng cĩ phương song song với mặt phẳng nghiêng như hình. Bỏ qua ma sát. Lấy g 9,8 m / s2 . Hãy xác định. a) lực do người tác dụng lên đàn piano. b) cơng của lực do người tác dụng lên đàn piano. c) cơng của trọng lực tác dụng lên đàn piano. d) tổng cơng của tất cả các lực tác dụng lên đàn piano. Hướng dẫn giải a) Lực do người tác dụng lên đàn piano: F mg sin 646,67N b) Cơng do người đàn ơng thực hiện: AF F.d.cos 1875,33J 0 c) Cơng của trọng lực: AP mgd cos 90 1875,33J d) Tổng cơng thực hiện lên đàn piano: A AF AP AN 0 Ví dụ 20 ( SBT CTST): Trong một trị chơi kéo co, hai đội cùng kéo trên một sợi dây và lúc này gần như lực kéo của hai đội đang cân bằng nhau (xem hình). Lực do hai đội tác dụng lên dây cĩ sinh cơng khơng ? Cơng mỗi đội tác dụng lên mặt đất bằng bao nhiêu ? Cĩ tồn tại cơng trên vất cứ vật gì khơng ? VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 9
6. VẬT LÝ 10 B. F1 khơng sinh cơng, F2 sinh cơng dương. C. Cả hai lực đều sinh cơng dương. D. Cả hai lực đều sinh cơng âm. Câu 6: (SBT CTST): Vật dụng nào sau đây khơng cĩ sự chuyển hĩa từ điện năng sang cơ năng? A. Quạt điện. B. Máy giặt.C. Bàn là. D. Máy sấy tĩc. Câu 7: Đơn vị nào sau đây là đơn vị của cơng? A. N/m. B. cal. C. N/s. D. kg.m2 /s. Câu 8: (SBT CTST): Phát biểu nào sau đây là khơng đúng khi nĩi về cơng của một lực? A. Cơng là đại lượng vơ hướng. B. Lực luơn sinh cơng khi điểm đặt của lực tác dụng lên vật dịch chuyển. C. Trong nhiều trường hợp, cơng cản cĩ thể cĩ lợi. D. Giá trị của cơng phụ thuộc vào gĩc hợp bởi vecto lực tác dụng lên vecto độ dịch chuyển. Câu 9: (SBT CTST): Một thùng các tơng được kéo cho trượt theo phương ngang bằng một lực F như hình. Nhận định nào sau đây về cơng của trọng lực P và phản lực N khi tác dụng lên thùng các tơng là đúng? A. AN AP . B. AN AP .C. AN AP 0 . D. AN AP 0. Câu 10: (SBT CTST): Cho ba lực tác dụng lên viên gạch đặt trên mặt phẳng nằm ngang như hình. Cơng thực hiện bởi các lực F1, F2 và F3 khi viên gạch dịch chuyển một quãng đường d là A1, A2 và A3 . Biết rằng viên gạch chuyển động sang bên trái. Nhận định nào sau đây là đúng? A. A1 0, A2 0, A3 0. B. A1 0, A2 0, A3 0 . C. A1 0, A2 0, A3 0. D. A1 0, A2 0, A3 0 . Câu 11: Chọn câu Sai. A. Cơng của lực cản âm vì 900 > 00. C. Vật dịch chuyển theo phương nằm ngang thì cơng của trọng lực bằng khơng. D. Vật dịch chuyển trên mặt phẳng nghiêng cơng của trọng lực cũng bằng khơng. Câu 12: Cơng cĩ thể biểu thị bằng tích của A. năng lượng và khoảng thời gian. B. lực và quãng đường đi được. VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 11
7. VẬT LÝ 10 Câu 22: Một người kéo một thùng gỗ trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây hợp với phương ngang một gĩc 60o, lực tác dụng lên dây là 100 N, cơng của lực đĩ khi thùng gỗ trượt đi được 20 m là A. 1 KJ. B. 100 J. C. 100 KJ. D. 10 KJ. Câu 23:Một người kéo một hịm gỗ trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây hợp với phương ngang gĩc 300. Lực tác dụng lên dây bằng 150 N. Cơng của lực đĩ khi hịm trượt 20 m bằng A. 1895 J. B. 2985 J.C. 2598 J. D. 1985 J. Câu 24: Một vật cĩ khối lượng m 3kg rơi tự do từ độ cao h khơng vận tốc đầu, trong thời gian 5s đầu vật vẫn chưa chạm đất. Lấy g 10 m/s2. Trọng lực thực hiện một cơng trong thời gian đĩ bằng A. 3750 J. B. 375 J. C. 7500 J. D. 150 J. Câu 25:Ở thời điểm t0 0, một vật cĩ khối lượng m 8kg rơi ở độ cao h 180m khơng vận tốc đầu, lầy g 10 m/s2. Trọng lực thực hiện một cơng trong 2 giây cuối bằng A. 7200 J. B. 4000 J.C. 8000 J. D. 14400 J. Câu 26: Một người dùng tay đẩy một cuốn sách với lực 5N trượt một khoảng dài 0,5m trên mặt bàn nằm ngang khơng ma sát, lực đẩy cĩ phương là phương chuyển động của cuốn sách. Người đĩ đã thực hiện một cơng là: A. 2,5J. B. – 2,5J. C. 0. D. 5J. Câu 27: Một vật khối lượng 2kg bị hất đi với vận tốc ban đầu cĩ độ lớn bằng 4m/s để trượt trên mặt phẳng nằm ngang. Sau khi trượt được 0,8 m thì vật dừng lại. Cơng của lực ma sát đã thực hiện bằng: A. 16J.B. – 16J. C. -8J. D. 8J. Câu 28: Một tàu thủy chạy trên song theo đường thẳng kéo một sà lan chở hàng với lực khơng đổi 5.103N, thực hiện cơng là 15.106J. Sà lan đã dời chỗ theo phương của lực một quãng đường:. A. 300m.B. 3000m. C. 1500m. D. 2500m. Câu 29: Một vật khối lượng m = 3kg được kéo lên trên mặt phẳng nghiêng một gĩc 30 0 so với phương ngang bởi một lực khơng đổi 50N dọc theo đường dốc chính, bỏ qua mọi ma sát, cơng của lực kéo thực hiện độ dời 1,5m là: A. 7,5J. B. 50J.C. 75J. D. 45J. Câu 30: Một vật cĩ khối lượng 100g trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng dài 4m, gĩc nghiêng 600 so với mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 13
8. VẬT LÝ 10 1.D 2.A 3.D 4.C 5.C 6.C 7.B 8.B 9.C 10.A 11.D 12.B 13.A 14.C 15.B 16.B 17.D 18.B 19.C 20.D 21.D 22.A 23.C 24.A 25.C 26.A 27.B 28.B 29.C 30.C 31.A 32.B 33.D 34.D 35.B 36.C 37.B VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 15
9. VẬT LÝ 10 Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Động cơ của một thang máy tác dụng lực kéo 20000 N để thang máy chuyển động thẳng lên trên trong 20s và quãng đường đi được tương ứng là 18 m. Tìm cơng suất trung bình của đơng cơ. Hướng dẫn giải A F.s 20000.18 - Ta cĩ: P 18000 W t t 20 Ví dụ 2: Một người kéo đều một thùng nước khối lượng m từ giếng sâu 12 m trong thời gian 10s. Cho cơng suất của người kéo bằng 144 W và lấy g = 10 m/s2. Tìm m Hướng dẫn giải - Vì kéo đều nên vật chuyển động thẳng đều: s 12 v 1,2 m/s ; F P mg t 10 P 144 - Cơng suất của người kéo: P F.v mgv m 12kg gv 10.1,2 Ví dụ 3: Người ta muốn nâng một kiện hàng nặng 150 kg lên cao 10 m với vận tốc khơng đổi trong thời gian 5s. Lấy g = 10 m/s2. Cĩ ba động cơ với cơng suất khác nhau: 2 kW; 3,2 kW và 8 kW . Hỏi dùng động cơ nào thích hợp ? Hướng dẫn giải - Ta cĩ: A P.h mgh 150.10.10 15000J A 15000 - Cơng suất: P 3000W 3kW t 3 - Dùng động cơ 3,2 kW là thích hợp. Động cơ 2kW khơng đủ khả năng nâng vật. Động cơ 8 kW sẽ nâng vật lên quá nhanh. Ví dụ 4 (SBT KNTT): Trên cơng trường xây dưng, một người thợ sử dụng động cơ điện để kéo một khối gạch nặng 85 kg lên độ cao 10,7 m trong thời gian 23,2s. Giả thiết khối gạch chuyển động đều. Tính cơng suất tối thiểu của động cơ. Lấy g = 9,8 m/s2. Hướng dẫn giải - Cơng tối thiểu để động cơ kéo khối gạch lên 10,7 m là: A mgh 85.9,8.10,7 8913,1J A 8913,1 - Cơng suất tối thiểu của động cơ: P 384,2W t 23,2 VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 17
10. VẬT LÝ 10 - Lực kéo của động cơ máy bay trong từng trường hợp P 286464 + Ở tốc độ 308 km/h (v1 85,6m / s ): F1 3346,5N v1 85,6 P 286464 + Ở tốc độ 1005 km/h (v2 279,2m / s ): F2 1026N v2 279,2 P 286464 + Ở tốc độ 968 km/h (v2 268,9m / s ): F3 1065,3N v3 268,9 Ví dụ 9 (SBT CTST): Cơng suất sử dụng điện trung bình của một gia đình là 0,5 kW. Biết năng lượng mặt trời khi chiếu trực tiếp đến bề mặt của pin măt trời nằm ngang cĩ cơng suất trung bình là 100W trên một mét vuơng. Giải sử chỉ cĩ 15% năng lượng mặt trời được chuyển thành năng lượng cĩ ích (điện năng). Hỏi cần một diện tích bề mặt pin mặt trời là bao nhiêu để cĩ thể cung cấp đủ cơng suất điện cho gia đình này ? Hướng dẫn giải - Cơng suất điện năng cĩ ích tạo ra trên 1 m2 pin năng lượng mặt trời 100.15% 15W - Diện tích bề mặt pin mặt trời cần sử dụng là: 500 S 33,3m2 15 Ví dụ 10 (SBT CTST): Một thang máy cĩ khối lượng 500kg chuyển động đều với tốc độ 4 m/s. Tính cơng suất trung bình của hệ thống kéo thang máy. Lấy g = 10 m/s2. Hướng dẫn giải - Lực kéo tác dụng lên thang máy: F mg 5000N - Cơng suất trung bình P F.v 20000W Ví dụ 11 (CTST): Máy nâng chuyên dụng cĩ cơng suất khơng đổi P 2kW được sử dụng để vận chuyển các thùng hàng nặng lên độ cao 4 m so với mặt đất. Giả sử vật được nâng với tốc độ khơng đổi. Hãy so sánh tốc độ nâng vật và thời gian nâng trong hai trường hợp: vật nặng 500 kg và vật năng 1000 kg. Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2. Hướng dẫn giải VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 19
11. VẬT LÝ 10 F P ma 1 - Chọn chiều (+) thẳng đứng hướng lên - Chiếu (1)/(+), ta cĩ: F P ma F m a g 24000N - Vì lực nâng cùng hướng với chuyển động nên độ dịch chuyển d cĩ độ lớn bằng quãng đường đi được s. 1 1 s at 2 .22.52 25m 2 2 - Cơng của lực nâng thực hiện: A F.d 600000J - Cơng suất trung bình của lực nâng của cần cẩu: A 600000 P 120000W 120kW t 5 b) Cơng suất tức thời: Pt F.vt 24000.10 240000W 240kW Ví dụ 17: - Trái tim một người bình thương trung bình một tháng (30 ngày) thực hiện một cơng bằng 7776 kJ. Tìm cơng suất trung bình của trái tim. - Nếu một người bình thường sống 80 tuổi thì trái tim đã thực hiện cơng bằng bao nhiêu ? Một ơ tơ tải cĩ cơng suất 3.105 W thực hiện cơng bằng người này trong thời gian bao lâu ? Hướng dẫn giải A 7776.1000 - Cơng suất trung bình của trái tim: P 3W t 30.24.3600 - Ta cĩ: A P.t 3.80.365.24.3600 756,864.107 J - Thời gian ơ tơ tải thực hiện cơng này: A 75,864.107 t 25228,8s 7,008 giờ P 3.105 Ví dụ 18: Khi chuyển động giữa hai điểm A và B cách nhau 2km, tốc độ của đồn tàu cĩ khối lượng 800 tấn tăng từ 54 km/h đến 72 km/h. Xác định cơng suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường đĩ. Cho rằng hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và đường ray là  0,005 , chuyển động của đồn tàu giữa hai điểm AB là chuyển động nhanh dần đều và lấy g = 10 m/s2. Hướng dẫn giải - Chọn hệ Oxy như hình vẽ VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 21
12. VẬT LÝ 10 Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Đơn vị của cơng suất A. J.s. B. kg.m/s. C. J.m. D. W. Câu 2: Đơn vị đo cơng suất ở nước Anh được kí hiệu là HP. Nếu một chiếc máy cĩ ghi 50HP thì cơng suất của máy là A. 36,8kW. B. 37,3kW. C. 50kW. D. 50W. Câu 3: Cơng suất được xác định bằng A. tích của cơng và thời gian thực hiện cơng. B. cơng thực hiện trong một đơn vị thời gian. C. cơng thực hiện đươc trên một đơn vị chiều dài. D. giá trị cơng thực hiện được. Câu 4: Chọn phát biểu sai?. Cơng suất của một lực A. là cơng lực đĩ thực hiện trong 1 đơn vị thời gian. B. đo tốc độ sinh cơng của lực đĩ. C. đo bằng N / ms . D. là cơng lực đĩ thực hiện trên quãng đường 1m. Câu 5: 1Wh bằng A. 3600J. B. 1000J. C. 60J. D. 1CV. Câu 6: Cơng suất tiêu thụ của một thiết bị tiêu thụ năng lượng A. là đại lượng đo bằng năng lượng tiêu thụ của thiết bị đĩ trong một đơn vị thời gian. B. luơn đo bằng mã lực (HP). C. chính là lực thực hiện cơng trong thiết bị đĩ lớn hay nhỏ. D. là độ lớn của cơng do thiết bị sinh ra. Câu 7: Một người cố gắng ơm một chồng sách cĩ trọng lượng 40 N cách mặt đất 1,2 m trong suốt thời gian 2 phút. Cơng suất mà người đĩ đã thực hiện được trong thời gian ơm sách là A. 0,4 W. B. 0 W. C. 24 W. D. 48 W. Câu 8: Một ơ tơ cĩ cơng suất của động cơ là 100kW đang chạy trên đường với vận tốc 36km/h. Lực kéo của động cơ lúc đĩ là A. 1000N. B. 104N. C. 2778N. D. 360N. VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 23
13. VẬT LÝ 10 A. - 15.104N; 333kW. B. - 20.104N; 500kW. C. - 25.104N; 250W. D. - 25.104N; 333kW. Câu 18: Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 500 kg lên cao với gia tốc 0,2 m/s 2 trong khoảng thời gian 5 s. Lấy g = 9,8 m/s2. Bỏ qua sức cản của khơng khí. Cơng và cơng suất trung bình của lực nâng do cần cẩu thực hiện trong khoảng thời gian này lần lượt là A. 12500J; 2500W. B. 5000J; 1000W. C. 12250J; 2450W. D. 1275J; 2550W. Câu 19: Ơ tơ nặng 5 tấn chuyển động thẳng đều với vận tốc 27km/h lên một đoạn dốc nghiêng gĩc 100 với phương ngang. Hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt dốc là 0,08 và gia tốc rơi tự do là 10m/s2. Cơng suất của động cơ ơ tơ trong quá trình lên dốc bằng A. 30000W. B. 94662W. C. 651181W. D. 340784W. Câu 20: Một thang máy khối lượng 1 tấn cĩ thế chịu tải tối đa là 800kg. Khi chuyển động thang máy cịn chịu lực cản khơng đổi là 4. 103N. Hỏi để đưa thang máy lên cao cĩ tải trọng tối đa với vận tốc khơng đổi 3m/s thì cơng suất của động cơ phải bằng bao nhiêu? Lấy g = 9,8m/s2 A. 64920W B. 32460W C. 54000W. D. 55560W. BẢNG ĐÁP ÁN 1.D 2.B 3.B 4.D 5.A 6.A 7.A 8.B 9.B 10.B 11.B 12.A 13.C 14.D 15.C 16.A 17.A 18.A 19.B 20.B VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 25
14. VẬT LÝ 10 1 1 W W mv2 mv2 A đ đ0 2 2 0 Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Cầu thủ bĩng đá người Bồ Đào Nha, Cristiano Ronaldo trong trận đấu gặp Porto ở Champions League, Ronaldo đã thực hiện cú sút vào quả bĩng khối lượng 450 g, quả bĩng đạt tốc độ 102 km/h. Hãy tính động năng của quả bĩng. Hướng dẫn giải 85 - Đổi: m 430g 0,43kg ; v 102km / h m / s 3 2 1 2 1 85 - Động năng của quả bĩng: Wđ mv 0,43. 172,6J 2 2 3 Ví dụ 2: Một thiên thạch cĩ khối lượng 2 tấn bay với tốc độ 100 km/s trong vũ trụ. Tính động năng của thiên thạch này. Hướng dẫn giải - Đổi: 2 tấn 2000kg ; v 100km / s 105 m / s 1 2 1 5 2 12 - Động năng của thiên thạch: Wđ mv .1000. 10 5.10 J 2 2 Ví dụ 3: Một ơ tơ cĩ khối lượng 1,5 tấn đang chuyển động thẳng đều, trong 2 giờ xe đi được quãng đường 72 km. Tính động năng của ơ tơ Hướng dẫn giải - Đổi: 1,5 tấn 1500kg s 72 - Tốc độ của ơ tơ: v 36km / s 10m / s t 2 1 1 - Động năng của ơ tơ: W mv2 .1500.102 75000J đ 2 2 Ví dụ 4 (SBT KNTT): Ngày 11/7/1979, tàu vũ trụ Skylab quay trở lại bàu khí quyển của Trái VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 27
15. VẬT LÝ 10 kéo bởi lực cĩ độ lớn 45 N. Sau khi đi được quãng đường 1,5 m thì lực thực hiện cơng 50J và thùng hàng đạt vận tốc 2,6 m/s. a) Tính gĩc q b) Tính khối lượng của thùng hàng. Hướng dẫn giải A 50 20 a) Cơng của lực kéo: A F.S.cos cos  420 F.S 45.1,5 27 b) Vì bề mặt nhẵn, nêu cơng lực kéo chuyển hĩa hồn tồn thành động năng: 1 2A 2.50 A W A W ' W A mv2 m F 14,8kg F đ F đ đ F 2 v2 2,62 Ví dụ 8: Một xe ơ tơ hỏng phanh đang lao xuống dốc với tốc độ 100 km/h. Rất may ngay đoạn đường xuống dốc cĩ một đường dốc cứu nạn ở gần chân đồi, cĩ gĩc 150 so với phương ngang. a) Hỏi xe phải chạy trên đường cứu nạn một đoạn thối thiểu là bao nhiêu để dừng lại nhất thời ? b) Trong thực tế đường tránh này được rải cát và sỏi. Hãy giải thích tại sao ? Hướng dẫn giải a) Coi đường cứu nạn nhẵn ma sát khơng đáng kể. 250 - Đổi v 100km / h m / s 9 - Độ biến thiên động năng: 2 250 2 2 1 mv v 9 A W Psin150.S 0 mv2 S 152m P đ 2 2Psin150 2g sin150 2.9,8.sin150 b) Trong thực tế đường tránh này được rải cát và sỏi nhiều để gia tăng ma sát giữa lốp xe và mặt đường, giúp xe cĩ thể dừng lại kịp thời đảm bảo an tồn cho tài xế. Ví dụ 9: Một ơ tơ cĩ khối lượng 4 tấn đang chuyển động với vận tốc 72 km/h trên một đoạn đường nằm ngang thì hãm phanh. Sau khi đi được quãng đường 50 m thì vận tốc của ơ tơ VẬT LÝ 10 – HỌC KỲ II 29