Đang tải... (xem toàn văn)
Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10) Chuyên đề và phương pháp giải các định luật bảo toàn ( vật lý lớp 10)
Đề Bài (các định luật bảo toàn) Bài 1: Một bóng có khối lượng m=300g va chạm vào tường nảy trở lại với vận tốc Vận tốc cuả bóng trước va chạm 5m/s Biến thiên động lượng cuả bóng là: A -1,5kgm/s B 1,5kgm/s C 3kgm/s D -3kgm/s m Bài 2: Chọn đáp số Một vật có khối lượng m1 va chạm trực diện với vật m2 = , m1 nằm yên Trước va chạm, vật có vận tốc la v Sau va chạm hồn tồn khơng đàn hồi, hai vật chuyển động với vận tốc v Tỉ số tổng động hai vật trước sau va chạm là: 2 2 2 v 4 v 1 v v A B C D 16. v' v' v' v' Bài 3: Một đại bác có khối lượng , bắn viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10Kg với vận tốc 400m/s Coi lúc đầu, hệ đại bác đạn đứng yên.Vận tốc giật lùi đại bác là: A 1m/s B 2m/s C 4m/s D 3m/s Bài 4: Hiện tượng va chạm đàn hồi: A Sự va chạm mặt vợt cầu lông vào cầu lông B Bắn đầu đạn vào bị cát C Bắn bi-a vào bi-a khác D Ném cục đất sét vào tường Bài 5: Một vật trượt mặt phẳng nghiêng có ma sát, sau lên tới điểm cao nhất, trượt xuống vị trí ban đầu Trong q trình chuyển động trên: A cơng trọng lực đặt vào vật B Công lực ma sát đặt vào vật C xung lượng lực ma sát đặt vào vật D Xung lượng trọng lực đặt vào vật Bài 6: Trong điều kiện nào, sau va chạm đàn hồi, vật đứng yên: A vật có khối lượng vận tốc chọn cách thích hợp va chạm với B Một vật khối lượng nhỏ chuyển động va chạm với vật có khối lượng lớn đứng yên C vật có khối lượng nhau,chuyển động ngược chiều với vận tốc D Không thể xảy tượng Bài 7: Chọn phát biểu sai động lượng: A Động lượng đại lượng động lực học liên quan đến tương tác,va chạm vật B Động lượng đặc trưng cho truyền chuyển động vật tương tác C Động lượng tỷ lệ thuận với khối lượng tốc độ vật D Động lượng đại lượng véc tơ ,được tính tích khối lượng với véctơ vận tốc Bài 8: Một vật có khối lượng 0,5 Kg trượt khơng ma sát mặt phẳng ngang với vận tốc 5m/s đến va chạm vào tường thẳng đứng theo phương vng góc với tường Sau va chạm vật ngược trở lại phương cũ với vận tốc 2m/s.Thời gian tương tác 0,2 s Lực F tường tác dụng có độ lớn bằng: A 1750 N B 17,5 N C 175 N D 1,75 N o Bài 9: Một hịn đá ném xiên góc 30 so với phương ngang với động lượng ban đầu có độ lớn kgm/s từ mặt đất Độ biến thiên động lượng P đá rơi tới mặt đất có giá trị (Bỏ qua sức cản) : A kgm/s B kgm/s C kgm/s D kgm/s Bài 10: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3m/s đến va chạm với vật có khối lượng 2m đứng yên Sau va chạm, vật dính vào chuyển động với vận tốc bao nhiêu? A 2m/s B 4m/s C 3m/s D 1m/s Bài 11: Bắn bi thủy tinh (1) có khối lượng m với vận tốc m/s vào bi thép (2) đứng n có khối lượng 3m Tính độ lớn vận tốc bi sau va chạm? Cho va chạm trực diện, đàn hồi A V1=1,5 m/s ;V2=1,5 m/s B V1=9 m/s;V2=9m/s C V1=6 m/s;V2=6m/s D V1=3 m/s;V2=3m/s Bài 12: Một người nhấc vật có khối lượng kg lên cao 0,5m Sau xách vật di chuyển theo phương ngang đoạn 1m Lấy g =10m/s2 Người thực cơng bằng: A 60 J B 20J C 140 J D 100 J Bài 13: Một động điện cung cấp công suất 15KW cho cần cẩu nâng vật 1000Kg chuyển động lên cao 30m Lấy g=10m/s2 Thời gian để thực cơng việc là: A 20s B 5s C 15s D 10s Bài 14: Động vật tăng : A Vận tốc vật v > B Gia tốc vật a > C Gia tốc vật tăng D Các lực tác dụng lên vật sinh công dương Bài 15: Một vật rơi tự từ độ từ độ cao 120m Lấy g=10m/s2 Bỏ qua sức cản Tìm độ cao mà động vật lớn gấp đôi năng: A 10m B 30m C 20m D 40 m Bài 16: Một người kéo hòm gỗ trượt sàn nhà dây hợp với phương ngang góc 30o Lực tác dụng lên dây 150N Cơng lực hòm trượt 20m bằng: A 2866J B 1762J C 2598J D 2400J Bài 17: Chọn phương án tổng quát : Cơ hệ vật Trái Đất bảo tồn khi: A Khơng có lực cản, lực ma sát B Vận tốc vật không đổi C Vật chuyển động theo phương ngang D Lực tác dụng trọng lực (lực hấp dẫn) Bài 18: Một vật có khối lượng 0,2 kg phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10m/s Lấy g=10m/s2 Bỏ qua sức cản Hỏi vật qng đường 8m động vật có giá trị bao nhiêu? A 9J B 7J C 8J D 6J Bài 19: Một gàu nước khối lượng 10 Kg kéo lên cao 5m khoảng thời gian phút 40 giây Lấy g=10m/s2 Công suất trung bình lực kéo bằng: A 5W B 4W C 6W D 7W Bài 20: Một vật có khối lượng m = kg nằm yên mặt phẳng nằm ngang không ma sát Dưới tác dụng lực N vật chuyển động 10 m Tính vận tốc vật cuối chuyển dời A v = 25 m/s B v = 7,07 m/s C v = 15 m/s D v = 50 m/s Bài 21: Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh dốc dài 10 m, góc nghiêng mặt dốc mặt phẳng nằm ngang 30o Bỏ qua ma sát Lấy g = 10 m/s2 Vận tốc vật chân dốc là: A 10 m/s B 10 m/s C m/s D Một đáp số khác Bài 22: Một viên đạn bay thẳng đứng lên phía với vận tốc 200 m/s nổ thành hai mảnh Hai mảnh chuyển động theo hai phương tạo với đường thẳng đứng góc 60o Hãy xác định vận tốc mảnh đạn A v1 = 200 m/s ; v2 = 100 m/s ; v hợp với v1 góc 60o B v1 = 400 m/s ; v2 = 400 m/s ; v hợp với v1 góc 120o C v1 = 100 m/s ; v2 = 200 m/s ; v hợp với v1 góc 60o D v1 = 100 m/s ; v2 = 100 m/s ; v hợp với v1 góc 120o Bài 23: Một lắc đơn có chiều dài m Kéo cho hợp với phương thẳng đứng góc 45o thả nhẹ Tính độ lớn vận tốc lắc qua vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30o Lấy g = 10 m/s2 A 17,32 m/s B 2,42 m/s C 3,17 m/s D 1,78 m/s Bài 24: Một xe nặng 1,2 chuyển động tịnh tiến đường thẳng nằm ngang có vận tốc thay đổi từ 10m/s đến 20m/s quãng đường 300m Hợp lực lực làm xe chuyển động có giá trị sau A 600N B 300N C 100N D 200N Bài 25: Khi xe chạy lên xuống dốc, lực sau tạo cơng phát động tạo cơng cản? A Thành phần pháp tuyến trọng lực B Lực kéo động C Lực phanh xe D Thành phần tiếp tuyến trọng lực Bài 26: Một vật chuyển động với vận tốc v Nếu hợp lực tác dụng vào vật triệt tiêu động vật A giảm theo thời gian B không thay đổi C tăng theo thời gian D triệt tiêu Bài 27: Tìm phát biểu SAI phát biểu sau Thế trọng trường A ln ln có trị số dương B tuỳ thuộc vào mặt phẳng chọn làm mốc C tỷ lệ với khối lượng vật D sai khác số hai mặt phẳng ngang chọn làm mốc khác Bài 28: Giả sử điểm đặt lực F di chuyển đoạn AB, gọi x góc hợp véc tơ F véc tơ AB Muốn tạo công phát động A x=3/2 B x>/2 C x=/2 D x 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương chọn v < b Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) khơng phương, ta cần sử dụng hệ thức vector: p s = p t biểu diễn hình vẽ Dựa vào tính chất hình học để tìm u cầu tốn c Điều kiện áp dụng định luật bảo tồn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ không - Ngoại lực nhỏ so với nội lực - Thời gian tương tác ngắn - Nếu F ngoai luc hình chiếu F ngoai luc phương khơng động lượng bảo tồn phương BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Hai vật có khối lượng m1 = kg, m2 = kg chuyển động với vận tốc v1 = m/s v2 = m/s Tìm tổng động lượng ( phương, chiều độ lớn) hệ trường hợp : a) v v hướng b) v v phương, ngược chiều c) v v vng góc Giải P P O Chọn chiều dương chiều với v2 a) Động lượng hệ : P2 p= p1+ p2 Độ lớn : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 + 4.1 = kgm/s P O Chiều :cùng chiều với v1 v2 P2 b) Động lượng hệ : p= p1+ p2 P1 P P1 O Độ lớn : p = -m1v1 + m2v2 = -3+4=1 kgm/s P2 Chiều: chiều với v2 c) Động lượng hệ : p= p1+ p2 Độ lớn: p = tan g p12 p 22 = = 4,242 kgm/s p1 0, 75 p2 36,8 Chiều hợp với p2 góc 36,8 Bài 2: Một súng đại bác nằm ngang khối lượng ms = 1000kg, bắn viên đoạn khối lượng mđ = 2,5kg Vận tốc viên đoạn khỏi nịng súng 600m/s Tìm vận tốc súng sau bắn - Hệ súng đạn hệ kín - Động lượng súng chưa bắn pt =0 - Động lượng hệ sau bắn súng là: ps = mS vS mđ vđ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng pt = ps mS vS mđ vđ - Vận tốc súng là: v mđ vđ 1,5(m / s ) mS “Dấu(-) chứng tỏ súng bị giật lùi sau bắn Bài 3.Toa tàu thứ chuyển động với vận tốc v1=15m/s đến va chạm với toa tàu thứ đứng yên có khối lượng gấp đôi toa tàu thứ Sau va chạm toa tàu móc vào chuyển động Tính vận tốc toa sau va chạm Giải - Xem hệ hai toa tàu hệ cô lập -Động lượng trước va chạm pt m1 v1 - Động lượng sau va chạm ps (m1 m2 )v -Áp dụng địmh luật bảo toàn động lượng hệ pt = ps m1.v1 (m1 m2 )v v phương với vận tốc v1 - Vận tốc toa là: v m1.v1 m v 15 v1 5m / s m1 m2 3m1 3 Bài 4: Một vật có khối lượng 25kg rơi nghiêng góc 600so với đường nằm ngang với vận tốc 36km/h vào xe goong chứa cát đứng đường ray nằm ngang Cho khối lượng xe 975kg Tính vận tốc xe goong sau vật cắm vào v1 v2 -Động lượng hệ lúc đầu: p1 m1 v1 -Động lượng hệ sau vật rơi vào xe p2 (m1 m2 )v2 -Định luật bảo toàn động lượng: p1 p1 m1 v1 (m1 m2 )v2 (*) -Chiếu (*)lên phương chuyển động ngang: m1v1cos (m1 m2 )v2 v2 m1v1cos 25.10.0,5 0,125m / s m1 m2 25 975 Bài 5: Một người có khối lượng m1=50kg nhảy từ xe có khối lượng m2=80kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v=3m/s Biết vận tốc nhảy xe v0=4m/s Tính vận tốc sau người nhảy a.Cùng chiều b.Ngược chiều Giải -Xét hệ người xe hệ kín + v0 vận tốc người xe( 4m/s) + v vận tốc xe đất( 3m/s) Vậy vận tốc người đất v1 v0 v + v2 vận tốc xe so với mặt đất sau người nhảy -Động lượng người xe trước nhảy: pt (m1 m2 )v -Động lượng người xe sau nhảy: ps m1 v1 m2 v2 -Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: pt p s (m1 m2 )v = m1 v1 m2 v2 (m1 m2 )v m1 (v0 v) m2 v2 Chon chiều (+) chiều chuyển động (m1 m2 )v m1 (v0 v) m2v2 a.Cùng chiều (v0>0; v>0) v2 (m1 m2 )v m1 (v0 v) m2 v2 130.3 50(4 3) 0,5m / s 80 b Ngược chiều:( v00) (m1 m2 )v m1 (v0 v) m2 130.3 50(4 3) v2 5,5m / s 80 v2 Bài Một viên đạn có khối lượng kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s nổ thành mảnh có khối lượng Biết mảnh thứ bay theo phương nằm ngang với vận tốc 500m/s, hỏi mảnh bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? Giải - Xét hệ gồm hai mảnh đạn thời gian nổ hệ kín - Động lượng trước đạn nổ: p t mv p1 - Động lượng sau đạn nổ: ps m1 v1 m2 v2 -Áp dụng định luật bảo toàn động lượng pt ps mv m1 v1 m2 v2 O -Chiếu lên phương ngang m1v1 m2v2 sin v2 sin m1v1 m2 (1) -Chiếu lên phương thẳng đứng m2v2 cos mv v2cos p mv (2) m2 -Lây (1):(2) p2 tg m1v1 m2 1.500 1 m2 mv 2.250 45 mv mv 2.500 v2 cos v2 1414 N m2 m2cos 1.cos 45 Bài tập tự giải: Bài 1: Một xe ơtơ có khối lượng m1 = chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5m/s, đến tơng dính vào xe gắn máy đứng yên có khối lượng m2 = 100kg Tính vận tốc xe Đs: 5m/s Bài 2.Một xe chở cát có khối lượng m1=390kg chuyển động theo phương ngang với vận tốc v1=8m/s Hịn đá có khối lượng m2=10kg bay đến cắm vào bao cát Tìm vận tốc xe sau đá rơi vào TH sau: a.Hòn đá bay ngang, ngược chiều với xe với vận tốc v2=12m/s b.Hòn đá rơi thẳng đứng ĐS:a.7,5m/s; b.7,8m/s Bài Một toa xe khối lượng chuyển động đén va chạm vào toa xe thứ có khối lượng yên sau chuyển động với vận tốc 2m/s Hỏi trước va chạm với toa thứ toa thứ có vận tốc bao nhiêu? ĐS:3m/s Bài Một xe có khối lượng m1=10 tấn, xe có gắn súng đại bác Đại bác bắn phát đạn theo phương ngang với vận tốc 500m/s Đạn có khối lượng 100kg.Tìm vận tốc xe sau bắn, : a Ban đầu xe đứng yên b.Xe chạy với vận tốc 18km/h ĐS:a.-3,3m/s; b.1,6m/s Bài 5: Một viên đạn khối lượng 1kg bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 500m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng Mảnh thứ bay theo phương ngang với vận tốc 500 m/s hỏi mảnh thứ hai bay theo phương với vận tốc bao nhiêu? ĐS: v22 1225m / s; 35 CHỦ ĐỀ 2: CÔNG VÀ CƠNG SUẤT Dạng 1: Tính cơng thực -Khi lực F không đổi tác dụng lên vật điểm đặt lực chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc cơng thực lực tính CT A Fs cos Pt ( J ) -Jun cơng lực có độ lớn 1N thực điểm đặt lực chuyển dời 1m theo hướng lực 1J=1N.m -Các trường hợp xảy ra: + = 0o => cos = => A = Fs > 0: lực tác dụng chiều với chuyển động + 0o < < 90o =>cos > => A > 0; Hai trường hợp công có giá trị dương nên gọi cơng phát động + = 90o => cos = => A = 0: lực không thực công; + 90o < < 180o =>cos < => A < 0; + = 180o => cos = -1 => A = -Fs < 0: lực tác dụng ngược chiều với chuyển động Hai trường hợp cơng có giá trị âm, nên gọi cơng cản; Dạng 2: Tính cơng suất -Công suất đại lượng đo công sinh đơn vị thời gian P A F v.cos (W) t -Oat công suất thiết bị thực công 1J thời gian 1s 1W=1J/1s *Ý nghĩa: Là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công nhanh hay chậm *Lưu ý: -Vật chuyển động thẳng s=v.t -Vật chuyển động thẳng biến đổi s v0t a.t 2 2 v vo 2a.s -Nếu vật chịu tác dụng nhiều lực cơng hợp lực F tổng công lực tác dụng lên vật BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Kéo vật có khối lượng m=50kg trượt sàn nhà 5m tác dụng lực F=50N theo phương ngang , hệ số ma sát vật sàn 0,2 a.Tính cơng lực F b.Tính cơng lực ma sát N , P , Fk , Fm s Theo định luật II Niuton: F Fk Fms P ma N - Các lực tác dụng lên xe: F Fms -Chiếu lên ox: Fk - Fm s = ma.(1) -Chiếu lên oy N–P=0 N=P=mg P F ms mg 0, 2.50.10 100 N AFk F s.cos0 150.5 750 J Fms s.cdần os180 100.5 500 Jquãng 0 Fms nhanh Bài 2: Một xe khối lượng 1,5 T, bắt đầu chuyển A động đềusau đi đường 100m vận tốc đạt 10m/s Hệ số ma sát xe mặt đường μ = 0,04 Tính cơng lực tác dụng lên xe quãng đường 100m Lấy g = 10m/s2 Giải - Các lực tác dụng lên xe: N , P , Fk , Fm s Theo định luật II Niuton: F Fk Fms P ma -Chiếu lên ox: N Fk - Fm s = ma -Chiếu lên oy F N – P = - Gia tốc xe là: Fms P a v2 0,5m / s 2s - Độ lớn lực ma sát: Fms = μ.m.g = 0,04.1500.10=600N - Độ lớn lực kéo là: Fk = Fms + ma = 1350N Công lực: AP = AN = (vì cos 900 =0) - A Fk = Fk s cos =1350.100.cos0o =135.103J - Afms = Fms s.cos1800 =600.100.cos1800 = - 60.103J Bài tập tự giải : Bài 3: Dưới tác dụng lực không đổi nằm ngang, xe đứng yên chuyển động thẳng nhanh dần hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s Xác định cơng cơng suất trung bình lực, biết khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát bánh xe mặt đường nằm ngang μ =0,01 Lấy g = 10m/s2 Bài 4.Một người kéo xe có khối lượng 50kg di chuyển đường ngang môt đoạn đường 100m Hệ số ma sát 0,05 Tính cơng lực kéo a.Xe chuyển động b.Xe chuyển động với gia tốc a=1m/s2 ĐS:a A=2500J; b.A=7500J CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG - -Động vật có khối lượng m chuyển đông với vận tôc v lượng mà vật có chuyển động xác định theo cơng thức Wđ= mv *Tính chất : +Động đại lượng vô hướng dương +Đơn vị Jun(J) -Định lý biến thiên động :Độ biến thiên động vật tổng công ngoại lực tác dụng lên vật Wd Wd Wd Angluc 1 mv2 mv12 Fngoailuc s 2 +Nếu A>0 Wd Wd Động tăng +Nếu A mghmax= => hmax = v 2A = 45m 2g 3.Gọi C vị trí mà vật có động năng: WđC = WtC => WC = WđC + WtC = 2WđC = 2WtC Theo định luật bảo toàn năng: WC = WB + 2WtC = mghmax 2mghC = mghmax=> hC = + 2WđC = mghmax2 hmax= 22,5m mv C2 = mghmax=> vC = gh max = 15 ms-1 Bài 5:Một lắc đơn có chiêu dài 1m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc =450 thả nhẹ Tính vận tốc lắc qua vị trí mà dây làm với đường thẳng góc 30 lấy g=10m/s2 Giải: Chọn gốc thê C vị trí cân Cơ A WA mgl (1 cos ) Cơ B WB mgl (1 cos ) mv 2 Áp dụng định luật bảo toàn A B WA WB mgl (1 cos ) mgl (1 cos ) mv 2 v gl (cos cos ) v 2.10.1(cos45 cos30) 3,18 v 1,8m / s A C B Bài 6:Một viên bi thả không ma sát từ mặt phẳng nghiêng cao 20cm TÌm vận tốc viên bi chân mặt phẳng nghiêng g=10m/s2 A -Chọn gốc B -Cơ A WA mghA mvA2 (vA 0) 13 mghA -Cơ B: ... hết 16 Phương pháp giải tập vật lý lớp 10 chương IV – Định luật bảo toàn CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Dạng 1: Tính động lượng vật - Động lượng p vật có khối lượng... có giá trị (- ) Dạng 3 :Định luật bảo tồn động lương -Tổng động lượng hệ kín ln bảo toàn p1 p const *Phương pháp giải toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng -Bước 1: Xác định hệ khảo... định luật bảo toàn động lượng cho hệ pt ps -Bước 4: Chuyển phương trình thành dạng vơ hướng cách : +Phương pháp chiếu +Phương pháp hình học * Những lưu ý giải toán liên quan đến định luật bảo