Tải Giải Bài Tập Vật Lý 10 SBT Bài 26, 27 - Thế Năng. Cơ Năng - 123doc

Tải Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 26, 27 - Thế năng. Cơ năng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (175.02 KB, 8 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Giải bài tập Vật lý 10 SBT bài 26, 27</b>

Bài 26-27.1, 26-27.2, 26-27.3, 26-27.4 trang 60 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

26-27.1. Một tảng đá khối lượng 50 kg đang nằm trên sườn núi tại vị trí M có độcao 300 m so với mặt đường thì bị lăn xuống đáy vực tại vị trí N có độ sâu 30m. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác định thế năng của tảng đá tại các vị trí M và N:}

a) khi chọn gốc thế năng là mặt đường.b) khi chọn gốc thế năng là đáy vực.a) A. 15 kJ ;-15 kJ.

B. 150 kJ ; -15 kJ.C. 1500 kJ ; 15 kJ.D. 150 kJ ; -150 kJ.Hướng dẫn trả lờiChọn đáp án Bb) A. 165 kJ ; 0 kJ.B. 150 kJ ; 0 kJ.C. 1500 kJ ; 15 kJ.D. 1650 kJ ; 0 kJ.Hướng dẫn trả lờiChọn đáp án A

26-27.2. Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 400 kg lên đến vị trí có độ cao 25m so với mặt đất. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác định công của trọng lực khi cần cẩu di}chuyển vật này xuống phía dưới tới vị trí có độ cao 10 m.

</div><span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Hướng dẫn trả lờiChọn đáp án D

26-27.3. Từ độ cao 5,0 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 200 gthẳng đứng lên cao với vận tốc đầu là 2 m/s. Bỏ qua lực cản của khơng khí. Lấyg ≈ 10 m/s2_{. Xác định cơ năng của vật tại vị trí cao nhất mà vật đạt tới.}

A. 8,0 J.B. 10,4J.C.4, 0J.D. 16 J.

Hướng dẫn trả lờiChọn đáp án B

26-27.4. Người ta móc một vật nhỏ vào đầu một lị xo có độ cứng 250 N.m, đầukia của lò xo gắn cố định với giá đỡ. Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi lòxo bị nén lại một đoạn 2,0 cm.

A. 50 mJ.B. 100 mJ.C. 80 mJ.D. 120 mJ.

Hướng dẫn trả lờiChọn đáp án A

<b>Bài 26-27.5 trang 60 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Một vận động viên bơi lội, nhảy thẳng đứng từ trên cầu xuống bé bơi. Cho biếtcầu nhảy có độ cao 10 m so với mặt nước. Bỏ qua lực cản của khơng khí. Lấy g≈ 10 m/s2._{Xác định vận tốc của vận động viên này ngay trước khi chạm mặt}nước.

Hướng dẫn trả lời:

</div><span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

W = Wđ + Wt = + mgz

- Khi vận động viên đứng trên cầu (v0 = 0, z0 = h = 10 m), nên: W1 = mgh.- Ngay trước khi chạm mặt nước (z = 0), nên:

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng đối với chuyển động nhảy cầu của vận độngviên bơi lội ta có

Suy ra vận tốc của vận động viên này ngay trước khi chạm mặt nước:

<b>Bài 26-27.6 trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trênvới vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của khơng khí. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác}định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từ mặt đất lên cao là chiều dương.Trường hợp này, vật chuyển động chậm dần đều từ độ cao z0 với gia tốc g vàvận tốc đầu v0, nên vận tốc v và độ cao z của vật sau khoảng thời gian t đượctính theo các cơng thức:

v = gt + v0 = -10.0,5 + 10 = 5 m/s

Từ đó suy ra cơ năng của vật tại vị trí có vận tốc v và độ cao zW = Wđ + Wtt =

Thay số ta tìm được

</div><span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Một vật khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt dốc cóđộ cao 20 m. Tới chân mặt dốc, vật có vận tốc 15 m/s. Lấy g = 10 m/s2_{. Xác}định công của lực ma sát trên mặt dốc này.

Hướng dẫn trả lời:

Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng (Wt = 0), chiều chuyển động của vật trênmặt dốc là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực ma sát (ngoại lực không phảilà lực thế), nên cơ năng của vật không bảo toàn. Trong trường, hợp này, độ biếnthiên cơ năng của vật có giá trị bằng cơng của lực ma sát:

Thay số: v0 = 0, z0 = 20 m, v = 15 m/s và z = 0, ta tìm được

<b>Bài 26-27.8</b>

<b>trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi chạm đất,một phần cơ năng biến thành nhiệt năng nên quả bóng chỉ nảy lên theo phươngthẳng đứng với độ cao 10 m. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác định vận tốc của quả bóng}khi chạm đất. Bỏ qua sức cản khơng khí.

Hướng dẫn trả lời:

Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng đối với hai trường hợp chuyển động củaquả bóng:

- Khi quả bóng rơi tự do từ độ cao h1 xuống chạm đất:

Trong đó m là khối lượng của quả bóng, v1 là vận tốc của vật ngay trước khichạm đất:

- Khi quả bóng bị nảy lên với vận tốc v2, ta có

</div><span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>Bài 26-27.9 trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Từ một đỉnh tháp cao 20 m, người ta ném thẳng đứng lên cao một hòn đá khốilượng 50 g với vận tốc đầu 18 m/s. Khi rơi chạm mặt đất, vận tốc của hòn đábằng 20 m/s. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác định cơng của lực cản do khơng khí tác dụng}lên hòn đá.

Hướng dẫn trả lời:

Hệ vật gồm hòn đá và Trái Đất. Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từmặt đất lớn cao là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực cản khơng khí, nên hệvật ta xét không cô lập. Trong trường hợp này, độ biến thiên cơ năng của hệ vậtcó giá trị bằng cơng của lực cản.

Suy ra:

Thay v0 = 18 m/s, z0 = 20 m, v = 20 m/s và z = 0, ta tìm được:

<b>Bài 26-27.10 trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Một lị xo có độ cứng 100 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang một đầu gắn cốđịnh với giá đỡ, đầu còn lại gắn với một quả cầu khối lượng 40 g. Kéo quả cầurời khỏi vị trí cân bằng của nó một đoạn 3 cm, rồi bng tay ra để nó chuyểnđộng. Bỏ qua lực ma sát, lực cản khơng khí và khối lượng của lò xo. Xác địnhvận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng.

Hướng dẫn trả lời:

Hệ vật "Quả cầu - Lò xo - Trái Đất" là hệ cô lập, do không chịu tác dụng cácngoại lực (lực ma sát, lực cản), chỉ có các nội lực tương tác (trọng lực, phản lực,lực đàn hồi), nên cơ năng của hệ vật bảo tồn.

Chọn vị trí cân bằng của hệ vật làm gốc tính thế năng đàn hồi, chiều lò xo bị kéodãn là chiều dương.

</div><span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

- Tại vị trí cân bằng: quả cầu có vận tốc v ≠ 0 và lị xo khơng bị biến dạng (Δ=0), nên cơ năng của hệ vật :

Suy ra vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng:

<b>Bài 26-27.11* trang 61 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10</b>

Một ơ tơ khối lượng 1000 kg (mất phanh, tắt máy), trượt từ đỉnh xuống chânmột đoạn đường dốc nghiêng AB dài 100 m và bị dừng lại sau khi chạy tiếpthêm một đoạn đường nằm ngang BC dài 35 m. Cho biết đỉnh dốc A cao 30 mvà các mặt đường có cùng hệ số ma sát. Lấy g ≈ 10 m/s2_{. Xác định:}

a) Hệ số ma sát của mặt đường.b) Động năng của ô tô tại chân dốc B.

c) Công của lực ma sát trên cả đoạn đường ABC.Hướng dẫn trả lời:

Áp dụng công thức về độ biến thiên cơ năng: W – W0 = A

với W0 và W là cơ năng tại vị trí đầu và vị trí cuối của vật chuyển động, cịn Alà cơng của ngoại lực tác dụng lên vật. Trong trường hợp ô tô chuyển động trênmặt đường, ngoại lực tác dụng lên ơ tơ chính là lực ma sát Fms = µN

Gọi hA là độ cao của đỉnh dốc A và α là góc nghiêng của mặt dốc. Khi đó:

</div><span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

Hay

- Trên đoạn đường ngang BC: WC – WB = Ams2 = - Fms2.BCHay

Cộng hai phương trình, ta được: Suy ra hệ số ma sát:

b. Động năng của ô tô tại chân dốc B:

c. Công của lực ma sát trên cả đoạn đường ABC:Ams = Ams1 + Ams2 = - mghA ≈ - 1000.10.30 = 300 kJ<b>Bài 26-27.12* trang 61 Sách bài tập (SBT) </b>Vật lí 10

Một lị xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng: đầu trên gắn cố định vớigiá đỡ, đầu dưới gắn với quả cầu khối lượng 80 g. Kéo quả cầu rời khỏi vị trícân bằng của nó một đoạn 5,0 cm xuống phía dưới, sau đó thả nhẹ để nó chuyểnđộng. Xác định vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng.

Hướng dẫn trả lời:

Hệ vật ta xét gồm "Quả cầu - Lị xo - Trái Đất" là hệ cơ lập.

Cơ năng W của hệ vật này có giá trị bằng tổng của động năng (Wđ), thế năngtrọng trường (Wt) và thế năng đàn hồi (Wđh):

W = Wđ + Wt + Wđh

Chọn gốc toạ độ là vị trí cân bằng của hệ vật (quả cầu đứng yên) và chiều dươnglà chiều lị xo bị kéo dãn. Do đó ta có:

</div><span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

Chú ý : Hệ vật này được treo thẳng đứng nên tại vị trí cân bằng của nó, lị xo đãbị dãn một đoạn Δ0 thoả mãn điều kiện :

mg + k Δ0 = 0 => mg = -k Δ0

với P = mg là trọng lực và Fđh = k Δ là lực đàn hồi tác dụng lên hệ vậtÁp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật, ta có:

Vì mg = -k Δ0, nên sau khi rút gọn hai vế của phương trình, ta được

Từ đó suy ra vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng:

</div><!--links-->