Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm

Đóng

Điểm danh hàng ngày

Hôm nay +3
Ngày 2 +3
Ngày 3 +3
Ngày 4 +3
Ngày 5 +3
Ngày 6 +3
Ngày 7 +5

Bạn đã điểm danh Hôm nay và nhận 3 điểm! Đăng nhập ngay để nhận điểm

Nhắn tin Zalo VNDOC để nhận tư vấn mua gói Thành viên hoặc tải tài liệu Hotline hỗ trợ: 0936 120 169

VnDoc.com

Định lí động năng Vật lý 10 và cách vận dụng

Bài tập Vật lý 10 có đáp án

Bài trước

Tải về

Bài sau

Lớp: Lớp 10

Môn: Vật Lý

Dạng tài liệu: Chuyên đề

Loại File: Word + PDF

Phân loại: Tài liệu Tính phí

Cách giải bài tập định lí động năng Vật lý 10

A. Cách vận dụng định lí động năng
B. Bài tập minh họa áp dụng định lí động năng

Trong Vật lý 10, định lí động năng là công cụ quan trọng giúp liên hệ giữa công của lực và sự thay đổi vận tốc của vật, từ đó giải nhanh nhiều bài toán cơ học. Việc hiểu đúng bản chất và cách vận dụng định lí sẽ giúp học sinh làm bài chính xác và hiệu quả hơn.

Bài viết Định lí động năng Vật lý 10 và cách vận dụng tập trung hệ thống lý thuyết trọng tâm – phương pháp giải – bài tập minh họa, phù hợp cho học sinh lớp 10 trong quá trình ôn tập và luyện đề.

A. Cách vận dụng định lí động năng

Khi giải các bài tập áp dụng định lý động năng thông thường ta tiến hành theo các bước sau :

- Xác định các ngoại lực tác dụng lên vật

- Xác định vận tốc ở đầu và cuối đoạn đường dịch chuyển của vật

- Viết biểu thức động năng cho vật ở thời điểm đầu và thời điểm cuối

- Áp dụng định lí động năng để tìm các đại lượng theo yêu cầu của bài.

Với các bài toán dạng này, cần chú ý rằng:

- Chuyển động của vật không nhất thiết phải là chuyển động thẳng biến đổi đều. Do đó nếu bài toán chỉ cho biết chuyển động là biến đổi thì nên áp dụng định lí động năng để giải. Nếu bài cho chuyển động là chuyển động biến đổi đều thì còn có thể vận dụng phương trình của chuyển động biến đổi và các công thức để giải.

- Công cản luôn có giá trị âm.

B. Bài tập minh họa áp dụng định lí động năng

Bài tập 1: Một vật có khối lượng m = 2 kg trượt qua A với vận tốc 2 m/s xuống dốc nghiêng AB dài 2 m, cao 1 m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là $\mu = \frac{1}{\sqrt{3}}$ , lấy g = 10 m/s².

a) Xác định công của trọng lực, công của lực ma sát thực hiện khi vật chuyển dời từ đỉnh dốc đến chân dốc.

b) Xác định vận tốc của vật tại chân dốc B.

c) Tại chân dốc B vật tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang BC dài 2 m thì dừng lại. Xác định hệ số ma sát trên đoạn đường BC này.

Hướng dẫn giải

a) Xác định công $A_{P};A_{ms}$ trên AB.

Ta có: $A_{p} = mgh = 2.10.1 = 20J$

$A_{ms} = - \mu mgs.cos\alpha$

Trong đó $\sin\alpha = \frac{h}{s} = 0,5 \Rightarrow cos\alpha = \frac{\sqrt{3}}{2}$

Thay vào ta được: $A_{ms} = - \frac{1}{\sqrt{3}}.2.10.\frac{\sqrt{3}}{2} = - 20J$

b) Xác định v_B = ?

$\frac{1}{2}m\left( v_{\ _{B}}^{2} - v_{A}^{2} \right) = A_{F} + A_{ms} = 0 \Rightarrow v_{B} = v_{A} = 2m/s$

c) Xét trên đoạn đường BC:

Theo đề ta có $v_{C} = 0$ . Theo định lí động năng:

$A_{ms} = \frac{1}{2}m\left( v_{C}^{2} - v_{B}^{2} \right) = - \frac{1}{2}mv_{B}^{2} = - \mu'mg.BC$

$\Rightarrow \mu' = \frac{m.{v_{B}}^{2}}{2.m.g.BC} = 0,1$

Bài tập 2. Ôtô khối lượng m = 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB = 100m nằm ngang, vận tốc xe tăng đều từ 0 đến 36 km/h. Biết lực cản trên đoạn đường AB bằng 1% trọng lượng xe.

a) Dùng định lí động năng tính công do động cơ thực hiện, suy ra công suất trung bình và lực kéo của động cơ trên đoạn đường AB.

b) Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100m, cao 10m. Biết vận tốc xe ở chân dốc là 7,2 km/h.

Dùng định lí động năng tính công của lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.

Hướng dẫn giải

a) Xe chạy trên đường nằm ngang

Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của xe.

– Các lực tác dụng vào xe: Trọng lực $\overrightarrow{P}$ , phản lực $\overrightarrow{Q}$ , lực kéo $\overrightarrow{F}$ và lực cản $\overrightarrow{F_{c}}$ .

– Vì $\overrightarrow{P}$ , $\overrightarrow{Q}$ vuông góc với phương chuyển động của xe nên A_P = A_Q = 0.

Gọi v là vận tốc của xe ở cuối đoạn đường nằm ngang AB.

Ta có: v = 36 km/h = 10 m/s > 0.

– Theo định lí động năng:

$A_{F} + A_{F_{c}} = \Delta W_{d} = \frac{1}{2}mv^{2} - 0 = \frac{1}{2}mv^{2}$ với F_C = 0,01.mg

$A_{F_{c}} = - F_{c}.s = - 0,001mg.s$

$A_{F_{c}} - 0,001mg.s = \frac{1}{2}mv^{2}$

$A_{F} - 0,001mg.s = \frac{1}{2}mv^{2}$ $\Rightarrow A_{F} = \frac{1}{2}mv^{2} + 0,01.mg.s$ ⇒ A_F = 60.10³J = 60kJ

– Gia tốc của xe: a = $\frac{v^{2}}{2.s} = \frac{10^{2}}{2.100} = 0,5(m/s^{2})$

– Thời gian chuyển động của xe: $t = \frac{v}{a} =$ 20s.

– Công suất trung bình: $\overline{P} = \frac{A_{F}}{t} =$ 3000W = 3kW.

Lực kéo của động cơ: $F = \frac{A_{F}}{s} =$ = 600N.

Vậy công do động cơ thực hiện là A_F = 60kJ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ là $\overline{Ρ}$ = 3kW và F = 600N.

b) Xe tắt máy xuống dốc

Lúc này, các lực tác dụng vào xe là: Trọng lực $\overrightarrow{P}$ , phản lực $\overrightarrow{Q}$ , lực cản $\overrightarrow{F_{c}}$ .

Gọi v₁ là vận tốc của xe ở cuối dốc.

Ta có: v₁ = 7,2km/h = 2m/s > 0.

Theo định lí động năng: $\Delta W_{d} = A_{p} + A_{Q} + A_{ms}$

$\Rightarrow \frac{1}{2}m\left( {v_{C}}^{2} - {v_{B}}^{2} \right) = m.gh + F_{ms}$

$\Rightarrow F_{ms} = \frac{1}{2}m({v_{C}}^{2} - {v_{B}}^{2}) - m.gh$ ⇒ $A_{F_c}$ = –148.10³J = –148kJ

– Lực cản trung bình: $F_{c} = \frac{A_{F_{c}}}{s} = \frac{- 148.10^{3}}{100} = - 1480N$

Vậy công của lực cản là A_Fc = –148J, lực cản trung bình F_c = –1480N (dấu “–” chỉ lực cản ngược chiều dương, tức là ngược chiều chuyển động của xe).

✨ Bài viết chỉ trích dẫn một phần nội dung, mời bạn tải tài liệu đầy đủ để nắm trọn kiến thức.

-------------------------------------------------------

Nắm vững định lí động năng và cách vận dụng sẽ giúp học sinh giải nhanh các bài toán chuyển động dưới tác dụng của lực, đồng thời củng cố nền tảng cơ học của Vật lý 10. Bài tập Vật lý 10 có đáp án trong bài viết là tài liệu hữu ích để tự học và kiểm tra kiến thức.

Xem thử Tải về

Chọn file muốn tải về: