Tiêu đề BÀI 27.2. ÔN TẬP CUỐI CHƯƠNG 4.pdf ✅

Trang1 ÔN TẬP CHƯƠNG IV I.TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1.Năng lượng -Năng lượng có thể chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác và luôn được bảo toàn. VD: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, điện năng, ... -Năng lượng có đơn vị là J (jun). 2.Công -Công là số đo phần năng lượng được truyền hoặc chuyển hóa trong quá trình thực hiện công. -Công có đơn vị là jun (J) -Công thức tính công: A = F.S.cosα Trong đó: +A: công của lực F (J) +s: là quãng đường di chuyển của vật (m) +α: góc tạo bởi lực F với hướng của độ dời s.  Chú ý: + : công phát cos  0  A  0 động. (0° < α < 90°) + : công cản. (90° < α < 1800 cos  0  A  0 ) + : Công cos  0  A  0 thực hiện bằng 0. (α = 90°) 3.Công suất -Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công, được đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian -Công suất có đơn vị là oat (W) -Công thức tính công suất: A P t  Chú ý: +Công suất trung bình: A F.s P F.v t t    +Công suất tức thời: Pt F t  .v 4.Động năng – thế năng 4.1.Động năng -Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do chuyển động và được xác định theo công thức: có giá trị bằng công của lực làm cho vật chuyển động từ trạng thái đứng yên đến khi đạt được tốc 2 d 1 W mv 2  độ đó. Trong đó: +v: vận tốc của vật trong quá trình chuyển động (m/s) +m: Khối lượng của vật (kg) +Wd: Động năng của vật (J) -Định lí biến thiên động năng: Độ biến thiên động năng bằng công của các ngoại lực tác dụng vào vật ( ) Wd  Wd0  A 4.2.Thế năng -Thế năng của vật trong trường trọng lực là năng lượng lưu trữ trong vật do độ cao của vật so với gốc thế năng , có giá trị bằng công của lực để đưa vật từ gốc thế năng đến độ cao đó. Wt = mgh Trong đó: +h: là độ cao của vật so với vị trí gốc thế năng (m) +g: là gia tốc trọng trường (m/s2 ) +Wt : Thế năng (J) Chú ý: Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không (Wt = 0) -Định lí về độ giảm thế năng: Độ giảm thế năng của vật trong trường trọng lực bằng công của trọng lực sinh ra khi vật di chuyển từ vị trí đầu đến vị trí cuối ( ) Wt1  Wt2  AP 5.Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng 5.1.Cơ năng -Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng: W=Wd +Wt
Trang2 -Động năng và thế năng của vật có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau 5.2.Định luật bảo toàn cơ năng -Định luật: Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của nó được bảo toàn ( ) W 1 2 =mgh+ mv const 2  -Hệ quả: Nếu vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực +Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại (động năng và thế năng chuyển hoá lẫn nhau) +Tại vị trí vật có động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. 6.Hiệu suất -Luôn tồn tại năng lượng hao phí trong các quá trình chuyển hóa năng lượng. -Hiệu suất được định nghĩa theo công thức: ci ci tp tp W P H .100% .100% W P   Trong đó: + : năng lượng có ích (J) Wci + : năng lượng toàn phần (J) Wtp + : công suất có ích (W) Pci + : công suất toàn phần (W) Ptp +H: hiệu suất II.BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1.Một vật có khối lượng 2kg chịu tác dụng của một lực: F = 10(N) có phương hợp với độ dịch chuyển trên mặt phẳng nằm ngang một góc: α = 45°. Giữa vật và mặt phẳng có hệ số ma sát μ = 0,2. Lấy g = 10m/s2 a. Tính công của lực F, lực ma sát tác dụng lên vật khi vật dời một quãng đường 2m. Công nào là công phát động, công cản? b. Tính hiệu suất của lực F trong trường hợp này. Bài 2.Từ tầng dưới cùng của tòa nhà, một thang máy có khối lượng tổng cộng m = 1 tấn, bắt đầu chuyển động đi lên tầng cao. a. Trên đoạn đường s1 = 5m đầu tiên, thang máy chuyển động nhanh dần và đạt vận tốc 5m/s. Tính công do động cơ thang máy thực hiện trên đoạn đường này. b. Trên đoạn đường s2 = 10m tiếp theo, thang máy chuyển động thẳng đều. Tính công suất của động cơ trên đoạn đường này. c. Trên đoạn đường s3 = 5m sau cùng, thang máy chuyển động chậm dần và dừng lại. Tính công của động cơ và lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đừng này. Lấy g = 10m/s2 . Bài 3.Một xe có khối lượng 2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với tốc độ không đổi 7,2km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là , lấy g = 10m/s2   0,2 . a. Tính lực kéo của động cơ. b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30° so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết tốc độ tại chân C là 72km/h. Tìm chiều dài dốc BC. c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD. Bài 4.Một người có khối lượng 60 kg đứng trên mặt đất và cạnh một cái giếng nước, lấy g = 10 m/s2 . a. Tính thế năng của người tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế năng tại mặt đất. b. Nếu lấy mốc thế năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên c. Tính công của trọng lực khi người di chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả thu được. Bài 5.Một học sinh đang chơi đùa ở sân thượng một toà nhà có độ cao 45m, liền cầm một vật có khối lượng 100g thả vật rơi tự do xuống mặt đất mặt đất. Lấy g = 10m/s2 . a. Tính vận tốc của vật khi vật chạm đất. b. Tính độ cao của vật khi Wd t  2W c. Tính vận tốc của vật khi  d t 2W 5W
Trang3 Bài 6.Một con lắc đơn có sợi dây dài 1m và vật nặng có khối lượng 500g. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng sao cho cho dây làm với đường thẳng đứng một góc 60o rồi thả nhẹ. Lấy    2 g 10 m / s a. Xác định cơ năng của con lắc đơn trong quá trình chuyển động b. Tính vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí mà dây làm với đường thẳng đứng góc và xác định 0 0 30 ; 45 lực căng của dây ở hai vị trí đó. Lấy g=10m/s2 c. Xác định vị trí để vật có tốc độ v  1,8m / s Bài 7.Một vật trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng nghiêng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng nằm ngang BC như hình vẽ với AH= 0,1m, BH=0,6m. hệ số ma sát trượt giữa vật và hai mặt phẳng là   0,1. a. Tính tốc độ của vật khi đến B. b. Quãng đường vật trượt được trên mặt phẳng ngang. LỜI GIẢI Bài 1. a. Ta có công của lực F: F    Công phát động 2 A F.s.cos 10.2. 14,14 J 0 2      Công của lực ma sát:   0 0 AFms Fms  .s.cos180  N.s   P  Fsin 45 s Fms 2 A 0,2 2.10 10. .2 5,17 0 2              Công cản b. Hiệu suất ci tp A H .100% A  Aci AF AFms   14,4  5,17  8,97J tp 8,97 A 14,4J H 63,44% 14,14     Bài 2. a. Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực P và lực kéo của động cơ thang máy.  F1  Áp dụng định lý về động năng ta có: . 1 1 Wd1 Wd0 F P  A A Mà 2 1 1 . , 2 d mv W  2 0 0 . 0, 2 d mv W     1 1 1 1 . . . 0 P P A Ps mg s A  Vì thang máy đi lên. 1 2 1 2 1 . 1 . . .1000.5 1000.10.5 62500 2 2 F mv A  mgs    J b, Vì thang máy chuyển động đều, lực kéo của động cơ cân bằng với trọng lực F2  P2  . 2F P0   Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản : F2 A PA với . F2 P A A 2 2 . . . AP Ps mgs  do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s2 là: 2 AF m 2   gs 2 2 2 2 1 . . . . . . AF mgs P mgv mgv t t         2 P 1000.10.550000 W 50 kW . c. Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực P và lực kéo của động cơ.  F3  C B H A  A C B H
Trang4 Áp dụng định lí động năng ta có: d3 d2 F3 , W W P   A  A Mà , (v2 = v1 = 5m/s); Ap = - Ps3 = - mgs3 2 3 3 . 0 2 d mv W   2 2 2 2 d mv W  Công của động cơ trên đoạn đường s3 là: AF3 = mgs3 - = 37500J 2 2 .2 mv Áp dụng công thức tính công ta tìm được lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đường s3: 3 3 3 37500 7500 5 AF F N s    Bài 3. a. Vì xe chuyển động thẳng đều nên: F  fms  N  mg  0,2.2000.10  4000N b. vC  72km / h  20m /s + Áp dụng định lý động năng: A  WdC  WdB + Công của trọng lực: AP PX  .BC  P.sin.BC  mgsinBC +   4 4 2 2 P C B 1 1 1 A 2000.10. .BC 10 .BC J 10 .BC .m.v m.v 2 2 2        4 1 2 1 2 10 .BC .2000.20 .2000.2 BC 39,6 m 2 2      c. Áp dụng định lý động năng: ms 2 2 dD dC f D C 1 1 A W W A mv mv 2 2       + Công của lực ma sát:   ms / 6 Af ms  f .s  N.s  .mg.s  .2000.10.200  .4.10 J + Dừng lại:   6 2 D 1 v 0 m /s .4.10 0 .2000.20 0,1 2         Bài 4 a. Mốc thế năng tại mặt đất Thế năng tại A cách mặt đất 3m: WtA  mghA  60.10.3  1800J Gọi B là đáy giếng WtB  mghB  60.10.5  3000J b. Mốc thế năng tại đáy giếng WtA  mghA  60.10.3  5  4800J WtB  mgzB  60.10.0  0J c. Độ biến thiên thế năng                A WtB WtA m B A gh mgh 60.10. 5 3 4800 J 0 Công là công âm vì là công cản Bài 5. Chọn mốc thế năng tại mặt đất a. Gọi A là vị trí ném, B là mặt đất vA  0m / s;hA  45m;hB  0m Theo định luật bảo toàn cơ năng:      2 A B A B B A 1 W W mgh mv v 2gh 2  v  2.10.45  30m / s b. Gọi C là vị trí  Wd t 2W Theo định luật bảo toàn cơ năng:            C A C A tC A C A h 45 W W W 3W mgh 3mgh h 15 m 2 3 c. Gọi D là vị trí để    d t tD dD 2 2W 5W W W 5 Theo định luật bảo toàn cơ năng:        2 A D A dD A D D A 7 7 1 10 W W W W mgh . .mv v .gh 5 5 2 7  D     10 v .10.45 25,355 m / s 7 Bài 6. Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng B C l A O N H M A z Bz B α α0