Tiêu đề CHỦ ĐỀ 25 . ĐỘNG NĂNG. THẾ NĂNG - HS.docx ✅

t t t m2W2 W2. h4W4      Thế năng của vật tăng 2 lần. Ví dụ 4: Một nhóm người đang thực hiện đào giếng, họ cần chuyển đất đào từ đáy giếng lên trên. Nhóm người này sử dụng một hệ thống ròng rọc, kéo lần lượt từng gàu đất với khối lượng tổng cộng 20 kg từ vị trí đáy giếng A cách mặt đất 5 m lên vị trí B cách mặt đất 1m về phía trên. Lấy g = 10 m/s 2 . a. Tính thế năng của gàu đất tại A và B với gốc thế năng tại mặt đất. b. Tính thế năng của gàu đất tại A và B với gốc thế năng tại đáy giếng. c. Tính độ biến thiên thế năng khi kéo gàu đất từ B đến A ở câu a và b. So sánh và nhận xét kết quả thu được. Hướng dẫn giải a. Gốc thế năng tại mặt đất. Thế năng tại A: tAAWmgh20.10.(5)1000J. Thế năng tại B: tBBWmgh20.10.1200J. b. Gốc thế năng tại đáy giếng. Thế năng tại A: tAAWmgh20.10.00J. Thế năng tại B: tBBWmgh20.10.(51)1200J. c. Độ biến thiên thế năng: + Gốc thế năng tại mặt đất: ttBtAW=WW200(1000)1200J. + Gốc thế năng tại đáy giếng: ttBtAW=WW120001200J. → Trong hai trường hợp, giá trị thế năng tại A, B là khác nhau nhưng độ biến thiên thế năng là như nhau. Ví dụ 5: Một vật có khối lượng 4 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó t1W600J . Thả vật rơi tự do đến mặt đất có thế năng t2W800J . Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn và vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất. Lấy g = 10 m/s 2 . Hướng dẫn giải Ta có độ cao của vật so với vị trí làm mốc thế năng: t1 t111 W600 Wmghh15m. mg4.10 t2 t222 W800 Wmghh20m. mg4.10   Vậy mốc thế năng của vật là vị trí ở phía trên mặt đất 20 m và ở phía dưới vị trí bắt đầu rơi 15 m. Độ cao so với mặt đất của vị trí thả rơi vật là: h = 15 + 20 = 35 m. Ví dụ 6: Bạn An ngồi trên chiếc ô tô khách đang chuyển động với vận tốc 15 m/s so với hàng cây bên đường. a) Lấy hệ quy chiếu gắn với cây bên đường và hệ quy chiếu gắn với ô tô thì động năng của bạn An lần lượt bằng bao nhiêu? Biết rằng khối lượng của bạn An là 52 kg. b) Bây giờ bạn An đứng dậy di chuyển lên chỗ tài xế với tốc độ 2 m/s. Lấy hệ quy chiếu gắn với cây bên đường thì động năng của bạn An bằng bao nhiêu? c) Sau đó bạn An di chuyển từ chỗ tài xế về lại chỗ ngồi cũng tốc độ 2 m/s. Lấy hệ quy chiếu gắn với cây bên đường thì động năng của bạn An bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải a) Trong hệ quy chiếu gắn với + Cây bên đường: v = 15 m/s nên động năng 2 d 1 Wmv5850J. 2 + Ô tô: v = 0 m/s nên động năng 2 d 1 Wmv0J. 2
b) Gọi (1) Bạn An; (2) Ô tô; (3) Cây bên đường. Ta có: 1,31,22,3vvv→→→ , vì 1,22,3vv→→ nên 1,31,22,3vvv15217m/s. Động năng của bạn An: 2 d1,3 1 Wmv7514J. 2 c) Gọi (1) Bạn An; (2) Ô tô; (3) Cây bên đường. Ta có: 1,31,22,3vvv→→→ , vì 1,22,3vv→→ nên 1,31,22,3vvv15213m/s. Động năng của bạn An: 2 d1,3 1 Wmv4394J. 2 BÀI TẬP ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG, THẾ NĂNG - Xác định các lực tác dụng lên vật, sử dụng công thức tính công của lực: AFs.cos . Các lực có phương vuông góc với phương chuyển động thì không thực hiện công (A = 0). - Sử dụng công thức tính công của trọng lực Pt1t21212AWWmghmghmg(hh). - Áp dụng định lý động năng (hay mối quan hệ giữa công của lực và động năng) 22 d0 11 WAmvmvA 22 với A là công của các ngoại lực tác dụng lên vật. * Lưu ý khi tính toán ta cần xác định đúng tính chất chuyển động của vật + Nếu vật chuyển động thẳng đều thì sv.t vconst a0       + Nếu vật chuyển động thẳng biến đổi đều thì 2 0 0 22 0 1 svtat 2 vvat vv2as aconst             + Nếu vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực (rơi tự do, ném thẳng đứng lên trên/xuống dưới) thì có gia tốc chuyển động a là gia tốc trọng trường g. Ví dụ 7: Một xe tải có khối lượng m bắt đầu chuyển động từ địa điểm A khi đến B thì tốc độ của xe là v B ; biết rằng A cách B 200 m và lực động cơ xe là 6480 N. Bỏ qua ma sát trên đoạn đường AB, đoạn đường AB coi như thẳng, nằm ngang và độ lớn lực tác dụng lên xe không đổi trong suốt quá trình. a) Tính công của động cơ xe. b) Tính động năng của xe tại B. c) Nếu khối lượng xe là 8 tấn thì tại B xe có tốc độ bằng bao nhiêu? d) Khi đến B thì tài xế bắt đầu hãm phanh và xe dừng lại sau khi chạy thêm 16,2 m. Tìm độ lớn trung bình của lực hãm. Hướng dẫn giải a) Công của động cơ xe là 03 FAF.s.cos06480.2001296.10J. b) Trạng thái ban đầu vật đứng yên nên: W dB = 0 J. Áp dụng định lý động năng tại A và B:   d(AB)AB dBdAFPN 3 dBF W=A WWA+A+A WA1296.10J.   