Nội dung bài học Vật Lí 10 (Từ Tuần 21 - Tuần 23) - Chủ đề: Động lượng. Công cơ học

Nội dung tài liệu: Nội dung bài học Vật Lí 10 (Từ Tuần 21 - Tuần 23) - Chủ đề: Động lượng. Công cơ học

1. Bài 5: Một tàu thuỷ chạy trên sông theo đường thẳng kéo sà lan chở hàng với lực không đổi F = 5.103N. Hỏi khi lực thực hiện được công 15.106J thì sà lan đã dời chỗ theo phương của lực được quãng đường là bao nhiêu? Bài tập trắc nghiệm Câu 1:Véctơ động lượng là véctơ : A. Cùng phương, ngược chiều với véctơ vận tốc B. Có phương hợp với véctơ vận tốc một góc bất kỳ. C. Có phương vuông góc với véctơ vận tốc. D. Cùng phương, cùng chiều với véctơ vận tốc. Câu 2: Đơn vị động lượng là đơn vị nào sau đây: A. kgm/s B. kgm.s C. kgm/s2 D.kgm2/s Câu 3: Phát biểu nào sau đây sai : A. Động lượng là một đại lượng vectơ. B. Xung của lực là một đại lượng vectơ. C. Động lượng tỉ lệ với khối lượng vật. D. Động lượng của vật trong chuyển động tròn đều không đổi. Câu 4: Công là đại lượng : A. Vô hướng, có thể âm hoặc dương. B. Vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không. C. Véc tơ, có thể âm, dương hoặc bằng không. D. Véc tơ, có thể âm hoặc dương. Câu 5: Đơn vị nào không phải đơn vị của động lượng : A. kg.m/s. B. N.s. C. kg.m2/s. D. J.s/m. Câu 6: Chọn phát biểu đúng về công: A. Khi góc giữa lực và đường đi là góc nhọn thì lực sinh công cản B. Lực vuông góc với hướng chuyển động thì lực không sinh công C. Công của trọng lực luôn bằng không D. Lực ma sát luôn sinh công dương Câu 7: Xét biểu thức tính công của một lực A = F.S.cosα. Biết α là góc hợp bởi hướng của lực và hướng chuyển động. Lực sinh công cản khi: A. 0 B. 0 C. D. 2 2 2 Câu 8. Một vật khối lượng 100g đang chuyển động với vận tốc 9m/s thì va chạm vào vật thứ hai khối lượng 200g đang đứng yên. Sau va chạm hai vật nhập lại làm một và chuyển động với vận tốc A.1m/s. B.3m/s. C.6m/s. D.5m/s. Câu 9. Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà nằm ngang bằng một lực F = 200N và nghiêng một góc 600 so với mặt phẳng nằm ngang. Công của lực kéo khi vật trượt được 5m là A.500 3 J. B.500 2 J. C.500J. D.500 5 J. Câu 10: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3 m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc bao nhiêu? A. 2 m/s B. 4 m/s C. 3 m/s D. 1 m/s
2. Câu 11: Một chất điểm di chuyển không ma sát trên đường nằm ngang dưới tác dụng của một lực F hợp với mặt đường một góc 60° và có độ lớn 200N. Công của lực F khi chất điểm di chuyển được 200cm là A. 400 J B. 200 J C. 20000 J D. 40000 J Câu 12:Một chất điểm chuyển động không vận tốc đầu dưới tác dụng của lực F = 10 -2N. Động lượng chất điểm ở thời điểm t = 3s kể từ lúc bắt đầu chuyển động là: A.2.10-2 kgm/s B.3.10-1kgm/s C.10-2kgm/s D.6.10-2kgm/s Câu 13: Một vật nhỏ khối lượng m = 2 kg trượt xuống một con đường dốc thẳng nhẵn tại một thời điểm xác định có vận tốc 3 m/s, sau đó 4 s có vận tốc 7 m/s, tiếp ngay sau đó 3 s vật có động lượng (kg.m/s) là ? A. 20. B. 6. C. 28. D. 10 Câu 14:Thả rơi một vật có khối lượng 1kg trong khoảng thời gian 0,2s. Độ biến thiên động lượng của vật là : ( g = 10m/s2 ). A. 2 kg.m/s B. 1 kg.m/s C. 20 kg.m/s D. 10 kg.m/s Câu 15: Chọn câu Đúng: 1. Công cơ học là: A. Đại lượng đo bằng tích số của độ lớn F của lực với độ dời s theo phương của lực. B. Đại lượng đo bằng tích số của độ lớn lực với hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của lực. C. Đại lượng đo bằng tích số của độ dời với hình chiếu của lực trên phương của độ dời. D. Cả ba đáp án trên. 2. Công thức tính công là: A. Công A = F.s B. Công A = F.s.cos ; là góc giữa hướng của lực F và độ dời s. C. Công A = s.F.cos ; là góc giữa độ dời s và hướng của lực F. D. Công A = F.s.cos ; là góc giữa hướng của lực F và phương chuyển động của vật. 3. Đơn vị công là: A. kg.m2/s2. B. W/s. C. k.J. D. kg.s2/m2. Câu 16: Chọn câu Sai: A. Công của lực cản âm vì 900 < < 1800. B. Công của lực phát động dương vì 900 > > 00. C. Vật dịch chuyển theo phương nằm ngang thì công của trọng lực bằng không. D. Vật dịch chuyển trên mặt phẳng nghiêng công của trọng lực cũng bằng không. Câu 17: Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khỏang thời gian nào đó
3. A. tỉ lệ thuận với xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. B. bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. C. luôn nhỏ hơn xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. D. luôn là một hằng số. Câu 18: Vật nào sau đây không có khả năng sinh công? A. Dòng nước lũ đang chảy mạnh B. Viên đạn đang bay C. Búa máy đang rơi xuống D. Hòn đá đang nằm trên mặt đất Câu 19: Công có thể biểu thị bằng tích của: A. Năng lượng và khoảng thời gian B. Lực, quãng đường đi được và khoảng thời gian C. Lực và quãng đường đi được D. Lực và vận tốc Câu 20: Một người nâng một vật có khối lượng 1 kg lên độ cao 6 m. Lấy g = 10 m/s 2. Công mà người đã thực hiện là: A. 180 J B. 60 J C. 1800 J D. 1860 J CHỦ ĐỀ : CƠ NĂNG Bài 25: ĐỘNG NĂNG I. Khái niệm động năng. Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức : 1 2 Wđ = mv 2 Trong đó: m (kg) : khối lượng của vật. v (m/s) : vận tốc của vật. Đơn vị của động năng là jun (J). * Tính chất: - Chỉ phụ thuộc độ lớn vận tốc, không phụ thuộc hướng vận tốc - Là đại lượng vô hướng, có giá trị dương. - Mang tính tương đối. VD: Một ôtô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36 km/h. Tính động năng của ô tô? Giải: TT: 1 2 1 2 5 m = 2 tấn = 2000 kg Động năng của ô tô là: Wđ = mv = .2000.10 10 J 2 2 v = 36 km/h = 10 m/s
4. Wđ = ? II. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng. Độ biến thiên động năng bằng công của các ngoại lực tác dụng vào vật 1 1 mv2 mv2 A 2 2 0 1 1 Trong đó: mv2 là động năng ban đầu của vật mv2 là động năng lúc sau của vật 2 0 2 A là công của các ngoại lực tác dụng vào vật Hệ quả: Khi ngoại lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng tăng. Ngược lại khi ngoại lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng giảm. VD : Một viên đạn m = 20g bay ngang với vận tốc v1 = 100m/s xuyên qua một bao cát dày. Sau khi ra khỏi bao cát, đạn có vận tốc v2 = 20m/s. Tính công của lực cản do bao cát tác dụng lên viên đạn. Tóm tắt m = 20g = 0,02kg Giải: v1=100m/s Công của lực cản do bao cát tác dụng lên viên đạn: 1 2 1 2 1 2 1 2 v2 = 20 m/s A mv mv 0,02.20 .0,02.100 96J 2 2 2 1 2 2 A = ? Mục tiêu bài học: + Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của động năng + Phát biểu được định luật biến thiên động năng III.BÀI TẬP CỦNG CỐ A.Bài tập tự luận Câu 1 Một ô tô có khối lượng 1000kg chuyển động với vận tốc 80 km/h. Động năng của ô tô đó là bao nhiêu? Câu 2 Một vật có khối lượng 1kg có động năng 1J. Khi đó vận tốc của vật là bao nhiêu? Câu 3: Trọng lượng của một vận động viên điền kinh là 650N. Tìm động năng của VĐV khi chạy đều hết quãng đường 600m trong 50s, lấy g = 10m/s2. Câu 4: Một viên đạn m = 1kg bay ngang với v1 = 300m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua gỗ, đạn có v2 = 100m/s. Tính lực cản của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn. B.Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Động năng của một vật khối lượng m, chuyển động với vận tốc v là : 1 1 A. W mv B. W mv2 . C. W 2mv2 . D. W mv2 . d 2 d d d 2 Câu 2: Động năng là đại lượng A. vô hướng, dương ,âm hoặc bằng 0 B. vô hướng, có thể dương hoặc bằng không C. vectơ, luôn dương D. véc tơ, có thể dương hoặc bằng không
5. Câu 3: Động năng của vật tăng khi A. gia tốc của vật tăng. B. vận tốc của vật có giá trị dương. C. gia tốc của vật giảm. D. lực tác dụng lên vật sinh công dương. Câu 4: Nếu khối lượng của một vật tăng lên 4 lần và vận tốc giảm đi 2 lần thì động năng của vật sẽ A. Không đổi B. Tăng 2 lần C. Tăng 4 lần D. Giảm 2 lần Câu 5: Một vật có khối lượng 400g được thả rơi tự do từ độ cao 2,0 m so với mặt đất. Cho g = 10 m/s². Sau khi rơi được 1,2 m động năng của vật bằng A. 1,6 J B. 3,2 J. C. 4,8 J. D. 2,4 J. Tiết 44 Bài 26: THẾ NĂNG I. Thế năng trọng trường. Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt mgz Trong đó: m (kg) : khối lượng của vật. z (m) : độ cao của vật so với mốc thế năng. g: gia tốc rơi tự do. * Tính chất: - Là đại lượng vô hướng - Có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng. CHÚ Ý: Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không (Wt = 0) VD: Một vật có khối lượng m = 4kg, đang ở độ cao 5m so với mặt đất. Cho g = 9,8 m/s 2. Hỏi thế năng của vật đó bằng bao nhiêu? Giải: TTĐ: m = 4 kg z = 5m g = 9,8 m/s2 Wt = ? Thế năng của vật so với mặt đất là: Wt = mgz = 4. 9,8. 5 = 196J II. Thế năng đàn hồi.
6. + Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. + Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng l là : 1 W k( l)2 t 2 Trong đó: k (N/m): độ cứng của lò xo. l (m): độ biến dạng của lò xo. +Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương. BÀI TẬP CỦNG CỐ Bài tập tự luận Bài 1: Một lò xo nằm ngang có k = 250N/m, khi tác dụng lực hãm lò xo dãn ra 2cm thì thế năng đàn hồi là bao nhiêu? Bài 2:Một vật có khối lượng 2kg đang ở độ cao 5m so với mặt đất,lấy g = 10 m/s2.Chọn gốc thế năng tại mặt đất.Tính thế năng trọng trường của vật? Bài 3: Chọn gốc thế năng là mặt đất, thế năng của vật nặng 2kg ở dưới đáy 1 giếng sâu 10m, g = 10m/s2 là bao nhiêu? Bài 4 : Một vật khối lượng 1kg có thế năng 1J đối với mặt đất khi nó ở độ cao h (g = 10 m/s2).Tính độ cao h? Bài tập trắc nghiệm Câu 1: Dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật là A. Thế năng đàn hồi. B. Động năng. C. Cơ năng. D. Thế năng trọng trường. Câu 2:Một vật nằm yên có thể có A. thế năng B. vận tốc C. động năng D. động lượng Câu 3:Biểu thức nào sau đây không phải biểu thức của thế năng? A. Wt = mgh B. W = mg(z2 – z1) C. W = P.h D. W = mgh/2 Câu 4:Thế năng của một vật không phụ thuộc vào (xét vật rơi trong trọng trường) A. Vị trí vật. B. Vận tốc vật. C. Khối lượng vật. D. Độ cao. Câu 5:Thế năng hấp dẫn là đại lượng A. vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không B. vô hướng, có thể dương hoặc bằng không C. véc tơ có cùng hướng với véc tơ trọng lực D. véc tơ có độ lớn luôn dương hoặc bằng không Bài 27: Cơ năng I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường. 1. Định nghĩa. Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng của vật : 1 2 W = Wđ + Wt = mv + mgz 2
7. 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn. 1 W = mv2 + mgz = hằng số 2 1 2 1 2 Hay : mv1 + mgz1 = mv2 + mgz2 = 2 2 3. Hệ quả. Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường : + Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại (động năng và thế năng chuyển hoá lẫn nhau) + Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. VD: Một vật có khối lượng m = 4kg, đang được giữ yên ở độ cao 5m so với mặt đất. Cho g = 9,8 m/s2. a) Hỏi cơ năng của vật đó bằng bao nhiêu? b) Thả vật rơi, tính vận tốc của vật lúc chạm đất? Bỏ qua sức cản của không khí. TTĐ: m = 4 kg z = 5m g = 9,8 m/s2 a, W = ? b, v = ? Giải: 1 2 a, Cơ năng của vật đó là: W = Wđ + Wt = mv + mgz = 0 + 4. 9,8. 5 = 196J. 2 b, Cơ năng của vật lúc vừa chạm đất là: ’ 1 2 1 2 2 W = Wđ + Wt = mv + mgz = .4.v + 0 = 2.v . 2 2 Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: W’ = W Hay: 2.v2 = 196 Vậy: v = 9,9 m/s.
8. II. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. 1. Định nghĩa. Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật : 1 1 W = mv2 + k( l)2 2 2 2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của lực đàn hồi. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn : 1 1 W = mv2 + k( l)2 = hằng số 2 2 Hay : 1 2 1 2 1 2 1 2 mv1 + k( l1) = mv2 + k( l2) = 2 2 2 2 Chú ý : Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi. Nếu vật còn chịu tác dụng thêm các lực khác thì công của các lực khác này đúng bằng độ biến thiên cơ năng. BÀI TẬP CỦNG CỐ Bài tập tự luận Bài 1: Một vật có m = 10kg rơi từ trên cao xuống. Biết tại vị trí vật cao 5m thì vận tốc của vật là 13km/h. Tìm cơ năng tại vị trí đó, g = 9,8m/s2. Bài 2: Người ta thả vật 500g cho rơi tự do, biết vận tốc lúc vật vừa chạm đất là 36km/h. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Cơ năng của vật lúc chạm đất là bao nhiêu? Bài 3: Một hòn bi m = 25g được ném thẳng đứng lên cao với v = 4,5m/s từ độ cao 1,5m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng tại mặt đất, g = 10m/s2. a. Tính Wđ, Wt, W tại lúc ném vật. b. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. Bài tập trắc nghiệm Câu 1. Cơ năng đàn hồi của hệ vật và lò xo A. bằng động năng của vật. B. bằng tổng động năng của vật và thế năng đàn hồi của lò xo. C. bằng thế năng đàn hồi của lò xo. D. bằng động năng của vật và cũng bằng thế năng đàn hồi của lò xo. Câu 2:Chọn đáp án đúng: Cơ năng là A. một đại lượng vô hướng có giá trị đại số B. một đại lượng véc tơ C. một đại lượng vô hướng luôn luôn dương D. một đại lượng vô hướng luôn dương hoặc có thể bằng 0 Câu 3:.Trong quá trình rơi tự do của một vật thì A. động năng tăng, thế năng giảm B. động năng tăng, thế năng tăng
9. C. động năng giảm, thế năng giảm D. động năng giảm, thế năng tăng Câu 4.Một vật nhỏ được ném thẳng đứng hướng xuống từ một điểm phía trên mặt đất. Trong quá trình vật rơi : A. Cơ năng không đổi B. Cơ năng cực tiểu ngay trước khi chạm đất C. Thế năng tăng D. Động năng giảm Câu 5: Người ta thả rơi tự do một vật 400g từ điểm B cách mặt đất 20 m. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g= 10 m/s 2. Cơ năng của vật tại C cách B một đoạn 5m là A. 20J B. 60J C. 40J D. 80J