Tài liệu chuyên đề Năng lượng, công, công suất Vật Lí lớp 10 gồm lý thuyết và các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Vật Lí 10. 

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Vật Lí 10 word có lời giải chi tiết:

B1: Gửi phí vào tài khoản0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)

B2: Nhắn tin tới zalo Vietjack Official - nhấn vào đây

Xem thử tài liệu tại đây: Link tài liệu

Chuyên đề Năng lượng, công, công suất

Tài liệu gồm 4 Chuyên đề nhỏ, mời bạn đọc xem thử nội dung Chuyên đề Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng: 

Chuyên đề 2: CƠ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Động năng - Thế năng trọng trường

2. Cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng

·       Cơ năng của một vật là một đại lượng có giá trị bằng tổng động năng và thế năng.

·       Biểu thức: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_{\rm{t}}} + {{\rm{W}}_{\rm{d}}} = {\rm{mgh}} + \frac{{{\rm{m}}{{\rm{v}}^2}}}{2}\).

·       Định luật bảo toàn cơ năng: Khi một vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

Biểu thức: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_{\rm{d}}} + {{\rm{W}}_{\rm{t}}} = \) const (hằng số)

·       Hệ quả:

Nếu động năng giảm thì thế năng tăng $({\mathrm{W}}_{\mathrm{d}}\downarrow \Rightarrow {\mathrm{W}}_{\mathrm{t}}\uparrow )\to$ động năng chuyển hóa thành thế năng. Nếu động năng tăng thì thế năng giảm $({\mathrm{W}}_{\mathrm{d}}\uparrow \Rightarrow {\mathrm{W}}_{\mathrm{t}}\downarrow )\to$ thế năng chuyển hóa thành động năng.

B. BÀI TẬP KHỞI ĐỘNG

Câu 1. Động năng là đại lượng

     A. vô hướng, luôn dương.                                          B. vô hướng, có thể dương hoặc bằng không.

     C. vectơ, luôn dương.                                                 D. vectơ, luôn dương hoặc bằng không.

Câu 2. Đơn vị nào sau đây không phải đơn vị của động năng?

     A. J.                                   B. \({\rm{kg}}{\rm{.}}{{\rm{m}}^2}{\rm{/}}{{\rm{s}}^2}\). C. N.m.                                       D. N.s.

Câu 3. Thế năng trọng trường là đại lượng

A. vô hướng, có thể dương hoặc bằng không.

B. vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không.

C. vectơ cùng hướng với vectơ trọng lực.

D. vectơ có độ lớn luôn dương hoặc bằng không.

Câu 4. Đại lượng vật lí nào sau đây phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường?

     A. Động năng.                  B. Thế năng.                     C. Trọng lượng.                D. Động lượng.

Câu 5. Một vật được ném thẳng đứng từ dưới lên cao. Trong quá trình chuyển động của vật thì

A. Thế năng của vật giảm, trọng lực sinh công dương.

B. Thế năng của vật giảm, trọng lực sinh công âm.

C. Thế năng của vật tăng, trọng lực sinh công dương.

D. Thế năng của vật tăng, trọng lực sinh công âm.

Câu 6. Khi một vật có khối lượng m chuyển động trong trọng trường thì cơ năng được xác định theo công thức

     A. \({\rm{W}} = \frac{1}{2}{\rm{m}}{{\rm{v}}^2} + {\rm{mgh}}\).                              B. \({\rm{W}} = \frac{1}{2}{\rm{mv}} + {\rm{mgh}}\).              C. \({\rm{W}} = {\rm{m}}{{\rm{v}}^2} + {\rm{mgh}}\).                                  D. \({\rm{W}} = {\rm{m}}{{\rm{v}}^2} + \frac{1}{2}{\rm{mgh}}\).

Câu 7. Cơ năng là một đại lượng

     A. luôn luôn dương.                                                   B. luôn luôn dương hoặc bằng không.

     C. có thể âm, dương hoặc bằng không.                    D. luôn khác không.

Câu 8. Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng

A. bằng tổng động năng và thế năng trọng trường.

B. bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi.

C. bằng thế năng trọng trường.

D. bằng động năng.

Câu 9. Một vật được thả rơi tự do, trong quá trình rơi

A. động năng của vật không đổi.

B. thế năng của vật không đổi.

C. tổng động năng và thế năng của vật không thay đổi.

D. tổng động năng và thế năng của vật luôn thay đổi.

Câu 10. Xét chuyển động của con lắc đơn lí tưởng như hình vẽ, bỏ qua mọi ma sát và lực cản của môi trường, khi vật nặng chuyển động từ \({\rm{A}}\) đến \({\rm{O}}\)

A. thế năng tăng dần, động năng giảm dần, cơ năng giảm dần.

B. thế năng giảm dần, động năng tăng dần, cơ năng không đổi.

C. thế năng tăng dần, động năng giảm dần, cơ năng không đổi.

D. thế năng không đổi, động năng giảm dần, cơ năng tăng dần.

BẢNG ĐÁP ÁN

C. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Ví dụ 1 Khi một tên lửa chuyển động thì cả vận tốc và khối lượng của nó đều thay đổi. Nếu khối lượng giảm một nửa, vận tốc tăng gấp đôi thì động năng của tên lửa

     A. không đổi.                   B. tăng gấp 4 lần.             C. tăng gấp đôi.                D. tăng gấp 8 lần.

Phân tích:

     Ta cần chú ý mối quan hệ tỉ lệ giữa các đại lượng trong công thức động năng như sau:

\({{\rm{W}}_{\rm{d}}} = \frac{1}{2}{\rm{m}}{{\rm{v}}^2} \Rightarrow {{\rm{W}}_{\rm{d}}} \sim {\rm{m}} \sim {{\rm{v}}^2}\)

     \( \to \) Khi \({\rm{m}}\) tăng x lần thì \({{\rm{W}}_{\rm{d}}}\) tăng \({\rm{x}}\) lần và ngược lại.

     \( \to \) Khi v tăng x lần thì \({{\rm{W}}_{\rm{d}}}\) tăng \({{\rm{x}}^2}\) lần và ngược lại.

Lời giải: Chọn C.

     Hoặc sử dụng tỉ lệ như sau: \({{\rm{W}}_{\rm{d}}} \sim {\rm{m}}{{\rm{v}}^2} \Rightarrow \frac{{{{\rm{W}}_{{\rm{d}}2}}}}{{{\rm{\;}}{{\rm{W}}_{{\rm{d}}1}}}} = \frac{1}{2}{.2^2} = 2\).

Ví dụ 2 Một vận động viên quần vợt thực hiện cú giao bóng kỉ lục, quả bóng đạt tới tốc độ \(196{\rm{\;km}}/{\rm{h}}\). Biết khối lượng quả bóng là \(60{\rm{\;g}}\). Động năng của quả bóng là

     A. \(1152{\rm{\;J}}\).          B. \(89{\rm{\;kJ}}\).             C. \(1152{\rm{\;kJ}}\).         D. \(89{\rm{\;J}}\).

Lời giải: Chọn D.

     Động năng của quả bóng là: \({{\rm{W}}_{{\rm{dl}}}} = \frac{1}{2}{\rm{m}}{{\rm{v}}^2} = \frac{1}{2}{.60.10^{ - 3}}.{\left( {\frac{{196}}{{3,6}}} \right)^2} \approx 89{\rm{\;J}}\).

Ví dụ 3 Một xe tải có khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc \(15{\rm{\;m}}/{\rm{s}}\) thì lái xe thấy chướng ngại vật cách xe \(20{\rm{\;m}}\) và hãm phanh và chuyển động chậm dần đều. Xe dừng lại cách chướng ngại vật \(1{\rm{\;m}}\). Độ lớn của lực hãm là

     A. \(1184,2{\rm{\;N}}\).      B. \(22500{\rm{\;N}}\).        C. \(15000{\rm{\;N}}\).        D. \(11842{\rm{\;N}}\).

Phân tích:

     Với bài toán này chúng ta có thể giải theo hai cách như sau:

Cách 1:

     Tính gia tốc của chuyển động chậm dần từ công thức \({{\rm{v}}^2} - {\rm{v}}_0^2 = 2{\rm{as}}\).

     Do khi hãm phanh, ô tô chỉ chịu tác dụng của lực hãm động cơ nên ma \( = {{\rm{F}}_{\rm{h}}}\).

Cách 2:

     Vận dụng định lí biến thiên động năng \({\rm{A}} = {{\rm{F}}_{{\rm{ms}}}}{\rm{.s}} = {{\rm{W}}_{{\rm{d}}2}} - {{\rm{W}}_{{\rm{d}}1}}\).

Lời giải: Chọn D.

Cách 1:

     Ta có ${\mathrm{v}}^2-{\mathrm{v}}_0^2=2\mathrm{a}\mathrm{s}\mathrm{a}=-\frac{{\mathrm{v}}^2}{2\mathrm{s}}=-\frac{{15}^2}{2.19}=-\frac{225}{38}\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$

     Khi hãm phanh, ô tô chỉ chịu tác dụng của lực hãm động cơ, áp dụng định luật II Newton ta có:

                 ${\mathrm{F}}_{\mathrm{h}}=\mathrm{m}.\mathrm{a}=2000.(-\frac{225}{38})=-11842\mathrm{N}.$

Cách 2:

     Độ biến thiên động năng của xe: $\mathrm{\Delta }{\mathrm{W}}_{\mathrm{d}}=\frac{1}{2}\mathrm{m}({\mathrm{v}}_2^2-{\mathrm{v}}_1^2)=\frac{1}{2}.2000.(0-{15}^2)=-225000\mathrm{J}$

     Xe dừng lại cách chướng ngại vật \(1{\rm{\;m}}\) nên tổng quãng đường ô tô đi được là \({\rm{s}} = 19{\rm{\;m}}\).

     Công thực hiện bởi lực hãm là: $\mathrm{A}={\mathrm{F}}_{\mathrm{ms}}\mathrm{s}=\mathrm{\Delta }{\mathrm{W}}_{\mathrm{d}}\iff {\mathrm{F}}_{\mathrm{ms}}.19=-225000\mathrm{J}\Rightarrow {\mathrm{F}}_{\mathrm{ms}}=-11842\mathrm{N}$

     Độ lớn của lực hãm là \(11842{\rm{\;N}}\).