Phương pháp giải bài tập Cơ năng môn Vật Lý 10 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CƠ NĂNG

1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Bài toán cơ năng của vật trong trọng trường – Định luật bảo toàn cơ năng

- Chọn gốc thế năng.

- Chọn hai điểm có các dữ kiện về vận tốc hoặc về độ cao để áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B}\\ \Rightarrow \frac{1}{2}m{v_A}^2 + mg{z_A} = \frac{1}{2}m{v_B}^2 + mg{z_B} \end{array}\)

Sau đó tìm vận tốc hoặc tìm độ cao.

Lưu ý: Định luật bảo toàn cơ năng chỉ được áp dụng khi vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

2. VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Một vật được ném từ độ cao 15 m với vận tốc 10 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ của vật khi chạm đất là

A. 10√2 m/s.

B. 20 m/s.

C. √2 m/s.

D. 40 m/s.

Giải

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

Bỏ qua sức cản không khí nên cơ năng được bảo toàn:

W₁ = W₂

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{W}}_{d1}} + {{\rm{W}}_{t1}} = {{\rm{W}}_{t2}} + 0\\ \Leftrightarrow \frac{{m{v_1}^2}}{2} + mg{h_1} = \frac{{m{v_2}^2}}{2}\\ \Rightarrow {v_2} = \sqrt {{v_1}^2 + 2gh} = \sqrt {{{10}^2} + 2.10.15} = 20m/s \end{array}\)

Chọn B.

Ví dụ 2: Một vật được ném xiên từ mặt đất với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc 30^o và có độ lớn là 4 m/s. Lấy g = 10 m/s², chọn gốc thế năng tại mặt đất, bỏ qua mọi lực cản. Độ cao cực đại của vật đạt tới là

A. 0,8 m.

B. 1,5 m.

C. 0,2 m.

D. 0,5 m.

Giải

Tại vị trí có độ cao cực đại thì v_2y = 0; v_2x = v₁cosα

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

Bỏ qua sức cản không khí nên cơ năng được bảo toàn: W₁ = W₂

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{W}}_{d1}} + {{\rm{W}}_{t1}} = {{\rm{W}}_{t2}} + {{\rm{W}}_{d2}}\\ \Leftrightarrow \frac{{m{v_1}^2}}{2} + 0 = \frac{{m{v_2}^2}}{2} + mg{h_{_2}}\\ \Rightarrow {h_2} = \sqrt {\frac{{{v_1}^2 - {{({v_1}\cos \alpha )}^2}}}{{2g}}} = \sqrt {\frac{{{4^2} - {4^2}{{(\frac{{\sqrt 3 }}{2})}^2}}}{{2.10}}} = 0,2m \end{array}\)

Chọn C.

3. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Một vật ném được thẳng đứng xuống đất từ độ cao 5 m. Khi chạm đất vật nảy trở lên với độ cao 7 m. Bỏ qua mất mát năng lượng khi va chạm đất và sức cản môi trường. Lấy g = 10 m/s². Vận tốc ném ban đầu có giá trị bằng

A. 2√10 m/s.

B. 2 m/s.

C. 5 m/s.

D. 5 m/s.

Câu 2: Một vật được ném từ độ cao 15 m với vận tốc 10 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ của vật khi chạm đất là

A. 10√2 m/s.

B. 20 m/s.

C. √2 m/s.

D. 40 m/s.

Câu 3: Một vật được ném xiên từ mặt đất với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc 30^o và có độ lớn là 4 m/s. Lấy g = 10 m/s², chọn gốc thế năng tại mặt đất, bỏ qua mọi lực cản. Độ cao cực đại của vật đạt tới là

A. 0,8 m.

B. 1,5 m.

C. 0,2 m.

D. 0,5 m.

Câu 4: Một vật ném được thẳng đứng xuống đất từ độ cao 5 m. Khi chạm đất vật nảy trở lên với độ cao 7 m. Bỏ qua mất mát năng lượng khi va chạm đất và sức cản môi trường. Lấy g = 10 m/s². Vận tốc ném ban đầu có giá trị bằng

A. 2√10 m/s.

B. 2 m/s.

C. 5 m/s.

D. 5 m/s.

Câu 5: Một vật trượt không ma sát từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng. Khi đi được 2/3 quãng đường theo mặt phẳng nghiêng tì tỉ số động năng và thế năng của vật bằng

A. 2/3.

B. 3/2.

C. 2.

D. 1/2.

Câu 6: Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A cao 20 m cảu một cái dốc xuống đến chân dốc. Vận tốc của vật tại chân dốc là 15 m/s. Lấy g = 10 m/s². Độ lớn công của lực ma sát tác dụng lên vật khi vật trượt hết dốc

A. 87,5 J.

B. 25,0 J.

C. 112,5 J.

D. 100 J.

Câu 7: Một vật nhỏ bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 2 m, nghiêng góc 30^o so với phương ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ của vật khi đến chân mặt phẳng nghiêng là

A. 2,478 m/s.

B. 4,066 m/s.

C. 4,472 m/s.

D. 3,505 m/s.

Câu 8: Một viên bi thép có khối lượng 100 g được bắn thẳng đứng xuống đất từ độ cao 5 m với vận tốc ban đầu 5 m/s. Khi dừng lại viên bi ở sâu dưới mặt đất một khoảng 10 cm. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s². Lực tác dụng trung bình của đất lên viên bi là

A. 67,7 N.

B. 75,0 N.

C. 78,3 N.

D. 63,5 N.

Câu 9: Một vật nhỏ được treo vào đầu dưới của một sợi dây mảnh, không dãn có chiều dài 2 m. Giữ cố định đầu trên của sợi dây, ban đầu kéo cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 60^o rồi truyền cho vật vận tốc bằng 2 m/s hướng về vị trí cân bằng. Bỏ qua sức cản môi trường, lấy g = 10 m/s². Độ lớn vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng là

A. 3√2 m/s.

B. 3√3 m/s.

C. 2√6 m/s.

D. 2√5 m/s.

----------

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập Cơ năng môn Vật Lý 10 năm 2020, để theo dõi nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác vui lòng đăng nhập vào hệ thống Chúng tôi chọn chức năng xem online hoặc tải về máy!

Chúc các em học tập thật tốt!

Phương pháp giải bài tập Cơ năng môn Vật Lý 10 năm 2020