vật lý 10 CHU DE 4. THE NANG - DINH LY BIEN THIEN THE NANG

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Chương 4: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN</b>

Chủ đề 1: Động lượng – định luật bảo toàn động lượng

Chủ đề 2: Công – công suất

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<i><b>trường. </b></i>

<i>* Tính thế năng </i>

- Chọn mốc thế năng (W

t

= 0); xác định độ cao so với mốc thế năng đã chọn z(m)

và m(kg).

- Sử dụng: W

t

= mgz

Hay W

t1

– W

t2

= A

P

<i><b>* Tính cơng của trọng lực A</b></i>

<i>P </i>

<i>và độ biến thiên thế năng (</i>

∆

<i>W</i>

<i>t</i>

<i>): </i>

- Áp dụng : ∆W

t

= W

t2

– W

t1

= -A

P

↔ mgz

1

– mgz

2

= A

P

<b> Chú ý: Nếu vật đi lên thì A</b>

P

= - mgh

< 0(cơng cản); vật đi xuống A

P

= mgh > 0

(công phát động)

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>-II. CÁC DẠNG BÀI TẬP</b>
<b>VÍ DỤ MINH HOẠ</b>

<i><b>VD 1: Một vật có khối lượng 10 kg, lấy g = 10 m/s</b></i>2.

a/ Tính thế năng của vật 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 cơng của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận
xét kết quả thu được.

<i><b>HD. </b></i>Lấy gốc thế năng tại mặt đất h = 0

a/ + Tại độ cao h1 = 3m thì Wt1 = mgh1 = 60J
+ Tại mặt đất h2 = 0 thì Wt2 = mgh2 = 0

+ Tại đáy giếng h3 = -3m thì Wt3 = mgh3 = - 100J
b/ Lấy mốc thế năng tại đáy giếng

+ Tại độ cao 3m so mặt đất h1 = 8m thì Wt1 = mgh1 = 160J
+ Tại mặt đất h2 = 5m thì Wt2 = mgh2 = 100 J

+ Tại đáy giếng h3 = 0 thì Wt3 = mgh3 = 0

c/ Công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất: A31 = Wt3 – Wt1
+ Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất: A31 = Wt3 – Wt1 = -100 – 60 = -160J

+Khi lấy mốc thế năng đáy giếng : A31 = Wt3 – Wt1 = 0 – 160 = -160J

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>VD2: Một vật có khối lượng 3 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó </b>
Wt1 = 500J. Thả vật rơi tự do đến mặt đất có thế năng Wt1 = -900J.

a/ Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất.

b/ Xác định vị trí ứng với mức khơng của thế năng đã chọn.

c/ Tìm vận tốc của vật khi vật qua vị trí này.

z

Z₂

o

B
Z₁
A

<b>HD. </b>- Chọn chiều dương có trục Oz hướng lên
Ta có:

Wt1 – Wt2 = 500 – (- 900) = 1400J = mgz1 + mgz2 = 1400J

Vậy z1 + z2 =

1400

47,6
3.9,8 = <i>m</i>

Vậy vật rơi từ độ cao 47,6m

b/ Tại vị trí ứng với mức khơng của thế năng z = 0
- Thế năng tại vị trí z1 là Wt1 = mgz1 1

500

17
3.9,8

<i>z</i> <i>m</i>

⇒ = =

Vậy vị trí ban đầu cao hơn mốc thế năng đã chọn là 17m
c/ Vận tốc tại vị trí z = 0

Ta có: v2 – v02 = 2gz1 ⇒<i>v</i>= 2<i>gz</i>1 =18,25 /<i>m s</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>-II. CÁC DẠNG BÀI TẬP</b>
<b>VÍ DỤ MINH HOẠ</b>

<b>Chủ đề 4: THẾ NĂNG – ĐỊNH LÝ BIẾN THIÊN THẾ NĂNG</b>

<b>VD3. Một vật có khối lượng 1 kg đang ở cách mặt đất một khoảng H = 20 m. Ở chân </b>
đường thẳng đứng đi qua vật có một cái hố sâu h = 5 m. Cho g = 10 m/s2.

a) Tính thế năng của vật khi chọn gốc thế năng là đáy hố.

b) Cho vật rơi không vận tốc ban đầu, tìm vận tốc của vật khi chạm đáy hố. Bỏ qua sức
cản của khơng khí.

c) Với gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố bằng bao nhiêu?

<b>HD.</b> a) Với gốc thế năng là đáy hố:

z = H + h = 25 m; Wt = mgz = 250 J.

b) Theo định luật bảo toàn cơ năng:
mgz1 + 1₂mv12 = mgz1 +

2
1_mv2

2; vì v1 = 0 ; z1 = z ; z2 = 0 nên: mgz -

2
1_mv2

2

v2 = 2<i>gz</i> = 22,4 m/s.

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>VD4. Từ độ cao 180 m, người ta thả rơi một vật nặng không vận tốc ban đầu. Bỏ qua sức cản </b>

khơng khí. Lấy g = 10 m/s2. Xác định:

a) Độ cao mà ở đó thế năng bằng động năng và tính vận tốc của vật ở độ cao đó.
b) Vận tốc của vật lúc chạm đất.

<b>HD.</b> Chọn gốc thế năng ở mặt đất.

a) Vị trí mà thế năng bằng động năng:
mgz1 = mgz2 +

2
1

mv2

2 = 2mgz2 z2 =

2

1

<i>z</i>

= 90 m;
mgz2 =

2
1

mv2

2 v2 = <i>2gz</i>2 = 42,4 m/s.

b) Vận tốc của vật lúc chạm đất:
mgz1 = ₂1mv

2

3 v₃ = <i>2gz</i>1 = 60 m/s.

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<b>-II. CÁC DẠNG BÀI TẬP</b>
<b>BÀI TẬP TỰ LUYỆN</b>

<b>Chủ đề 4: THẾ NĂNG – ĐỊNH LÝ BIẾN THIÊN THẾ NĂNG</b>

<b>Câu 1. Từ độ cao 25 m người ta ném thẳng đứng một vật nặng lên cao với vận tốc ban đầu </b>
bằng 20 m/s. Bỏ qua sức cản khơng khí. Lấy g = 10 m/s2. Tính:

a) Độ cao cực đại mà vật đạt được.

b) Độ cao mà ở đó thế năng bằng nữa động năng và vận tốc của vật ở độ cao đó.
Đs: a) 45 m.

b) z2 = 15 m; v2 = 24,5 m/s.

<b>Câu 2: Một thang máy có khối lượng 1 tấn chuyển động từ tầng cao nhất cách mặt đất 100m </b>
xuống tầng thứ 10 cách mặt đất 40m. Nếu chọn gốc thế năng tại tầng 10, lấy g = 9,8m/s2.
Thế năng của thang máy ở tầng cao nhất là:

Đs. 588 kJ.

A

B

C E

D
z_A

z

B

z_C

z

D

z_E

<b>Câu 3: Trong công viên một xe monorail có khối lượng m = 80kg </b>
chạy trên quỹ đạo như hình vẽ, biết zA = 20m; zB = 10m;

zC = 15m; zD = 5m; zE = 18m; g = 9,8m/s2. Độ biến thiên thế

</div>

<!--links-->