Phương pháp giải bài tập Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng môn Vật Lý 10 năm 2021

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

<b>PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP </b>

<b>ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG </b>

<b>1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI </b>

Khi áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cần :

- Xác định được biểu thức cụ thể của động năng và thế năng tại hai vị trí của vật. Thơng
thường hai vị trí thường chọn có động năng hoặc thế năng bằng không hoặc tại vị trí mà việc
tính tốn cơ năng là đơn giản.

- Chọn mốc thế năng sao cho việc tính thế năng của vật là dễ nhất.

<b>- </b>Định luật bảo toàn cơ năng được áp dụng đối với vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực hoặc
lực đàn hồi ( lực thế).

<b>II. VÍ DỤ MINH HỌA </b>

Một vật được ném lên cao với vận tốc ban đầu vo=10m/s từ độ cao h=20m so với mặt đất , lấy

g=10m/s2_{. Bỏ qua lực cản :}

a) Chọn trục Oz , chiều dương hướng lên . Chọn gốc tọa độ O tại đất . Tính độ cao cực đại của
vật so với mặt đất ( dùng định luật bảo toàn cơ năng ) ;

b) Tính vận tốc của vật khi chạm đất ;

c) ở độ cao nào thì động năng bằng thế năng ?
<b>Giải </b>
Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

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

2 2

1 1

.10 .10.20 250

2 2

<i>W</i>  <i>mv</i> <i>mgh</i> <i>m</i> <i>m</i>  <i>m</i>

Khi vật lên độ cao cực đại thì cơ năng là:

2 max max

W =mgh =m.10.h

Bảo tồn cơ năng ta có:

2 <i>max</i> 25( )

<i>W</i> <i>W</i><i>h</i>  <i>m</i>

b) Khi chạm đất, cơ năng của vật là:
2

3
1
2

<i>W</i>  <i>mv</i>

Bảo tồn cơ năng ta có:
2

3

1

250 10 5( / )

2

<i>W</i> <i>W</i>  <i>mv</i>  <i>m</i> <i>v</i> <i>m s</i>

c) Tại vị trí Wđ= Wt

2 2.

12, 5( )
2

<i>d</i> <i>t</i>

<i>t</i> <i>max</i>

<i>max</i>

<i>W</i> <i>W</i>

<i>W</i> <i>W</i> <i>mgh</i> <i>mgh</i>

<i>h</i>

<i>h</i> <i>m</i>



   

  

<b>III. BÀI TẬP VẬN DỤNG </b>

<b>Bài 1: T</b>ừ độ cao 10 m so với mặt đất, một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng với
vận tốc đầu 5 m/s. Bỏ qua sức cản của khơng khí và lấy g = 10 m/s2_.

a. Tính độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.

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

a) Tìm <i>h_m</i>_ax

2

ax

1, 25 10 11, 25

2

<i>A</i>

<i>m</i> <i>A</i>

<i>v</i>

<i>h</i>

<i>h</i>

<i>m</i>

<i>g</i>













b) Tính vận tốc của vật tại thời điểm vật có động năng bằng thế năng

2

ax ax

1

W

W

2.

7,5 2

/

2

<i>C</i>



<i>B</i>



<i>mv</i>

<i>C</i>



<i>mgh</i>

<i>m</i>



<i>v</i>

<i>C</i>



<i>gh</i>

<i>m</i>



<i>m s</i>

<i>c) Tìm cơ năng tồn phần của vật, biết khối lượng của vật là m = 200 g </i>

ax

W



W

<i>_B</i>



<i>mgh</i>

<i>_m</i>



0,2.10.11,25



22,5

<i>J</i>

<b>Bài 2: Qu</b>ả cầu nhỏ khối lượng 500 g treo ở đầu một sợi dây dài 1 m, đầu trên của dây cố định.
Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây hợp với phương thẳng ứng góc 450_{rồi thả tự}

do. Tìm:

a. Vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí cân bằng.
b. Tính lực căng của dây tại vị trí cân bằng.

<b>Đ/S : </b>

a) Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (vị trí thấp nhất của vật).

2

1

2

<i>A</i> <i>B</i>

<i>mgh</i>

<i>mv</i>





Với :



0

 



0
45

1

os

1

os45

<i>A</i>

<i>h</i>



<i>l</i>



<i>c</i>





<i>l</i>



<i>c</i>



0



2

2 1 os45 2.10.1 1 20 10 2 2, 42 /

2

<i>gl</i> <i>c</i>   <i>m s</i>

   _  _   

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

b) Khi cần tính đến lực căng dây T, ta phải áp dụng lại Định luật II Niu tơn cho vật tại vị trí cần
tính.

<b> </b>

2 2

2, 42

0,5.10 0,5. 7,93
1

<i>B</i>
<i>ht</i>

<i>v</i>

<i>T</i> <i>ma</i> <i>m</i> <i>N</i>

<i>l</i>

     

<b>Bài 3. Qu</b>ả cầu khối lượng m = 100g gắn ở đầu một lò xo nằm ngang, đầu kia của lò xo cố
định, độ cứng của lò xo k = 0,4N/cm. Quả cầu có thể chuyển động khơng ma sát trên mặt
phẳng ngang. Từ vị trí cân bằng O, người ta kéo quả cầu cho lò xo dãn ra đoạn OA = 5cm rồi
buông tay. Quả cầu chuyển động dao động trên đoạn đường AB.

a) Tính chiều dài quỹ đạo AB.

b) Tính vận tốc cực đại của quả cầu trong quá trình chuyển động. Vận tốc này đạt ở vị trí nào?
<b>Đ/S : </b>

a) Chiều dài quỹ đạo: L = AB = 2.OA = 2.5 = 10cm.
b) Vận tốc cực đại của quả cầu

v = OA. = 5. = 100cm/s = 1m/s. (k = 0,4 N/cm = 40 N/m)

Vật đạt vận tốc cực đại bằng 1 m/s khi đi qua vị trí cân bằng, tại đó lị xo khơng biến dạng.
<b>Bài 4. Qu</b>ả cầu m = 50g gắn ở đầu lò xo thẳng đứng, đầu trên của lò xo cố định, độ cứng k =
0,2N/cm. Ban đầu m được giữ ở vị trí lị xo thẳng đứng và có chiều dài tự nhiên. Bng m
khơng vận tốc đầu.

a) Tính vận tốc quả cầu tại vị trí cân bằng.

b) Tìm độ dãn cực đại của lị xo trong q trình chuyển động
k

m

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5></div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội </b>
<b>dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi </b>
<b>về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh </b>

tiếng.

<b>I. </b> <b>Luyện Thi Online</b>

- <b>Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng </b>
<b>xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và </b>
Sinh Học.

- <b>Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các </b>
<i>trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường </i>
<i>Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức </i>

<i>Tấn. </i>

<b>II. </b> <b>Khoá Học Nâng Cao và HSG </b>

- <b>Toán Nâng Cao THCS:</b> Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- <b>Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp </b>
<i>dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh </i>

<i>Trình, TS. Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc </i>
<i>Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia. </i>

<b>III. </b> <b>Kênh học tập miễn phí</b>

- <b>HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả </b>
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư

liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- <b>HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi </b>

<i>Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai </i>

<i> Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90% </i>

<i>Học Toán Online cùng Chuyên Gia </i>

</div>

<!--links-->