11 câu hỏi trắc nghiệm thuộc ĐỘNG NĂNG

Câu 1:

Vận động viên Hoàng Xuân Vinh bắn một viên đạn có khối lượng 100g bay ngang với vận tốc 300m/s xuyên qua tấm bia bằng gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua bia gỗ thì đạn có vận tốc 100m/s. Tính lực cản của tấm bia gỗ tác dụng lên viên đạn

Xem đáp án

Áp dụng định lý động năng

$A = F_{c} . s = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}$

$\Rightarrow F_{c} = \frac{\frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}}{s} = \frac{\frac{0, 1}{2} (100^{2} - 300^{2})}{0, 05} = - 80000 N \Rightarrow | F_{c} | = 80000 N$

Câu 2:

Trung Tâm Bồi Dưỡng Kiến Thức Thiên Thành tổ chức một cuộc thi cho các học viên chạy. Có một học viên có trọng lượng 700N chạy đều hết quãng đường 600m trong 50s. Tìm động năng của học viên đó. Lấy g = 10m/s²

Xem đáp án

Theo bài ra P = m.g = 700N => m = 70kg

Mà $v = \frac{s}{t} = \frac{600}{50} = 12 m / s \Rightarrow W_{d} = \frac{1}{2} m . v^{2} = \frac{1}{2} {.70.12}^{2} = 5040 (J)$

Câu 3:

Cho một vật có khối lượng 500g đang chuyển động với vận tốc ban đầu là 18km/h. Tác dụng của một lực F thì vật đạt vận tốc 36 km/h . Tìm công của lực tác dụng. Lấy g = 10m/s²

Xem đáp án

Ta có m = 0,5kg;

$v_{1} = 18 k m / h = 5 m / s; v_{2} = 36 k m / h = 10 m / s$

$W_{d 1} = \frac{1}{2} . m . {v_{1}}^{2} = \frac{1}{2} .0, {5.5}^{2} = 16, 25 J; W_{d 2} = \frac{1}{2} . m . {v_{2}}^{2} = \frac{1}{2} .0, {5.10}^{2} = 25 J$

Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d 2} - W_{d 1} = 25 - 16, 25 = 8, 75 (J)$

Câu 4:

Hai xe goong chở than có m₂ = 3m₁, cùng chuyển động trên 2 tuyến đường ray song song nhau với W_đ1 = W_đ2. Nếu xe một giảm vận tốc đi 3m/s thì W_đ1 = W_đ2. Tìm vận tốc v₁, v₂.

Xem đáp án

Theo bài ra ta có W_đ1 = 1/7W_đ2

_{$\Rightarrow \frac{1}{2} m_{1} v_{1}^{2} = \frac{1}{7} . \frac{1}{2} m_{2} v_{2}^{2} \Rightarrow v_{2} = 1, 53 v_{1}$}

Mặt khác nếu xe 1 giảm vận tốc đi 3m/s thì W_đ1 = W_đ2:

$\Rightarrow \frac{m_{1} {(v_{1} - 3)}^{2}}{2} = \frac{m_{2} v_{2}^{2}}{2} = \frac{3 m_{1} {(1, 53 v_{1})}^{2}}{2}$

=> v₁ = 0,82 m/s => v₂ = 1,25m/s hoặc v₁= - 1,82 m/s ( loại )

Câu 5:

Từ tầng dưới cùng của tòa nhà, một thang máy có khối lượng tổng cộng m = 1 tấn, đi lên tầng cao.

a. Trên đoạn đường s₁ = 5m đầu tiên, thang máy chuyển động nhanh dần và đạt vận tốc 5m/s. Tính công do động cơ thang máy thực hiện trên đoạn đường này.

b. Trên đoạn đường s₂ = 10m tiếp theo, thang máy chuyển động thẳng đều. Tính công suất của động cơ trên đoạn đường này.

c. Trên đoạn đường s₃ = 5m sau cùng, thang máy chuyển động chậm dần và dừng lại. Tính công của động cơ và lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đừng này. Lấy g = 10m/s².

Xem đáp án

a, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực và kéo của động cơ thang máy. Áp dụng định lý về động năng ta có: W_đ1 – W_đ0 = $A_{\vec{F_{1}}} + A_{\vec{P_{1}}}$

Mà W_đ1 = $\frac{m . {v_{1}}^{2}}{2},$ W_đ0 = $\frac{m . {v_{0}}^{2}}{2} = 0$ ;

$A_{\vec{P_{1}}} = - P . s_{1} = - m . g . s_{1} \begin{matrix} (A_{{\vec{P}}_{1}} < 0) \end{matrix}$

Vì thang máy đi lên

$\Rightarrow A_{F_{1}} = \frac{m . {v_{1}}^{2}}{2} + m . g . s_{1} = \frac{1}{2} {.1000.5}^{2} + 1000.10.5 = 62500 J$

b, Vì thang máy chuyển động đều, lực kéo của động cơ cân bằng với trọng lực $\vec{P} : \vec{F_{2}} + \vec{P} = 0$ . Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản $A_{\vec{F_{2}}} = - A_{\vec{P}}$ với $A_{P} = - P . s_{2} = - m . g . s_{2}$

=> A_F2 = mgs₂ do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s₂ là:

$℘_{2} = \frac{A_{F 2}}{t} = \frac{m . g . s_{2}}{t} = m . g . v_{2} = m . g . v_{1} \Rightarrow ℘_{2} = 1000.10.5 = 50000 (W) = 50 (k W) .$

c, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực $\vec{P}$ và lực kéo $\vec{F_{3}}$ của động cơ.

Áp dụng định lí động năng ta có: W_đ3 – W_đ2 = A_F3 + A_p’

Mà W_đ3 = $\frac{m . {v_{3}}^{2}}{2} = 0;$ W_đ2 = $\frac{m {v_{2}}^{2}}{2}$ (v₂ = v₁ = 5m/s); A_p = - Ps₃ = - mgs₃

Công của động cơ trên đoạn đường s₃ là: A_F3 = mgs₃ - $\frac{m {v_{2}}^{2}}{2}$ = 37500J

Áp dụng công thức tính công ta tìm được lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đường s₃: $\bar{F_{3}} = \frac{A_{F 3}}{s_{3}} = \frac{37500}{5} = 7500 N$

Câu 6:

Một vật có khối lượng 2kg trượt qua A với vận tốc 2m/s xuống dốc nghiêng AB dài 2m, cao 1m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là µ = $\frac{1}{\sqrt{3}}$ . lấy g = 10ms^-2.

a. Xác định công của trọng lực, công của lực ma sát thực hiện khi vật chuyển dời từ đỉnh dốc đến chân dốc.

b. Xác định vận tốc của vật tại chân dốc B.

c. Tại chân dốc B vật tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang BC dài 2m thì dừng lại. Xác định hệ số ma sát trên đoạn đường BC này.

Xem đáp án

a. Ta có

$\sin α = \frac{1}{2}; \cos α = \frac{\sqrt{3}}{2}$

Công của trọng lực

$A_{P} = P_{x} . s = P \sin α . s = m g \sin α . s A_{P} = 2.10. \frac{1}{2} .2 = 20 (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m g \cos α . s A_{f_{m s}} = - \frac{1}{\sqrt{3}} .2.10. \frac{\sqrt{3}}{2} .2 = - 20 (J)$

b. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d B} - W_{d A} \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} - \frac{1}{2} m v_{A}^{2} \Rightarrow 20 - 20 = \frac{1}{2} .2 v_{B}^{2} - \frac{1}{2} {.2.2}^{2} \Rightarrow v_{B} = 2 (m / s)$

c. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B} \Rightarrow A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2}$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m g . s^{/} = - μ .2.10.2 = - μ 40 (J)$

Dừng lại

$v_{C} = 0 (m / s) \Rightarrow - μ 40 = 0 - \frac{1}{2} {.2.2}^{2} \Rightarrow μ = 0, 1$

Câu 7:

Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N.

a. Tìm hệ số ma sát µ₁ trên đoạn đường AB.

b. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30^o so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là µ₂ = $\frac{1}{5 \sqrt{3}}$ . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?

c. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có độ lớn thế nào?

Xem đáp án

a. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d B} - W_{d A} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} - \frac{1}{2} m v_{A}^{2}$

Công của lực kéo $A_{F} = F . s = 4000.100 = {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m . g . s = - μ .2000.10.100 = - μ {.2.10}^{6} (J) \Rightarrow {4.10}^{5} - μ {.2.10}^{6} = \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} - \frac{1}{2} {.2000.10}^{2} \Rightarrow μ = 0, 05$

b. Giả sử D làvị trí mà vật có vận tốc bằng không

Áp dụng định lý động năng

$\begin{array}{l} A = W_{d D} - W_{d B} \\ \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{D}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2} \end{array}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B D = - m g \sin 30^{0} . B D = - 10^{4} . B D (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B D = - μ N . B D = - μ . m . g \cos 30^{0} . B D = - 2000. B D (J)$

$\Rightarrow - 10^{4} . B D - 2000. B D = \frac{1}{2} .2000.0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow B D = 33, 333 (m)$

$\Rightarrow B C > B D$ nên xe không lên được đỉnh dốc.

c. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B C = - m g \sin 30^{0} . B C = - 10^{4} .40 = - {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B C = - μ N . B C = - μ . m . g \cos 30^{0} . B C = - 2000.40 = - {8.10}^{4} (J)$

Công của lực kéo

$A_{\vec{F}} = F . B C = F .40 (J) \Rightarrow F .40 - {4.10}^{5} - {8.10}^{4} = 0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow F = 2000 (N)$

Câu 8:

Một xe có khối lượng 2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi 7,2km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là $μ = 0, 2$ , lấy g = 10m/s².

a. Tính lực kéo của động cơ.

b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30^o so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết vận tốc tại chân C là 72km/h. Tìm chiều dài dốc BC.

c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD.

Xem đáp án

a. Vì Xe chuyển động thẳng đều nên

$F = f_{m s} = μ N = μ m g = 0, 2.2000.10 = 4000 (N)$

b. $v_{C} = 72 (k m / h) = 20 (m / s)$

Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B}$

Công của trọng lực

$A_{P} = P_{x} . B C = P \sin α . B C = m g \sin α . B C A_{P} = 2000.10. \frac{1}{2} . B C = 10^{4} . B C (J)$

$\begin{array}{l} \Rightarrow 10^{4} . B C = \frac{1}{2} . m . v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m . v_{B}^{2} \\ \Rightarrow 10^{4} . B C = \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} - \frac{1}{2} {.2000.2}^{2} \\ \Rightarrow B C = 39, 6 (m) \end{array}$

c. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d D} - W_{d C} \Rightarrow A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{D}^{2} - \frac{1}{2} m v_{C}^{2}$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m g . s^{/} = - μ .2000.10.200 = - μ {.4.10}^{6} (J)$

Dừng lại

$v_{D} = 0 (m / s) \Rightarrow - μ {4.10}^{6} = 0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow μ = 0, 1$

Câu 9:

Một vật đang đứng yên thì tác đụng một lực F không đổi làm vật bắt đầu chuyển động và đạt được vận tốc v sau khi đi được quãng đường s. Nếu tăng lực tác dụng lên 3 lần thì vận tốc v của nó là bao nhiêu khi đi cùng quãng đường s đó.

Xem đáp án

Áp dụng định lý động năng

A= Fs = ½ mv₂² – ½ mv₁² = ½ mv²

$\Rightarrow v = \sqrt{\frac{2. F . s}{m}}$

Khi F₁ = 3F thì v^’ = $\sqrt{3}$ .v

Câu 10:

Một ô tô có khối lượng 1 tấn chuyển động trên đường ngang khi qua A có vận tốc 18km/h và đến B cách A một khoảng là 100m với vận tốc 54km/h.

a. Tính công mà lực kéo của động cơ đã thực hiện trên đoạn đường AB.

b. Đến B tài xế tắt máy và xe tiếp tục xuống dốc nghiêng BC dài 100m, cao 60m. Tính vận tốc tại C.

c. Đến C xe vẫn không nổ máy, tiếp tục leo lên dốc nghiêng CD hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc 30^o. Tính độ cao cực đại mà xe đạt được trên mặt phẳng nghiêng này. Cho biết hệ số ma sát không thay đổi trong quá trình chuyển động của xe là µ = 0,1, lấy g = 10ms^-2.

Xem đáp án

a. Ta có

$v_{A} = 18 (k m / h) = 5 (m / s); v_{B} = 54 (k m / h) = 15 (m / s)$

Áp dụng định lý động năng

$A = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} - \frac{1}{2} m v_{A}^{2} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m (v_{B}^{2} - v_{A}^{2})$

Mà $A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ . N . s = - μ . m . g . s = - 0, 1.1000.10.100 = - 10^{5} (J) \Rightarrow A_{\vec{F}} = \frac{1}{2} .1000 (15^{2} - 5^{2}) + 10^{5} = {2.10}^{5} (J)$

b. Ta có

$\sin α = \frac{60}{100} = \frac{3}{5}; \cos α = \frac{\sqrt{100^{2} - 60^{2}}}{100} = \frac{4}{5}$

Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B} \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2}$

Công của trọng lực

$A_{P} = P_{x} . B C = P \sin α . B C = m g \sin α . B C A_{P} = 1000.10. \frac{3}{5} .100 = {6.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B C = - μ N . B C = - μ . m g \cos α . B C A_{f_{m s}} = - 0, 1.1000.10. \frac{4}{5} .100 = - {8.10}^{4} (J)$

$\Rightarrow {6.10}^{5} - {8.10}^{4} = \frac{1}{2} .1000. (v_{C}^{2} - 15^{2}) \Rightarrow v_{C} = 35, 57 (m / s)$

c. Gọi E là vị trí mà xe có thể lên được

$v_{E} = 0 (m / s)$

Áp dụng định lý động năng

$\begin{array}{l} A = W_{d E} - W_{d C} \\ \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = - \frac{1}{2} m v_{C}^{2} \end{array}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . C E = - m g \sin 30^{0} . C E \Rightarrow A_{\vec{P}} = - 1000.10. \frac{1}{2} . C E = - 5000. C E (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . C E = - μ N . C E = - μ . m . g \cos 30^{0} . C E = - 500 \sqrt{3} . C E (J)$

$\Rightarrow - 5000. C E - 500 \sqrt{3} . C E = - \frac{1}{2} .1000. {(35, 57)}^{2} \Rightarrow C E = 107, 8435 (m)$

Câu 11:

Hai hạt có khối lượng m và 2m, có động lượng theo thứ tự là p và p/2 chuyển động theo hai phương vuông góc đến va chạm vào nhau. Sau va chạm hai hạt trao đổi động lượng cho nhau (hạt này có động lượng cũ của hạt kia). Tính nhiệt tỏa ra khi va chạm.

Xem đáp án

Hạt có khối lượng m và động lượng p thì có động năng:

$W_{d} = \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} . \frac{p^{2}}{m}$

Hạt có khối lượng 2m và động lượng p/2 thì có động năng:

$W_{d} = \frac{1}{2} \frac{{(p / 2)}^{2}}{2 m} = \frac{1}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

Động năng của hệ trước va chạm

$W = \frac{9}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

Sau va chạm hạt m có động lượng p/2, vậy có động năng

$\frac{1}{2} \frac{{(p / 2)}^{2}}{m} = \frac{1}{8} . \frac{p^{2}}{m}$

Hạt 2m có động lượng p, vậy có động năng

$\frac{1}{2} \frac{p^{2}}{2 m} = \frac{1}{4} . \frac{p^{2}}{m} \frac{1}{2} \frac{p^{2}}{2 m} = \frac{1}{4} \frac{p^{2}}{m}$

Động năng của hệ sau va chạm:

W’_đ $= \frac{3}{8} . \frac{p^{2}}{m}$

Q = W_đ –W’_đ = $\frac{3}{16} . \frac{p^{2}}{m}$

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Bài tập Vật Lí 10: Định luật bảo toàn (có lời giải chi tiết)

ĐỘNG NĂNG

Danh sách câu hỏi

Bài thi liên quan

Các bài thi hot trong chương