8 câu hỏi trắc nghiệm thuộc BIẾN HÓA CƠ NẮNG (ĐLBT năng lượng)

Câu 1:

Vật trượt không vận tốc đầu trên máng nghiêng một góc $α = 60^{0}$ với AH=1m , Sau đó trượt tiếp trên mặt phẳng nằm ngang BC= 50cm và mặt phẳng nghiêng DC một góc $β = 30^{0}$ biết hệ số ma sát giữa vật và 3 mặt phẳng là như nhau và bằng $μ = 0, 1$ . Tính độ cao DI mà vật lên được

Xem đáp án

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$W_{A} = W_{D} + A_{m s} M à W_{A} = m g z_{A} = m .10.1 = 10. m (J) W_{D} = m g z_{D} = m .10. z_{D} = 10 m z_{D} (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B + μ m g . B C + μ m g \cos β . C D \Rightarrow A_{m s} = μ m g (\cos 60^{0} . A B + B C + \cos 30^{0} . C D)$

$\Rightarrow A_{m s} = 0, 1.10. m (\cos 60^{0} . \frac{A H}{\sin 60^{0}} + B C + \cos 30^{0} . \frac{z_{D}}{\sin 30^{0}}) = m (\frac{1}{\sqrt{3}} + 0, 5 + \sqrt{3} . z_{D}) \Rightarrow 10 m = 10 m z_{D} + m (\frac{1}{\sqrt{3}} + 0, 5 + \sqrt{3} z_{D}) \Rightarrow 10 - \frac{1}{\sqrt{3}} - 0, 5 = 10 z_{D} + \sqrt{3} z_{D} \Rightarrow z_{D} = 0, 761 (m)$

Câu 2:

Một vật trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng nghiêng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng nằm ngang BC như hình vẽ với AH= 0,1m, BH=0,6m. hệ số ma sát trượt giữa vật và hai mặt phẳng là

a. Tính vận tốc của vật khi đến B.

b. Quãng đường vật trượt được trên mặt phẳng ngang.

Xem đáp án

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

a. Ta có $cotan α = \frac{B H}{A H} = \frac{0, 6}{0, 1} = 6$

Mà $W_{A} = m . g . A H = m .10.0, 1 = m (J); W_{B} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B = 0, 1. m .10. \cos α . \frac{A H}{\sin α} = m . c o \tan α .0, 1 = 0, 6 m (J)$

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$W_{A} = W_{B} + A_{m s} \Rightarrow m = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + 0, 6 m \Rightarrow v_{B} = 0, 8944 (m / s)$

b. Theo định luật bảo toàn năng lượng

$\Rightarrow m = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + 0, 6 m \Rightarrow v_{B} = 0, 8944 (m / s)$

Mà $W_{A} = m g . A H = m .10.0, 1 = m (J); W_{C} = 0 (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B + μ m g . B C = 0, 6 m + m . B C \Rightarrow m = 0 + 0, 6 m + m . B C \Rightarrow B C = 0, 4 (m)$

Câu 3:

Hai vật có khối lượng được nối với nhau bằng dây ko dãn như hình vẽ, lúc đầu hai vật đứng yên. Khi thả ra vật hai chuyển động được 1m thì vận tốc của nó là bao nhiêu? Biết m1 trượt trên mặt phẳng nghiêng góc $α = 30^{0}$ so với phương nằm ngang với hệ số ma sát trượt là

Xem đáp án

Ta có $P_{1 x} = P_{1} . \sin 30^{0} = m_{1} g . \frac{1}{2} = 0, 15.10.0, 5 = 0, 75 (N) P_{2} = m_{2} g = 0, 1.10 = 1 (N)$

Vậy $P_{2} > P_{1 x}$ vật hai đi xuống vật một đi lên, khi vật hai đi xuống được một đoạn s = 1m thì vật một lên cao $z_{1} = s . \sin 30^{0} = \frac{s}{2} = 0, 5 (m)$

Chọn vị trí ban đầu của hai vật là mốc thế năng

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$0 = W_{d} + W_{t} + A_{m s}$

$W_{d} = \frac{(m_{1} + m_{2}) v^{2}}{2} = \frac{(0, 15 + 0, 1) v^{2}}{2} = \frac{v^{2}}{8} W_{t} = - m_{2} g s + m_{1} g z_{1} = - 0, 1.10.1 + 0, 15.10.0, 5 = - 0, 25 (J) A_{m s} = F_{m s} . s = μ m_{1} g . \cos 30^{0} . s = 0, 1.0, 15.10. \frac{\sqrt{3}}{2} .1 = 0, 1299 (J) 0 = \frac{v^{2}}{8} - 0, 25 + 0, 1299 \Rightarrow v \approx 0, 98 (m / s)$

Câu 4:

Hiệu suất động cơ của một đầu tàu chạy điện và cơ chế truyền chuyển động là 80%. Khi tàu chạy với vận tốc là 72 km/h động cơ sinh ra một công suất là 1200kW. Xác định lực kéo của đầu tàu?

Xem đáp án

$v = 72 (k m / h) = 20 (m / s); P_{t p} = 1200 k W = {12.10}^{5} (W) T a c ó : H = \frac{P_{t h}}{P_{t p}} \Rightarrow P_{t h} = 0, 8 P_{t p} = 0, {8.12.10}^{5} = {96.10}^{4} (W)$

Mà $P = \frac{A}{t} = F_{k} . v \Rightarrow F_{k} = \frac{P_{t h}}{v} = \frac{{96.10}^{4}}{20} = 48000 (N)$

Câu 5:

Một ô tô có khối lượng 2 tấn khi đi qua A có vận tốc 72 km/h thì tài xế tắt máy, xe chuyển động chậm dần đều đến B thì có vận tốc 18km/h. Biết quãng đường AB nằm ngang dài 100m.

a, Xác định hệ số ma sát $μ_{1}$ trên đoạn đường AB.

b, Đến B xe vẫn không nổ máy và tiếp tục xuống dốc nghiêng BC dài 50m, biết dốc hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc $α = 30^{0}$ . Biết hệ sồ ma sát giữa bánh xe và dốc nghiêng là $μ_{2} = 0, 1$ . Xác định vận tốc của xe tại chân dốc nghiêng C.

Xem đáp án

a. Ta có $v_{A} = 72 (k m / h) = 20 (m / s); v_{B} = 18 (k m / h) = 5 (m / s)$

Chọn mốc thế năng tại AB

Theo định luật bảo toàn năng lượng $W_{A} = W_{B} + A_{m s}$

$W_{A} = \frac{1}{2} m v_{A}^{2} = \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} = {4.10}^{5} (J) W_{B} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} = \frac{1}{2} {.2000.5}^{2} = 25000 (J) A_{m s} = μ_{1} . m . g . A B = μ_{1} .2000.10.100 = {2.10}^{6} . μ_{1} (J) \Rightarrow {4.10}^{5} = 25000 + {2.10}^{6} . μ_{1} \Rightarrow μ_{1} = 0, 1875$

b. Chọn mốc thế năng tại C

$z_{B} = B C . \sin 30^{0} = 50.0, 5 = 25 (m)$

Theo định luật bảo toàn năng lượng $W_{B} = W_{C} + A_{m s}$

$W_{B} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + m g z_{B} = \frac{1}{2} {.2000.5}^{2} + 2000.10.25 = 525000 (J) W_{C} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} = \frac{1}{2} .2000. v_{C}^{2} = 1000. v_{C}^{2} (J)$

$A_{m s} = μ_{2} . m . g . \cos 30^{0} . B C = 0, 1.2000.10. \frac{\sqrt{3}}{2} .50 = 86602, 54 (J) \Rightarrow 525000 = 1000 v_{C}^{2} + 86602, 54 \Rightarrow v_{C} = 20, 94 (m / s)$

Câu 6:

Hai vật có khối lượng $m_{1} = 800 g, m_{2} = 600 g$ được nối với nhau bằng dây ko dãn như hình vẽ, lúc đầu hai vật đứng yên. Khi thả ra vật hai chuyển động được 50cm thì vận tốc của nó là $v = 1 (m / s)$ . Biết m1 trượt trên mặt phẳng nghiêng góc $α = 30^{0}$ so với phương nằm ngang và có hệ số ma sát . Tính hệ số ma sát $μ$

Xem đáp án

Ta có $P_{1 x} = P_{1} . \sin 30^{0} = m_{1} g . \frac{1}{2} = 0, 8.10.0, 5 = 4 (N) P_{2} = m_{2} g = 0, 6.10 = 6 (N)$

Vậy $P_{2} > P_{1 x}$ vật hai đi xuống vật một đi lên, khi vật hai đi xuống được một đoạn s = 50 cm thì vật một lên cao

$z_{1} = s . \sin 30^{0} = \frac{s}{2} = 25 (c m)$

Chọn vị trí ban đầu của hai vật là mốc thế năng

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$0 = W_{d} + W_{t} + A_{m s} V ớ i W_{d} = \frac{(m_{1} + m_{2}) v^{2}}{2} = \frac{(0, 8 + 0, 6) {.1}^{2}}{2} = 0, 7 (J) A_{m s} = F_{m s} . s = μ m_{1} g . \cos 30^{0} . s = μ .0, 8.10. \frac{\sqrt{3}}{2} .0, 5 = μ 2 \sqrt{3} (J)$

Vậy $0 = 0, 7 - 1 + μ .2. \sqrt{3} \Rightarrow μ = 0, 0866$

Câu 7:

: Mặt phẳng nghiêng hợp với phương ngang một góc $α = 30^{0}$ , tiếp theo là mặt phẳng nằm ngang như hình vẽ. một vật trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh A của mặt phăng nghiêng với độ cao h=1m và sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng nằn ngang một khoảng là BC. Tính BC, biết hệ số ma sát giữa vật với hai mặt phẳng đều là $μ = 0, 1$

Xem đáp án

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$W_{A} = W_{C} + A_{m s}$

Mà $W_{A} = m g . A H = m .10 = 10. m (J); W_{C} = 0 (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B + μ m g . B C = 0, 1. m .10. \cos 30^{0} . \frac{A H}{\sin 30^{0}} + 0, 1. m .10. B C \Rightarrow A_{m s} = m . \sqrt{3} . + m . B C \Rightarrow 10. m = 0 + m \sqrt{3} + m . B C \Rightarrow B C = 8, 268 (m)$

Câu 8:

Để đóng một cái cọc có khối lượng m₁ = 10kg xuống nền đất người ta dung một búa máy. Khi hoạt động, nhờ có một động cơ công suất $℘ = 1, 75 k W$ , sau 5s búa máy nâng vật nặng khối lượng m₂ = 50kg lên đến độ cao h₀ = 7m so với đầu cọc, và sau đó thả rơi xuống nện vào đầu cọc. Mỗi lần nện vào đầu cọc vật nặng nảy lên h = 1m. Biết khi va chạm, 20% cơ năng ban đầu biến thành nhiệt và làm biến dạng các vật. Hãy tính:

a. Động năng vật nặng truyền cho cọc.

b. Lực cản trung bình của đất.

c. Hiệu suất của động cơ búa máy. Lấy g =10m/s².

Xem đáp án

a. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: W_t2= Q + W_đ1 + W_đ’2

Sau đó động năng W’_đ2 của vật nặng lại chuyển động thành thế năng W’_t2 khi nó nảy lên độ cao h: W_đ’2 = W’_t2

Từ đó động năng W_đ1 vật nặng truyền cho cọc:

W_đ1 = W_t2 – Q – W’_t2

Theo bài ra: W_t2 = m₂gh₀; W’_t2 = m₂gh;

Q = 0,2 W_đ2 = 0,2W_t2 = 0,2 m₂ gh₀;

W_đ1 = m₂g (h₀ – 0,2h₀ – h).

Mà m₂ = 50kg; g = 10m/s²; h₀ = 7m; h = 1m W_đ1 = 2300J

b. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khi cọc lún xuống, động năng W_đ1 và thế năng W_t1 của nó giảm (chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu), biến thành nội năng của cọc và đất (nhiệt và biến dạng), độ tăng nội năng này lại bằng công A_c của lực cản của đất;

Ta có: W_đ1 + W_t1 = A_c.

Theo đề bài ta có: W_đ1 = 2300J; W_t1 = m₁g.s;

A_c = F_c . s (F_c là lực cản trung bình của đất), với s = 10cm = 0,1m.

F_c = 23100N.

c. Hiệu suất của động cơ: $H = \frac{A_{c i}}{A_{t p}}$

Công có ích A_{có ích} của động cơ là công kéo vật nặng m₂ lên độ cao h₀ = 7m kể từ đầu cọc, công này biến thành thế năng W_t2 của vật nặng:

A_{có ích} = m₂gh₀. Công toàn phần của động cơ tính bằng công thức:

A_{t phần} = $℘$ . t, với $℘$ = 1,75kW = 1750W.

T = 5s. H = 40%.

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

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

BIẾN HÓA CƠ NẮNG (ĐLBT năng lượng)

Danh sách câu hỏi

Bài thi liên quan

Các bài thi hot trong chương