Bài tập Vật lý Phần: Động lượng định luật bảo toàn động lượng52216

TIẾT 1, 2: BT VỀ ĐỘNG LƯỢNGĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG I.Mục tiêu: 1.Kiến thức: Nắm vững hơn những kiến thức về động lượng và định luật bảo toàn động lượng.. III.Tiến trình dạy học: T

TIẾT 1, 2: BT VỀ ĐỘNG LƯỢNG

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Nắm vững hơn những kiến thức về động lượng và định luật bảo toàn động

lượng

2.Kỹ năng: Giải được một số bài tập đơn giản.

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

Tiết 1

*HD1: Ôn lại kiến thức cũ:

-Định nghĩa và công thức định lượng của một vật?

-Biểu thức và nội dung của định luật bảo toàn động lượng?

-Biểu thức và cách phát biểu khác của định luật II Niu tơn?

*HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Một vật có khối lượng m = 50g chuyển động thẳng đều với vận tốc v = 50cm/s Tính

động lượng của vật?

ĐA: p = mv = 0,025kgm/s

Bài 2: Cho hệ 2 vật có khối lượng bằng nhau m1 = m2 = 1kg Vận tốc của vật I có khối lượng v1 = 1m/s, của vật II v2 = 2m/s Tính động lượng của hệ trong các trường hợp sau: a.Khi vectơ vận tốc của hai vật cùng hướng

b.Khi vectơ vận tốc của hai vật ngược hướng

c.Khi vectơ của hai vật hợp với nhau một góc 600

Giải:

Ns v

v

p

v v Do v v m v m v m p

p

p

3 ) 2 1 ( 1 ) (

) (

2 1

2 1 2 1 2

1 2

1



























Ns v

v

m

p ( 1 2)  1 1



c

Ns p

p p

p

p p p p

p

p p p

p

p

65 , 2 60 cos 2

) 60 cos(

2

cos 2

0 2

2 2 1 2

2

2

1

0 2

2 2 1 2 2 2

1

2 1 2 2 2

1

2





























Bài 3: Một vật có khối lượng 1kg rơi tự do xuống đất trong một khoảng thời gian 0,5s Tính

độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian đó? g = 10m/s2

Bài 4: Dưới tác dụng của lực bằng 4N, một vật thu gia tốc và chuyển động sau thời gian

2s, độ biến thiên động lượng của vật là bao nhiêu?

ĐA: p Ft 4.28Ns

Bài 5: Một khẩu súng có khối lượng 5kg Bắn 1 viên đạn theo phương ngang có khối lượng

10g, với vận tốc 600m/s Tính vận tốc giật lùi của súng khi đạn thoát khỏi nòng súng?

M

mv

5

6 5

600 01 , 0















Bài 6: Hai vật lần lượt có khối lượng m1 = 2kg, m2 = 3kg chuyển động với các vận tốc v1 = 2m/s, v2 = 4m/s Biết v1 v2 Tính động lượng của hệ?

ĐA:

130 124

16

2 2

2 1

2 2

2 1 2

2 2 1 1 2 1



























p p p p p p

v m v m p p

p

HD3: Củng cố và dặn dò.

Tiết 2

HD1: Kiểm tra bài cũ.

Biểu thức và nội dung định luật bảo toàn động lượng?

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Một quả đạn có khối lượng 20kg đang bay thẳng đứng xuống dưới với vận tốc

70m/s thì nổ thành 2 mảnh Mảnh thứ I có khối lượng 8kg bay theo phương ngang với vận tốc 90m/s Mảnh thứ II có thể bay theo phương nào và có độ lớn và vận tốc là bao nhiêu?

ĐA: p p1 p2 m1v1m2v2 m v

theo hình vẽ ta có:

2

p

1 2

p  

s m

v2 131 /



Bài 2: Một viên đạn khối lượng 2kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250m/s thì

nổ thành 2 mảnh có khối lượng bằng nhau Biết mảnh thứ I bay với vận tốc 250m/s theo phương lệch góc 600 so với đường thẳng đứng Hỏi mảnh kia bay theo phương nào với vận tốc là bao nhiêu?

ĐA:

s m v

p p p p p

p p

p

/ 433

60 cos

2 1 2 0

2 2 1

2

2

2 1

















Bài 3: Một xe chở cát có khối lượng 38kg đang chạy trên đường nằm ngang không ma sát

với vận tốc 1m/s Một vật nhỏ có khối lượng 2kg bay ngang với vận tốc 7m/s (đối với mặt đất) đến chui vào cát và nằm yên trong đó Xác định vận tốc mới của xe trong 2 trường hợp sau:

a.Vật bay đến ngược chiều xe chạy

b.Vật bay đến cùng chiều xe chạy

ĐA:

M mV

p

v m V

M

p

s

t









Theo ĐLBTĐL: p t  p s

V M m

v

m

V

M  (  )

a

s m V

V M m mv

MV

v

V

/ 6

,

0

) (

















 



b

s m

V

V M m mv MV v

V

/ 3

,

1

) (

















 



HD3: Củng cố và dặn dò.

TIẾT 3, 4: BÀI TẬP CÔNG - CÔNG SUẤT

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Củng cố thêm kiến thức về công và công suất.

2.Kỹ năng: Vận dụng công thức để giải được bài tập.

3.Thái độ:

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại những kiến thức liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

Tiết 3

HD1: Kiểm tra bài cũ.

Định nghĩa công trong trường hợp tổng quát

HD2: Hướng dẫn bài tập.

Bài 1: Một gào nước khối lượng 10kg được kéo chuyển động đều lên độ cao 5m trong

khoảng thời gian 1 phút 40 giây Tính công suất trung bình của lực kéo (lấy g = 10m/s2) ĐA: P = 5W

Bài 2: Một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu từ đỉnh dốc có ch.cao h.

a.Xác định công của trọng lực trong quá trình vật trượt hết dốc

b.Tính công suất trung bình của trọng lực, biết góc nghiêng của mặt dốc và mặt ngang là

 Bỏ qua mọi ma sát

ĐA: a Amgssin mgh b

t

A

P

Bài 3: Một người kéo một hòm gỗ 60kg trượt trên sàn nhà một dây có phương hợp với

phương ngang một góc 300, lực tác dụng lên dây là 180N

a.Tính công của lực đó khi hòm trượt 25m

b.Khi hòm trượt, công của trọng lực bằng bao nhiêu

ĐA: a.A = 3892,5J b.A = 0

Bài 4: Một người kéo đều một thùng nước có khối lượng 15kg từ giếng sâu 8m lên trong

20s

a.Tính công của lực kéo

b.Tính công suất của người ấy Lấy g = 10m/s2

Bài 5: Nhờ cần cẩu, một kiện hàng có khối lượng 5 tấn được nâng lên thẳng đứng lên cao

nhanh dần đều, đạt độ cao 10m trong 5s Tính công của lực nâng trong giây thứ 5

ĐA: F = m(g + a), với m s

t

s

a 2 0,8 / quãng đường đi được trong giây thứ 5

S 

J S

F

A 1,944.105

Tiết 4

HD3: Dặn dò: Làm bài tập

TIẾT 5: BÀI TẬP VỀ ĐỘNG NĂNG

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Củng cố khắc sâu kiến thức về động năng

2.Kỹ năng: Giải được một số bài tập cơ bản

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Ổn định và kiểm tra lại bài cũ.

-Viết biểu thức và định nghĩa động năng của vật

-Viết công thức biến thiên động năng

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Ô tô có khối lượng 1500kg chạy với vận tốc 80km/s thì động năng của ô tô là bao

nhiêu?

ĐA: 3,7.105J

Bài 2: Hai vật có khối lượng chuyển động với cùng một vận tốc theo hai hướng khác nhau.

a.So sánh động năng của hai vật

b.So sánh động lượng của hai vật

ĐA:

a

2

2 2

1

v m W

W d  d 

b p1 = p2 = mv

và

2

p  v1 v2

Bài 3: Viên đạn có khối lượng 10g bay ngang với vận tốc 0,85km/s Người có khối lượng

60kg chạy với vận tốc 12m/s

a.Hãy so sánh động năng của viên đạn và người

b.Hãy so sánh động lượng của viên đạn và người

ĐA: a Wđđ = 1/ 2mđvđ = 3612,5J

Wđn = 1/ 2mnvn = 4320J  Wđđ

b.Pđ = mđvđ = 8,5kgm/s

Pn = mnvn = 720kgm/s  Pđ

Bài 4: Một ô tô tăng tốc trong hai trường hợp: Từ 10km/h lên 18km/h và từ 54km/h lên

62km/h Hãy so sánh xem công thực hiện trong hai trường hợp có bằng nhau không?

TH1: A W d W d m(v v ) 8,64m

2

2 1 2 2 1

2

TH2: A W d W d m(v v ) 35,76m

2

2 1 2 2 1

2

lần Mặt khác lần 14

, 4

2

1

2

2

2

1

2

2

2











v

v

v

v

A

A

14 , 4

1

2 



d

d

W W

 công không bằng nhau

Bài 5: Một vật có khối lượng m = 100kg đang nằm yên trên một mp ngang không ma sát

Lúc t = 0 người ta tác dụng lên vật lực kéo F = 500N không đổi Sau một khoảng thời gian nào đó, vật đi được quãng đường S = 100m Tính vận tốc v của vật tại vị trí đó trong 2 trường hợp:

a nằm ngang.F

b hợp với phương ngang góc  với sin = 3/5F

ĐA:

a

s m m

FS

v

FS A

mv

/ 10 2

0

2

2













b

s m m

FS m

FS

v

FS A

mv

/ 9 , 8 ) sin 1 ( 2 cos

2

cos 2

2 / 1 2 2





















Bài 6: Một ô tô khối lượng 4 tấn chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc không

đổi v = 54km/h Lúc t = 0, người ta tác dụng một lực hãm lên ô tô, ô tô chuyển động thêm 10m thì dừng Tính độ lớn (trung bình) của lực hãm Xác định khoảng thời gian từ lúc hạm đến lúc xe dừng

ĐA:

N S

mv

F

S F

mv

h

h

4500

2

2

0

2

0

2

0











Độ biến thiên động lượng:

s F

mv

t

mv t

F

t

F

p

h

h

33 ,

1

0

0

0























HD3: Dặn dò.

TIẾT 6: BÀI TẬP VỀ THẾ NĂNG

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Khắc sâu thêm kiến thức về thế năng.

2.Kỹ năng: Giải được một số bài tập cơ bản.

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ.

-Định nghĩa và công thức thế năng

-Công thức công trọng lực và độ giảm thế năng của vật

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Một vật có khối lượng m = 750g rơi không vận tốc đầu từ độ cao z = 20m xuống

đất Tính công do vật sinh ra khi vật chạm đất

ĐA: Chọn mốc thế năng tại mặt đất (zđ = 0)

Wt = mgz =0,75.10.20 = 150J

Bài 2: Một vật có khối lượng 2kg sẽ có thế năng 4J đối với mặt đất khi nó có độ cao là bao

nhiêu?

ĐA: h = 0,204m

Bài 3: Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200N/m, khối lượng không đáng kể, được treo thẳng

đứng Đầu dưới của lò xo gắn vào vật nhỏ m = 400g Vật được giữ tại vị trí lò xo không co giản Sau đó được thả nhẹ nhàng cho chuyển động tới vị trí nào lực đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật

ĐA:

m k

mg l

l k

mg

2

10 2















HD3: Củng cố.

TIẾT 7: BÀI TẬP VỀ CƠ NĂNG

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Khắc sâu thêm kiến thức về động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ

năng

2.Kỹ năng: Giải được bài tập.

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ.

-Định nghĩa Wđ và Wt

-Nội dung của định luật bảo toàn cơ năng

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1:Ném một vật thẳng đứng lên cao với vận tốc 6m/s g = 10m/s2

a.Tìm độ cao cực đại của vật

b.Ở độ cao nào thì thế năng bằng cơ năng

c.Ở độ cao nào thì năng bằng một nữa động năng

ĐA: Chọn mốc thế năng tại vị trí ném.

a.hmax = 1,8m

b.hmax 0,9m

c.hmax 0,6m

Bài 2: Một vật có khối lượng 1kg trượt không ma sát, không vận tốc đầu từ đỉnh một mp

dài 10m và nghiêng góc 300 so với mp nằm ngang Khi đến chân mp nghiêng, vận tốc của vật ở chân dốc là bao nhiêu

ĐA: Chọn mốc thế năng nằm ở mp ngang v = 10m/s

Bài 3: Một dây nhẹ có chiều dài 1m, một đầu buộc vào một điểm cố định Lấy g = 10m/s2 Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng một góc 600 rồi thả ra

a.Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc của con lắc là bao nhiêu

b.Khi qua vị trí cân bằng, độ lớn của sức căn dây là bao nhiêu

ĐA: Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng ban đầu của quả lắc.

a.v = 10m / s

b.T = 0,6N

HD3: Củng cố.

TIẾT 8: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT

BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: khắc sâu kiến thức PV = const

2.Kỹ năng: Vận dụng kiến thức để giải bài tập.

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ.

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Dưới áp suất 104N/m2 một lượng khí có thể tích 10l Tính thể tích của lượng khí đó ở áp suất 5.104N/m2

ĐA: V2 = 2l

Bài 2: Một bình có dung tích 10l chứa một chất khí dưới áp suất 30atm Coi nhiệt độ của

không khí không đổi và áp suất của khí quyển là 1atm Nếu mở nút bình thì thể tích của chất khí là bao nhiêu

ĐA: V2 = 300l

Bài 3: Khi được nén đẳng nhiệt từ thể tích 6l đến 4l, áp suất khí tăng thêm 0,7atm Tính áp

suất ban đầu của khí?

ĐA: P1 = 1,5atm

Bài 4: Nếu áp suất của một lượng khí biến đổi 2.105N/m2 thì thể tích biến đổi 3l Nếu áp suất biến đổi 5.105N/m2 thì thể tích biến đổi 5l Coi nhiệt độ của khí không đổi thì áp suất và thể tích ban đầu của khí là bao nhiêu

ĐA: V0 = 91; P0 = 4.105Pa

HD3: Củng cố.

TIẾT 9: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT SAC LƠ

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Khắc sâu thêm quá trình đẳng tích

2.Kỹ năng: Vận dụng công thức để giải bài tập

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ: Trình bày nội dung và biểu thức định luật Sac Lơ.

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Biết áp suất của một lượng khí Hydro ở 00C là 700mmHg Nếu thể tích của khí được giữ không đổi thì áp suất của một lượng đó ở 300C sẽ là bao nhiêu?

T

T

p

1

2 1

Bài 2: Biết thể tích của một lượng khí không đổi.

a.Chất khí ở 00C có áp suất 5atm Tính áp suất của nó ở 2370C

b.Chất khí đó ở 00C có áp suất P0 Cần đun nóng chất khí đó lên bao nhiêu độ để áp suất của nó tăng lên 3 lần?

ĐA:

T

T

p

1

2

1

b T 8190K t T 2735460C

Bài 3: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 270C và dưới áp suất 0,6atm (dung tích của bóng đèn không đổi) Khi đèn cháy sáng, áp suất của khí trong đèn là 1atm và không làm vỡ bóng đèn lúc đó nhiệt độ của bóng đèn là bao nhiêu?

ĐA: t2 = 2270C

Bài 4: Khi đun nóng đẳng tích một khối khí để nhiệt độ tăng 10C thì áp suất khí tăng thếm/

360 áp suất ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu của khí?

ĐA: t0 = 870C

HD3: Cũng cố.

TIẾT 10: BÀI TẬP VỀ PT TTKLT

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức: Khắc sâu thêm kiến thức về PT TTKLT

2.Kỹ năng: Vận dụng công thức để giải bài tập

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ: Viết PT TTKLT? Trình bày nội dung và biểu thức của quá trình

đẳng áp?

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Ở nhiệt độ 2730C thể tích của một lượng khí là 10l Thể tích lượng khí đó ở 5460C khi áp suất không đổi là bao nhiêu?

ĐA: v = 15l

Bài 2: Có 12g khí chiếm thể tích 4l ở 70C Sau khi nung nóng đẳng áp lượng khí trên đến nhiệt độ t thì khối lượng riêng của khí là 1,2g/l Tính nhiệt độ t của khí sau khi nung?

ĐA: t = 4270C

Bài 3: Trong xi lanh của một động cơ đốt trong, hỗn hợp khí ở áp suất 1atm, nhiệt độ 470C, có thể tích 40dm3, áp suất 15atm thì nhiệt độ của khí sau khi nén là bao nhiêu?

ĐA: t2 = 3270C (từ PT TTKLT)

Bài 4: Một lượng khí ở áp suất 750mmHg, nhiệt độ 270C và thể tích 76cm3 Thể tích khí ở

ĐK chuẩn (00C, 760mmHg) là bao nhiêu?

ĐA: V0 = 68,25cm3

Bài 5: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế 40cm3 khí Hydro ở áp suất 750mmHg và nhiệt độ 270C Hỏi thể tích của lượng khí trên ở áp suất 720mmHg và nhiệt độ 170C là bao nhiêu?

ĐA: V2 = 40,3cm3

HD3: Củng cố.

TIẾT 11: BÀI TẬP VỀ CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

I.Mục tiêu:

1.Kiến thức:

-Khắc sâu thêm kiến thức về nội năng, công năng và nhiệt lượng của khí

-Nguyên lý thức I, II của nhiệt động lực học

2.Kỹ năng: Vận dụng các kiến thức để giải bài tập.

II.Chuẩn bị:

1.GV: Chuẩn bị bài tập.

2.HS: Ôn lại kiến thức có liên quan.

III.Tiến trình dạy học:

HD1: Kiểm tra bài cũ: Trình bày nội dung nguyên lý I, II của nhiệt động lực học.

HD2: Hướng dẫn làm bài tập.

Bài 1: Một hòn bi thép có trọng lượng 0,8N rơi từ độ cao 1,7m xuống một tấm đá rồi nảy

lên tới độ cao 1,25m Tại sao nó không nảy lên được tới độ cao ban đầu? Tính lượng cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng của bi và tấm đá

ĐA: Hòn bi thép không nảy lên được tới độ cao ban đầu vì khi bị va chạm tới tấm đá, một

phần cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng làm nóng bi và tấm đá

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Cơ năng ban đầu: w = P.h = 0,8.1,7 = 1,36J

Cơ năng sau nảy lên: w P.h0,8.1,251J

Phần cơ năng đã chuyển hóa thành nội năng:

J w

w

w  0,36



Bài 2: Người ta thực hiện công 135J để nén khí đựng trong xi lanh Hỏi nội năng của khí

biếnthei6n một lượng bao nhiêu nếu khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 30J? ĐA: U QA165J

Bài 3: Người ta truyền cho chất khí trong xi lanh nhiệt lượng 110J Chất khí nở ra thực

hiện công 75J đẩy pittông lên Hỏi nội năng của chất khí biến thiên một lượng bằng bao nhiêu?

ĐA: U QA1107535J

Bài 4: Người ta nung nóng đẳng áp 45g khí H2 từ 250C đến 1200C Tính công mà khí thực hiện Biết H2 có  = 2, R = 8,31J/molK

ĐA: APV  P(V2 V1)PV2 PV1

và

1

PV







J T

T

R

M

A ( 2  1)17762,625





Bài 5: Một động cơ nhiệt lý tưởng hoạt động với nhiệt độ nguồn nóng là 2270C và nguồn lạnh 270C

a.Tính hiệu suất động cơ

nhiệt lượng bằng với nhiệt lượng của bao nhiêu kg xăng khi cháy hoàn toàn, biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là q = 4,4.107J/kg

ĐA:

500

300 1 1

1



T

T

H

b.A = Pt = 64,8.107J

J H

A Q

Q

A

1

10 2 , 16









Nhiệt lượng tỏa ra cho nguồn lạnh

Q2 = Q1 – A = 16,2.108 – 6,48.108 = 9,72.108J

Khối lượng xăng cần dùng: kg

q

Q

m 2 22,1

HD3: Củng cố.