co nhiet hkII - cac bai toan va phuong phap giai.doc

Động lượng: Động lượng p của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là một đại lượng được xác định bởi biểu thức: p = m v Dạng khác của định luật II Newton: Độ biến thiên

TRƯỜNG PHỔ THƠNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TỈNH BÌNH THUẬN

 

NĂM HỌC 2009 - 2010

Giáo viên: Lê Đình Bửu

LƯU HÀNH NỘI BỘ

TÀI LIỆU ÔN TẬP DẠNG 1: ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

1 Động lượng: Động lượng p của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là một

đại lượng được xác định bởi biểu thức: p = m v

Dạng khác của định luật II Newton: Độ biến thiên của động lượng bằng xung lượng của lực

tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó

F ∆t = ∆p

2 Định luật bảo toàn động lượng: Tổng động lượng của một hệ cô lập, kín luôn được bảo toàn.

3 Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng:

a Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) cùngphương, thì biểu thức của định luật bảo toàn động lượng được viết lại:

m1v1 + m2v2 = m1v 1' + m2v'2Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động

- Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0;

- Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0

b trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) không

chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán

DẠNG 2: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA

1 Công cơ học:

Công A của lực F thực hiện để dịch chuyển trên một đoạn đường s được xác định bởi biểu thức: A =

Đơn vị công: Joule (J)

Các trường hợp xảy ra:

+ 0o < α < 90o =>cosα > 0 => A > 0;

Hai trường hợp này công có giá trị dương nên gọi là công phát động.

+ 90o < α < 180o =>cosα < 0 => A < 0;

Hai trường hợp này công có giá trị âm, nên gọi là công cản;

2 Công suất:

công trong một đơn vị thời gian, hay còn gọi là tốc độ sinh công

P =

tA

Đơn vị công suất: Watt (W)

Lưu ý: công suất trung bình còn được xác định bởi biểu thức: P = Fv

Trong đó, v là vận tốc trung bình trên của vật trên đoạn đường s mà công của lực thực hiện dịchchuyển

BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Một vật có khối lượng 2kg, tại thời điểm bắt đầu khảo sát, vật có vận tốc 3m/s, sau 5 giây thì

1.Tìm động lượng của vật tại hai thời điểm nói trên

2 Tìm độ lớn của lực tác dụng lên vật

3.Tìm quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó

4 Tính công của lực phát động và lực masat thực hiện trong khoảng thời gian đó

Hướng dẫn:

1 Tìm động lượng của vật tại hai thời điểm:

+ Tại thời điểm v1 = 3ms-1: p1 = mv1 = 6 (kgms-1)

Phương pháp 2: Sử dụng định luật II Newton

Bài 2: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên một đường thẳng nằm ngang, tại thời điểm

1 Tính động lượng của ô tô sau 10giây

2 Tính quãng đường ôtô đi được trong 10 giây đó

3 Tìm độ lớn của lực tác dụng và lực masat

4 Tìm công của lực phát động và lực masat thực hiện trong khoảng thời gian đó

Bài 3: Một viên đạn có khối lượng m = 4kg đang bay theo phương ngang với vận tốc 250ms-1 thì nổthành hai mảnh có khối lượng bằng nhau Mảnh thứ nhất bay tiếp tục bay theo hướng cũ với vận tốc

Bài 4: Một viên có khối lượng m = 4kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 250ms-1 thì nổ thành

Bài 5: Một viên bi có khối lượng m1 = 1kg đang chuyển động với vận tốc 8m/s và chạm với viên bi có

1 Nếu trước va chạm cả hai viên bi cùng chuyển động trên một đường thẳng, sau va chạm viên

là bao nhiêu?

2 Nếu trước va chạm hai viên bi chuyển động theo phương vuông góc với nhau, sau va chạmviên bi 2 đứng yên thì viên bi 1 chuyển động theo phương nào, với vận tốc là bao nhiêu?

Bài 6: Một viên bi có khối lượng m1 = 200g đang chuyển động với vận tốc 5m/s tới va chạm vào viên

1 Xác định vận tốc viên bi 1 sau va chạm, biết rằng sau và chạm viên bi thứ 2 chuyển động với

Bài 7: Một chiếc thuyền có khối lượng 200kg đang chuyển động với vận tốc 3m/s thì người ta bắn ra 1

viên đạn có khối lượng lượng 0,5kg theo phương ngang với vận tốc 400m/s Tính vận tốc của thuyềnsau khi bắn trong hai trường hợp

1 Đạn bay ngược với hướng chuyển động của thuyền

2 Đạn bay theo phương vuông góc với chuyển động của thuyền

Bài 8: Một quả đạn có khối lượng m = 2kg đang bay thẳng đứng xuống dưới thì nổ thành hai mảnh có

khối lượng bằng nhau

1 Nếu mảnh thứ nhất đứng yên, mảnh thứ hai bay theo phương nào,với vận tốc là bao nhiêu?2.Nếu mảnh thứ nhất bay theo phương ngay với vận tốc 500 3 m/s thì mảnh thứ hai bay theophương nào, với vận tốc là bao nhiêu?

Bài 9: Một quả đạn có khối lượng m = 2kg đang bay theo phương nằm ngang với vận tốc 250ms-1 thì

nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau

nào, với vận tốc là bao nhiêu?

bay theo hướng nào, với vận tốc là bao nhiêu?

Bài 10: Hai quả cầu có khối lượng bằng nhau cùng chuyển động không masat hướng vào nhau với vận

Bài 11: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 36km/h trên một đường

1 Tìm độ lớn của lực phát động

2 Tính công của lực phát động thực hiện trong khoảng thời gian 30 phút

3 Tính công suất của động cơ

Bài 12: Một ô tô có khối lượng 2 tấn khởi hành từ A và chuyển động nhanh dần đều về B trên một

đường thẳng nằm ngang Biết quãng đường AB dài 450m và vận tốc của ô tô khi đến B là 54km/h Cho

1 Xác định công và công suất của động cơ trong khoảng thời gian đó

2 Tìm động lượng của xe tại B

4 Tìm độ biến thiên động lượng của ô tô, từ đó suy ra thời gian ô tô chuyển động từ A đến B

Bài 13: Một vật bắt đầu trượt không masat trên mặt phẳng nghiêng có độ cao h, góc hợp bởi mặt

1 Tính công của trọng lực thực hiện dịch chuyển vật từ đỉnh mặt phẳng nghiêng đến chân củamặt phẳng nghiêng Có nhận xét gì về kết quả thu được?

2 Tính công suất của của trọng lực trên mặt phẳng nghiêng;

3 Tính vận tốc của vật khi đến chân của mặt phẳng nghiêng

DẠNG 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG

1.Năng lượng: là một đại lượng vật lí đặc trưng cho khả năng sinh công của vật.

+ Năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau: như cơ năng, nội năng, năng lượng điệntrường, năng lượng từ trường…

+ Năng lượng có thể chuyển hoá qua lại từ dạng này sang dạng khác hoặc truyền từ vật nàysang vật khác

+ Năng lượng chỉ có thể chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác khi có ngoại lực thực hiệncông

Lưu ý: Công là số đo phần năng lượng bị biến đổi.

2 Động năng: Là dạng năng lượng của vật gắn liền với chuyển động của vật.

Wđ = 2

1

mv2

Định lí về độ biến thiên của động năng (hay còn gọi là định lí động năng):

Độ biến thiên của động năng bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật, nếu công này dương thìđộng năng tăng, nếu công này âm thì động năng giảm;

1

1

v = 2

v ) là độ biến thiên của động năng

Lưu ý: + Động năng là đại lượng vô hướng, có giá trị dương;

+ Động năng của vật có tính tương đối, vì vận tốc của vật là một đại lượng có tính tương đối

3 Thế năng: Là dạng năng lượng có được do tương tác.

+ Thế năng trọng trường: Wt = mgh;

Lưu ý: Trong bài toán chuyển động của vật, ta thường chọn gốc thế năng là tại mặt đất, còn trong trường hợp khảo sát chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng, ta thường chọn gốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng.

Thế năng đàn hồi: Wt =

2

1

kx2

+ Định lí về độ biến thiên của thế năng: ∆Wt = Wt1 – Wt2 = AF

Lưu ý:+ Thế năng là một đại lượng vô hướng có giá trị dương hoặc âm;

+ Thế năng có tính tương đối, vì toạ độ của vật có tính tương đối, nghĩa là thế năng phụthuộc vào vị trí ta chọn làm gốc thế năng

4 Cơ năng: Cơ năng của vật bao gồm động năng của vật có được do nó chuyển động và thế năng của

vật có được do nó tương tác

Định luật bảo toàn cơ năng: Cơ năng toàn phần của một hệ cô lập luôn bảo toàn

W = const

Lưu ý: + Trong một hệ cô lập, động năng và thế năng có thể chuyển hoá cho nhau, nhưng năng lượng

tổng cộng, tức là cơ năng, được bảo toàn – Đó cũng chính là cách phát biểu định luật bảo toàn cơ năng.

+ Trong trường hợp cơ năng không được bảo toàn, phần cơ năng biến đổi là do công của ngoại lực tác dụng lên vật.

Bài 16: 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

2 Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang Hệ

35

1 Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?

3 Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe mộtlực có hướng và độ lớn thế nào?

2 B AB

mgs

)vv(mFs

2 Xét trên đoạn đường dốc BC.

Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D

v2 B

αµ+α

s2

mv = 2000.10(0,5 +

35

1.2

3)-

40.2

400.2000

= 2000NVậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh Ccủa dốc

Bài 17: Một vật có khối lượng m = 2kg trượt qua A với vận tốc 2m/s xuống dốc nghiêng AB dài 2m,

3

1, lấy g = 10ms-2

1 Xác định công của trọng lực, công của lực masat thực hiện khi vật chuyển dời từ đỉnh dốcđến chân dốc;

2 Xác định vận tốc của vật tại chân dốc B;

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

2

3, thay vào ta được:

Ams = -

3

1.2.10

2

3 = - 20J

gs2

v = 0,1

Bài 18: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động thẳng đều qua A với vận tốc vA thì tắt máy

2 Đến B thì ô tô tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang BC dài 100m, hệ số masat

của xe

Hướng dẫn:

1 Tìm v B = ?

Cách 1: Sử dụng định luật bảo toàn cơ năng;

Chọn gốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng B:

21

B

mv21

Vì chuyển động của ô tô chỉ chịu tác dụng của trọng lực nên cơ năng được bảo toàn:

Theo định luật II Newton: P + N = m a (*)

Chiếu phương trình (*) lên phương chuyển động:

Psinα = ma <=> mgsinα = ma => a = gsinα = 10.0,5 = 5ms-2

Mặt khác ta có:

2 A

Cách 2: Ta sử dụng phương pháp động lực học:

Chiếu phương trình (*) lên phương chuyển động:

Với a =

BC

2 B

2 C

s2

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

2 Đến B tài xế tắt máy và xe tiếp tục xuống dốc nghiêng BC dài 100m, cao 60m Tính vận tốctại C

3 Đến C xe vẫn không nổ máy, tiếp tục leo lên dốc nghiêng CD hợp với mặt phẳng nằm ngang

Hướng dẫn:

1 A F = ?

Cách 1: Sử dụng định lí động năng:

)vv

Chiếu phương trình (*) lên phương chuyển động:

Với a =

AB

2 A

2 B

S2

v

= 1ms-2; µ = 0,1; g = 10ms-2

Thay vào ta được: F = 1000(1 + 0,1.10) = 2000N

2 Tìm v C = >

Cách 1: Sử dụng định lí động năng:

)vv

Psinα – Fms = ma => ma = mgsinα – µmgcosα => a = gsinα – µgcosα => a = g(sinα – µcosα)

Bài 20: Một ô tô có khối lượng 2 tấn khi đi qua A có vận tốc là 72km/h thì tài xế tắt máy, xe chuyển

động chậm dần đến B thì có vận tốc 18km/h Biết quãng đường AB nằm ngang dài 100m

2 Đến B xe vẫn không nổ máy và tiếp tục xuống một dốc nghiêng BC dài 50m, biết dốc hợp

Xác định vận tốc của xe tại chân dốc nghiêng C

15.25.5,0gS

)vv(5,0

AB

2 B

2

Cách 2: phương pháp động lực học

=> gia tốc a = - µ1g => µ1 = - ga

Với a =

AB

2 A

= - 1,875ms-2;

2 Xét trên BC: v C = ? giải hoàn toàn tương tự

DẠNG 4: CƠ NĂNG - BẢO TOÀN CƠ NĂNG

1 Định nghĩa: Cơ năng của vật bao gồm động năng của vật có được do chuyển động và thế năng của

2 Sự bảo toàn cơ năng trong hệ cô lập: Cơ năng toàn phần của một hệ cô lập (kín) luôn được bảo

BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 21: Từ độ cao 10m so với mặt đất, một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng với vận tốc

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

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

3 Tìm cơ năng toàn phần của vật, biết khối lượng của vật là m=200g

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

2 Ở vị trí nào của vật thì động năng của vật bằng 3 lần thế năng

3 Tính cơ năng toàn phần của vật biết rằng khối lượng của vật là m = 100g

Hướng dẫn:

Chọn gốc thế năng tại mặt đất (vị trí ném vật A)

Bài 23: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận

1 Tìm cơ năng của vật

2 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được

3 Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó

4 Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó

1.0,2.900 = 90 (J)

2 h max =?

Bài 24: Từ độ cao 5 m so với mặt đất, một vật được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc

1 Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất

2 Tại vị trí nào vật có thế năng bằng ba lần động năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó

3 Xác định vận tốc của vật khi chạm đất

PHẦN NHIỆT HỌC

1 Những nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí:

+ Vật chất được cấu tạo từ các phân tử;

+ Các phân tử luôn chuyển động không ngừng;

+ Các phân tử tương tác với nhau bằng lực tương tác (lực hút và lực đẩy phân tử);

+Vận tốc trung bình chuyển động của các phân tử càng lớn thì nhiệt độ của vật càng cao;

2 Khối lượng phân tử - số mol – số Avogadro:

+ Khối lượng của một phân tử (hay nguyên tử): m =

A

N

µ

m, với m là khối lượng của vật đang xét

3 Ba định luật cơ bản của nhiệt học:

a Định luật Boyle – Mariotte: định luật về quá trình đẳng nhiệt;

+ Trong quá trình đẳng nhiệt, tích số của áp suất và thể tích của một lượng khí xác định là mộthằng số;

+ Trong quá trình đẳng nhiệt, áp suất và thể tích của một lượng khí xác định tỉ lệ nghịch vớinhau;

Biểu thức: pV = const; hay p1V1 = p2V2

b Định luật Charles: định luật về quá trình đẳng tích:

+ Trong quá trình đẳng tích, áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xác định luôn tỉ lệthuận với nhau;

+ Trong quá trình đẳng tích, thương số của áp suất và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xácđịnh luôn là một hằng số

Biểu thức:

T

p = const hay

2

2 1

1

T

pT

p

=

c Định luật Gay lussac: định luật về quá trình đẳng áp:

+ Trong quá trình đẳng áp, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xác định luôn tỉ lệthuận với nhau;

+Trong quá trình đẳng áp, thương số của thể tích và nhiệt độ tuyệt đối của một lượng khí xácđịnh luôn là một hằng số

Biểu thức:

T

V = const hay

2

2 1

1

T

VT

4 Phương trình trạng thái khí lí tưởng: (còn được gọi là phương trình Clapeyron)

T

pV = const hay

2

2 2 1

1 1

T

VpT

lit.atm

= 0,084

K.mol

lit.at

Biểu thức (1) được gọi là phương trình Clapeyron – Mendeleev.

BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Khí được nén đẳng nhiệt từ thể tích 8 lít đến thể tích 5 lít, áp suất tăng thêm 0,75atm Tính áp

suất ban đầu của khí

Trạng thái đầu: po = 1atm; Vo = 33,6 lít;

Trạng thái sau: p = 2atm; V = ?

Vì đây là quá trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái trên:

, với F là áp lực tác dụng vuông góc lên diện tích S;

+ Áp suất của chất lỏng ở điểm M nằm độ sâu h trong lòng chất lỏng: pM = po + ph, với po là áp suất khí quyển ở trên mặt thoáng và ph là áp suất của cột chất lỏng đơn vị của áp suất thường được xác định bởi đơn vị N/m 2 , Pa hoặc mmHg.

Lưu ý: Đơn vị của áp suất được tính bởi atmôtphe

- Atmôtphe kĩ thuật (at): 1at = 1,013.10 5 N/m 2

- Atmôtphe vật lí (atm): 1atm = 9,81.10 4 N/m 2 ;

- 1Pa = 1N/m 2 ;

+ Đối với cột thuỷ ngân, chiều cao h của cột chính là áp suất của nó;

+ Với chất lỏng khác: ph = ρ gh, trong đó ρ là khối lượng riêng của cột chất lỏng.

Bài 5:

a Cột nước có chiều cao h Tính áp suất thuỷ tĩnh của nó, cho biết khối lượng riêng của nước là

103kg/m3 và thuỷ ngân là 13,6.103 kg/m3

b Một bọt khí từ đáy hồ nổi lên trên mặt nước thì thể tích của nó tăng lên 1,5lần Tính độ sâu

VgS

gm

Hg Hg

VgS

gm

O H O

H O

H O H

2 2

1

và pHg = h

6,13

h đây là kết quả cần tìm

Bài 6: Một bóng đèn điện chứa khí trơ ở nhiệt độ t1 = 27oC và áp suất p1, khi bóng đèn sáng, nhiệt độ

Bài 8: Nếu nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn tăng từ nhiệt độ t1 = 15oC đến nhiệt độ t2 = 300oC thì ápsuất khi trơ tăng lên bao nhiêu lần?

Hướng dẫn:

Trạng thái 1: T1= 288K; p1;

Trạng thái 2: T2 = 573; p2 = kp1