650 câu trắc nghiệm sinh học

he p  p p  Xung lượng của lực: là độ biến thiên động lượng bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.. Hệ kín Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có cá

LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG 4

(phần 1)

I ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

1 Động lượng

Động lượng pcủa một vật là một véctơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức p= mv

Độ lớn : p = m.v (kg.m/s, N.s) Trường hợp hệ nhiều vật:

1 2

he

p  p p  Xung lượng của lực: là độ biến thiên động lượng bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó

t F

p  

 .

2 Định luật bảo toàn động lượng (trong hệ cô lập)

a Hệ kín

Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có các vật trong hệ tương tác lẫn nhau (gọi là nội lực) mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài (gọi là ngoại lực), hoặc nếu có thì phải triệt tiêu lẫn nhau

b Định luật bảo toàn động lượng

Tổng động lượng của một hệ cô lập là đại lượng bảo toàn

 1

p + p2 + … + pn = pkhông đổi hay ptrước = psau

c Va chạm

Va chạm mềm: sau khi va chạm 2 vật dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc v











v

m1 1 2 2 ( 1 2)

Va chạm đàn hồi: sau khi va chạm 2 vật không dính vào nhau là chuyển đồng với vận tốc mới là:v'1 ,v'2













 2 2 1 '1 2 '2 1

1 v m .v m .v m .v m

Chuyển động bằng phản lực









.v M V m









M

m

Trong đó: m,v: khối lượng khí phụt ra với vận tốc v

M, V: khối lượng M của tên lửa chuyền động với vận tốc Vsau khi đã phụt khí

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Dạng 1: Tính động lượng của một vật, một hệ vật

Động lượng pcủa một vật là một véctơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức p= mv

Độ lớn : p = m.v (kg.m/s, N.s) Trường hợp hệ nhiều vật: p p 1 p2 

 Nếu p1 p2  p p1 p2

 Nếu p1 p2  p p1 p2

 Nếu p1 p2  p p21 p22

p ,p    p  p  p  2p p cos 

Dạng 2: Bài tập về định luật bảo toàn động lượng

Bước 1: Chọn hệ vật co lập khảo sát Bước 2: Viết biểu thức động lượng của hệ trước và sau hiện tượng

Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ pt ps (1) Bước 4: Chuyển phương trình (1) thành dạng vô hướng (bỏ vecto) bằng 2 cách:

 Phương pháp chiếu

 Phương pháp hình học

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

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

1 1 2 2 1 1 2 2

m v m v m v m v Trong 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 Trường hợp các vecto động lượng thành phần (hay các vecto vận tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vecto: pt psvà biểu diễn hình vẽ Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán

Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không

Ngoại lực rất nhỏ so với nội lực

Thời gian tương tác ngắn

Nếu F ngoại lực  0 nhưng hình chiếu của F ngoại lực trên một phương nào đó bằng không thì động lượng bảo toàn trên phương đó

Bài Bài tập vận dụng

Bài 1

Một viên đạn có khối lượng 1 kg đang bay theo phương thẳng đứng vận tốc 500 m/s thì nó

nổ thành hai mảnh có khối lượng bằng nhau Mảnh thứ nhất bay theo phương ngang với vận tốc 500 2 m / s Hỏi mảnh thứ hai bay theo phương nào với vận tốc bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian noor, đây được xem là hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng

Động lượng trước khi nổ: pt mv Động lượng sau khi đạn nổ: ps m v1 1 m v2 2 p1 p2 Theo hình vẽ ra có:

Góc hợp giữa phương v2 và phương thẳng đứng là: 1 1 0

p v 500 2

p v 1225

Bài 2

Một xe oto có khối lượng m1 = 3 tấn chuyển động thẳng với vận tốc v1 = 1,5 m/s, đến tông

và dính vào một xe gắn xe máy đang đứng yên có khối lượng m2 = 100 kg Tính vận tốc của các e

Hướng dẫn giải

Xem hệ hai xe là hệ cô lập

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ: m v 1 1 m 1  m v 2

v cùng phương với vận tốc v 1 Vận tốc của mỗi xe là: 1 1

m v



II CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

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 = F s.cos Trong đó:

F: lực tác dụng vào vật

: góc tạo bởi lực F và phương chuyển dời (nằm ngang) và s là chiều dài quãng đường chuyển động (m)

Đơn vị: J

Các trường hợp xảy ra:

 0 0   < 90 0  cos > 0  A > 0: công phát động

  = 90 0  cos = 0  A = 0: lực không thực hiện công

 90 0 <   180 0  cos = -1  A < 0: công cản

2 Công suất

Công suất P của lực F thực hiện dịch chuyển vật s là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công trong một đơn vị thời gian, hay còn gọi là tốc độ sinh công

P =

t

A

(W) với t là thời gian thực hiện công (s) Lưu ý: công suất trung bình còn được xsc định bởi biểu thức: P = Fv Trong đó: v là vận tốc trung bình của vật trên đoạn đường s mà công của lực thực hiện dịch chuyển

CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tính công và công suất khi biết lực F; quãng đường dịch chuyển và góc 

Công: A = Fscos = Pt Công suất: P =

t

A Fv cos

Dạng 2: tính công và công suất khi biết các đại lượng liên quan đến lực (pp động lực học) và động học

Xác định lực F tác dụng lên vật theo phương pháp động lực học Xác định quãng đường s bằng các công thức động học

 Vật chuyển động thẳng đều: s = vt

 Vật chuyển động biến đổi đều: s v t0 1at2

2

0

v v 2as

Chú ý:

Nếu vật chịu nhiều lực tác dụng thì công của hợp lực F bằng tổng công của hợp lực F bằng tổng công của lực tác dụng lên vật

AF = AF1 + AF2 +…

Bài 1

Một xe tải có khối lượng 2,5 tấn, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều Sau khi đi được quãng đường 144 m thì xe đạt vận tốc 12 m/s Biết hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,04, lấy g = 10 m/s 2

a Tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144 m đầu tiên?

b Tính công suất của lực do động cơ xe hoạt động ở quãng đường nói trên?

c Hiệu suất hoạt động của động cơ xe tải?

Hướng dẫn giải

Xe chịu tác dụng của 4 lực: F F, ms, ,N P

Áp dụng định luật II Niuton ta có: FF ms  N P ma  1

a Chiếu (1) lên chiều dương trục tọa độ: FF ms ma

Gia tốc của xe:

2

2

0, 5 / 2

 v 

S

ms

 ms   F  

Ta có: AP = AN = 0

b Thời gian vật đi hết quãng đường trên: 0

   v v 

a

3 13.10 W

 P A

t

c Hiệu suất hoạt động của xe: 100%  100% 55,56%

 ci  F F ms 

A H

Trường học Trực tuyến Sài Gòn (iss.edu.vn) có hơn 800 bài giảng trực tuyến thể hiện đầy đủ nội

dung chương trình THPT do Bộ Giáo dục - Đào tạo qui định cho 8 môn học Toán - Lý - Hóa - Sinh - Văn - Sử - Địa - Tiếng Anh của ba lớp 10 - 11 - 12

Các bài giảng chuẩn kiến thức được trình bày sinh động sẽ là những lĩnh vực kiến thức mới mẻ và đầy màu sắc cuốn hút sự tìm tòi, khám phá của học sinh Bên cạnh đó, mức học phí thấp:

50.000VND/1 môn/học kì, dễ dàng truy cập sẽ tạo điều kiện tốt nhất để các em đến với bài giảng của Trường

Trường học Trực tuyến Sài Gòn - "Học dễ hơn, hiểu bài hơn"!

LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG 4

(phần 2)

I ĐỘNG NĂNG ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG

1 Động năng của 1 vật:

2 d

1

2



2 Định lí động năng:

Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp ( vật chịu tác dụng của các ngoại lực: lựa ma sát, lực kéo, lực cản, trọng lực,….)

Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2)

Biểu thức:

2 1

A W W

Chú ý: Angl là tổng tất cả các công của ngoại lực

3 Ví dụ

Ô tô khối lượng 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB=100m nằm ngang, vận tốc xe tăng đều từ 0 đến 36km/h Biết lực cản trên đoạn đường

AB bằng 1% trọng lượng xe

a/ Tính công của động cơ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ

b/ Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100m, cao 10m

Biết vận tốc của xe ở chân dốc là 7,2km/h Tính công của lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC

HƯỚNG DẪN GIẢI

a/ Áp dụng định lí động năng ta có:

c

2

1

2

B

v 2as a 0,5m / s  t v / a 20 s Suy ra công suất trung bình của động cơ: P = AF/t = 3 kW

 Lực kéo F = AF / AB = 600 N b/ Áp dụng định lí động năng cho vật chuyển động theo phương song song với mặt phẳng nghiêng:

Lực cản trung bình: Fc = AFc/BC = -1480 N

II THẾ NĂNG ĐỘ GIẢM THẾ NĂNG

1 Thế năng trọng trường

Chọn mốc thế năng (Wt = 0) Xác định độ cao so với mốc thế năng đã chọn z (m) thì: Wt = mgz Thế năng đàn hồi: 2

t

1

2

 

2 Độ giảm thế năng

Điều kiện áp dụng: chỉ áp dụng cho lực thế ( vật chịu tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi….)

Chọn gốc thế năng

Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2)

Biểu thức:

the

A W W

Chú ý:

dh

A mgh mgh ; A kx kx

3 Ví dụ

Một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể, được treo thẳng đứng, đầu dưới gắn với một vật nặng Từ vị trí cân bằng O, kéo vật nặng thẳng đứng xuống phía dưới đến A với OA = x Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng O Tính thế năng của hệ (lò xo

và vật nặng) tại A

HƯỚNG DẪN GIẢI

Thế năng của vật tại A gồm thế năng đàn hồi và thế năng trọng trường

+ Thế năng đàn hồi:

Wt1=0,5k(xo + x)2=0,5kxo + 0,5kx2 + kxox + vì chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng O nên thế năng đàn hồi tại vị trí cân bằng: 0,5kxo2 = 0

=> Wt1=0,5kx2 + kxox Thế năng trọng trường: Wt2=mg(-x) (vì A ở dưới mốc thế năng)

 Thế năng của hệ tại A: Wt = Wt1 + Wt2 = 0,5kx2 + kxox – mgx Mặt khác, ở vị trí cân bằng lực đàn hồi cân bằng với trọng lực nên: kxo=mg

=> Wt=0,5kx2

III CƠ NĂNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

1 Cơ năng:

W W   W

2 Định luật bảo toàn cơ năng

Điều kiện áp dụng: áp dụng cho vật chuyển động trong trường lực thế Vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi Công của lực không thế bằng 0

Chọn gốc thế năng

Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2)

Biểu thức: W1 = W2 Wd1 + Wt1 = Wd2 + Wt2

Trong đó ta cần chú ý:

+ h1, h2 là độ cao của trạng thái 1, 2 so với gốc thế năng

+ Đối với con lắc đơn thì hA l 1 cos   A

3 Biến thiên cơ năng

Điều kiện áp dụng: áp dụng cho mọi trường hợp + Vật chỉ chịu tác dụng của lực thế (trọng lực, lực đàn hồi )

+ Vật chỉ chịu tác dụng của lực không thế (lực ma sát, lực cản, lực kéo…)

Chọn gốc thế năng

Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2)

Biểu thức: A = W2 – W1

4 Ví dụ

Một ô tô khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì tắt máy và xuống dốc, đi hết dốc trong thời gian 10s Góc

nghiêng của dốc là 200, hệ số ma sát giữa dốc và xe là 0,01

Dùng các định luật bảo toàn, tính:

a Gia tốc của xe trên dốc và suy ra chiều dài dốc

b Vận tốc của xe ở chân dốc

HƯỚNG DẪN GIẢI

Vật chịu tác dụng của các lực:

- Trọng lực P, lực thế

- Phản lực N

- Lực ma sát Fms , ngoại lực

Vì có ngoại lực ma sát tác dụng nên không thể vận dụng định luật bảo toàn cơ năng => có thể dùng định lí động năng hoặc biến thiên cơ năng

Cách 1: Sử dụng định lí động năng

Ta sẽ viết các biểu thức định lí động năng cho vật chuyển động từ đỉnh dốc (1) đến chân dốc (2)

ms

mg z z 0 F s mv mv

mgh mgcos mv mv

Với h s.sin  

2 1

v v 2g sin  cos * Mặt khác ta có: 2 2

2 1

v  v  2as Suy ra: a g sin    cos  3,33m / s2 Chiều dài dốc: 2

1

1

s at v t 266,5m 2

Vận tốc xe ở chân dốc: v2  v1 at 43,3m / s 

Cách 2: sử dụng biến thiên cơ năng

Ta sẽ viết biểu thức biên thiên cơ năng cho vật chuyển động từ đỉnh dốc (1) đến chân dốc (2) Chọn gốc thế năng tại chân dốc

Ta có: Ams  W2 W1  Wd2Wd1 Wt1 2 2

F s mv mv mgh

mgcos mv mv mgs.sin

Mặt khác: 2 2

2 1

v  v  2as

a g sin cos 3,33m / s

Trường học Trực tuyến Sài Gòn (iss.edu.vn) có hơn 800 bài giảng trực tuyến thể hiện đầy đủ

nội dung chương trình THPT do Bộ Giáo dục - Đào tạo qui định cho 8 môn học Toán - Lý -

Hóa - Sinh - Văn - Sử - Địa -Tiếng Anh của ba lớp 10 - 11 - 12

Các bài giảng chuẩn kiến thức được trình bày sinh động sẽ là những lĩnh vực kiến thức mới

mẻ và đầy màu sắc cuốn hút sự tìm tòi, khám phá của học sinh Bên cạnh đó, mức học phí thấp: 50.000VND/1 môn/học kì, dễ dàng truy cập sẽ tạo điều kiện tốt nhất để các em

đến với bài giảng của Trường

Trường học Trực tuyến Sài Gòn - "Học dễ hơn, hiểu bài hơn"!

MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG CHƯƠNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Bài 1

Vật 500 g chuyển động với vận tốc 4 m/s không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang thì

va chạm vào vật thứ hai có khối lượng 300 g đang đứng yên Sau va chạm, hai vật dính làm một Tìm vận tốc của hai vật sau va chạm

HƯỚNG DẪN GIẢI

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

p  p  m v  m  m V

Chiếu lên chiều dương chuyển động:

m1v1=(m1+m2)V  1

1

m

Bài 2

Một người khối lượng m1 = 50 kg đang đứng yên trên một chiếc thuyền khối lượng m2=

200 kg nằm yên trên mặt nước yên lặng Sau đó, người ấy đi từ mũi thuyền đến lái

thuyền với vận tốc v1 = 0,5 m/s đối với thuyền Biết thuyền dài 3m Bỏ qua lực cản của nước

a/ Tính vận tốc của thuyền đối với dòng nước

b/ Trong khi chuyển động, thuyền đi được một quãng đường là bao nhiêu

c/ Khi nguời dừng lại, thuyền còn chuyển động không

HƯỚNG DẪN GIẢI

Gọi v1 vận tốc của người đối với thuyền

v2 vận tốc của thuyền đối với nước

v3 vận tốc của người đối với nước

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người  v1 > 0

Áp dụng định luật bảo toàn động lược xét trong hệ qui chiếu gắn với mặt nước

 m1(v1 + v2) + m2v2 = 0 => v2 = m1v1/(m1 + m2) = -0,1 m/s <0

 thuyền chuyển động ngược chiều với mặt nước với vận tốc 0,1 m/s

b/Thời gian chuyển động của người trên thuyền t = s1/v1 = 6 s

Quãng đường thuyền đi được s2 = v2t = 0,6m

c/ khi người dừng lại v1 = 0  v2 = m1v1/(m1 + m2) = 0  thuyền dừng lại

Bài 3

Xác định lực tác dụng của súng trường lên vai người bắn, biết lúc bắn vai người bị giật lùi

2 cm, còn viên đạn bay tức thời khỏi nòng súng với vận tốc 500 m/s Khối lượng súng 5

kg, khối lượng đạn 20 g

HƯỚNG DẪN GIẢI

Chọn hệ khảo sát: súng + đạn trước khi bắn động lượng hệ = 0

m; v lần lượt là khối lượng đạn, vận tốc viên đạn

M; V lần lượt là khối lượng súng, vận tốc súng

 mv + M.V  V = -mv/M = - 2m/s

Dấu "-" mang ý nghĩa súng chuyển động ngược chiều với đạn, về độ lớn V = 2 m/s

Coi chuyển động của súng là chuyển động chậm dần đều với vận tốc vo = V = 2 m/s

 F = ma = m(vo2/2s) = 500 N

Bài 4

Vật 2 kg trượt trên sàn có hệ số ma sát 0,2 dưới tác dụng của lực không đổi có độ lớn 10

N hợp với phương ngang góc 300 Tính công của lực F và lực ma sát khi vật chuyển động được 5 s, lấy g=10m/s2

HƯỚNG DẪN GIẢI

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Fms = .(P - Fsin) = 3 N

Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang:

Fcos - Fms = ma  a = 2,83 m/s2

quãng đường đi được trong 5s: s = 0,5.a.t2 = 35,375 m

AF = F.s.cos=306,4 J

AFms = Fms.s.cos1800 = -106,125 J

Bài 5

Một vật 1,5 kg trượt từ đỉnh với vận tốc ban đầu 2 m/s xuống chân dốc nghiêng một góc

300 so với phương ngang Vật đạt vận tốc 6 m/s khi đến chân dốc Biết dốc dài 8 m Lấy

g = 10 m/s2 Tính:

a/Công của trọng lực

b/Công của lực ma sát

c/ Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng

HƯỚNG DẪN GIẢI

Chọn chiều dương là chiều chuyển động

của vật

v2 - vo2 = 2as  a = 2 m/s2

Áp dụng định luật II Newton theo phương

của mặt phẳng nghiêng

Psin - Fms = ma  F ms = mg.sin – ma = 4,5 N

a/ AP = Psin.s = 60 J