Vật lý lớp 10: Lí thuyết 3 bài tập cơ năng không được bảo toàn

Cho g = 10m/s2 a Bỏ qua ma sát tính cơ năng của vật ở đỉnh mặt phẳng nghiêng và tốc độ vật khi tới chân mặt phẳng nghiêng b Nếu có ma sát, người ta đo được tốc độ của vật khi tới chân m

A LÍ THUYẾT

Cơ năng không bảo toàn

Độ biến thiên cơ năng: W W

ms

sau tr  A F

B BÀI TẬP

Bài 1: Một vật có khối lượng 500g trượt không tốc độ đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng AB dài 2m,

nghiêng 1 góc  = 300 so với mặt phẳng ngang Cho g = 10m/s2

a) Bỏ qua ma sát tính cơ năng của vật ở đỉnh mặt phẳng nghiêng và tốc độ vật khi tới chân mặt phẳng nghiêng

b) Nếu có ma sát, người ta đo được tốc độ của vật khi tới chân mặt mặt phẳng nghiêng là 3m/s

- Tính công của lực ma sát khi vật đi hết mặt phẳng nghiêng

- Tính độ lớn của lực ma sát

Hướng dẫn giải:

a)

BÀI GIẢNG: CƠ NĂNG KHÔNG ĐƯỢC BẢO TOÀN CHUYÊN ĐỀ: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

MÔN: VẬT LÍ LỚP 10

CÔ GIÁO: NGUYỄN THỊ LOAN – GV TUYENSINH247.COM

Có: 0 W 0,5.10.1 5

.sin 2.sin 30 1

A

A A

v

J







+ Xét tại B:

2

B  dB tB  mv B mgz B

2

B  B  mv B  v B

W = WA B 0, 25.v B  5 v B 4, 47m s/

b)

Chọn gốc thế năng tại B

Vì có ma sát nên cơ năng không được bảo toàn

+ Xét tại A: WAWdAWtA5J

B  dB tB  mv B   J

Độ biến thiên cơ năng: W W 2, 25 5 2, 75

ms

B A A F     J

Công của lực ma sát:

 

2, 75

.cos180 2 1

ms ms

F

F

A

AB





Bài 2: Vật đang chuyển động với vận tốc 25 m/sthì trượt lên dốc Biết dốc dài 50m, cao 14m, hệ số ma sát giữa vật và dốc là 0,25, lấy g = 10m/s2

a) Vật có lên hết dốc không ?

b) Nếu có, tìm vận tốc của vật ở đỉnh dốc và thời gian lên dốc

Hướng dẫn giải:

Vì có ma sát nên cơ năng không bảo toàn Chọn mốc thế năng tại chân dốc

Gọi C là vị trí có vận tốc bằng 0

+ Tại B có: 25 /

0

B B

z





 



 

2

1

2

B  dB tB  mv B  m J

+ Tại C có:

25 /

14

14

50 sin

50

C

C tC C C









50

ms

Do công của lực ma sát bằng độ biến thiên của cơ năng nên:

ms

C B A F BC m m m Bc

Vì BC > AB → Vật lên được hết dốc

b)

Theo định luật II Niuton ta có:

2

.sin cos 14

10 0, 25.10.0,96 5, 2 /

50

x ms

x ms

P Q F m a P P Q F m a

v v  a ABv  a AB v     m s

5, 2

B A

B A

v v

a



Bài 3: Vật 1kg ở độ cao h = 24m được ném theo phương thẳng đứng xuống dưới với vận tốc v0 = 14m/s Khi chạm đất, vật đào sâu xuống một đoạn s = 0,2m Bỏ qua lực cản của không khí Tính lực cản trung bình của đất

Hướng dẫn giải:

Chọn mốc tính thế năng tại B (tại mặt đất)

+ Tại A có: 14 /

24

A A





 



+ Tại B: WB WdBWtB

Cơ năng bảo toàn khi vật di chuyển từ A đến B nên: WBWA 338J