Định luật bảo toàn cơ năng Lớp 10 [có bài tập]

Bạn đang xem: Định luật bảo toàn cơ năng Lớp 10 [có bài tập] tại TRƯỜNG ĐH KD & CN Hà Nội

Mục lục bài viết

Vật nào có khả năng sinh công cơ học thì ta nói vật đó có cơ năng. Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng để biết cách thiết lập định luật bảo toàn cơ năng trong trường hợp cụ thể và vận dụng công thức xác định cơ năng để giải bài tập. .

Nội dung chính

Bạn đang xem Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng Lớp 10 [có bài tập]

Định luật bảo toàn cơ năng
- năng lượng cơ học là gì?
- Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường
  - Ý tưởng
  - Bảo toàn động năng trong trọng trường
  - Kết quả
- Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi
- Nội dung định luật bảo toàn cơ năng
- bài tập ứng dụng
  - Nhiều lựa chọn
  - Tiểu luận

Định luật bảo toàn cơ năng

năng lượng cơ học là gì?

Như đã nói ở trên một vật có cơ năng khi vật đó có khả năng thực hiện công cơ học. Công cơ học do vật thực hiện càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn.

Cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường

Ý tưởng

Trong trường hợp một vật chuyển động trong trọng trường thì cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng.

Ta có: W = W_Đ. + W_t = 1/2 mv2 + mgz.

Bảo toàn động năng trong trọng trường

Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại, còn tổng của chúng, tức là cơ năng của vật, được bảo toàn (không đổi theo thời gian).

Ta có: W = W_Đ. + W_t = const Hoặc: 1/2 mv2 + mgz = const.

Kết quả

Trong quá trình chuyển động của vật trong trọng trường, do cơ năng được bảo toàn nên:

Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại.

+ Tại vị trí mà động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi

Trong quá trình chuyển động của một vật, khi vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi do sự biến dạng của lò xo đàn hồi gây ra thì cơ năng tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng đảm bảo.

Nội dung định luật bảo toàn cơ năng

Nội dung định luật: Tổng động năng và thế năng không thay đổi trong quá trình chuyển động mà chịu tác dụng chủ yếu của thế năng. Nói cách khác, cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của các lực luôn được bảo toàn.

Ta có: W (sau) = W (trước) trong đó W là tổng động năng và thế năng

Trong đó:

+ W = Wd + Wt

+ Wd: động năng của vật

+ Wt: thế năng của vật

Nhưng nếu có ngoại lực tác dụng lên hệ thì cơ năng bị mất đi sẽ bằng chính công ngoại lực đó. Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng trong hệ kín

bài tập ứng dụng

Nhiều lựa chọn

Câu 1: Đại lượng nào sau đây không thay đổi khi ném một vật theo phương ngang? A. Thế năng B. Động năng C. Cơ năng D. Động lượng

Câu 2: Trong quá trình rơi tự do của một vật, hiện tượng nào sẽ thay đổi: A. Động năng tăng, thế năng giảm B. Động năng tăng, thế năng tăng C. Động năng giảm, thế năng giảm D. Động năng giảm, thế năng tăng

Câu 3: Một vật được ném thẳng đứng từ dưới lên. Trong quá trình chuyển động của vật thì A. Động năng giảm, thế năng giảm B. Động năng giảm, thế năng tăng C. Động năng tăng, thế năng giảm. D. Động năng tăng, thế năng tăng

Câu 4: Cơ năng là đại lượng: A. Vô hướng, có thể dương, âm hoặc bằng khôngB. Vô hướng, có thể dương hoặc bằng không C. Vectơ, độ lớn có thể âm, dương hoặc bằng không D. Vectơ, độ lớn có thể dương hoặc bằng không

Câu 5: Xét chuyển động của một con lắc đơn như hình vẽ A. Động năng của vật cực đại tại A và B, cực tiểu tại O B . Động năng của vật cực đại tại O và cực tiểu tại A và B C. cơ năng cực đại tại O D. Thế năng cực tiểu của vật tại M

Câu 6: Một lò xo có độ cứng k = 250 N/m đặt nằm ngang. Một đầu của lò xo được cố định, đầu còn lại được gắn vào vật có khối lượng M = 0,1kg có thể chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5cm rồi thả nhẹ.

Một. Vận tốc cực đại mà vật có thể có là: A. 2,5 m/s B. 5 m/s C. 7,5 m/s D. 1,25 m/s

b. Tại vị trí nào thì động năng bằng thế năng? A. 2,5 cm B. 3 cm C. 2 cm D. 1,5 cm

Câu 7: Một khối gỗ khối lượng M = 8kg nằm trên mặt phẳng nhẵn, nối với lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Một viên đạn khối lượng m = 20 g bay theo phương ngang với vận tốc 0 v = 600 m/s cùng phương với trục lò xo tới, xuyên qua khối gỗ và dính vào miếng gỗ. Vận tốc của viên đạn và viên đạn sau khi viên đạn xuyên qua gỗ là: A. v = 1,5 m/s B. v = 3 m/s C. v = 4,5 m/s D. v = 6 m/s

Tiểu luận

Bài 1: Một vật rơi không vận tốc ban đầu từ độ cao 120 m. Xác định độ cao mà vật có ¼ cơ năng. Cho g = 10 m/s2.

Bài 2: Một vật khối lượng m = 10kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một dốc cao 20 m. Khi đến chân dốc vận tốc của vật là 15 m/s. Tính công của lực ma sát. Cho g = 10m/s2.

Bài 3: Một vật khối lượng 1kg trượt (không ma sát) trên đỉnh một mặt phẳng cao 10 m và nghiêng một góc 30 so với phương ngang. Tốc độ ban đầu là 0.

a) Tìm vận tốc của vật khi nó đi được nửa quãng đường của mặt phẳng nghiêng

b) Tính vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng. (Sử dụng định luật bảo toàn cơ năng) Cho g=10m/s2.

Bài 4: Một vật khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ đỉnh A xuống mặt phẳng nghiêng AB dài 8,56m và nghiêng một góc 45o so với phương ngang. Cho g = 10m/s2. a) Tính vận tốc của vật tại B. b) Khi đến B, vật tiếp tục chuyển động trong mặt phẳng nằm ngang với hệ số ma sát bằng 0,525. Tại điểm C vật có vận tốc 4 m/s. Tính độ dài quãng đường BC.

Định luật bảo toàn cơ năng là dạng bài tập khá quan trọng trong các bài trắc nghiệm. Thông qua một số công thức và bài tập trên giúp các em ôn tập lại những kiến thức đã học, đồng thời cũng giúp các em rèn luyện kỹ năng giải nhanh và chính xác. Chúng ta cần luyện tập nhiều để tránh những lỗi sai không đáng có ở dạng bài này.

Đăng bởi: ĐH KD & CN Hà Nội

Bản quyền bài viết thuộc về trường ĐH KD & CN Hà Nội. Mọi sao chép đều là gian lận! Nguồn chia sẻ: ĐH KD & CN Hà Nội (hubm.edu.vn)