Bài tập môn Vật lý 10 (nâng cao) - Chương IV: Các định luật bảo toàn

Chương IV : Các định luật bảo toàn Phần A :động lượng định luật bảo toàn động lượng Phần trắc nghiệm tự luận Bài 1 Một quả bóng có khối lượng m=200gam đang bay với vận tốc 20m/s thì đập vào một bức tường thẳng đứng . Biết rằng véc tơ vận tốc của bóng ngay trước khi đập vào tường hợp với tường góc 450 .Ngay sau khi bật trở ra véc tơ vận tốc của quả bóng hợp với tường góc 300và có độ lớn 15m/s ( H.Vẽ ) 1) Tính độ biến thiên động lượng của quả bóng do va chạm với tường 2) Nếu thời gian va chạm giữa tường với bóng là 0,04s Xác định lực trung bình tương tác giữa tường với bóng Bài 2 ( 4.2 /tr137/CBTCLVL10) Một người có khối lượng m=60kg đứng ở mũi một con thuyền dài 3m có khối lượng M=120kg , đang đứng yên trên mặt nước yên lặng .Người đó bắt đầu đi đều từ mũi thuyền xuóng tới cuối thuyền (Đuôi thuyền ). 1) Xác định hướng chuyển động của thuyền so với hướng chuyển động của người 2) Nếu vận tốc của người đó so với bờ là 1m/s . Tính vận tốc của thuyền so với bờ 3)Tính quãng đường mà thuyền đã đi được so với bờ sông ?kể từ khi người bắt đầu đi cho tới khi tới cuối thuyền.(Bỏ qua sức cản của không khí và của nước ) Bài 3 ( TD1/ÔTVL10) Một khẩu pháo có khối lượng M=1500kg ( Không kể đạn ) ,Có thể chạy dọc trên đường ray nằm ngang không ma sát .Lòng pháo nằm ngang hướng theo phương chuyển động của pháo , trong pháo có nắp 1 viên đạn nặng 10 kg và được bắn dọc theo đường ray với vận tốc so với đất ngay sau khi ra khỏi lòng pháo là 500m/s. Xác định vận tốc của pháo ngay sau khi đạn bắn ra khỏi lòng pháo trong các trường hợp sau . Khi bắn 1) Pháo đang đứng yên 2) Pháo đang chuyển động với vận tốc 5m/s so với đất và đạn bắn cùng chiều chuyển động của pháo 3) Pháo đang chuyển động với vận tốc 5m/s so với đất và đạn bắn ngược chiều chuyển động của pháo Bài 4 (8.2VL10NC) Một tàu chiến có khối lượng 100 tấn ( Kể cả đạn ), đang chuyển động thẳng trên mặt biển yên nặng với vận tốc 2m/s so với mặt biển ,thì bắn ra một viên đạn có khối lượng 20kg , Ngay khi rời khỏi lòng pháo,đạn bay với vận tốc 300m/s so với sàn tàu ( Tính ở thời điểm ngay trước khi đạn rời khỏi pháo ) . Biết rằng lòng pháo trên tàu hướng chếch góc 300về phía sau so với sàn tàu (Coi sàn tàu nằm ngang). Bỏ qua sức cản của nước và không khí theo phương ngang Tính vận tốc của tàu trên mặt biển ngay sau khi bắn đạn ..................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Bài 5 (4.3 /tr137/CLVL10) Một viên đạn đang bay theo phương ngang , cách mặt đất 200m với vận tốc 300m/s thì nổ và vỡ thành hai mảnh . Mảnh 1có khối lưọng 10kg bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 500 m/s so với đất . Mảnh hai có khối lượng 20kg .Lấy g=9,8m/s2 1) Xác định vận tốc của mảnh thứ hai ngay sau khi đạn nổ 2)Xác định vận tốc của hai mảnh ( so với đất ) ngay trước khi chạm đất 3)Tính khoảng cách giữa hai mảnh ngay trước khi rơi chạm đất Bài 6 ( 4.8/tr47/BTVL10NC) Một xe cát có khối lượng M=1000kg đang chuyển động với vận tốc V= 10m/s trên đường nằm ngang . Người ta bắn một viên đạn có khối lượng m=50 gam vào xe với vận tốc v= 500m/s so với đường và véc tơ vận tốc của đạn ngược hướng với hướng chuyển động của xe và hợp với phương ngang góc 300sau va chạm đạn ngăm vào xe Bỏ qua ma sát giữa xe với mặt đường Tính vận của xe ngay sau khi đạn ngăm vào ................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... Phần trắc nghiệm khách quan Câu1 Chọn đáp án đúng A.Động lượng của một vật là đại lượng véc tơ B. Động lượng của một vật luôn không đổi C. Động lượng của một hệ vật luôn có độ lớn bằng tổng độ lớn động lượng của các vật trong hệ D. Cả A, C đều đúng Câu 2 Chọn kết luận đúng A.Trong một hệ kín động lượng luôn có độ lớn không đổi B. Trong một hệ kín động lượng luôn có hướng không đổi C. Trong hệ kín động lượng của hệ được bảo toàn D. Cả A, B, C đều đúng Câu 3 Chọn đáp án đúng Đối với một hệ vật thì động lượng của hệ sẽ thay đổi khi A. Khối lượng của hệ thay đổi B. Vận tốc của các vật trong hệ thay đổi C. Khối lượng của hệ thay đổi và Vận tốc của các vật trong hệ thay đổi D. Cả A,B,C đều đúng Câu 4 Chọn kết luận đúng A. Động lượng của một vật bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật B. Xung lượng của lực tác dụng lên vật bằng tổng ngoại lực tác dụng lên vật C. Xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian bằng độ biến thiên động lượng của vật trong thời gian đó D. Cả A,B,C đều không đúng Phần B: Bài tập về công và năng lượng Phần trắc nghiệm tự luận Bài 1( 10.1/tr29/GTVTNT2-VL10) Một ôtô có khối lượng 1tấn , bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều trên đường nằm ngang , đi được quãng đường 100m thì vận tốc đạt 72km/h. Biết hệ số ma sát lăn giữa bánh xe với mặt đường là 0,05 Tính công do lực kéo của động cơ thực hiện trên quãng đường đó Tính công suất trung bình của động cơ trên quãng đường đó Tính công suất tức thời của động cơ ở cuối giây thứ năm kể từ khi xe bắt đầu chuyển động Bài 2 (8.4/tr51/ÔtVL10) Một ôtô có khối lượng m=1000kg tắt máy để xuống một cáI dốc dài 250m ; cao 10m . Do ma sát với mặt đường mà xe chuyển động thẳng đều với vận tốc 15m/s Tính hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường ? Tính công của lực ma sát đã thực hiện trên quãng đường xe lăn xuống hết dốc ? Muốn xe lên dốc với vận tốc như trên hãy tính Công suất trung bình của động cơ ôtô Tính công của động cơ ô tô đã thực hiện để đưa xe từ chân dốc lên tới đỉnh dốc ( Lấy g=10m/s2) Bài 3(bài 1/tr40/BTVL10NC) Hai xe lăn được nối với nhau bằng một sợi dây để ép chặt một lò so đặt giữa hai xe . thoạt đầu cả hai xe nằm yên trên mặt đất . Khi đốt dây lò xo bung ra ,đẩy hai xe chuyển động theo hai hướng ngược nhau . Xe một có khối lượng m1=100g chuyển động được 18m thì dừng lại . Hỏi xe hai có khối lượng m2=300g đi được quãng đường bao nhiêu thì dừng lại ? coi hệ số ma sát giữa hai xe với mặt đất là Bài4 ( 10.5/tr32/GT&TNT2-VL10) Một xe đang chuyển động với vận tốc 6m/s so với đường thì người ta ném theo phương ngang về phía trước một vật có khối lượng m=50 gam ,và vận tốc có độ lớn so với xe là 6m/s ( Bỏ qua khối lượng của vật so với xe ) Tính động năng của vật ( m ) tại hai thời điểm ngay trước và ngay sau khi ném ứng với hai hệ qui chiếu Hệ qui chiếu gắn với xe Hệ qui chiếu gắn với mặt đất Dùng định lí động năng Tính công của lực ném vật ( m) Trong hai hệ qui chiếu nói trên Lấy hệ qui chiếu gắn với mặt đất . Coi điểm ném cách mặt đất 2m , lấy g=10m/s2. Tính vận tốc của vật (m) Ngay trước khi nó chạm đất Bài 5 (TD1.ÔTVL10) Một vật có khối lượng m=1kg bắt dầu trượt không vận tốc ban đầu từ dỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 1m và dài 10m , khi tới chân của mặt phẳng nghiêng nó có thể trượt tiếp trên mặt phẳng nằm ngang . Biết rằng hệ số ma sát giữa vật với mặt trượt luôn bằng 0,05, lấy g=10m/s2 .Tính Động năng và vận tốc của vật khi xuống tới chân dốc Quãng đường vật trượt được trên đường nằm ngang tới khi dừng hẳn Bài 6 ( 10.8/tr34/GT&TNT2-VL10) Cho cơ hệ như hình vẽ m1=2kg , m2=3kg ,=300, R là ròng rọc nhỏ không khối lượng và không ma sát . Bỏ qua khối lượng của dây Lúc đầu hai vật ở ngang nhau , và cách chân mặt phẳng nghiêng độ cao h0=3m. Chọn gốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng . Lấy g=10m/s2 Buông tay để hai vật trượt , sau một thời gian thấy hai vật đi được quãng đường 1m Bỏ qua mọi ma sát . a)Hãy xác định chiều chuyển động của các vật b).Tính độ biến thiên thế năng , độ biến thiên động năng , vận tốc của hai vật ở cuối đoạn đường 1m đó 2) Nếu ma sát giữa m2 với mặt phẳng nghiêng là 0,1. Tính độ biến thiên thế năng , độ biến thiên động năng , vận tốc của hai vật ở cuối đoạn đường 1m đó Bài 7 ( 10.10/tr50/GT&TNT2-VL10) Một vật có khối lượng m=90 kg chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang nhờ hai lực F1&F2như hình vẽ . Lấy g=10m/s2 . Biết hệ số ma sát luôn không đổi Biết F1=300N, F2=300N, Tính công của từng lực thực hiện khi vật di chuyển đi quãng đường 20m Tính hệ số ma sát giữa vật với mặt trượt Bài 8 (4.29/tr50/BTVL10NC) Bài 9 (4.33/tr51/ BTVL10NC) Bài 10(4.34/tr51/ BTVL10NC) Phần b-Bài tập về công và năng lượng ( tiếp theo ) Bài 11 (9.12/btvlnc) Một lò xo có độ cứng k=200N/m và có độ dài tự nhiên l0=50cm . Coi trong quá trình biến dạng lò xo luôn biến dạng đàn hồi theo phương của trục lò xo 1) Tính thế năng đàn hồi của lò xo khi nó bị biến dạng 5 cm từ độ dài tự nhiên 2) Tính công của lực đàn hồi khi lò xo giãn thêm 5cm a) Từ chiều dài tự nhiên b) Từ vị trí đã giãn 10 cm so với chiều dài tự nhiên c) Từ vị trí đã bị nén 10 cm so với chiều dài tự nhiên Bài 12 Một con lắc đơn có dây treo dài 1m , quả nặng khối lượng 0,1 kg . Người ta kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng để dây treo hợp với đường thẳng đứng góc 450, rồi đẩy cho nó chuyển động với vận tốc ban đầu 2m/s hướng về vị trí cân bằng . Bỏ qua ma sát và sức cản của không khí . Lấy g=10m/s2, lấy gốc thế năng tại vị trí cân bằng 1) Tính độ cao cực đại mà con lắc đạt tới so với VTCB 2) Tính vận tốc của quả nặng khi nó đi qua vị trí cân bằng 3)Tính vận tốc của quả nặng khi dâytreo con lắc hợp với đường thẳng đứng góc 300 Bài 13 Một con lắc đơn có dây treo dài 1m , quả nặng có khối lượng (m ), được treo vào điểm I trên tường thẳng đứng để có thể chuyển động không ma sát trong mặt phẳng thẳng đứng song song với tường . Người ta kéo con lắc lệch với phương thẳng đứng góc 600 rồi đẩy nó chuyển động với vận tốc (v) hướng về vị trí cân bằng Lấy g= 10 m/s2 Xác định giá trị nhỏ nhất của (v) mà con lắc có thể quay hết một vòng mà không bị rơi Bài 14 Một con lắc đơn có dây treo dài 1m , quả nặng có khối lượng (m ), được treo vào điểm (I )trên tường thẳng đứng để có thể chuyển động không ma sát trong mặt phẳng thẳng đứng song song với tường . Người ta kéo con lắc lệch với phương thẳng đứng góc 450 rồi thả nó chuyển động không vận tốc ban đầu để nó chuyển động hướng về vị trí cân bằng .Lấy g= 10 m/s2. Khi về tới vị trí cân bằng dây treo con lắc bị mắt vào một chiếc đinh ( D ) nằm cách I đoạn ID= 50cm , Lấy g= 10 m/s2 Sau khi vấp đinh hày tính : 1) Tính độ cao cực đại mà quả nặng đạt tới so với vị trí cân bằng 2) Tính góc lệch cực đại của dây treo con lắc so với đừờng thẳng đứng Bài 15 ( Bài 11.22/tr93/GT&TNVL10-T2) Quả cầu có khối lượng m=50 gam gắn vào đầu lò xo thẳng đứng tạo thành con lắc lò xo, đầu trên của lò xo được gắn cố định . Ban đầu giữ cho lò xo không biến dạng, rồi buông nhẹ không vận tốc ban đầu . biết lò xo có độ cứng k=200 N/m , lấy g=10m/s2 1) Tính vận tốc của quả cầu khi nó chuyển động qua vị trí cân bằng 2)Tính độ giãn cực đại của lò xo trong quá trình con lắc chuyển động Bài 16 Quả cầu có khối lượng m1=100 gam , một đĩa cân có khối lượng m2= 20 gam gắn vào đầu trên một lò xo thẳng đứng tạo thành hệ dao động , đầu dưới của lò xo được gắn cố định . Ban đầu m2 đang đứng yên ở vị trí cân bằng , đưa m1 đến vị trí cao hơn đĩa cân 10 cm buông nhẹ không vận tốc ban đầu , m1 rơi xuống đĩa cân và va chạm hoàn toàn mềm ngay sau va chạm m1 dính vào đĩa cân và chuyển động cùng vận tốc . biết lò xo có độ cứng k=200 N/m , lấy g=10m/s2 1) Tính vận tốc của hệ hai vật ngay sau va chạm 2) Tính phần cơ năng đã chuyển thành nhiệt năng khi va chạm 3) Tính độ biến dạng cực đại của lò xo trong quá trình hệ dao động