Giáo án Phụ đạo Vật lí 10 - Chương IV: Các định luật bảo toàn

GIÁO ÁN PHỤ ĐẠO – LỚP 10 CƠ BẢN – TUẦN : 20+21+22+23 óùòóùò CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Z TÓM TẮT LÝ THUYẾT I.ĐỘNG LƯỢNG – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG 1.Động lượng: 2. Xung lượng của lực : Trong đó : m là khối lượng của vật (kg); v: vận tốc của vật (m/s); p : động lượng của vật (kgm/s) Công thức áp dụng ó Nếu và thì ó Nếu và thì *Trường hợp đặc biệt : - nếu thì - nếu thì - nếu thì 2. Độ biến thiên động lượng : ; Dạng khác của định luật II Niu- tơn: ; độ lớn : ; Đơn vị : N.s 3. Hệ cô lập : Một hệ nhiều vật được coi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau. Trong một hệ cô lập, chi có các nội lực tương tác giữa các vật. Định luật bảo toàn động lượng : Phát biểu: Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn. Công thức : 4. Va chạm mềm: Một vật chuyển động đến va chạm với một vật đứng yên, sau va chạm hai vật dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc Công thức : * Trong đó : là khối lượng của vật 1 và 2 . : là vận tốc chuyển động của vật 1 lúc trước va chạm. (vật 2 ban đầu đứng yên) : vận tốc của hai vật lúc sau va chạm 5. Chuyển động bằng phản lực : Gọi M, m lần lượt là khối lượng của tên lửa và của lượng khí thoát ra. lần lượt là vận tốc của tên lửa và của khối khí Công thức : II.CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 1. Công a) Khi lực chuyển dời một đoạn s theo hướng của lực thì công do lực sinh ra : b) Trường hợp tổng quát : Trong đó : + A: công của lực F (J) + s: là quãng đường di chuyển của vật (m) + : góc tạo bởi lực với hướng của độ dời s. c) Chú ý : : công phát động. : công cản. : Công thực hiện bằng 0. cùng hướng với hướng của độ dời s => ngược hướng với hướng của độ dời s => 2. Công suất : (W) * 1KW= 1000W; III. ĐỘNG NĂNG- THẾ NĂNG- CƠ NĂNG 1.Động năng : a) Động năng : trong đó m : khối lượng vật (kg); v: vận tốc của vật (m/s); Wđ : động năng của vật (J) b) Độ biến thiên động năng : Độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng 2. Thế năng: a) Thế năng trọng trường : trong đó : m : khối lượng vật; g: gia tốc rơi tự do, z: Chiều cao của vật so với mặt đất (Chọn gốc thế năng tại mặt đất ) b) Liên hệ giữa biên thiên thế năng và công của trọng lực : c) Công của lực đàn hồi ; k : độ cứng của lò xo (N/m); : độ biến dạng của lò xo (m) d) Thế năng đàn hồi 3. Cơ năng: 1) Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường 2) Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi Z BÀI TẬP Xác định động lượng của viên đạn có khối lượng 10g bay với vận tốc 200m/s . (Đáp số : 2kgm/s) Một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v. Nếu tăng khối lượng vật lên 2 lần và giảm vận tốc của nó xuống còn một nửa thì động lượng của vật sẽ thay đổi ra sao? (Đáp số : p không đổi) Xe A có mA = 1000kg ; VA = 72 km/h Xe B có mB = 2000kg ; VB = 36 km/h So sánh động lượng của chúng. (Đáp số ) Một hệ gồm hai vật m1=2kg ; m2 = 3kg chuyển động với vận tốc v1 = 4m/s và v2 = 2m/s .Tìm tổng động lượng của hệ trong các trường hợp sau: a/ cùng hướng b/ ngược hướng c/ vuông góc với nhau d/ hợp với nhau góc 1200 @ Giải a) Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai vật => v1 = 4m/s và v2 = 2m/s nên Tổng động lượng của hệ : b) Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật 1 => v1 = 4m/s và v2 = -2m/s nên Tổng động lượng của hệ : c) Ta có => p = 10 kgm/s d) ; ; => Tìm tổng động lượng của hệ hai vật có khối lượng bằng nhau m1 = m2 = 1kg. Vận tốc của vật 1 có độ lớn v1 = 1m/s và có hướng không đổi. Vận tốc của vật 2 có độ lớn v2 = 2m/s và: a. Cùng hướng với vật 1. b. Cùng phương, ngược chiều. c. Có hướng nghiêng góc 600 so với V1. (Đáp số : giải tương tự bài 4 /// a) 3kgm/s ; b) -1kgm/s; c) ) Một quả bóng, khối lượng 500g bay với tốc độ 20 m/s đập vuông góc vào bức tường và bay ngược lại với tốc độ 20m/s. Thời gian va đập là 0,02 s. Tính độ lớn của lực do bóng tác dụng vào tường. @ Giải * Vẽ hình; Chọn chiều dương là chiều đi vào tường của quả bóng => (v1; v2 : lần lượt là vận tốc đi vào và đi ra tường của quả bóng) => Ta có : => F= 1000(N) Một vật có trọng lượng 10N rơi tự do trong 1s thì động lượng biến thiên một lượng bao nhiêu? @ Giải mà F= P = 10N ; Từ đó tính ra . Đáp số : 10kgm/s Một viên đạn có khối lượng m = 10g đang bay với vận tốc v1 = 1000m/s thì gặp bức tường. Sau khi xuyên qua bức tường thì vận tốc viên đạn còn là v2 = 500m. Tính độ biến thiên động lượng và lực cản trung bình của bức tường lên viên đạn, biết thời gian xuyên thủng tường là t = 0,01s (Đáp số : -5kgm/s; 500N) Một viên bi khối lượng m1 = 500g đang chuyển động với vận tốc v1 = 4m/s đến chạm vào bi thứ hai có khối lượng m2 = 300g. Sau va chạm chúng dính lại. Tìm vận tốc của hai bi sau va chạm. @ Giải : Vẽ hình trước va chạm và sau va chạm. Hệ hai vật đang xét là hệ kín => động lượng bảo toàn; va chạm đang xét là va chạm mềm. Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của viên bi thứ nhất => v1 = 4m/s; v2 = 0 Từ công thức va chạm mềm, => Một toa xe khối lượng m1 = 3tấn chạy với tốc độ v1 = 4m/s đến va chạm vào 1 toa xe đứng yên khối lượng m2 = 5tấn. Sau va chạm, toa thứ hai chuyển động với vận tốc v2’ = 3m/s. Toa 1 chuyển động thế nào sau va chạm? @ Giải : Vẽ hình trước va chạm và sau va chạm. Hệ hai vật đang xét là hệ kín => động lượng bảo toàn => (*) Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của toa xe thứ nhất => v1 = 4m/s; v2 = 0 ; v2’ = 3m/s => Từ (*), ta có: => Vậy, sau va chạm, toa 1 sẽ chuyển động theo chiều ngược lại so với chiều ban đầu của nó, với vận tốc là -1m/s Một tên lửa có khối lượng tổng cộng 100T đang bay với vận tốc 200m/s đối với Trái đất thì phụt ra phía sau (tức thời) 20T khí .Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí. (ĐS: -1000m/s ) CÔNG – CÔNG SUẤT – ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG – CƠ NĂNG Một người kéo một hòm gỗ 80 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương nằm ngang một góc; lực tác dụng lên dây 150 N . Tính công của lực đó khi hòm trượt đi được 20m. (Đs : 2600J) Một động cơ điện cung cấp công suất 15KW cho một cần cẩu nâng 1000kg lên cao 30m. Tính thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó. () (ĐS: 20s) Khi một thang máy chuyển động nhanh dần đều lên cao với gia tốc 2m/s2. Khối lượng thang máy 1 tấn, lấy g = 10 m/s 2. Tính công của động cơ thực hiện trong 5 s đầu tiên.m (ĐS: 3.105 J) Vật có khối lượng 1kg rơi tự do từ độ cao 10m xuống mặt đất. Hỏi trọng lực đã thực hiện một công bao nhiêu? Một thùng gỗ được kéo bằng một 50N lực hợp với phương ngang một góc 370, thùng gỗ di chuyển một đoạn 10m trong khoảng thời gian 5 giây. a. Tìm công của lực kéo. b. Công suất của lực kéo là bao nhiêu? (ĐS:a) 399,3J; b) 79,86W) Một người nâng đều một vật có khối lượng 400g lên độ cao 1m rồi đưa vật đi ngang được một đoạn 1m. Lấy g=10m/s2. Tính công tổng cộng mà người đã thực hiện. (ĐS: 8J) Một cần cẩu nâng đều vật có m=800 kg lên cao 5m trong thời gian 40s. Lấy g = 10 m/s2. Tính công suất của cần cẩu. (Đs: 1000W) Một vật chuyển động đều trên một mặt phẳng ngang trong một phút với vận tốc 36km/h dưới tác dụng của lực kéo 20N hợp với mặt ngang một góc = 600. Tính công và công suất của lực kéo trên. (Đs: 100J;1,7W) Một thang máy khối lượng m = 800kg chuyển động thẳng đứng lên cao 10m. Tính công của động cơ để kéo thang máy đi lên khi: a. Thang máy đi lên đều. b. Thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc 1m/s2. Lấy g = 10m/s2. (Đs: a) 8.104 J ; b) 88000J)