Hướng dẫn giải một số bài tập Động năng khó cực hay môn Vật Lý 10 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP ĐỘNG NĂNG

 

Câu 1: Hai xe ô tô A và B có khối lượng m_A = 2m_B, có đồ thị tọa độ - thời gian của hai xe như ở hình bên. Gọi W_đA, W_đB tương ứng là động năng của xe A và xe B. Kết luận đúng là

A. W_đA = 4W_đB

B. W_đA = 18W_đB

C. W_đA = 6W_đB

D. W_đA= 9W_đB

Giải

Chọn B.

- Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v được xác định theo công thức:

W_đ = mv²/2 (1)

- Theo bài m_A = 2m_B (2)

Từ đồ thị ta thấy đây là đồ thị chuyển động thẳng đều do vậy ta được:

\(\begin{array}{l} {v_A} = \tan {60^0} = \sqrt 3 ;{v_B} = \tan {30^0} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}(3)\\ (1),(2),(3):\\ \Rightarrow \frac{{{{\rm{W}}_{dA}}}}{{{{\rm{W}}_{dB}}}} = \frac{{\frac{1}{2}{m_A}{v_A}^2}}{{\frac{1}{2}{m_B}{v_B}^2}} = \frac{{2{{(\sqrt 3 )}^2}}}{{{{\left( {\frac{1}{{\sqrt 3 }}} \right)}^2}}} = 18 \end{array}\)

Câu 2: Một viên đạn có khối lượng m = 10g đang bay với vận tốc v₁ = 1000m/s thì gặp bức tường. Sau khi xuyên ngang qua bức tường dầy 4cm thì vận tốc của viên đạn còn lại là v₂ = 400 m/s. Độ lớn lực cản trung bình của bức tường lên viên đạn bằng

A. 10500N.

B. 1000N.

C. 105000N.

D. 400N.

Giải

Chọn C.

Các lực tác dụng vào vật gồm:

+ Lực cản của tường Fc

+ Trọng lực P

Công lực cản cản trở chuyển động của viên đạn là

A = F.s.cosα = F_c.0,04.cos(180°) (1)

(Trọng lực P có phương vuông góc với chuyển động nên công của trọng lực bằng O)

Độ biến thiên động năng của vật là:

\(\begin{array}{l} \Delta {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_{d2}} - {{\rm{W}}_{d1}} = \frac{1}{2}m{v_2}^2 - \frac{1}{2}m{v_1}^2\\ = \frac{1}{2}{.0,01.400^2} - \frac{1}{2}{0,01.1000^2} = - 4200J \end{array}\)

Từ (1) và (2) theo định lý biến thiên động năng ta được:

A = W_đ2 - W_đ1 

⇒ -0,04F_c = -4200 ⇔ F_c = 105000N

Độ lớn lực cản trung bình của bức tường lên viên đạn bằng:

F_c = 105000N.

Câu 3: Một ô tô có khối lượng 1600kg đang chạy vói tốc độ 54 km/h thì người lái xe nhìn thấy một vật cản trước mặt cách khoảng 10m. Người đó tắt máy và hãm phanh khẩn cấp với lực hãm không đổi là 2.104 N. Xe dừng lại cách vật cản một khoảng bằng

A. 1,2 m.

B. 1,0 m.

C. 1,4 m.

D. l,5m.

Giải

Chọn B.

Các lực tác dụng vào vật gồm:

+ Lực cản của tường Fc

+ Trọng lực P , phản lực N

Công lực cản cản trở chuyển động của viên đạn là

A = F.s.cosα = 2.102.s.cos(180°) = -2.104.S (1)

(Trọng lực P ; phản lực N có phương vuông góc với chuyển động nên công của chúng bằng O)

Độ biến thiên động năng của vật là:

\(\begin{array}{l} \Delta {{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_{d2}} - {{\rm{W}}_{d1}} = \frac{1}{2}m{v_2}^2 - \frac{1}{2}m{v_1}^2\\ = 0 - \frac{1}{2}{.1600.15^2} = - 180000J \end{array}\)

Từ (1) và (2) theo định lý biến thiên động năng ta được:

W_đ2 - W_đ1 

⇔ -2.104S = -180000 ⇒ S = 9m

Ban đầu vật cản cách xe là 10m xe đi 9m thì dừng vậy xe dừng cách vật cản là 1m.

Câu 4: Một chiếc xe khối lượng m có một động cơ có công suất P. Thời gian ngắn nhất để xe tăng tốc từ đứng yên đến vận tốc v bằng

A. mv/P.

B. P /mv.

C. (mv²)/(2P).

D. (mP)/ (mv²).

Giải

Chọn C.

Độ biến thiên động năng của vật bằng công của động cơ thực hiện trong quá trình đó:

\(\begin{array}{l} \Delta {{\rm{W}}_d} = \frac{{m{v^2}}}{2} - 0 = A = {\mathop{\rm P}\nolimits} .t\\ \Rightarrow t = \frac{{m{v^2}}}{{2P}} \end{array}\)

Câu 5: Một ô tô khối lượng 4 tấn chuyển động với vận tốc không đổi 54 km/h. Động năng của ô tô tải bằng

A. 450 kJ.

B. 69 kJ.

C. 900 kJ.

D. 120 kJ.

Giải

Chọn A.

Ta có: v = 54 km/h = 15 m/s; m = 4 tấn = 4000 kg.

Động năng của ô tô tải bằng:

W_đ = 0,5mv² = 0,5.4000.15² = 450000 J = 450 kJ.

Câu 6: Một máy bay vận tải đang bay với vận tốc 180 km/h thì ném ra phía sau một thùng hàng khối lượng 10 kg với vận tốc 5 m/s đối với máy bay. Động năng của thùng hàng ngay khi ném đối với người đứng trên mặt đất là

A. 20250 J.

B. 15125 J.

C. 10125 J.

D. 30250 J.

Giải

Chọn C.

Do thùng hàng được nén ra phía sau ngược chiều bay của máy bay nên theo công thức cộng vận tốc, vận tốc của thùng hàng đối với người đứng trên mặt đất bằng 50 – 5 = 45 m/s.

Do đó, động năng của thùng hàng đối với người đứng trên mặt đất là:

W_đ = 10.45²/2= 10125J

...

------( Để xem đầy đủ nội dung của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Hướng dẫn giải một số bài tập Động năng khó cực hay môn Vật Lý 10 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tập tốt !