Giải bài tập SGK Bài 26 Vật lý 10 Cơ bản & Nâng cao

Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi.

Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì 

A. Độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.

B. Thời gian rơi bằng nhau.

C. Công của trọng lực bằng nhau.

D. Gia tốc rơi bằng nhau.

Hãy chọn câu sai.

Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s². Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu?

A. 0,102 m.                                                                        B. 1,0 m.

C. 9,8 m.                                                                           D. 32 m.

Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn \(\Delta l (\Delta l < 0)\) thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?

A. \(+\frac{1}{2}k(\Delta l)^2\).                                         B. \(\frac{1}{2}k(\Delta l)\).

C. \(-\frac{1}{2}k(\Delta l)\).                                           D. \(-\frac{1}{2}k(\Delta l)^2\).   

Trong hình 26.5, hai vật cùng khối lượng nằm ở hai vị trí M và N sao cho MN nằm ngang. So sánh thế năng tại M và N.

Lò xo có độ cứng k = 200 Nm, một đầu cố định đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi bị lo xo nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối của vật không?

Chọn câu sai

A. Thế năng của một vật tại một vị trí trong trọng trường phụ thuộc cả vào vận tốc của nó tại vị trí đó.

B. Công dương do trọng lực thực hiện bằng độ giảm thế năng của vật trong trọng trường.

C. Thế năng được xác định sai kém một hằng số cộng, nhưng hằng số này không làm thay đổi độ giảm thế năng khi trọng lực thực hiện công

D. Thế năng của một vật trong trọng trường thực chất cũng là thế năng của hệ kín gồm vật và trái đất. 

Dưới tác dụng của trọng lực, một vật có khối lượng m trượt không ma sát từ trạng thái nghỉ trên một mặt phẳng nghiêng có chiều dài BC = l và độ cao BD = h (hình 35.6). Hãy tính công do trọng lực thực hiện khi vật di chuyển từ B đến C và chứng tỏ công này chỉ phụ thuộc sự chênh lệch độ cao giữa hai điểm B và C.

Trong công viên giải trí, một xe có khối lượng m = 80kg chạy trên đường ray có mặt cắt như hình 35.7. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính đối với mặt đất và có các giá trị: zA = 20m, zB = 10m, zC = 15m, zD = 5m, zE = 18m. Tính độ biến thiên thế năng của xe trong trọng trường khi nó di chuyển:

a) Từ A đến B

b) Từ B đến C

c) Từ A đến D

d) Từ A đến E

Hãy cho biết công mà trọng lực thực hiện trong mỗi quá trình đó là dương hay âm 

Một cần cẩu nâng một contenơ có khối lượng 3000kg từ mặt đất lên độ cao 2m (tính theo di chuyển của trọng tâm contenơ), sau đó đổi hướng và hạ nó xuống sàn một ô tô tải ở độ cao cách mặt đất 1,2m (hình 35.8).

a) Tìm thế năng của contenơ trong trọng trường khi nó ở độ cao 2m. Tính công của lực phát động (lực căng của dây cáp) để nâng nó lên độ cao này.

b) Tìm độ biến thiên thế năng khi contenơ hạ từ độ cao 2m xuống sàn ô tô. Công của trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển contenơ giữa hai vị trí đó hay không? Tại sao? 

Một buồng cáp treo chở người với khối lượng tổng cộng 800kg đã từ vị trí xuất phát cách mặt đất 10m tới một trạm dừng trên núi ở độ cao 550m, sau đó lại đi tiếp tới một trạm khác ở độ cao 1300m.

a) Tìm thế năng trọng trường của vật tại vị trí xuất phát và tại các trạm dừng

- Lấy mặt đất làm mức không

- Lấy trạm dừng thứ nhất làm mức không

b) Tính công do trọng lực thực hiện khi buồng cáp treo di chuyển:

- Từ vị trí xuất phát tới trạm dừng thứ nhất

- Từ trạm dừng thứ nhất tới trạm dừng thứ hai

c) Công này có phụ thuộc việc chọn mức như câu (a) không ?

Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F= 3N kéo lò xo cùng theo phương nằm ngang, ta thấy nó dãn được 2cm.

a) Tìm độ cứng của lò xo.

b) Xác định giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn được 2cm

c) Tính công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo được kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm. công này dương hay âm? Giải thích ý nghĩa. Bỏ qua mọi lực cản 

Giữ một vật khối lượng 0,25kg ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng. ấn cho vật đi xuống làm lò xo bị biến dạng một đoạn 10cm. Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật – lò xo tại vị trí này. Lò xo có độ cứng 500N/m và bỏ qua khối lượng của nó. Cho g = 10m/2 và chọn mức không của lò xo tại vị trí lò xo không biến dạng 

Một tảng đá khối lượng 50 kg đang nằm trên sườn núi tại vị trí M có độ cao 300 m so với mặt đường thì bị lăn xuống đáy vực tại vị trí N có độ sâu 30 m. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định thế năng của tảng đá tại các vị trí M và N :

a) khi chọn gốc thế năng là mặt đường.

A. 15 kJ ;-15 kJ.                    

B. 150 kJ ; -15 kJ.

C. 1500 kJ ; 15 kJ.                  

D. 150 kJ ; -150 kJ.

b) khi chọn gốc thế năng là đáy vực.

A. 165 kJ ; 0 kJ.                 

B. 150 kJ ; 0 kJ.

C. 1500 kJ ; 15 kJ.

D. 1650 kJ ; 0 kJ.

Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 400 kg lên đến vị trí có độ cao 25 m so với mặt đất. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định công của trọng lực khi cần cẩu di chuyển vật này xuống phía dưới tới vị trí có độ cao 10 m.

A. 100 kJ.              

B. 75 kJ.                

C. 40 kJ.              

D. 60 kJ.

Từ độ cao 5,0 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 200 g thẳng đứng lên cao với vận tốc đầu là 2 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định cơ năng của vật tại vị trí cao nhất mà vật đạt tới.

A. 8,0 J.                  

B. 10,4J.                

C.4, 0J.                  

D. 16 J.

Người ta móc một vật nhỏ vào đầu một lò xo có độ cứng 250 N.m, đầu kia của lò xo gắn cố định với giá đỡ. Xác định thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo bị nén lại một đoạn 2,0 cm.

A. 50 mJ.              B. 100 mJ.             

C. 80 mJ.              D. 120 mJ.

Một con cá heo trong khi nhào lộn đã vượt khỏi mặt biển tới độ cao 5 m. Nếu coi cá heo vượt lên khỏi mặt biển được chỉ nhờ động năng của nó có vào lúc rời mặt biển và lấy g = 10 m/s² thì vận tốc của cá heo lúc rời mặt biển là 

A. 10 m/s

B. 7,07 m/s

C. 100 m/s

D. 50 m/s 

Một vật khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ độ cao 5,0 m lên phía trên với vận tốc đầu là 10 m/s. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.

Một vật khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt dốc có độ cao 20 m. Tới chân mặt dốc, vật có vận tốc 15 m/s. Lấy g = 10 m/s². Xác định công của lực ma sát trên mặt dốc này.

Một quả bóng được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Khi chạm đất, một phần cơ năng biến thành nhiệt năng nên quả bóng chỉ nảy lên theo phương thẳng đứng với độ cao 10 m. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định vận tốc của quả bóng khi chạm đất. Bỏ qua sức cản không khí.

Từ một đỉnh tháp cao 20 m, người ta ném thẳng đứng lên cao một hòn đá khối lượng 50 g với vận tốc đầu 18 m/s. Khi rơi chạm mặt đất, vận tốc của hòn đá bằng 20 m/s. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định công của lực cản do không khí tác dụng lên hòn đá.

Một lò xo có độ cứng 100 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang : một đầu gắn cố định với giá đỡ, đầu còn lại gắn với một quả cầu khối lượng 40 g. Kéo quả cầu rời khỏi vị trí cân bằng của nó một đoạn 3 cm, rồi buông tay ra để nó chuyển động. Bỏ qua lực ma sát, lực cản không khí và khối lượng của lò xo. Xác định vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng.

Một ô tô khối lượng 1000 kg (mất phanh, tắt máy), trượt từ đỉnh xuống chân một đoạn đường dốc nghiêng AB dài 100 m và bị dừng lại sau khi chạy tiếp thêm một đoạn đường nằm ngang BC dài 35 m. Cho biết đỉnh dốc A cao 30 m và các mặt đường có cùng hệ số ma sát. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định :

a)  Hệ số ma sát của mặt đường.

b)  Động năng của ô tô tại chân dốc B.

c)  Công của lực ma sát trên cả đoạn đường ABC.

Một lò xo có độ cứng 200 N/m được treo thẳng đứng : đầu trên gắn cố định với giá đỡ, đầu dưới gắn với quả cầu khối lượng 80 g. Kéo quả cầu rời khỏi vị trí cân bằng của nó một đoạn 5,0 cm xuống phía dưới, sau đó thả nhẹ để nó chuyển động. Xác định vận tốc của quả cầu khi nó về tới vị trí cân bằng.