Thi thử toàn quốc - Đề ôn tập giữa học kì 2 - Môn Lí lớp 10 - Trạm 1

Cơ năng của vật tại vị trí được thả rơi tự do:

\(W = {W_d} + {W_t} = 0 + {W_t} = mgh\)

Cơ năng của vật ngay trước khi chạm đất:

\(W' = {W_d}' + {W_t}' = {W_d}' + 0 = {W_d}'\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

\(W' = W \Rightarrow {W_d}' = mgh\)

Động năng của vật là \({W_d} = \dfrac{{m{v^2}}}{2}\)

Ta có: \(v_{cd}^2 - v_0^2 = 2.a.h \Rightarrow a = \dfrac{{v_{cd}^2 - v_0^2}}{{2h}} = \dfrac{{{8^2} - {0^2}}}{{2.4}} = 8\left( {m/{s^2}} \right)\)

Các lực tác dụng vào vật gồm trọng lực \(\overrightarrow P \) và lực cản \(\overrightarrow {{F_c}} \)

Áp dụng định luật II Newton ta có: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow {{F_c}}  = m.\overrightarrow a \)

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

\( \Rightarrow P - {F_c} = ma \Rightarrow {F_c} = P - ma = 0,4.10 - 0,4.8 = 0,8N\)

Công của lực cản không khí tác dụng lên vật là:

\({A_c} = {F_c}.h.\cos {180^0} = 0,8.4.\left( { - 1} \right) =  - 3,2J\)

Động năng của vật không đổi khi tốc độ của vật không đổi

Vật chuyển động với gia tốc không đổi → tốc độ của vật thay đổi → động năng của vật thay đổi

J.s không phải là đơn vị của công suất

Động năng là một đại lượng vô hướng, luôn dương, có giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu và khối lượng của vật

Công của trọng lực khi vật chuyển động từ M đến N là:

\(A = mg\left( {{h_M} - {h_N}} \right)\)

Với M cao hơn N: \({h_M} > {h_N} \Rightarrow A > 0\)

Ở các nhà máy thủy điện, nước bị ngăn trên các đập cao có thế năng trọng trường

Cơ năng của vật được bảo toàn, động năng của vật ngay trước khi chạm đất bằng thế năng của vật ở vị trí cao nhất:

\({W_{d2}} = {W_{t1}} = mgh\)

Đại lượng đặc trưng cho tốc độ sinh công là công suất

Bỏ qua sức cản của không khí, trong quá trình vật chuyển động từ M đến N, cơ năng của vật bảo toàn, động năng giảm dần, thế năng tăng dần

Tốc độ của quả bóng là:

\(v = 102\,\,\left( {km/h} \right) = \dfrac{{85}}{3}\,\,\left( {m/s} \right)\)

Động năng của quả bóng là:

\({W_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{1}{2}.0,45.{\left( {\dfrac{{85}}{3}} \right)^2} = 180,625\,\,\left( J \right)\)

a) Phát biểu a đúng.

Nếu bỏ qua ma sát giữa hộp và mặt phẳng nghiêng thì vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng bởi trọng lực nên cơ năng được bảo toàn.

b) Phát biểu b đúng.

Công thức tính động năng: $W_{d} = \dfrac{1}{2}mv^{2}$

Vật được thả không vận tốc đầu tại đỉnh mặt phẳng nghiêng nên $\left. v = 0\Rightarrow \right.$ động năng bằng 0.

c) Phát biểu c đúng.

Cơ năng tại đỉnh mặt phẳng nghiêng: $W_{0} = mgh$

Cơ năng tại chân mặt phẳng nghiêng: $W = \dfrac{1}{2}mv^{2}$

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

$\left. W = W_{0}\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}mv^{2} = mgh\Leftrightarrow v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2.10.1} = 2\sqrt{5}m/s \right.$

d) Phát biểu d sai.

Cơ năng tại đỉnh mặt phẳng nghiêng: $W = mgh$

Do có ma sát, vận tốc của hộp tại chân mặt phẳng nghiêng là $v' = 2m/s$

Cơ năng của vật tại chân mặt phẳng nghiêng là: $W' = \dfrac{1}{2}mv'^{2}$

Công của lực ma sát:

$A_{ms} = W' - W = \dfrac{1}{2}mv'^{2} - mgh = \dfrac{1}{2}.1.2^{2} - 1.10.2 = - 18J$

a) Mặt sàn nằm ngang nên áp lực của vật lên mặt sàn có độ lớn bằng trọng lượng của vật.

→ a đúng

b) Lực ma sát ngược chiều với chiều chuyển động, lực ma sát thực hiện công âm làm cản trở chuyển động của vật \(\left( {\alpha  = {{180}^0} \Rightarrow \cos \alpha  =  - 1 \Rightarrow A < 0} \right)\).

→ b đúng

c) Độ lớn lực kéo: F = 100 (N)

Quãng đường dịch chuyển: s = 2 m

Công người đó thực hiện khi kéo thùng gỗ trượt 2 m là:

\(A = F.s.\cos {0^0} = 100.2.1 = 200J\)

→ c sai

d) Các lực tác dụng lên vật được biểu diễn trên hình vẽ.

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ , chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động của vật.

Áp dụng định luật II Newton ta có:

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \,\,\,\left( * \right)\)

Chiếu (*) lên Oy ta có:

\(N - P = 0 \Rightarrow N = P = mg\)

Chiếu (*) lên Ox ta có: \(F - {F_{ms}} = ma\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow a = \dfrac{{F - {F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{F - \mu N}}{m} = \dfrac{{F - \mu mg}}{m}\\ \Rightarrow a = \dfrac{{100 - 0,2.40.10}}{{40}} = 0,5m/{s^2}\end{array}\)

→ d đúng