Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý thầy cô, các em học sinh đang trong quá trình ôn tập bộ Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi Vật lý 10, tài liệu bao gồm 11 trang, tuyển chọn Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi đầy đủ lý thuyết, phương pháp giải chi tiết và bài tập có đáp án (có lời giải), giúp các em học sinh có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình ôn tập, củng cố kiến thức và chuẩn bị cho kì thi môn Vật lý sắp tới. Chúc các em học sinh ôn tập thật hiệu quả và đạt được kết quả như mong đợi. Show
Tài liệu Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi gồm nội dung chính sau: I. Tóm tắt lý thuyết - Tóm tắt lý thuyết ngắn gọn Thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi. II. Ví dụ minh họa - Gồm 5 ví dụ minh họa đa dạng có đáp án và lời giải chi tiết Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi. III. Bài tập tự luyện - Gồm 15 bài tập tự luyện có đáp án và lời giải chi tiết giúp học sinh tự rèn luyện cách giải các dạng Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi. Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:  Bài tập về thế năng trọng trường. Thế năng đàn hồi I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Thế năng trọng trường. a. Định nghĩa: Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt = mgz Với: + z là độ cao của vật so với vị trí gốc thế năng + g là gia tốc trọng trường + Đơn vị thế năng là jun (J) Chú ý: Nêu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không (Wt = 0) b. Tính chất: − Là đại lượng vô hướng − Có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng. c. Công của vật: Công của vật trong thế năng trọng trường là độ thay đổi thế năng của vật: A=Wt1−Wt2=mgz1−mgz2 2. Thế năng đàn hồi. a. Công của lực đàn hồi. − Xét một lò xo ccV độ cúng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định. − Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là: Δl=l−l0. − Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức: A=12kΔl2 b. Thế năng đàn hồi. + Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. + Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng Δℓ là: Wt=12kΔl2 + Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương. + Đơn vị của thế năng đàn hồi là Jun (J) c. Công của vật: Công của vật trong thế năng đàn hồi là độ thay dổi thế năng của vật: A=Wt1−Wt2=12kΔl12−12kΔl22 II. VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1. Một người có khối lượng 60kg đứng trên mặt đất và cạnh một cái giếng nước, lấy g = 10 m/s2. a. Tính thế năng của người tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế năng tại mặt đất. b. Nếu lấy mốc thể năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên c. Tính công của trọng lực khi người di chuyến từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả thu được. Giải: a. Mốc thế năng tại mặt đất Thế năng tại A cách mặt đất 3m: WtA = mgzA = 60.10.3 = 1800(J) Gọi B là đáy giếng: WtB = -mgzB = -60.10.5 = -3000(J) b. Mốc thế năng tại đáy giếng: WtA = mgzA = 60.10.(3 + 5) = 4800(J) WtB = mgzB = 60.10.0 = 0(J) c. Độ biến thiên thế năng: A = WtB - WtA = -mgzB - mgzA = -60.10.(5 + 3) = -4800(J) < 0 Công là công âm vì là công cản Câu 2. Một lò xo có chiêu dài ban đầu ℓ0. Nhúng lò xo có chiều dài 21 cm khi treo vật có có khối lượng m1 = 100g và có chiều dài 23cm khi treo vật có m2 = 3.m1. Cho g = 10m/s2. Tính công cần thiết đê’lò xo dãn từ 25cm đến 28cm là bao nhiêu? Giải: + Ta có: m1g=kl−l0;m2g=kl/−l0 + m1gm2g=kl−l0kl/−l0⇒l0=20cm⇒m1g=kl−l0⇒k=100 N/m + Mà công của lò xo: A=12k.Δl12−12k.Δl22 ⇒A=12k0,25−0,22−12k0,28−0,22=−0,195J Câu 3. Một học sinh lứp 10 trong giờ lý thầy Giang làm thí nghiệm tha một quả câu có khối lượng 250g từ độ cao l,5m so với mặt đất. Hỏi khi vật dạt vận tốc 18km/h till vật đang ờ độ cao bao nhiêu so với mặt đất. Chọn vị tri được thà làm gốc thế năng. Lấy g = 10m/s2. Giải: Ta có: v = 18(km/h) = 5(m/s) Áp dụng định lý động năng: A=12mv2=12.0,25.52=3,125J Mà: A=−Wt=−mgz⇒z=Amg=3,1250,25.10=1,25m Vậy vật cách mặt đất: h = h0 - z = 1,5-1,25 = 0,25(m) Câu 4. Một học sinh của trung tâm bồi dưỡng kiến thức Hà Nội thả một vật rơi tự do có khối lượng 500g từ dộ cao 45 m so với mặt đất, bỏ qua ma sát với không khí, Tính thế năng của vật tại giây thứ hai so với mặt đất. Cho g = 10 m/s2
Phần hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 trang 141 Sách giáo khoa được kiến guru tổng hợp lại trên cơ sở là ôn tập và vận dụng bài học. Trong phần này được Kiến chia thành 2 phần : Lý thuyết và bài tập vận dụng có lời giải chi tiết về bài thế năng . Kiến thức toàn bộ nằm ở chương 4 : “Các định luật bảo toàn” . Mời các bạn cùng xem và tham khảo bài viết nhé. I. Lý thuyết cần nắm để giải bài tập vật lý 10 trang 141 SGK1. Thế năng trọng trườnga) Trọng trườngTrọng trường là trường hấp dẫn xung quanh Trái Đất. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên vật có khối lượng m đặt tại một vị trí bất kỳ trong không gian có trọng trường. Biểu thức: P = mg Nếu xét trong khoảng không gian không không quá rộng thì trọng trường trong khoảng không gian đó là trọng trường đều. b) Định nghĩaThế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: c) Tính chất– Là đại lượng vô hướng. – Có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng. d) Đơn vịĐơn vị của thế năng là jun (J) Chú ý: Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không e) Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lựcKhi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường: – Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương. – Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm. 2. Thế năng đàn hồia) Công của lực đàn hồi– Xét một lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định. – Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là – Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức: b) Thế năng đàn hồi
– Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. – Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có độ biến dạng Δl là: – Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương. – Đơn vị của thế năng đàn hồi là jun (J). II. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 trang 141 SGK1. Hướng dẫn giải bài tập vật lí 10 Bài 1 Trang 141Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng: a) trọng trường b) đàn hồiLời giải: – Thế năng trọng trường (hay còn gọi là thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. – Thế năng đàn hồi : là dạng năng lượng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. – Ý nghĩa thế năng trọng trường: khi một vật ở vị trí có độ cao z so với mặt đất thì vật có khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này dự trữ bên trong vật dưới dạng gọi là thế năng. – Tương tự, một lò xo có độ cứng k khi nén hoặc dãn một lượng Δl thì lực đàn hồi của ló xo khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này gọi là thế năng đàn hồi. 2. Hướng dẫn giải lý 10 bài 2 trang 141 SGKKhi 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 Hãy chọn câu sai. Lời giải: Chọn B. Công A chỉ phụ thuộc hiệu độ cao không phụ thuộc dạng đường đi nên theo định lý biến thiên động năng ta có:
(h là hiệu độ cao giữa hai điểm) v1 là vận tốc đầu không đổi, h = z, nên theo các con đường khác nhau thì độ lớn v2 vẫn bằng nhau và công của trọng lực bằng nhau → B sai, thời gian sẽ phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo đi. Chọn B. 3. Hướng dẫn giải bài tập vật lý lớp 10 bài 3 trang 141Một 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 Lời giải: – Chọn A – Áp dụng công thức tính thế năng trọng trường: 4. Hướng dẫn giải bài tập vật lý lớp 10 bài 4 trang 141 SGKMột 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 Δl (Δl < 0) thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?
Lời giải: Chọn A. Thế năng đàn hồi của vật là:
5. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 bài 5 trang 141 SGKTrong 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 tại N.
Hình 26.5 Lời giải: Vì MN nằm ngang nên nếu chọn cùng 1 mốc thế năng (ví dụ tại O) thì thế năng của vật tại M và tại N là như nhau. 6. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 Bài 6 trang 141 SGKLò xo có độ cứng k = 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lò xo bị nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối lượng của vật không? Lời giải: Áp dụng công thức tính thế năng đàn hồi: Thế năng này không phụ thuộc vào khối lượng của vật. Trên đây là hướng dẫn giải chi tiết cho bài tập vật lý 10 trang 141 sách giáo khoa. Ngoài tổng hợp kiến thức, Kiến còn gửi tới bạn đọc các lời giải đầy đủ và chi tiết cho các câu hỏi từ dễ tới khó, rất thuận tiện cho các bạn đọc theo dõi. Qua bài viêt, mong rằng các bạn sẽ có thêm tài liệu hay và bổ ích để tham khảo và học tập, đẩy cao kết quả học tập của chính bản thân mình nhé |
