Câu hỏi:

08/11/2023 693

Một ô tô mô hình được thả nhẹ từ trạng thái nghỉ từ độ cao h của một cái rãnh không ma sát. Rãnh được uốn thành đường tròn có đường kính D ở phía cuối như trên Hình 26.1. Ô tô này trượt trên rãnh được cả vòng tròn mà không bị rơi. Giá trị tối thiểu của h là:

A. $\frac{5 D}{4}$

B. $\frac{3 D}{2}$

C. $\frac{5 D}{2}$

D. $\frac{5 D}{3}$

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: 14 Bài tập cơ năng có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án đúng là: A

Chọn mốc tính thế năng tại mặt phẳng ngang.

Cơ năng tại đỉnh dốc: $W_{1} = W_{d 1} + W_{t 1} = \frac{1}{2} m {.0}^{2} + m g h = m g h$

Cơ năng tại điểm cao nhất của vòng tròn: $W_{2} = W_{d 2} + W_{t 2} = \frac{1}{2} m v^{2} + m g D$

Do bỏ qua ma sát nên cơ năng coi như bảo toàn:

$W_{1} = W_{2} \Leftrightarrow m g h = \frac{1}{2} m v^{2} + m g D \Leftrightarrow v^{2} = 2 g (h - D)$

Khi ô tô lên đỉnh cao nhất của vòng tròn, hợp lực của trọng lực và phản lực tác dụng lên ô tô đóng vai trò là lực hướng tâm (trọng lực và phản lực có phương thẳng đứng, hướng xuống):

$F_{h t} = P + N \Rightarrow N = F_{h t} - P = m \frac{v^{2}}{r} - m g = m \frac{2 g (h - D)}{\frac{D}{2}} - m g$

Để ô tô không bị rơi khi lên đỉnh vòng tròn thì:

$N \geq 0 \Leftrightarrow m \frac{2 g (h - D)}{\frac{D}{2}} - m g \geq 0 \Leftrightarrow h - D \geq \frac{D}{4} \Rightarrow h \geq \frac{5 D}{4}$

$\Rightarrow h_{\min} = \frac{5 D}{4}$

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 30 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 50 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy $g = 10 m / s^{2}$ , hãy tính độ cao h?

A. 60 m.

B. 70 m.

C. 80 m.

D. 90 m.

Lời giải

Đáp án đúng là: C

Chọn gốc thế năng tại mặt đất (tại B).

Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 30 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 50 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy , hãy tính độ cao h? A. 60 m. B. 70 m. C. 80 m. D. 90 m. (ảnh 1)

Cơ năng tại O (tại vị trí ném vật): $W (O) = \frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$

Cơ năng tại B (tại mặt đất): $W (B) = \frac{1}{2} m v^{2}$

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: W(O) = W(B)

\Leftrightarrow \frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h = \frac{1}{2} m v^{2} = > h = \frac{v^{2} - v_{0}^{2}}{2 g} = \frac{50^{2} - 30^{2}}{2.10} = 80 m

Câu 2

Quả cầu khối lượng m = 0,1 kg treo dưới một dây dài l = 1 m. Nâng quả cầu lên để dây treo nằm ngang rồi buông tay. Biết vận tốc của quả cầu ở vị trí cân bằng là 2 m/s. Tìm lực cản trung bình của không khí lên quả cầu? Lấy $g = 10 m / s^{2}$ (Chọn đáp án gần đúng nhất)

A. 0,5 N.

B. 0,7 N.

C. 0,9 N.

D. 1 N.

Lời giải

Đáp án đúng là A

Chọn gốc thế năng tại đường thẳng đứng OB.

Cơ năng tại vị trí A là: $W_{A} = W_{t A} = m g h = m g l = 0, 1.10.1 = 1 J$

Cơ năng tại vị trí B là: $W_{B} = W_{d B} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} = \frac{1}{2} .0, {1.2}^{2} = 0, 2 J$

Ta có độ biến thiên cơ năng:

$A_{C} = W_{B} - W_{A} = 0, 2 - 1 = - 0, 8 J$

= > - F_{C} . S = - F_{C} . \frac{2 π l}{4} = - F_{C} . \frac{2 π .1}{4} = - 0, 8 = > F_{C} \approx 0, 5 N

Câu 3

Một thùng gỗ nặng 20 kg được kéo từ mặt đất lên độ cao 10 m. Thế năng trọng trường của thùng gỗ tại độ cao đó là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s². Chọn gốc tính thế năng tại mặt đất.

A. 2000 J.

B. 200 J.

C. 20 J.

D. 2 J.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

Khi một quả bóng được ném lên cao thì

A. động năng chuyển thành thế năng.

B. thế năng chuyển thành động năng.

C. động năng chuyển thành cơ năng.

D. cơ năng chuyển thành động năng.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

Nhận xét nào sau đây là đúng về thế năng?

A. Độ biến thiên thế năng phụ thuộc vào mốc tính thế năng.

B. Giá trị của thế năng không phụ thuộc vào mốc tính thế năng.

C. Độ biến thiên thế năng không phụ thuộc vào mốc tính thế năng.

D. Giá trị của thế năng và độ biến thiên thế năng đều phụ thuộc vào mốc tính thế năng.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

Năng lượng mà vật có được do vị trí của nó so với các vật khác được gọi là

A. Động năng.

B. Cơ năng.

C. Thế năng.

D. Hóa năng.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Xem thêm các câu hỏi khác »

Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 30 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 50 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g=10m/s2, hãy tính độ cao h?

Một thùng gỗ nặng 20 kg được kéo từ mặt đất lên độ cao 10 m. Thế năng trọng trường của thùng gỗ tại độ cao đó là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2. Chọn gốc tính thế năng tại mặt đất.

Khi một quả bóng được ném lên cao thì

Nhận xét nào sau đây là đúng về thế năng?

Năng lượng mà vật có được do vị trí của nó so với các vật khác được gọi là

CHỌN BỘ SÁCH BẠN MUỐN XEM

Đăng ký

Đăng nhập

Quên mật khẩu

Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 30 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 50 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy $g = 10 m / s^{2}$ , hãy tính độ cao h?

Một thùng gỗ nặng 20 kg được kéo từ mặt đất lên độ cao 10 m. Thế năng trọng trường của thùng gỗ tại độ cao đó là bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s². Chọn gốc tính thế năng tại mặt đất.