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 ca...

Từ độ cao 5,0 m so với mặt đất, người ta ném một vật khối lượng 200 g

Câu 1

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/ $s^{2}$ . Xác định công của lực ma sát trên mặt dốc này.

Xem đáp án

Lời giải

Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng ( $W_{t}$ = 0), chiều chuyển động của vật trên mặt dốc là chiều dương. Do chịu tác dụng của lực ma sát (ngoại lực không phải là lực thế), nên cơ năng của vật không bảo toàn. Trong trường, hợp này, độ biến thiên cơ năng của vật có giá trị bằng công của lực ma sát:

$W_{2} - W_{1}$ = (m $v^{2}$ /2 + mgz) - (m ${v_{0}}^{2}$ /2 + mg $z_{0}$ ) = $A_{m s}$

Thay số: $v_{0}$ = 0, $z_{0}$ = 20 m, v = 15 m/s và z = 0, ta tìm được

$A_{m s}$ = m( $v^{2}$ /2 - g $z_{0}$ ) = 10( $15^{2}$ /2 - 10.20) = -875(J)

Câu 2

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/ $s^{2}$ . Xác định cơ năng của vật tại vị trí của nó sau 0,50 s kể từ khi chuyển động.
A. 10kJ. B. 12,5kJ. C. 15kJ. D. 17,5kJ.

Xem đáp án

Lời giải

Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng, chiều từ mặt đất lên cao là chiều dương. Trường hợp này, vật chuyển động chậm dần đều từ độ cao $z_{0}$ với gia tốc g và vận tốc đầu $v_{0}$ , nên vận tốc v và độ cao z của vật sau khoảng thời gian t được tính theo các công thức :

v = gt + $v_{0}$ = -10.0,5 + 10 = 5 m/s

z = g $t^{2}$ /2 + $v_{0}$ t + $z_{0}$ = -10. $0, 5^{2}$ /2 + 10.0,5 + 5 = 11,25(m)

Từ đó suy ra cơ năng của vật tại vị trí có vận tốc v và độ cao z

W = $W_{đ} + W_{t} . t$ = m $v^{2}$ /2 + mgz = m( $v^{2}$ /2 + gz)

Thay số ta tìm được

W ≈ 100. $10^{- 3}$ ( $5^{2}$ /2 + 10.11,25) = 12,5(kJ)

Chọn đáp án B

Câu 3