Bài tập Vật lí 10: Động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ năng

39 người thi tuần này 4.6 3.9 K lượt thi 22 câu hỏi

Câu 1/22

Động năng là gì? Phát biểu và viết biểu thức của định lí về động năng.

Xem đáp án

Lời giải

* Động năng của một vật là năng lượng do chuyển động mà có. Động năng có giá trị bằng một nửa tích khối lượng với bình phương vận tốc của vật.

Biểu thức động năng: $W_{d} = \frac{1}{2} m v^{2}$ .Đơn vị của động năng là Jun (J).

* Định lí về động năng: Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật.

Biểu thức: $∆ W_{đ} = \frac{m v_{2}^{2}}{2} - \frac{m v_{1}^{2}}{2} = A$

Câu 2/22

Trình bày khái niệm về thế năng.

Xem đáp án

Lời giải

Một vật khi ở một độ cao nào đó có mang một năng lượng để sinh công.

Một vật khi biến dạng đã có một năng lượng dự trữ để sinh công.

Dạng năng lượng nói đến trong hai trường hợp trên gọi là thế năng. Nó phụ thuộc vào vị trí tương đối của vật so với mặt đất hoặc phụ thuộc vào độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng.

Câu 3/22

Viết biểu thức xác định công của trọng lực. Công của trọng lực có tính chất gì?

Xem đáp án

Lời giải

* Một vật khối lượng m ( coi như chất điểm), di chuyển từ điểm B có độ cao $z_{B}$ đến điểm C có độ cao $z_{C}$ so với mặt đất. Công do trọng lực tác dụng lên vật thực hiện trong dịch chuyển từ B đến C xác định bởi: $A_{B C} = m g (z_{B} - z_{C})$

* Công của trọng lực không phụ thuộc hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối. Lực có tính chất như thế gọi là lực thế hay lực bảo toàn.

Câu 4/22

Thế năng trọng trường là gì? Thế năng trọng trường có liên quan gì đến công của trọng lực?

Xem đáp án

Lời giải

* Thế năng trọng trường của một vật là năng lượng mà một vật có được do vật đặt tại một vị trí xác định trong trọng trường của Trái Đất. Biểu thức: $W_{t} = m g z$ . Đơn vị thế năng là Jun (J).

* Khi một vật dịch chuyển từ vị trí 1 có độ cao $z_{1}$ đến vị trí 2 có độ cao $z_{2}$ , công của trọng lực:

$A_{12} = m g z_{1} - m g z_{2} = W_{t 1} - W_{t 2}$ . Công của trọng lực bằng hiệu thế năng tại vị trí ban đầu và vị trí cuối, tức là bằng độ giảm thế năng.

Câu 5/22

Thế nào là lực thế? Lực thế và thế năng có liên quan gì với nhau?

Xem đáp án

Lời giải

* Lực thế: Các lực có đặc điểm giống như trọng lực ( công không phụ thuộc vào dạng đường đi, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối) gọi là lực thế. Các lực như lực vạn vật hấp dẫn,lực đàn hồi, lực tĩnh điện… đều là lực thế. Lực ma sát không phải là lực thế.

* Mối liên hệ: Thế năng là năng lượng của một hệ có được do tương tác giữa các phần của hệ ( thí dụ Trái Đất và vật ) thông qua lực thế.

Câu 6/22

Viết biểu thức tính công của lực đàn hồi. Công này có đặc điểm gì?

Xem đáp án

Lời giải

* Viết biểu thức

Công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo biến dạng và đầu lò xo có gắn quả nặng di chuyển từ vị trí $x_{1}$ đến vị trí $x_{2}$ là:

$A_{12} = \frac{k x_{1}^{2}}{2} - \frac{k x_{2}^{2}}{2}$ .

* Đặc điểm: Công của lực đàn hồi chỉ phụ thuộc các vị trí đầu và cuối của biến dạng. Lực đàn hồi cũng là lực thế.

Câu 7/22

Định nghĩa thế năng đàn hồi. Thế năng đàn hồi có đặc điểm gì?

Xem đáp án

Lời giải

*Khi một vật bị biến dạng, vật có thể sinh công, lúc đó vật có một dạng năng lượng gọi là thế năng đàn hồi.Thế năng đàn hồi được định nghĩa bằng biểu thức: $W_{d h} = \frac{k x^{2}}{2}$ .

*Thế năng đàn hồi cũng được xác định sai kém nhau một hằng số cộng, tùy theo cách chọn gốc tọa độ ứng với vị trí cân bằng.

Câu 8/22

Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng trong các trường hợp của trọng lực , lực đàn hồi, và lực bất kì. Khi vật chịu tác dụng của lực không phải là lực thế thì cơ năng của vật có bảo toàn không?

Xem đáp án

Lời giải

* Trường hợp trọng lực: Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức cơ năng của vật được bảo toàn(không đổi theo thời gian).

* Trường hợp lực đàn hồi: Trong quá trình chuyển động, khi động năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi của vật giảm và ngược lại, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng của vật được bảo toàn.

* Khi vật chịu tác dụng của lực không phải lực thế, cơ năng của vật không bảo toàn và công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật.

Câu 9/22