Ví dụ về các câu hỏi liên quan đến năng lượng cơ học

6 ví dụ về câu hỏi về năng lượng cơ học

Định lý công-năng lượng cơ học

1. Hãy chú ý đến bức tranh. sự dịch chuyển Khối như sau! Giả sử g = 10 m/s²Nếu hệ số ma sát động giữa khối vật và mặt sàn là... μNếu k = 0,5, thì giá trị độ dịch chuyển của vật thể (s) là ….

A. 5,00 m

B. 4,25 m

C. 3,00 m

D. 2,50 m

E. 2,00 m

Cuộc thảo luận

Người ta biết rằng :

Hệ số ma sát động (μk) = 0,5

Khối lượng của khối (m) = 4 kg

Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s²

Trọng lượng của khối (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton

Nếu khối vật nằm trên một mặt phẳng, thì lực pháp tuyến (N) = trọng lượng (w) = 40 Newton.

Vận tốc ban đầu (v)₁) = 5 m/s

Vận tốc cuối cùng (v)₂) = 0 m/s

Yêu cầu : sự dịch chuyển của vật thể?

Jawab :

Định lý công-năng lượng cơ học phát biểu rằng công (W) do một lực không bảo toàn thực hiện bằng sự thay đổi năng lượng cơ học của vật thể, hay bằng năng lượng cơ học cuối cùng (EM).₂) – năng lượng cơ học ban đầu (EM)₁Ma sát động là một lực không bảo toàn và lực không bảo toàn duy nhất tác dụng lên khối vật là ma sát động.

W= ΔEM

f_k s = EM₂ - TRONG₁

Công do ma sát động thực hiện:

W = f_k s = (μk)(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s

Sự thay đổi về năng lượng cơ học:

ΔEM = EM₂ - TRONG₁ = (EK + EP)₂ – (EK + EP)₁

Các vật thể di chuyển trên một mặt phẳng và không thay đổi độ cao.Δh = 0) nên không có sự thay đổi về thế năng trọng trường (ΔEP = EP₂ – Tập₁ = 0). Vì vậy, sự thay đổi về năng lượng cơ học chỉ liên quan đến sự thay đổi về năng lượng động.

ΔEM = EK₂ – EK₁ = ½ mv₂² – ½ mv₁² = ½ m (v₂² - v₁²)

ΔEM = ½ (4)(0² - 5²) = (2)(25) = 50

Độ dịch chuyển của khối là:

W= ΔEM

20 giây = 50

s = 50 / 20 = 2,5 mét

Đáp án đúng là D.

Định luật bảo toàn năng lượng cơ học

2. Vật A và vật B có cùng khối lượng. Vật A rơi từ độ cao h mét và vật B rơi từ độ cao 2h mét. Nếu A chạm đất với vận tốc vm/s, thì vật B sẽ chạm đất với động năng là….

A. 2 mV²

B. mv²

C. 3/4 mV²

D. 1/2 mV²

E. 1/4 mV²

Cuộc thảo luận

Tốc độ cuối cùng của vật B rơi tự do từ độ cao 2h là:

v² = 2 g (2h) = 4 gh

Động năng của vật B là:

EK_B = ½ mv² = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Phương trình 1

Năng lượng cơ học ban đầu của vật B là thế năng trọng trường = mg h. Năng lượng cơ học cuối cùng của vật B là động năng = ½ mv².

Định luật bảo toàn năng lượng cơ học :

mgh = ½ mv².

Karena mgh = ½ mv² Sau đó, ta có thể thay thế mgh trong phương trình 1 bằng ½ mv².

Động năng của vật B = 2 mgh = 2(½ mv²)²) = mv²

Đáp án đúng là B.

3. Hãy nhìn vào hình bên dưới! Một vật rơi tự do từ độ cao 20 m. Nếu gia tốc trọng trường là 10 m/s², thì tốc độ của vật khi ở độ cao 15 m so với mặt đất là…

A. 2 m/s

B. 5 m/s

C. 10 m/s

D. 15 m/s

E. 20 m/s

Cuộc thảo luận

Năng lượng cơ học cuối cùng = năng lượng cơ học ban đầu

Động năng của vật tại điểm 2 = sự giảm thế năng trọng trường đi 5 mét.

½ mv² = mgh

½ v² = (10)(20-15)

½ v² = (10)(5)

½ v² = 50

v² = (2)(50)

v² = 100

v = 10 m / s

Đáp án đúng là C.

4. Một khối vật được giữ ở đỉnh của mặt phẳng nghiêng như hình vẽ. Khi được thả ra, khối vật trượt không ma sát dọc theo mặt phẳng nghiêng. Tốc độ của khối vật khi nó đến đáy mặt phẳng nghiêng là…

A. 6 ms^-1

B. 8 ms^-1

C. 10 ms^-1

D. 12 ms^-1

E. 16 ms^-1

Cuộc thảo luận

năng lượng cơ học ban đầu = năng lượng thế hấp dẫn = mgh = m (10)(5) = 50 m

Năng lượng cơ học cuối cùng = năng lượng động = 1/2 mv²

Định luật bảo toàn năng lượng cơ học phát biểu rằng năng lượng cơ học ban đầu bằng năng lượng cơ học cuối cùng.

EM_o = EM_t

50 m = 1/2 mv²

50 = 1/2 v²

2 (50) = v²

100 = v²

v = 10 m / s

Đáp án đúng là C.

5. Một khối lượng m kg được thả từ độ cao h mét so với mặt đất như hình vẽ. Tỷ số giữa thế năng (EP) và động năng (EK) khi nó ở điểm M là….

A. 1 : 3

B. 1 : 2

C. 2 : 1

D. 2 : 5

E. 3 : 7

Cuộc thảo luận

Thế năng trọng trường tại điểm M:

EP_M = mg (0,3 h)

Động năng tại điểm M = sự giảm thế năng trọng trường đi h - 0,3h = 0,7 h

EK_M = EP = mg (0,7 h)

Tỷ lệ giữa thế năng trọng trường và động năng tại điểm M là:

EP_M : EK_M

mg (0,3 giờ) : mg (0,7 giờ)

0,3: 0,7

3: 7

Đáp án đúng là E.

6. Hãy nhìn vào hình ảnh vật A rơi tự do từ điểm P bên dưới!

Nếu EP_Q và EK_Q Mỗi giá trị là thế năng và động năng tại điểm Q (g = 10 m/s).²), sau đó EP_Q : EK_Q là….

A. 16 : 9

B. 9 : 16

C. 3 : 2

D. 2 : 3

E. 2 : 1

Cuộc thảo luận

Thế năng trọng trường tại điểm Q:

EP_Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m

Động năng tại điểm Q = sự giảm thế năng trọng trường đi 5 - 1,8 = 3,2 mét

EK_Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m

Tỷ lệ giữa thế năng trọng trường và động năng tại điểm Q là:

EP_Q : EK_Q

18 m : 32 m

18: 32

9: 16

Nguồn câu hỏi:

Các câu hỏi Vật lý cho kỳ thi quốc gia dành cho học sinh trung học phổ thông/trung học nghề