Giải Bài Tập Vật Lý 10 Sbt Bài Tập Cuối Chương 4
Vật lý 10 - Bài tập cuối chương 4
sẽ là nguồn thông tin hay để giúp các bạn học sinh giải bài tập Vật lý 10 được tốt hơn. Mời các bạn học sinh tham khảo.
Giải bài tập Vật lý 10
IV. 1. Xác định lực đẩy trung bình của hơi thuốc súng tác dụng lên một đầu đạn ở trong nòng súng trường, biết rằng đầu viên đạn có khối lượng 10 g, chuyển động trong nòng súng nằm ngang trong khoảng thời gian 0,001 s, với vận tốc đầu bằng không và vận tốc tại đầu nòng súng là 865 m/s.
A. 86,5N.
B. 8650 N.
C. 8,65 N.
D. 865 N.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án B
IV.2. Một quả bóng khối lượng 0,20 kg đang bay với vận tốc 5,0 m/s tới đập vuông góc với mặt bức tường thẳng đứng trong khoảng thời gian 0,1 s. Ngay sau va đập, quả bóng bị bật ngược lại với cùng độ lớn của vận tốc đầu. Xác định độ lớn của lực do bức tường tác dụng vào quả bóng khi va đập.
A. 2.0N.
B. 10 N.
C. 20 N.
D. 100 N.
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án C
IV.3. Một vật khối lượng 200 g được ném thẳng đứng từ độ cao 15 m xuống đất với vận tốc đầu là 5 m/s. Khi chạm đất, vật xuyên sâu vào đất 5 cm và nằm yên tại đó. Lấy g ≈10 m/s 2. Bỏ qua lực cản của không khí. Xác định lực cản trung bình của đất tác dụng lên vật.
A. 648 N.
B. 349 N.
C. 6,490 N.
D. 34,9 N
Hướng dẫn trả lời:
Chọn đáp án A
Một vật khối lượng 10 kg đang đứng yên chịu tác dụng một lực 5 N theo phương ngang. Xác định:
a) Công của lực trong giây thứ nhất, giây thứ hai và giây thứ ba.
b) Công suất tức thời của lực tại giây thứ tư. Cho biết công suất tức thời tính theo công thức: P = Fv, với F là lực tác dụng và v là vận tốc tức thời của vật.
Hướng dẫn trả lời:
a. Gia tốc của vật:
Quãng đường vật dịch chuyển:
Công của lực thực hiện: A = Fs.
- Trong giây thứ nhất (từ 0 đến 1s):
- Trong giây thứ 2 (từ 1s đến 2s):
Trong giây thứ ba (từ 2s đến 3s):
b. Công suất tức thời của lực: P = Fv.
Tại giây thứ tư (t = 4s): v = at = 0,2.4 = 0,8 m/s
Suy ra: P = F.v = 5.0,8 = 4 W.
Một ô tô đang chạy với vận tốc 60 km/h trên đoạn đường phẳng ngang thì hãm phanh và tiếp tục chạy thêm được quãng đường dài 10 m. Coi lực ma sát giữa lốp ô tô và mặt đường khi hãm phanh là không đổi. Nếu trước khi hãm phanh, ô tô đang chạy với vận tốc 100 km/h thì ô tô sẽ tiếp tục chạy thêm được quãng đường dài bao nhiêu?
Hướng dẫn trả lời:
Áp dụng công thức về độ biến thiên động năng:
Thay v = 0 và A = - F mss, ta tìm được:
Vì F ms và m không thay đổi, nên s tỉ lệ với v 02, tức là
Một vật khối lượng 500 kg móc ở đầu sợi dây cáp của một cần cẩu và được kéo thẳng đứng từ mặt đất lên phía trên với sức căng không đổi. Khi tới độ cao 4,5 m thì vật đạt được vận tốc 0,60 m/s.
a) Xác định lực căng của sợi dây cáp. Lấy g = 9,8 m/s 2.
b) Nếu sợi dây cáp chỉ chịu được lực căng tối đa là 6000 N, thì ở cùng độ cao nêu trên vật có thể đạt được vận tốc bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn trả lời:
a) Vật nặng chịu lực căng
Suy ra:
Hai vật nặng có khối lượng lần lượt là m 1 = 2 kg và m 2 = 1 kg được móc vào hai đầu của một sợi dây vắt ngang qua một ròng rọc: vật m 1 treo thẳng đứng, vật m 2 nằm trên mặt phẳng nghiêng một góc α = 30° như hình IV.l. Ban đầu hệ vật được giữ đứng yên, sau đó thả nhẹ cho hệ vật chuyển động. Bỏ qua lực ma sát, lực cản, khối lượng của ròng rọc và dây treo. Lấy g ≈ 10 m/s 2. Xác định động năng của hệ vật khi vật m 1 đi xuống ph 37;a dưới được một đoạn 50 cm.
Hướng dẫn trả lời:
Hệ hai vật m 1 và m 2 chuyển động trong trọng trường, chỉ chịu tác dụng của trọng lực, nên cơ năng của hệ vật bảo toàn.
Một hộp đựng đầy cát khối lượng 2,5 kg được treo bằng sợi dây dài có đầu trên gắn với giá đỡ tại điểm O như hình IV.2. Khi bắn viên đạn theo phương ngang thì đầu đạn có khối lượng 20 g bay tới xuyên vào hộp cát, đẩy hộp cát chuyển động theo một cung tròn, làm cho trọng tâm của hộp cát nâng cao thêm 0,2 m so với vị trí cân bằng của nó. Bỏ qua lực cản, lực ma sát và khối lượng của dây treo. Xác định vận tốc của đầu đạn trước khi xuyên vào h 897;p cát. Lấy g = 9,8 m/s 2.
Hướng dẫn trả lời:
Hệ vật gồm "Đầu đạn - Hộp cát - Trái Đất" là một hệ cô lập, vì không có các ngoại lực (lực cản, lực ma sát) tác dụng. Do đó, động lượng và cơ năng của hệ vật bảo toàn. Chọn mặt đất làm gốc tính thế năng trọng trường và chiều chuyển động của các vật là chiều dương
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho quá trình va chạm mềm khi đầu đạn bay tới xuyên vào hộp cát theo phương ngang, ta có:
trong đó v là vận tốc của đầu đạn có khối lượng m, còn V là vận tốc của hộp cát chứa đầu đạn có tổng khối lượng M + m.
- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho quá trình khi hộp cát chứa đầu đạn có vận tốc V chuyển động trong trọng trường và trọng tâm của nó được nâng cao thêm một đoạn h so với vị trí cân bằng, ta có:
Từ hai phương trình trên, ta suy ra vận tốc của đầu đạn:
Một lò xo có độ cứng 500 N/m nằm ngang, một đầu gắn cố định, đầu còn lại gắn với một vật khối lượng 200 g. Cho vật trượt trên một mặt phẳng ngang không ma sát. Khi vật đi qua vị trí cân bằng (lò xo không biến dạng), vật có động năng bằng 3,6 J. Xác định:
a) Vận tốc của vật tại vị trí cân bằng.
b) Công suất của lực đàn hồi tại vị trí lò xo bị nén 10 cm và vật đang rời xa vị trí cân bằng.
Hệ vật "Lò xo Vật trượt -Trái Đất" là hệ cô lập (do không chịu ngoại lực tác dụng) nên cơ năng của hệ vật bảo toàn.
Chọn mặt phẳng ngang làm mốc thế năng trọng trường (W t = 0) và chọn vị trí cân bằng của vật tại điểm O làm mốc thế năng đàn hồi (W đh = 0). Vì hệ vật chuyển động trên cùng mặt phẳng ngang, nên cơ năng của hệ vật tại vị trí bất kì có giá trị bằng tổng của thế năng đàn hồi và động năng:
a. Khi hệ vật nằm cân bằng tại vị trí O: lò xo không biến dạng (Δl = 0 ) nên thế năng đàn hồi W đh (O) = 0 và cơ năng của hệ vật có giá trị đúng bằng động năng của vật trượt:
W(O) = W đ(O) =
Từ đó suy ra vận tốc của vật tại vị trí O:
b) Muốn xác định công suất của lực đàn hồi, ta phải tính được lực đàn hồi của lò xo và vận tốc của vật tại cùng một vị trí.
Cơ năng của hệ vật tại vị trí A bằng :
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ vật, ta có:
Hay:
Thay số, ta tìm được vận tốc của vật trượt tại vị trí A :
Từ đó suy ra công suất của lực đàn hồi tại vị trí A có độ lớn bằng:
Một lò xo được đặt thẳng đứng, đầu dưới cố định, đầu trên đỡ một vật khối lượng 8 kg. Bỏ qua khối lượng của lò xo và lực cản của không khí.
a) Khi hệ vật nằm cân bằng tại vị trí O, lò xo bị nén một đoạn 10 cm. Xác định độ cứng của lò xo. Lấy g ≈ 10 m/s 2.
b) Ấn vật xuống phía dưới tới vị trí A để lò xo bị nén thêm 30 cm, rồi buông nhẹ tay thả cho vật chuyển động. Xác định thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí A và độ cao lớn nhất mà vật đạt tới so với vị trí A.
Hướng dẫn trả lời:
Hệ vật "lò xo - vật - Trái Đất" là hệ cô lập (do không chịu ngoại lực tác dụng) nên cơ năng của hệ vật bảo toàn.
Chọn mặt phẳng ngang đi qua vị trí A làm mốc tính thế năng trọng trường (W t = 0) và chọn vị trí lò xo không bị biến dạng làm mốc thế năng đàn hồi (W đh = 0). Khi đó cơ năng của hệ vật tại vị trí bất kì có giá trị bằng tổng của động năng W đ thế năng trọng trường W t và thế năng đàn hồi W đh:
a. Tại vị trí cân bằng O: hệ vật đứng yên, lò xo bị nén một đoạn Δ 0 =10 cm và lực đàn hồi F đh cân bằng với trọng lực P tác dụng lên vật:
b. Tại vị trí A, lò xo bị nén một đoạn Δ = (10 + 30).10-2 = 40.10-2 m, vật có động năng W đ(A) = 0 và thế năng trọng trường W t(A) = 0, nên cơ năng của hệ vật tại A đúng bằng thế năng đàn hồi của lò xo:
Khi buông nhẹ tay để thả cho vật từ vị trí A chuyển động lên phía trên tới vị trí B cách A một đoạn Δ = 40 cm, tại đó lò xo không bị biến dạng, thế năng đàn hồi W đh = 0. Sau đó, vật tiếp tục chuyển động từ vị trí B lên tới vị
trí C có độ cao h max = BC, tại đó vật có vận tốc v C = 0 và động năng W đ (C) = 0, nên cơ năng của hệ vật tại C bằng:
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho chuyển động của hệ vật từ vị trí A qua vị trí B tới vị trí C, ta có:
Thay số, ta tìm được độ cao h max = BC:
Phương trình này có nghiệm số dương: h max = BC = 20 cm.
Như vậy, độ cao lớn nhất mà vật đạt tới so với vị trí A bằng:
H max = AB + BC = 40 + 20 = 60 cm
Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán 10, Giải bài tập Vật Lí 10, Giải bài tập Sinh học 10, Giải bài tập Hóa học 10 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.