Giải SBT Vật lí 10 Bài 23. Năng lượng. Công cơ học có đáp án
16 câu hỏi
Đại lượng nào sau đây không phải là một dạng năng lượng?
Đáp án đúng là: D
Nhiệt lượng không phải là một dạng năng lượng.
Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hóa thành
Đáp án đúng là: B
Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hóa thành động năng.
Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có nguồn gốc là:
Đáp án đúng là: C
Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có nguồn gốc là: năng lượng hạt nhân.
Bên trong lòng Mặt Trời xảy ra các phản ứng hạt nhân (phản ứng nhiệt hạch), các phản ứng hạt nhân này tỏa ra năng lượng rất lớn.
Trong hệ đơn vị SI, công được đo bằng:
Đáp án đúng là: C
Công được đo bằng đơn vị J
A – cal là đơn vị đo nhiệt lượng
B – W là đơn vị đo công suất
Khi kéo một vật trượt lên trên một mặt phẳng nghiêng, lực tác dụng vào vật nhưng không sinh công là
Đáp án đúng là: B
Khi kéo vật trượt lên trên một mặt phẳng nghiêng, phản lực có phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng (vuông góc với độ dịch chuyển) nên phản lực không sinh công.
Một lực F→ có độ lớn không đổi tác dụng vào một vật đang chuyển động với vận tốc v theo các phương khác nhau như Hình 23.1.
Độ lớn của công do lực F thực hiện xếp theo thứ tự tăng dần là:
Đáp án đúng là: D
Công của lực có biểu thức: A=F.s.cosα
Ở hình a: A=F.s.cosα
Ở hình b: A=F.s
Ở hình c: A = 0
Độ lớn của công do lực F thực hiện xếp theo thứ tự tăng dần: c, a, b.
Một vật đang chuyển động dọc theo chiều dương của trục Ox thì bị tác dụng bởi hai lực có độ lớn là F1, F2 và cùng phương chuyển động. Kết quả là vận tốc của vật tăng lên theo chiều Ox. Phát biểu nào sau đây đúng?
Đáp án đúng là: C
Vận tốc của vật tăng lên theo chiều Ox nên chuyển động của vật là chuyển động nhanh dần. Gia tốc cùng chiều dương, khi đó lực tác dụng cùng chiều dương.
Suy ra cả hai lực đều sinh công dương.
Lực nào sau đây không thực hiện công khi nó tác dụng vào vật đang chuyển động?
Đáp án đúng là: C
Khi vật chuyển động tròn đều, lực hướng tâm có hướng vào tâm quỹ đạo và có phương vuông góc với vectơ vận tốc tại mỗi điểm trên quỹ đạo.
Lực hướng tâm trong trường hợp này không thực hiện công.
Mỗi tế bào cơ trong cơ thể người có thể coi như một động cơ siêu nhỏ, khi con người hoạt động, tế bào cơ sử dụng năng lượng hóa học để thực hiện công. Trong mỗi nhịp hoạt động, tế bào cơ có thể sinh một lực 1,5.10-12 N để dịch chuyển 8 nm. Tính công mà tế bào cơ sinh ra trong mỗi nhịp hoạt động.
Công mà tế bào cơ sinh ra: A = F.s = 1,5.10-12.8.10-9 = 1,2.10-20 J.
Một em bé mới sinh nặng 3 kg được một y tá bế ở độ cao 1,2 m so với mặt sàn và đi dọc theo hành lang dài 12 m của bệnh viện. Tính công mà trọng lực tác dụng vào em bé đã thực hiện.
Trọng lực có phương vuông góc với độ dịch chuyển. Công của trọng lực trong trường hợp này bằng 0.
Một vật có khối lượng m = 2 kg đang đứng yên thì bị tác dụng bởi lực F và nó bắt đầu chuyển động thẳng. Độ lớn của lực F và quãng đường s mà vật đi được biểu diễn trên đồ thị Hình 23.2.
Tính công của lực.
Công của lực F trong cả quãng đường bằng diện tích giới hạn bởi đồ thị (F, s) ở hình dưới.
Từ đồ thị, tính được diện tích hình thang OABC là:
SOABC=15+7.82=88 ⇒ A = 88 J
Tìm vận tốc của vật tại vị trí ứng với điểm cuối của đồ thị.
Vì ban đầu vật đứng yên nên động năng của vật bằng công của lực tác dụng lên vật.
⇒A=Wd=12mv2
Thay số, tính được vận tốc của vật tại vị trí ứng với điểm cuối đồ thị:
88=12.2.v2⇒v=9,38 m/s
Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0,11. Gia tốc trọng trường là 9,8 m/s2.Tính độ lớn lực ma sát giữa xe và mặt tuyết khi xe trượt đến chân đồi.
Từ hình vẽ, ta có: sinα=50100=0,5⇒α=300
N=P.cosα=mg.cosα
Độ lớn lực ma sát:
Fms=μN=μmg.cosα= 0,11.75.9,8.cos300 = 70 N
Đến chân đồi, xe còn trượt được một đoạn trên đường nằm ngang thì dừng lại. Tính công của lực ma sát trên đoạn đường này.
Công của lực ma sát khi trượt trên đoạn AB:
Ams = - Fms.s = - 70.100 = - 7000 J
Chọn gốc thế năng ở chân đồi (mặt phẳng ngang đi qua B)
Cơ năng tại A: WA = mgh = 75.9,8.50 = 36750 J
Cơ năng tại B: WB
Vì có ma sát trên đoạn AB nên:
WB=WA+Ams=36750+−7000=29750J
Đến chân đồi, xe trượt một đoạn trên đường nằm ngang rồi dừng lại (tại C).
⇒ Cơ năng tại C: WC = 0
Vì có ma sát trên đoạn BC nên: WC=WB+Ams'
⇒WC=WB+Ams'
Lưu ý: Có thể giải bài này bằng phương pháp động lực học.
Một người y tá đẩy bệnh nhân nặng 87 kg trên chiếc xe băng ca nặng 18 kg làm cho bệnh nhân và xe băng ca chuyển động thẳng trên mặt sàn nằm ngang với gia tốc không đổi là 0,55 m/s2 (Hình 23.2). Bỏ qua ma sát giữa bánh xe và mặt sàn.
Tính công mà y tá đã thực hiện khi bệnh nhân và xe băng ca chuyển động được 1,9 m.
Độ lớn lực đẩy của y tá:
F = ma = (87 + 18).0,55 = 57,75 N
Công mà y tá đã thực hiện:
A = F.s = 57,75.1,9 = 109,725 J
Sau quãng đường dài bao nhiêu thì y tá sẽ tiêu hao một công là 140 J?
Khi y tá tiêu hao một công là 140 J, quãng đường chuyển động của xe băng ca là:
s'=A'F=14057,75=2,4m