Giải SBT Vật lí 10 Bài 25. Động năng, thế năng có đáp án
12 câu hỏi
Một vật có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với tốc độ 72 km/h thì động năng của nó bằng
Đáp án đúng là: C
Đổi: 72 km/h = 20 m/s
Động năng: Wd=12mv2=12.1000.202=200000 J
Một chiếc xe mô tô có khối lượng 220 kg đang chạy với tốc độ 14 m/s. Công cần thực hiện để tăng tốc xe lên tốc độ 19 m/s là bao nhiêu?
Đáp án đúng là: A
Công cần thực hiện bằng độ biến thiên động năng:
A=Wd2−Wd1=12mv22−12mv12=12.220.192−142=18150 J
Một vận động viên cử tạ nâng quả tạ khối lượng 200 kg từ mặt đất lên độ cao 1,5 m. Lấy gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2. Độ tăng thế năng của tạ là
Đáp án đúng là: B
Độ tăng thế năng của tạ bằng công của lực tác dụng:
ΔWt=A=F.s=200.9,8.1,5=2940 J
Một vật nặng 3 kg đang đứng yên trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang thì bị tác dụng bởi một lực có độ lớn 15 N theo phương song song với mặt ngang trong thời gian 3 s. Tính:
Vận tốc lớn nhất của vật.
Gia tốc: a=Fm=153=5m/s2
Ta có: v=v0+at;t=3s⇒v=5.3=15m/s
Công mà lực đã thực hiện.
Quãng đường vật di chuyển: s=12at2=12.5.32=22,5m
A=F.s.cosα=15.22,5=337,5 J
Động năng lớn nhất của vật.
Động năng: Wd max=12mvmax2=12.3.152=337,5J
Có thể sử dụng định lí động năng: Wđ – W0đ = A, mà W0đ = 0
Suy ra Wd=A=337,5J
Có ba chiếc xe ô tô với khối lượng và vận tốc lần lượt là:
Xe A: m, v
Xe B: m2, 3v
Xe C: 3m, v2
Thứ tự các xe theo thứ tự động năng tăng dần là
Đáp án đúng là: C
Động năng xe A: WdA=12mAvA2=12mv2
Động năng xe B: WdB=12mBvB2=12.m2.3v2=4,5.12.m.v2
Động năng xe A: WdC=12mCvC2=12.3m.v22=0,75.12mv2
Sắp xếp theo thứ tự động năng tăng dần: C, A, B.
Một máy bay nhỏ có khối lượng 690 kg đang chạy trên đường băng để cất cánh với động năng 25.103 J.
Tính tốc độ của máy bay.
Động năng: Wd=12mv2⇒v=2Wdm=2.25.103690≈8,5 m/s
Khi bắt đầu cất cánh, tốc độ máy bay tăng gấp 3 lần giá trị trên. Tính động năng của máy bay khi đó.
Theo giả thiết: v’ = 3v = 3. 8,5 = 25,5 m/s
Wđ’ = 12mv'2=12.690.25,52=224336,25J
Một quả bóng khối lượng 200 g được đẩy với vận tốc ban đầu 2,5 m/s lên một mặt phẳng nghiêng, nhẵn, dài 0,5 m, hợp với phương nằm ngang góc 300 (Hình 25.1). Quả bóng chuyển động như một vật bị ném. Bỏ qua lực cản của không khí và lấy g = 9,8 m/s2. Tìm giá trị nhỏ nhất của động năng quả bóng trong quá trình nó chuyển động.
Vì bỏ qua mọi lực cản nên cơ năng tại A bằng cơ năng tại B:
WA = WB ⇒12mvA2=12mvB2+mghB
⇒vB=vA2−2ghB=vA2−2g.AB.sin300
=2,52−2.9,8.0,5.0,5≈1,162 m/s
Tại B, coi vật chuyển động bị ném với vận tốc ban đầu vB, góc nghiêng 300 so với phương ngang.
Vận tốc theo phương nằm ngang: vBx = vB.cos300
Vận tốc theo phương này không đổi trong quá trình vật chuyển động
Vận tốc theo phương thẳng đứng: vBy = vB.sin300
Ở điểm cao nhất (tại C) thì: vCy = 0 ⇒vC=vBcos30°
Động năng cực tiểu bằng: Wdmin=12mvBcos30°2≈0,10J
Ngày 11/7/1979, tàu vũ trụ Skylab quay trở lại bầu khí quyển của Trái Đất và bị nổ thành nhiều mảnh. Mảnh vỡ lớn nhất có khối lượng 1770 kg và nó va chạm vào bề mặt trái đất với tốc độ 120 m/s. Tính động năng của mảnh vỡ này.
Động năng: Wd=12mv2=12.1770.1202≈12,7.106J.
Một em bé có khối lượng 4,2 kg đang nằm trên giường có độ cao 40 cm so với mặt sàn thì được bố bế lên đến độ cao 1,5 m so với mặt sàn. Lấy gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2. Tính công tối thiểu mà người bố đã thực hiện.
Công tối thiểu:
A=Wt1−Wt2=mgh1−mgh2=4,2.9,8.1,5−0,4≈45,3J