Bài 27. Cơ năng

Lý thuyết và bài tập cho Bài 27. Cơ năng, chương 4, Vật lí 10

I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường 

1. Định nghĩa:

Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng.

Ta có: W = Wđ + Wt = \(\frac{1}{2}\)mv2 + mgz.

2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường

Khi một vật chuyển động trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng được bảo toàn.

Bài Tập / Bài Soạn: 

Câu C1 trang 143 SGK Vật lý 10

Đề bài

Con lắc đơn tạo bởi một vật nặng nhỏ gắn vào đầu một sợi dây mảnh không co dãn, đầu kia của dây gắn cố định tại C (Hình 27.2). Đưa vật lên vị trí A rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống đến O (vị trí thấp nhất ) rồi đi lên đến B, sau đó quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Nếu không có tác dụng của các lực cản, lực ma sát :

a) Chứng minh rằng A và B đối xứng với nhau qua CO.

b) Vị trí nào động năng cực đại? Cực tiểu?

c) Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?

Lời giải chi tiết

Câu C2 trang 144 SGK Vật lý 10

Đề bài

Một vật nhỏ trượt không vận tốc đầu từ một đỉnh dốc cao h = 5 (Hình 27.3); khi xuống tới chân dốc B, vận tốc của vật là v = 6 m/s. Cơ năng của vật có bảo toàn không ? Giải thích?

Lời giải chi tiết

Chọn mốc thế năng tại chân dốc B.

Cơ năng của vật tại đỉnh dốc A là:

WA = mgzA + 0 = 50 m (tại A: v = 0 Wđ = 0)

Cơ năng tại chân dốc B là:

\({{\rm{W}}_B} = 0 + \dfrac{1}{2}{v^2} = \dfrac{1}{2}m{.6^2} = 18\,m\)

(Tại B : thế năng bằng 0)

Bài 1 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Viết công thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.

Lời giải chi tiết

+ Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng của vật trong trọng trường.

+ Công thức tính cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường:

            W = Wđ + Wt = 1/2mv2 + mgz

Bài 2 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Viết công thức tính cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

Lời giải chi tiết

+ Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn.

+ Công thức tính cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi: 

      W = 1/2mv2 + 1/2k(Δl)2 = hằng số

Bài 3 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng.

Lời giải chi tiết

Định luật bảo toàn cơ năng:

Nếu không có tác dụng của lực khác (như lực cản, lực ma sát,...)thì trong quá trình chuyển động, cơ năng của một vật là một đại lượng bảo toàn.

W= hằng số

Bài 4 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Nêu một ví dụ về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

Lời giải chi tiết

Ví dụ về cung tên khi người chuẩn bị bắn (dương cung) và khi bắn cung:

+ Khi chuẩn dương cung => thế năng đàn hồi cực đại

+ Khi bắn cung => thế năng đàn hồi giảm => động năng tăng dần

Bài 5 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Cơ năng là một đại lượng

A. Luôn luôn dương.

B. Luôn luôn dương hoặc bằng không.

C. Có thể dương,âm hoặc bằng không.

D. Luôn luôn khác không.

Lời giải chi tiết

Đáp án C.

Cơ năng là một đại lượng có thể dương, âm hoặc bằng 0 vì: 

 

Bài 6 trang 144 SGK Vật lí 10

Đề bài

Khi có tác dụng của cả trọng lực và lực đàn hồi thì cơ năng của vật được tính như thế nào 

Phương pháp giải - Xem chi tiết

- Cơ năng của vật bằng tổng động năng và thế năng của vật.

- Động năng: \({{\rm{W}}_d} = {1 \over 2}m{v^2}\)

- Thế năng trọng trường: W = mgz

- Thế năng đàn hồi: \({{\rm{W}}_t} = {1 \over 2}k{\left( {\Delta l} \right)^2}\)

Lời giải chi tiết

Bài 7 trang 145 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một vật nhỏ được ném lên từ một điểm M phía trên mặt đất; vật lên tới điểm N thì dừng và rơi xuống. Bỏ qua sức cản không khí. Trong quá trình MN

A. Động năng tăng.

B. Thế năng giảm.

C. Cơ năng cực đại tại N.

D. Cơ năng không đổi.

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

Lời giải chi tiết

Bài 8 trang 145 SGK Vật lí 10

Đề bài

Từ điểm M (có độ cao so với mặt đất bằng 0,8 m) ném lên một vật với vận tốc đầu 2 m/s. Biết khối lượng của vật bằng 0,5 kg. Lấy g = 10 m/s2. Cơ năng của vật bằng bao nhiêu?

A. 4 J.                                    B. 1 J.

C. 5 J.                                    D. 8 J.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cơ năng của vật: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = {1 \over 2}m{v^2} + mgz\) 

Lời giải chi tiết

Đáp án C.


Giải các môn học khác

Bình luận

CHƯƠNG I. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

CHƯƠNG II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

CHƯƠNG III. CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI

CHƯƠNG IV. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

CHƯƠNG V. CHẤT KHÍ

CHƯƠNG VI. CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

CHƯƠNG VII. CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG. SỰ CHUYỂN THỂ

ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 10

  • Đề thi học kì 2 của các trường có lời giải – Mới nhất