BÀI TẬP
VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Bài 39
I. Định luật bảo toàn động lượng:
Nội dung: tổng động lượng của hệ kín không đổi trước và sau tương tác.
Phương pháp giải:
1. Xét hệ vật tương tác là hệ kín.
2. Bài toán yêu cầu xác định phương và độ lớn vận tốc của các vật trước và sau tương tác:
Nếu các vectơ vận tốc cùng phương, ta quy ước chiều dương và lập phương trình đại số để giải.
Nếu các vectơ vận tốc khác phương, ta phải vẽ giãn đồ vectơ động lượng để từ đó xác định độ lớn và hướng của các vận tốc bằng phương pháp hình học.
3. Bài toán đã cho phương và độ lớn vận tốc của các vật trước hoặc sau tương tác yêu cầu xác định các đại lượng chưa biết
Chọn chiều dương và chiếu vectơ vận tốc
Tìm các đại lượng mà bài toán yêu cầu.
Lưu ý: Các vận tốc phải xét trong cùng một hệ quy chiếu.
II. Định luật bảo toàn cơ năng: (cho các vật chịu tác dụng của lực thế)
Nội dung: Cơ năng có giá trị không đổi.
Độ tăng (hoặc giảm) của động năng bằng độ giảm (hoặc tăng) của thế năng.
W2 - W1= 0 ?? Wđ1 + Wt1= Wđ2 + Wt2 ? Wđ2 - Wđ1= Wt1 - Wt2
Nếu ngoài lực thế, còn có lực khác (không phải lực thế) tác dụng lên vật, thì cơ năng của vật không bảo toàn. Độ biến thiên cơ năng bằng công của lực (không phải lực thế).
W2 - W1=A12 ?? (Wđ2 + Wt2) - (Wđ1 + Wt1) = A12
Phương pháp giải:
Xét điều kiện hệ kín, chọn mốc 0 của thế năng và loại lực biến đổi công trong quá trình chuyển động của vật.
Xác định cơ năng tại các thời điểm và công của lực thực hiện
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hệ (khi lực thế tác dụng)
Nếu có lực không phải là lực thế thì tính độ biến thiên cơ năng bằng công của lực (không phải lực thế).
III. Các bài tập vận dụng:
Bài 1: Một chiếc thuyền chiều dài L=5,6m, khối lượng M=80kg chở một người có khối lượng m=52kg, cả hai ban đầu đứng yên trên mặt hồ phẳng lặng.
Nếu người bước từ mũi thuyền đến đuôi thuyền thì thuyền dịch chuyển so với nước được độ dời bằng bao nhiêu và theo chiều nào? Bỏ qua sức cản của nước.
Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Hệ người - thuyền được coi là hệ kín vì:
A. Thời gian xảy ra hiện tượng rất ngắn
B. Nội lực lớn hơn rất nhiều so với ngoại lực
C. Vì các ngoại lực: trọng lực, lực đẩy Ac-si-mét cân bằng với nhau
D. Các ý A, B, C
III. Các bài tập vận dụng:
Bài 1: Một chiếc thuyền chiều dài L=5,6m, khối lượng M=80kg chở một người có khối lượng m=52kg, cả hai ban đầu đứng yên trên mặt hồ phẳng lặng.
Nếu người bước từ mũi thuyền đến đuôi thuyền thì thuyền dịch chuyển so với nước được độ dời bằng bao nhiêu và theo chiều nào? Bỏ qua sức cản của nước.
Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 2: Gọi v là vận tốc của người đối với thuyền, V là vận tốc của thuyền đối với nước. Vận tốc của người đối với nước theo phương ngang là:
A. V - v
C. V/v
B. V + v
D. v.V
B. m(v-V)+ MV=0
C. m(V+v)=MV
A. m( V + v)+MV=0
Câu 3: Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt nước. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín như thế nào?
D. m(v-V)= MV
Câu 4: Tỷ số vận tốc V/v như thế nào?
Câu 5: Giải thích ý nghĩa vật lí biểu thức tỷ số V/v?
III. Các bài tập vận dụng:
Bài 1: Một chiếc thuyền chiều dài L=5,6m, khối lượng M=80kg chở một người có khối lượng m=52kg, cả hai ban đầu đứng yên trên mặt hồ phẳng lặng.
Nếu người bước từ mũi thuyền đến đuôi thuyền thì thuyền dịch chuyển so với nước được độ dời bằng bao nhiêu và theo chiều nào? Bỏ qua sức cản của nước.
Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 6: Thời gian người đi trên thuyền và thời gian để thuyền thực hiện độ dời s so với nước là bằng nhau ta có biểu thức quan hệ nào?
A.
C.
B.
D.
B. 22m
C. -22dm
A. 2,2m
Câu 7: Độ dời của thuyền so với ở bị trí ban đầu (gắn với mặt nước) bằng bao nhiêu?
D. 22m
Câu 8: Hãy nhận xét giá trị độ dời của thuyền so với ở bị trí ban đầu?
III. Các bài tập vận dụng:
Bài 2:
Tìm: a) u=?
b)?Wđ=?
Quả cầu
M=300g
s1=6m
h=1m
0
z
h
B
C
Viên đạn
m=10g
s2=15m
h=1m
Chọn mốc 0 của thế năng tại mặt đất
Bỏ qua mọi mọi sức cản của môi trường.
Chọn hệ viên đạn-quả cầu-Trái Đất là hệ kín
a) Vận tốc của đạn trước va chạm
- Vận tốc của quả cầu sau va chạm
- Vận tốc của đạn sau va chạm
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo phương ngang cho hệ đạn-quả cầu:
có độ lớn: mu =Mv1+mv2
b) Độ biến thiên động năng của hệ trong quá trình va chạm:
? Độ giảm động năng chuyển thành nhiệt lượng toả ra sau va chạm
Bài 3: Một người nặng 650N thả mình rơi tự do từ cầu nhảy ở độ cao 10m xuống nước.
a) Tìm vận tốc của người ở độ cao 5m và khi chạm nước. Lấy g=10m/s2.
b) Nếu người đó nhảy khỏi cầu với vận tốc ban đầu v0=2m/s thì khi chạm nước, vận tốc sẽ là bao nhiêu?
c) Với điều kiện ở câu b), sau khi chạm nước, người chuyển động thêm được độ dời s=3m trong nước theo phương thẳng đứng thì dừng. Tính độ biến thiên cơ năng của người.
1) Công thức xác định vận tốc của vật rơi tự do từ độ cao h như thế nào?
Trả lời các câu hỏi sau:
2) Hãy nêu biểu thức của định luật bảo toàn cơ năng sử dụng cho câu b)?
4) Hãy nêu biểu thức độ biến thiên cơ năng sử dụng cho câu c)?
Chọn mốc O của thế năng trọng trường ở mặt nước.
Bài 4: Một vận động viên nhảy cao trong một lần thi đấu đã vượt qua xà ở độ cao 1,95m. Người này có khối lượng m=72kg với vị trí trọng tâm của mình ở cách mặt đất 1m.
Khi người nhảy qua xà, trọng tâm của người cao hơn xà 10cm. Hỏi độ biến thiên thế năng của người trong quá trình nhảy bằng bao nhiêu?
b)Trong khi chạy lấy đà, vận động viên đạt vận tốc v1=5,5m/s ở chân xà. Theo lí thuyết thì người đó có thể đạt độ cao nào, nếu coi rằng toàn bộ động năng ban đầu chuyển thành thế năng?
c) Thực tế ở điểm cao nhất mà người đã vượt qua xà, vận tốc theo phương ngang không hoàn toàn triệt tiêu. Hãy tìm giá trị vận tốc v2 đó.�
nguon VI OLET
