phuong phap giai bai tap ve dinh luat bao toan

14
1 Phương pháp giải bài tập vật lý lớp 10 chương IV Định luật bảo toàn CHỦ ĐỀ 1: ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Dạng 1: Tính động lượng của vật - Động lượng p của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là một đại lượng được xác định bởi biểu thức: p = m v - Là 1 đại lượng vector có hướng cùng hướng với vận tốc của vật - Đơn vị động lượng: kgm/s hay kgms -1 . * Ý nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động của vật - Động lượng của hệ vật 1 2 p p p Nếu: 1 2 1 2 p p p p p Nếu: 1 2 1 2 p p p p p Nếu: 2 2 1 2 1 2 p p p p p Nếu: 2 2 2 1 2 1 2 1 2 , 2 . . os p p p p p ppc Dạng 2: Tính xung lượng của lực, độ biến thiên động lượng( dạng khác của định luật II Niuton) 2 1 2 1 p p p mv mv Ft -Nếu các vector cùng phương thì biểu thức trở thành 2 1 F t p p -Vector nào cùng chiều(+) thì có giá trị (+) - Vector nào ngược chiều(+) thì có giá trị (-) Dạng 3:Định luật bảo toàn động lương -Tổng động lượng của hệ kín luôn được bảo toàn 1 2 ons p p c t *Phương pháp giải bài toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng -Bước 1: Xác định hệ khảo xác phải là hệ cô lập -Bước 2: Viết biểu thức động lượng của hệ trước khi va chạm t p -Bước 3: Viết biểu thức động lượng của hệ sau khi va chạm s p -Bước 3:Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ t s p p -Bước 4: Chuyển phương trình thành dạng vô hướng bằng 2 cách : +Phương pháp chiếu +Phương pháp hình học *. Những lưu ý khi giải các bài toán liên quan đến định luật bảo toàn động lượng: a. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) cùng phương, thì biểu thức của định luật bảo toàn động lượng được viết lại: m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 ' 1 v + m 2 ' 2 v Trong trường hợp này ta cần quy ước chiều dương của chuyển động. - Nếu vật chuyển động theo chiều dương đã chọn thì v > 0; - Nếu vật chuyển động ngược với chiều dương đã chọn thì v < 0. b. Trường hợp các vector động lượng thành phần (hay các vector vận tốc thành phần) không cùng phương, thì ta cần sử dụng hệ thức vector: s p = t p và biểu diễn trên hình vẽ. Dựa vào các tính chất hình học để tìm yêu cầu của bài toán. c. Điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lượng: - Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không.

Upload: honglam082

Post on 24-Sep-2015

27 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Phương pháp giải bài tập về các định luật bảo toàn.

TRANSCRIPT

  • 1

    Phng php gii bi tp vt l lp 10 chng IV nh lut bo ton CH 1: NG LNG. NH LUT BO TON NG LNG

    Dng 1: Tnh ng lng ca vt

    - ng lng p ca mt vt c khi lng m ang chuyn ng vi vn tc v l mt i lng c

    xc nh bi biu thc:

    p = m v

    - L 1 i lng vector c hng cng hng vi vn tc ca vt - n v ng lng: kgm/s hay kgms-1. * ngha: l i lng c trng cho s truyn chuyn ng ca vt - ng lng ca h vt

    1 2p p p

    Nu: 1 21 2p p p p p

    Nu: 1 21 2p p p p p

    Nu: 2 2

    1 21 2p p p p p

    Nu: 2 2 21 2 1 2 1 2, 2 . . osp p p p p p p c

    Dng 2: Tnh xung lng ca lc, bin thin ng lng( dng khc ca nh lut II Niuton)

    2 12 1p p p mv mv F t

    -Nu cc vector cng phng th biu thc tr thnh

    2 1F t p p

    -Vector no cng chiu(+) th c gi tr (+) - Vector no ngc chiu(+) th c gi tr (-) Dng 3:nh lut bo ton ng lng

    -Tng ng lng ca h kn lun c bo ton

    1 2 onsp p c t

    *Phng php gii bi ton p dng nh lut bo ton ng lng -Bc 1: Xc nh h kho xc phi l h c lp

    -Bc 2: Vit biu thc ng lng ca h trc khi va chm tp

    -Bc 3: Vit biu thc ng lng ca h sau khi va chm sp

    -Bc 3:p dng nh lut bo ton ng lng cho h t sp p

    -Bc 4: Chuyn phng trnh thnh dng v hng bng 2 cch : +Phng php chiu

    +Phng php hnh hc *. Nhng lu khi gii cc bi ton lin quan n nh lut bo ton ng lng: a. Trng hp cc vector ng lng thnh phn (hay cc vector vn tc thnh phn) cng phng,

    th biu thc ca nh lut bo ton ng lng c vit li: m1v1 + m2v2 = m1'

    1v + m2'

    2v

    Trong trng hp ny ta cn quy c chiu dng ca chuyn ng. - Nu vt chuyn ng theo chiu dng chn th v > 0; - Nu vt chuyn ng ngc vi chiu dng chn th v < 0.

    b. Trng hp cc vector ng lng thnh phn (hay cc vector vn tc thnh phn) khng cng

    phng, th ta cn s dng h thc vector: sp = tp v biu din trn hnh v. Da vo cc tnh cht

    hnh hc tm yu cu ca bi ton. c. iu kin p dng nh lut bo ton ng lng: - Tng ngoi lc tc dng ln h bng khng.

  • 2

    - Ngoi lc rt nh so vi ni lc - Thi gian tng tc ngn.

    - Nu ai luc 0ngoF

    nhng hnh chiu ca ai lucngoF

    trn mt phng no bng khng th ng

    lng bo ton trn phng .

    BI TP VN DNG Bi 1: Hai vt c khi lng m1 = 1 kg, m2 = 4 kg chuyn ng vi cc vn tc v1 = 3 m/s v v2 = 1 m/s. Tm tng ng lng ( phng, chiu v ln) ca h trong cc trng hp :

    a) v

    1 v v

    2 cng hng.

    b) v

    1 v v

    2 cng phng, ngc chiu.

    c) v

    1 v v

    2 vung gc nhau

    Gii

    Chn chiu dng cng chiu vi 2v

    a) ng lng ca h :

    p

    = p

    1 + p

    2

    ln : p = p1 + p2 = m1v1 + m2v2 = 1.3 + 4.1 = 7 kgm/s

    Chiu :cng chiu vi 1v

    v 2v

    b) ng lng ca h :

    p

    = p

    1 + p

    2

    ln : p = -m1v1 + m2v2 = -3+4=1 kgm/s

    Chiu: cng chiu vi 2v

    c) ng lng ca h :

    p

    = p

    1 + p

    2

    ln: p = 2

    2

    2

    1 pp = = 4,242 kgm/s

    1

    2

    3tan 0,75

    4

    36,8

    pg

    p

    Chiu hp vi 2p

    mt gc 36,8

    Bi 2: Mt khu sng i bc nm ngang khi lng ms = 1000kg, bn mt vin on khi lng m = 2,5kg. Vn tc vin on ra khi nng sng l 600m/s. Tm vn tc ca sng sau khi bn

    - H sng v n l h kn

    - ng lng ca sng khi cha bn l bng tp

    =0.

    - ng lng ca h sau khi bn sng l:

    sp

    = SS vmvm

    ..

    p dng nh lut bo ton ng lng.

    tp

    = sp

    0.. SS vmvm

    - Vn tc ca sng l:

    . 1,5( / )

    S

    m vv m s

    m

    Du(-) chng t sng b git li sau khi bn

    1P

    2P

    P

    O

    1P

    2P

    P

    O

    2P

    1P

    O

    P

  • 3

    Bi 3.Toa tu th nht ang chuyn ng vi vn tc v1=15m/s n va chm vi toa tu th 2 ang ng yn c khi lng gp i toa tu th nht. Sau va chm 2 toa tu mc vo nhau v cng chuyn ng. Tnh vn tc ca 2 toa sau va chm

    Gii - Xem h hai toa tu l h c lp -ng lng trc khi va chm

    1 1tp m v

    - ng lng sau khi va chm

    1 2( )sp m m v

    -p dng mh lut bo ton ng lng ca h.

    tp

    = sp

    vmmvm

    )(. 2111

    v

    cng phng vi vn tc 1v

    .

    - Vn tc ca mi toa l:

    1 1 1 111 2 1

    . 155 /

    3 3 3

    m v m vv v m s

    m m m

    Bi 4: Mt vt c khi lng 25kg ri nghing mt gc 600so vi ng nm ngang vi vn tc 36km/h vo 1 xe goong cha ct ng trn ng ray nm ngang. Cho khi lng xe 975kg. Tnh vn tc ca xe goong sau khi vt cm vo

    Bi 5: Mt ngi c khi lng m1=50kg nhy t mt chic xe c khi lng m2=80kg ang chuyn ng theo phng ngang vi vn tc v=3m/s. Bit vn tc nhy i vi xe l v0=4m/s. Tnh vn tc sau khi ngi y nhy a.Cng chiu b.Ngc chiu

    Gii -Xt h ngi v xe l h kn

    + 0v

    vn tc ca ngi i vi xe( 4m/s)

    + v

    vn tc ca xe i vi t( 3m/s) Vy vn tc ca ngi i vi t

    1 0v v v

    + 2v

    l vn tc ca xe so vi mt t ngay sau khi ngi nhy

    2v

    1v

    -ng lng ca h lc u: 1 1 1p m v

    -ng lng ca h ngay sau khi vt ri vo xe

    2 1 2 2( )p m m v

    -nh lut bo ton ng lng:

    1 1 1 1 1 2 2( )p p m v m m v

    (*)

    -Chiu (*)ln phng chuyn ng ngang:

    1 1 1 2 2

    1 12

    1 2

    os ( )

    os 25.10.0,50,125 /

    25 975

    m v c m m v

    m v cv m s

    m m

  • 4

    -ng lng ca ngi v xe trc khi nhy: 1 2( )tp m m v

    -ng lng ca ngi v xe sau khi nhy: 1 1 2 2sp m v m v

    -p dng nh lut bo ton ng lng: t sp p

    1 2( )m m v

    = 1 1 2 2m v m v

    1 2 1 0 2 2( ) ( )m m v m v v m v

    Chon chiu (+) l chiu chuyn ng

    1 2 1 0 2 2( ) ( )m m v m v v m v

    a.Cng chiu (v0>0; v>0)

    1 2 1 02

    2

    2

    ( ) ( )

    130.3 50(4 3)0,5 /

    80

    m m v m v vv

    m

    v m s

    b. Ngc chiu:( v00)

    1 2 1 02

    2

    ( ) ( )m m v m v vv

    m

    2

    130.3 50( 4 3)5,5 /

    80v m s

    Bi 6. Mt vin n c khi lng 2 kg ang bay thng ng ln cao vi vn tc 250m/s th n thnh 2 mnh c khi lng bng nhau. Bit mnh th nht bay theo phng nm ngang vi vn tc 500m/s, hi mnh kia bay theo phng no vi vn tc bao nhiu? Gii

    - Xt h gm hai mnh n trong thi gian n l h kn - ng lng trc khi n n:

    tp mv

    - ng lng sau khi n n:

    1 1 2 2sp m v m v

    -p dng nh lut bo ton ng lng.

    1 1 2 2

    t sp p

    mv m v m v

    -Chiu ln phng ngang

    1 1 2 2

    1 12

    2

    sin 0

    sin

    m v m v

    m vv

    m

    (1)

    -Chiu ln phng thng ng

    2 2

    2

    2

    cos

    os

    m v mv

    mvv c

    m

    (2)

    -Ly (1):(2)

    2p

    p

    1p

    O

  • 5

    1 1 2

    2

    2 2

    2 2

    1.500. 1

    2.250

    45

    2.500os 1414

    os 1. 45

    m v mtg

    m mv

    mv mvv c v N

    m m c cos

    Bi tp t gii: Bi 1: Mt xe t c khi lng m1 = 3 tn chuyn ng thng vi vn tc v1 = 1,5m/s, n tng v dnh vo mt xe gn my ang ng yn c khi lng m2 = 100kg. Tnh vn tc ca cc xe.

    s: 5m/s Bi 2.Mt xe ch ct c khi lng m1=390kg chuyn ng theo phng ngang vi vn tc v1=8m/s. Hn c khi lng m2=10kg bay n cm vo bao ct. Tm vn tc ca xe sau khi hn ri vo trong 2 TH sau:

    a.Hn bay ngang, ngc chiu vi xe vi vn tc v2=12m/s b.Hn ri thng ng

    S:a.7,5m/s; b.7,8m/s Bi 3. Mt toa xe khi lng 4 tn chuyn ng n va chm vo toa xe th 2 c khi lng 2 tn ang ng yn sau c 2 cng chuyn ng vi vn tc 2m/s. Hi trc khi va chm vi toa th 2 th toa th nht c vn tc l bao nhiu?

    S:3m/s Bi 4. Mt xe c khi lng m1=10 tn, trn xe c gn mt khu sng i bc 5 tn. i bc bn 1 pht n theo phng ngang vi vn tc 500m/s. n c khi lng 100kg.Tm vn tc ca xe ngay sau khi bn, nu : a. Ban u xe ng yn b.Xe ang chy vi vn tc 18km/h

    S:a.-3,3m/s; b.1,6m/s Bi 5: Mt vin n khi lng 1kg ang bay theo phng thng ng vi vn tc 500m/s th n thnh hai mnh c khi lng bng nhau. Mnh th nht bay theo phng ngang vi vn tc

    500 2m/s. hi mnh th hai bay theo phng no vi vn tc bao nhiu?

    S:2

    2 1225 / ; 35v m s

    CH 2: CNG V CNG SUT

    Dng 1: Tnh cng thc hin

    -Khi lc F

    khng i tc dng ln mt vt v im t ca lc chuyn di mt on s theo hng hp vi hng ca lc gc th cng thc hin bi lc c tnh bng CT cos ( )A Fs Pt J

    -Jun l cng do lc c ln l 1N thc hin khi im t ca lc chuyn di 1m theo hng ca lc 1J=1N.m

    -Cc trng hp xy ra:

    + = 0o => cos = 1 => A = Fs > 0: lc tc dng cng chiu vi chuyn ng.

    + 0o < < 90o =>cos > 0 => A > 0;

    Hai trng hp ny cng c gi tr dng nn gi l cng pht ng.

    + = 90o => cos = 0 => A = 0: lc khng thc hin cng;

    + 90o < < 180o =>cos < 0 => A < 0;

    + = 180o => cos = -1 => A = -Fs < 0: lc tc dng ngc chiu vi chuyn ng.

  • 6

    Hai trng hp ny cng c gi tr m, nn gi l cng cn; Dng 2: Tnh cng sut -Cng sut l i lng o bng cng sinh ra trong mt n v thi gian

    . . osA

    P F v ct

    (W)

    -Oat l cng sut ca mt thit b thc hin cng bng 1J trong thi gian 1s 1W=1J/1s * ngha: L i lng c trng cho tc sinh cng nhanh hay chm *Lu : -Vt chuyn ng thng u s=v.t

    -Vt chuyn ng thng bin i u

    2

    0

    2 2

    1.

    2

    2 .o

    s v t a t

    v v a s

    -Nu vt chu tc dng ca nhiu lc th cng ca hp lc F bng tng cng ca cc lc tc dng ln vt

    BI TP VN DNG Bi 1: Ko mt vt c khi lng m=50kg trt trn sn nh c 5m di tc dng ca 1 lc F=50N theo phng ngang , h s ma st gia vt v sn l 0,2 a.Tnh cng ca lc F b.Tnh cng ca lc ma st

    Bi 2: Mt xe con khi lng 1,5 T, bt u chuyn ng nhanh dn u sau khi i c qung ng 100m th vn tc t c 10m/s. H s ma st gia xe v mt ng l = 0,04. Tnh cng ca cc lc tc dng ln xe trn qung ng 100m u tin. Ly g = 10m/s2.

    Gii

    - Cc lc tc dng ln xe: N

    , P

    , kF

    , m sF

    .

    Theo nh lut II Niuton: k msF F F P ma

    -Chiu ln ox:

    kF - m sF = ma.

    -Chiu ln oy N P = 0.

    - Gia tc ca xe l:

    22

    /5,02

    sms

    va

    - ln ca lc ma st: Fms = .m.g = 0,04.1500.10=600N

    - ln ca lc ko l: Fk = Fms + ma = 1350N

    N

    F

    P

    msF

    N

    F

    P

    msF

    - Cc lc tc dng ln xe: N

    , P

    , kF

    , m sF

    .

    Theo nh lut II Niuton: k msF F F P ma

    -Chiu ln ox:

    kF - m sF = ma.(1)

    -Chiu ln oy N P = 0 N=P=mg

    0,2.50.10 100

    . . os0 150.5 750

    . . os180 100.5 500 0

    ms

    Fk

    Fms ms

    F mg N

    A F s c J

    A F s c J

  • 7

    Cng ca cc lc: - AP = AN = 0 (v cos 90

    0 =0)

    - A Fk = coskF s =1350.100.cos0o =135.10

    3J

    - Afms = Fms .s.cos1800 =600.100.cos180

    0 = - 60.10

    3J

    Bi tp t gii : Bi 3: Di tc dng ca mt lc khng i nm ngang, mt xe ang ng yn s chuyn ng thng nhanh dn u i ht qung ng s = 5m t vn tc v = 4m/s. Xc nh cng v cng sut trung bnh ca lc, bit rng khi lng xe m = 500kg, h s ma st gia bnh xe v mt ng nm ngang =0,01. Ly g = 10m/s2. Bi 4.Mt ngi ko mt chic xe c khi lng 50kg di chuyn trn ng ngang mt on ng 100m. H s ma st l 0,05. Tnh cng ca lc ko khi

    a.Xe chuyn ng u b.Xe chuyn ng vi gia tc a=1m/s2

    S:a. A=2500J; b.A=7500J CH 3: NG NNG

    -ng nng ca mt vt c khi lng m ang chuyn ng vi vn tc v l nng lng m vt c c do chuyn ng v c xc nh theo cng thc

    W=21

    2mv

    *Tnh cht : +ng nng l mt i lng v hng v lun dng +n v Jun(J) -nh l bin thin ng nng : bin thin ng nng ca mt vt bng tng cng ca ngoi lc tc dng ln vt

    2 1 ucW W Wd d d nglA 2 2

    2 1

    1 1.

    2 2ngoailucmv mv F s

    +Nu A>0 2 1W Wd d ng nng tng

    +Nu A

  • 8

    Vy xe dng cch chng ngi vt mt khong 10-9,09=0,9(m) b. Vi F=8000N ng nng ca t khi va vo chng ngi vt

    2 1 2W W W 200000

    . 8000.10 80000

    d d dA

    A F s J

    2W 200000 80000 280000d J

    Vn tc ca t khi va vo chng ngi vt

    2 2 22 2 2

    W1 2.280000W 2

    2 4000

    2 35 /

    dd mv v

    m

    v m s

    Bi 2: Mt ba my c khi lng 500kg ri t cao 2m vo 1 cc b tng, lm cc ngp su vo t 0,1m. Tnh lc cn ca t vo cc

    Gii 2 2

    0 0

    2

    2 ( 0)

    2

    2 2.10.2 2 10

    v v gh v

    v gh

    v gh

    Theo nh l ng nng

    2 1

    1 2

    2

    1

    22

    1

    W W W

    . . os180 0,1

    W ( 0)

    10,1

    2

    1.500.(2 10)1.100000

    2.( 0,1) 2.0,1

    Fc d d d

    Fc c c

    Fc d

    c

    c

    A

    A F s c F

    A v

    F mv

    mvF N

    Bi 3: Mt vt c khi lng 100kg ang nm yn trn 1 mt phng khng ma st. Lc t=0,ngi ta tc dng ln vt 1 lc ko F=500N khng i. Sau 1 khong thi gian vt i c qung ng 10m. Tnh vn tc cu vt ti nu: a.F nm ngang

    b.F hp vi phng ngang 1 gc vi sin 0,6 Gii

    a. Nu F nm ngang A=F.S=500.10=5000J

    Theo nh l ng nng

    A=21

    2mv

    2 1

    2

    d 2 1

    2

    2

    2

    1W W 0( 0)

    2

    2 2.5000100

    100

    10 /

    d mv v

    Av

    m

    v m s

    b.Nu F hp vi phng ngang gc cos 500.10.0,8 4000A Fs J

    Theo nh l ng nng

    2

    2

    1

    2A mv 2

    24 5 /

    Av m s

    m

    Bi 4:Mt oto khi lng 4 tn ang chuyn ng trn ng nm ngang vi vn tc khng i v=54km/h. Lc t=0, ngi ta tc dng lc hm ln t lm n chuyn ng thm c 10m th dng. Tnh ln trung bnh ca lc hm. Xc nh khong thi gian t lc hm n lc dng xe

  • 9

    Cng ca lc hm: 0cos180 10h hA F s F

    Theo nh l ng nng:2 1 1

    W W Wd d dA A (v v2=0)

    2

    1

    2

    110

    2

    1.4000.15

    2 45000010

    h

    h

    mv F

    F N

    2 2

    0

    2 2 2

    0

    0

    0

    2

    0 15

    2 2.10

    11,25 /

    151,3

    11,25

    v v as

    v va

    s

    a m s

    v v at

    v vt s

    a

    Gii Bi tp lm thm

    Bi 1: Mt t c khi lng 1100 kg ang chy vi vn tc 24 m/s. a. bin thin ng nng ca t bng bao nhiu khi vn tc hm l 10 m /s? b.Tnh lc hm trung bnh trn qung ng t chy 60m. Bi 2:Tnh ng nng ca mt vn ng vin c khi lng 70kg chy u ht qung ng 400m trong thi gian 45s S:2765,4J Bi 3:Mt vt khi lng m=2kg ang nm yn trn mt mt phng ngang khng ma st. Di tc dng ca lc nm ngang 5N, vt chuyn ng v i c 10m. Tnh vn tc ca vt cui chuyn di y S:7m/s Bi 4:Mt t khi lng 1200kg chuyn ng trn mt ng nm ngang c h s ma st 0,05.Sau khi i c 30m k t lc khi hnh, xe c vn tc 36km/h. hy p dng nh l ng nng tnh lc pht ng tc dng vo xe S:2600N

    CH 4: TH NNG

    -Khi mt vt c khi lng m t cao z so vi mt t (trong trng trng ca tri t)th th nng trng trng ca vt c nh ngha bng cng thc Wt=mgz

    -Tnh th nng trng trng +Chn mc th nng (Wt=0) ; xc nh cao so vi mc th nng chon(m) v m(kg) +S dng : Wt=mgz Hay Wt1-Wt2= Ap -Tnh cng ca trng lc Ap v bin thin th nng

    2 1 1 2W W Wt t t Ap mgz mgz Ap

    Ch : Nu vt i ln th Ap=-mgh0(cng pht ng) -Th nng n hi :

    21W ( )2

    t k l

    Bi tp vn dng

  • 10

    Bi1: Mt vt c khi lng 10 kg, ly g = 10 m/s2. a/ Tnh th nng ca vt ti A cch mt t 3m v pha trn v ti y ging cch mt t 5m vi gc th nng ti mt t. b/ Nu ly mc th nng ti y ging, hy tnh li kt qu cu trn c/ Tnh cng ca trng lc khi vt chuyn t y ging ln cao 3m so vi mt t. Nhn xt kt qu thu c.

    Gii Ly gc th nng ti mt t O(h0=0)

    a/ + Ti cao hA = 3m WtA = mghA =10.10.3= 300J

    + Ti mt t hO = 0 Wt0 = mgh0 = 0

    + Ti y ging hB = -5m WtB = mghB =-10.10.5= - 500J

    b/ Ly mc th nng ti y ging B + Ti cao 3m so mt t hA = 8m

    WtA = mghA = 10.10.8=800J

    + Ti mt t h0 = 5m WtB = mghB = 10.10.5=500 J

    + Ti y ging hB = 0 WtB = mghB = 0

    c/ Cng ca trng lc khi vt chuyn t y ging ln cao 3m so vi mt t.

    AP = WtB WtA + Khi ly mc th nng ti mt t

    AP = WtB WtA = -500 300 = -800J +Khi ly mc th nng y ging AP = WtB WtA = 0 800 = -800J

    Bi 2: Mt vt c khi lng 3 kg c t v tr trong trng trng v c th nng ti Wt1 = 500J. Th vt ri t do n mt t c th nng Wt1 = -900J. a/ Hi vt ri t cao no so vi mt t. b/ Xc nh v tr ng vi mc khng ca th nng chn. c/ Tm vn tc ca vt khi vt qua v tr ny.

    Bi 4:C NNG. NH LUT BO TON C NNG

    1. ng nng: W =1

    2mv

    2

    2. Th nng: Wt = mgz

    3.C nng: W = W +Wt = 1

    2mv

    2 + mgz

    * Phng php gii bi ton v nh lut bo ton c nng - Chn gc th nng thch hp sao cho tnh th nng d dng ( thng chn ti mt t v ti chn mt phng nghing).

    - Tnh c nng lc u ( 2

    1 1 1

    1W

    2mv mgh ), lc sau ( 22 2 2

    1W

    2mv mgh )

    - p dng: W1 = W2 - Gii phng trnh trn tm nghim ca bi ton. Ch : ch p dng nh lut bo ton c nng khi h khng c ma st ( lc cn) nu c thm cc lc

    th Ac = W = W2 W1. ( cng ca lc cn bng bin thin c nng).

    BI TP VN DNG

    O

    A

    B

    3m

    5m

  • 11

    Bi 1: Mt vin c khi lng 100g c nm thng ng ln cao vi vn tc 10m/s t mt t. g=10m/s

    2. B qua sc cn ca khng kh a. Tnh ng nng ca vin lc nm. Suy ra c nng ca vin b. Tm cao cc i m vin t c c. cao no th th nng ca vin bng ng nng ca n

    Gii - Chn gc th nng ti mt t

    a.

    2 21 1W .0,1.10 52 2

    W W W W ( 0)

    5

    d

    d d t d

    mv J

    mgh h

    J

    b.Gi B l v tr vt t c hmax

    2

    ax

    ax

    W W W

    1( 0, )

    2

    B dB tB

    B B B B m

    m

    mv mgh v h h

    h

    -p dng nh lut bo ton c nng ti A v B

    W WA B

    Hmax=5(m)

    c. Gi C l v tr m W WdC tC

    C nng ti C

    W W W 2C tC dC tCW

    2 Cmgh

    -p dng nh lut bo ton c nng ti A v C

    W W

    2 5

    2,5

    A C

    C

    C

    mg h

    h m

    Bi 2: T cao 10 m, mt vt c nm thng ng ln cao vi vn tc 10m/s, ly g = 10m/s2. a/ Tm cao cc i m vt t c so vi mt t. b/ v tr no ca vt th W = 3Wt. c/ Xc nh vn tc ca vt khi W = Wt. d/ Xc nh vn tc ca vt trc khi chm t.

    Gii - Chn gc th nng t mt t. + C nng ti O

    W(0)=2

    0

    1

    2mv mgh

    + C nng ti A

    WA Amgh

    Theo nh lut bo ton c nng W (O) = W(A)

    Suy ra:

    22 0 00 0

    2115

    2 2A A

    v ghmv mgh mgh h m

    g

    b/ Tm h1 ( W1 = 3Wt3) Gi C l im c W1 = 3Wt3 + C nng ti C

    H

    h

    z

    O

    A

    B

    0

    B( 0Bv )

    C( W Wdc tc )

    hB hC

  • 12

    W(C) = 4Wtc = 4mghc

    Theo nh lut BT c nng W(C) = W(A)

    Suy ra: 15

    3,754 4

    AC

    hh m

    c/ Gi D l im c WD = WtD + C nng ti D W(D) = 2WD = mvD

    2

    Theo nh lut BT c nng

    W(D) = W(A) 15.10 12,2 /D Av gh m s

    d/ C nng ti B : W(B) = 21

    2Bmv

    Theo nh lut BT c nng

    W(B) = W(A)

    21

    2

    24,4 /

    B A

    B A

    mv mgh

    v gh m s

    Bi 3: Mt hn bi c khi lng 20g c nm thng ng ln cao vi vn tc 4m/s t cao 1,6m so vi mt t. a) Tnh trong h quy chiu mt t cc gi tr ng nng, th nng v c nng ca hn bi ti lc nm vt b) Tm cao cc i m bi t c. c) Tm v tr hn bi c th nng bng ng nng?

    Gii a. ng nng ti A

    2 21 1W .0,02.4 0,162 2

    dA Amv J

    Th nng ti A

    W 0,02.10.1,6 0,32tA Amgh J

    C nng ti A

    W W W 0,16 0,32 0,48A tA dA J

    b. Goi B l v tr m bi t cao cc i C nng ti B:

    2

    W W W

    1W ( 0)

    2

    B tB dB

    B B B Bmgh mgv v

    p dng nh lut bo ton c nng tai A v B

    W W

    0,48 0,02.10.

    2,4

    A B

    B

    B

    h

    h m

    c. Gi C l v tr th nng bng ng nng W WdC tC

    C nng ti C

    W W W 2 2C dC tC tC CW mgh

    p dng nh lut bo ton c nng ti A v C

  • 13

    W W

    0,48 2

    0,481,2

    2.0,02.10

    A C

    C

    C

    mgh

    h m

    Bi 4: T mt t, mt vt c khi lng m = 200g c nm ln theo phng thng ng vi vn tc 30m/s. B qua sc cn ca khng kh v ly g = 10ms-2.

    1. Tm c nng ca vt. 2. Xc nh cao cc i m vt t c. 3. Ti v tr no vt c ng nng bng th nng? Xc nh vn tc ca vt ti v tr .

    Gii Chn gc th nng ti A l v tr nm vt ( mt t): WtA = 0

    1.Ta c W = WA = WA = 2

    1 mv

    2

    A = 2

    1.0,2.900 = 90 (J)

    2. Gi B l v tr cao nht m vt t c: vB = 0 C nng ca vt ti B: WB = WtB = mghmax

    Theo nh lut bo ton c nng: WB = WA => mghmax= 2

    1 mv

    2

    A

    => hmax = g2

    v2A = 45m

    3.Gi C l v tr m vt c ng nng bng th nng: WC = WtC => WC = WC + WtC = 2WC

    = 2WtC

    Theo nh lut bo ton c nng: WC = WB

    + 2WtC = mghmax 2mghC = mghmax=> hC = 2

    1hmax= 22,5m

    + 2WC = mghmax2.

    2

    1 mv

    2

    C = mghmax=> vC = maxgh = 15 2 ms-1

    Bi 5:Mt con lc n c chiu di 1m. Ko cho dy lm vi ng thng ng gc =450 ri th nh. Tnh vn tc ca con lc khi n i qua v tr m dy lm vi ng thng ng 1 gc 300. ly g=10m/s

    2

    Gii: Chn gc th nng ti C l v tr cn bng C nng ti A

    W (1 os )A mgl c

    C nng ti B

    21W (1 os )2

    B mgl c mv

    p dng nh lut bo ton c nng ti A v B

    2

    2

    2

    W W

    1(1 os ) (1 os )

    2

    2 ( os os )

    2.10.1( os45 os30) 3,18

    1,8 /

    A B

    mgl c mgl c mv

    v gl c c

    v c c

    v m s

    Bi 6:Mt vin bi c th khng ma st t mt phng nghing cao 20cm. Tm vn tc ca vin bi ti chn mt phng nghing. g=10m/s2

    B

    A

    C

    A -Chn gc th nng ti B -C nng ti A

    21W ( 0)2

    A A A A

    A

    mgh mv v

    mgh

    -C nng ti B:

    21W ( 0)2

    B B B Bmgh mv h

  • 14

    Bi tp lm thm:

    Bi tp t gii Bi 1: Nm thng ng vt c khi lng 100g t di ln vi vn tc ban u l 40m/s. Tnh th nng , ng nng v c nng ton phn ca vt trong nhng trng hp sau: a. Lc bt u nm vt b. 3 giy sau khi nm

    c. cao cc i S: a. Wt=0; Wd=80J; W=80J b. Wt=75J; Wd=5J; W=80J

    c. Wt=80J; Wd=0; W=80J

    Bi 2: Mt vt khi lng 1kg c th ri t cao 20m b. Tnh th nng ca vt lc bt u th b. Tnh th nng ca vt cao 10m. Suy ra ng nng ca vt ti c. Tnh ng nng ca vt khi chm t S: a. 200J; b.100J, 100J; c.200J;20m/s Bi 3: Mt qu bng nng 10g c nm thng ng xung di vi vn tc 10m/s t cao 5m a.Tnh c nng ca qu bng b. Vn tc ca bng khi chm t c. cao no th ng nng bng 3 ln th nng

    S:a. 1J; b. 10 2 m/s; c. 2,5m Bi 4: Mt vt khi lng 1kg trt khng vn tc u t nh mt mt phng nghing di 10m, nghing gc 30

    0 so vi phng ngang (g=10m/s2)

    a. Tnh c nng ca vt b. Vn tc ca vt ti chn mt phng nghing. B qua ma st c. Nu h s ma st l 0,1. Tnh vn tc ca vt ti chn mt phng nghing S: a. W=50J, b.10m/s; c. 9,1m/s Bi 5: Mt con lc chiu di 1m c a ln cao so vi v tr cn bng l 15cm. a. Th vt khng vn tc u. Tnh v tr ca con lc khi qua v tr cn bng b. Khi vn tc ca con lc l 1m/s. Tnh cao v gc lch lc ny c. Tnh lc cng dy v tr cn bng v v tr bin. Cho m=100g v b qua ma st S: a. 1,73m/s; b. h=10cm ; =25048, c.T1=1,3N; T2=0,85N

    B

    21

    2Bmv

    -p dng nh lut bo ton c nng ti A v B

    2

    W W

    1

    2

    2

    2 /

    A B

    A B

    B A

    mgh mv

    v gh

    m s