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.

description

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

Transcript of Phuong Phap Giai Bai Tap Ve Dinh Luat Bao Toan

  • 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