Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 4: Các định luật bảo toàn - Bài 4: Thế năng - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 4: Các định luật bảo toàn - Bài 4: Thế năng - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG 4 BÀI 4. THẾ NĂNG TĨM TẮT LÝ THUYẾT + Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nĩ phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. + Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì cơng thức thế năng trọng trường của một vật cĩ khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt mgz . + Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. 2 + Cơng thức tính thế năng đàn hồi của một lị xo ở trạng thái cĩ biến dạng l là: Wt 0,5k l . TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Chọn câu sai. Thế năng trọng trường của một vật A. là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật. B. phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. C. phụ thuộc mốc chọn thế năng. D. là dạng năng lượng chuyển động của vật. Câu 2. Tại nơi cĩ gia tốc trọng trường g, chọn gốc thế năng tại mặt đất thì cơng thức thế năng trọng trường cùa một vật cĩ khối lượng m đặt tại độ cao z là 2 2 A. Wt mgz .B. Wt 0,5mgz . C. Wt mgz .D. Wt 0,5mgz . Câu 3. Thế năng trọng trường của một vật là đại lượng A. vơ hướng và luơn dương.B. vơ hướng và luơn âm. C. vơ hướng cĩ thể bằng 0.D. vectơ ngược hướng với vận tốc. Câu 4. Một người đứng yên trong thang máy và thang máy đi lên với vận tơc khơng đổi. Lấy mặt đất làm gốc thế năng thì A. thế năng của người giảm và động năng tăng. B. thế năng của người giảm và động năng khơng đổi. C. thế năng của người tăng và động năng giảm. D. thế năng của người tăng và động năng khơng đổi. Câu 5. Một viên bi nhỏ được ném lên cao, vận tốc ban đầu hợp với phương thẳng đứng một gĩc . Đại lượng nào sau đây thay đổi trong suốt cả quá trình chuyển động? A. Khối lượng của vật.B. Gia tốc của vật. C. Thế năng trọng trường của vật.D. Nhiệt độ của vật. Câu 6. Hãy chọn câu sai. Khi một vật từ độ cao z, với vận tốc đầu cĩ cùng độ lớn, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì A. độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.B. thời gian rơi bằng nhau. C. cơng của trọng lực bằng nhau.D. gia tốc rơi bằng nhau.
2. Câu 7. Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lị xo đàn hồi cĩ độ cứng k, đầu kia của lị xo cố định. Khi lị xo bị nén lại một đoạn   0 thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu? A. 0,5k  2 .B. 0,5k  .C. 0,5k  .D. 0,5k  2 . Câu 8. Một vật cĩ khối lượng m 3 kg được đặt ở điểm A trong trọng trường và thế năng tại vị trí đĩ bằng WtA 600 J . Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất, tại đĩ thế năng của vật bằng WtO 900 J . Mức 0 của thế năng đã chọn là mức đi qua điếm G A. nằm trên điểm A và trên điểm OB. nằm dưới điểm A và trên điểm O. C. nằm dưới điểm A và dưới điểm O.D. nằm tại mặt đất. Câu 9. Khi độ lớn vận tốc của một vật tăng gấp đơi thì độ lớn A. gia tốc của vật tăng gấp đơi.B. động lượng của vật tăng gấp đơi. C. động năng của vật tăng gấp đơi.D. thế năng của vật tăng gấp đơi. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1D 2A 3C 4D 5C 6B 7A 8B 9B TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG W mgz t * Cơng thức tính thế năng: 1 2 W k  t 2 * Độ giảm thế năng bằng cơng của trọng lực: AMN WtM WtN Câu 1. Một tảng đá khối lượng 50 kg đang nằm trên sườn núi tại vị trí M cĩ độ cao 300 m so với mặt đường thì bị lăn xuống đáy vực tại vị trí N cĩ độ sâu 30 m. Lấy g 10 m/s2 . Nếu chọn gốc thế năng là mặt đường thì thế năng của tảng đá tại các vị trí M và N lần lượt là A. 15 kJ; 15 kJ.B. 150 kJ; 15 kJ. C. 1500 kJ; 15 kJ.D. 150 kJ; 150 kJ. Hướng dẫn * Chọn mốc thế tại mặt đất. 3 WtM 50.10 300 150.10 J * Từ: W mgz Chọn B. t 3 WtN 50.10. 30 15.10 J Câu 2. Một vật cĩ khối lượng 1 kg đang ở điểm A cách mặt đất một khoảng h 20 m . Ở chân đường thẳng đứng đi qua vật cĩ một cái hố sâu H 5 m . Cho g 10 m/s2 . Nếu chọn gốc thế năng là đáy hố thì thế năng của vật khi ở điểm A là WA . Nếu chọn gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố là WB . Giá trị của WA WB gần giá trị nào nhất sau đây? A. 300 J.B. 250 J.C. 300 J.D. 250 J.
3. Hướng dẫn zA h H 25 m Mốc thế ở B: WA 1.10.25 250 J * Từ: Wt mgz zB H 5 m Mốc thế ở O: W 1.10. 5 50 J B WA WB 300 J Chọn A. Câu 3. Một vật khối lượng 1,0 kg cĩ thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g 9,8 m/s2 . Khi đĩ, vật ở độ cao bằng bao nhiêu? A. 0,102 m.B. 1,0 m.C. 9,8 m.D. 32 m. Hướng dẫn * Chọn mốc thế tại mặt đất. * Từ: Wt mgz 1 1.9,8.z z 0,102 m Chọn A. Câu 4. Một vật cĩ khối lượng m 3 kg được đặt ở điểm A trong trọng trường và thế năng tại vị trí đĩ bằng WtA 600 J . Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất O, tại đĩ thế năng của vật bằng WtO 900 J . Lấy g 10 m/s2 . Độ cao của A so với mặt đất là A. 60 m.B. 50 m.C. 9,8 m.D. 32 m. Hướng dẫn * Từ: Wt mgz WtA WtO mg zA zO W W 600 900 AO z z tA tO 50 m Chọn B. A O mg 3.10 Câu 5. Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 400 kg lên đến vị trí cĩ độ cao 25 m so với mặt đất. Lấy g 10 m/s2 . Xác định cơng của trọng lực khi cần cẩu di chuyển vật này xuống phía dưới tới vị trí cĩ độ cao 10 m. A. 100 kJ.B. 75 kJ.C. 40 kJ.D. 60 kJ. Hướng dẫn * Chọn mốc thế tại mặt đất. * Độ giảm thế năng bằng cơng của trọng lực: 3 AMN WtM WtN mg zM zN 400.10 25 10 60.10 J Chọn D. Câu 6. Lị xo cĩ độ cứng 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lị xo bị nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? A. 0,03 J.B. 0,05 J.C. 0,06 J.D. 0,04 J. Hướng dẫn 1 2 1 2 * Từ: W k  .200. 0,02 0,04 J Chọn D. t 2 2
4. BÀI TỐN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Một tảng đá khối lượng 50 kg đang nằm trên sườn núi tại vị trí M cĩ độ cao 300 m so với mặt đường thì bị lăn xuống đáy vực tại vị trí N cĩ độ sâu 30 m. Lấy g 10 m/s2 . Nếu chọn gốc thế năng ở đáy vực thì thế năng của tảng đá tại các vị trí M và N lần lượt là A. 105 kJ; 0 kJ.B. 150 kJ; 0 kJ.C. 1500 kJ; 15 kJ.D. 1650 kJ; 150 kJ. Câu 2. Người ta mĩc một vật nhỏ vào đầu một lị xo cĩ độ cứng 250 N.m, đầu kia của lị xo gắn cố định với giá đỡ. Xác định thế năng đàn hồi của lị xo khi lị xo bị nén lại một đoạn 2,5 cm. A. 50 mJ.B. 78 mJ.C. 80 mJ.D. 120 mJ. Câu 3. Một vật cĩ khối lượng 1 kg đang ở điểm A cách mặt đất một khoảng h 20 m . ở chân đường thẳng đứng đi qua vật cĩ một cái hố sâu H 5 m . Cho g 10 m/s2 . Nếu chọn gốc thế năng là đáy hố thì thế năng của vật khi ờ điểm A là WA . Nếu chọn gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố là WB . Giá trị của WA WB gần giá trị nào nhất sau đây? A. 300 J.B. 250 J.C. 200 J.D. 250 J. Câu 4. Một vật khối lượng 1,0 kg cĩ thế năng 1,5 J đối với mặt đất. Lấy g 9,8 m/s2 . Khi đĩ, vật ở độ cao bằng bao nhiêu? A. 0,102 m.B. 0,153 m.C. 9,8 m.D. 32 m. Câu 5. Một vật cĩ khối lượng m 5 kg được đặt ở điểm A trong trọng trường và thế năng tại vị trí đĩ bằng WtA 600 J . Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất O, tại đĩ thế năng của vật bằng WtO 900 J . Lấy g 10 m/s2 . Độ cao của A so với mặt đất là A. 60 m.B. 50 m.C. 30 m.D. 32 m. Câu 6. Một cần cẩu nâng một vật khối lượng 200 kg lên đến vị trí cĩ độ cao 25 m so với mặt đất. Lấy g 10 m/s2 . Xác định cơng của trọng lực khi cần cẩu di chuyển vật này xuống phía dưới tới vị trí cĩ độ cao 10 m. A. 100 kJ.B. 30 kJ.C. 40 kJ.D. 60 kJ. Câu 7. Lị xo cĩ độ cứng 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lị xo bị dãn 3,5 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? A. 0,03 J.B. 0,05 J.C. 0,1225 J.D. 0,04 J. ĐÁP ÁN BÀI TỐN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1A 2B 3C 4B 5C 6D 7C