Trang chủ Lớp 10 SBT Vật lí 10 - Kết nối tri thức Chương IV. Năng lượng - công - công suất Bài 25. Động năng, thế năng trang 47, 48 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức: Một chiếc xe mô tô có khối lượng 220 kg đang chạy với tốc độ 14 m/s...

Bài 25. Động năng, thế năng trang 47, 48 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức: Một chiếc xe mô tô có khối lượng 220 kg đang chạy với tốc độ 14 m/s...

Áp dụng công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\). Hướng dẫn giải 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6, 25.7, 25.8, 25.9 - Bài 25. Động năng, thế năng trang 47, 48 SBT SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức với cuộc sống - Chương IV. Năng lượng - công - công suất. Một vật có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với tốc độ 72 km/h thì động năng của nó bằng...Một chiếc xe mô tô có khối lượng 220 kg đang chạy với tốc độ 14 m/s

Câu hỏi:

25.1

Một vật có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với tốc độ 72 km/h thì động năng của nó bằng

A. 7 200 J. B. 200 J. C. 200 kJ. D. 72 kJ.

Hướng dẫn giải :

Áp dụng công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Trong đó:

  • m: khối lượng của vật (kg)
  • v: vận tốc của vật (m/s)
  • Wđ: động năng (J)

Lời giải chi tiết :

Đổi m = 1 tấn = 1000 kg; v = 72 km/h = 20 m/s.

Động năng của vật là: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\)= \(\frac{1}{2}{.1000.20^2}\) = 200 kJ.

Chọn đáp án C.


Câu hỏi:

25.2

Một chiếc xe mô tô có khối lượng 220 kg đang chạy với tốc độ 14 m/s. Công cần thực hiện để tăng tốc xe lên tốc độ 19 m/s là bao nhiêu?

A. 18 150 J. B. 21 560 J. C. 39 710 J. D. 2 750 J.

Hướng dẫn giải :

Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động: Wđ = \(\frac{1}{2}m{v^2}\)có giá trị bằng công của lực làm cho vật chuyển động từ trạng thái đứng yên đến khi đạt được vận tốc đó.

Lời giải chi tiết :

Động năng của xe khi chạy với vận tốc 14 m/s là:

Wđ1 =\(\frac{1}{2}mv_1^2\) = \(\frac{1}{2}{220.14^2}\) = 21560 J.

Động năng của xe khi chạy với vận tốc 19 m/s là:

Wđ2 =\(\frac{1}{2}mv_2^2\) = \(\frac{1}{2}{220.19^2}\) = 39710 J.

Công cần thực hiện để tăng tốc độ xe từ 14 m/s lên tốc độ 19 m/s là:

A = Wđ2 – Wđ1 = 39710 – 21560 = 18150 J.

Chọn đáp án A.


Câu hỏi:

25.3

Một vận động viên cử tạ nâng quả tạ khối lượng 200 kg từ mặt đất lên độ cao 1,5 m. Lấy gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2. Độ tăng thế năng của tạ là

A. 1962 J. B. 2 940 J. C. 800 J. D. 3 000 J.

Hướng dẫn giải :

Áp dụng công thức tính thế năng: Wt = P.h = mgh.

Lời giải chi tiết :

Chọn mốc thế năng là mặt đất.

Khi đó độ tăng thế năng của tạ là: ∆W = mgh = 200.9,8.1,5 = 2940 J.

Chọn đáp án B.


Câu hỏi:

25.4

Một vật nặng 3 kg đang đứng yên trên mặt phẳng nhẵn nằm ngang thì bị tác dụng bởi một lực có độ lớn 15 N theo phương song song với mặt ngang trong thời gian 3 s. Tính:

a) Vận tốc lớn nhất của vật.

b) Công mà lực đã thực hiện.

c) Động năng lớn nhất của vật.

Hướng dẫn giải :

a) Theo định luật II Newton: F = ma à a = \(\frac{F}{m}\)

Áp dụng công thức để tính vận tốc của vật: v = v0 + at.

b) Áp dụng công thức tính công của vật: A = F.s.cosα = F.s

c) Áp dụng công thức tính động năng: Wđmax = \(\frac{1}{2}mv_{\max }^2\).

Lời giải chi tiết :

a) Theo định luật II Newton ta có: F = ma à a = \(\frac{F}{m}\)= \(\frac{{15}}{3}\)= 5 m/s2.

Áp dụng công thức để tính vận tốc của vật: v = v0 + at = 0 + 5.3 = 15 m/s.

Vậy vận tốc lớn nhất của vật là v = 15 m/s.

b) Quãng đường mà vật đã đi được là: s = v0t + \(\frac{1}{2}a{t^2}\)= \(\frac{1}{2}{3.15^2}\)= 22,5 m.

Khi đó công mà lực đã thực hiện là: A = F.s.cosα = F.s = 15.22,5 = 337,5 J.

c) Áp dụng công thức tính động năng: Wđmax = \(\frac{1}{2}mv_{\max }^2\) = \(\frac{1}{2}{3.15^2}\) = 337,5 J.

Vậy động năng lớn nhất của vật là: Wđmax = 337,5 J.


Câu hỏi:

25.5

Có ba chiếc xe ô tô với khối lượng và vận tốc lần lượt là:

Xe A: m, v.

Xe B: \(\frac{m}{2}\), 3v.

Xe C: 3m, \(\frac{v}{2}\).

Thứ tự các xe theo thứ tự động năng tăng dần là

A. (A, B, C). B. (B, C, A). C. (C, A, B). D. (C, B, A).

Hướng dẫn giải :

Áp dụng công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Lời giải chi tiết :

Động năng của xe A là: WđA = \(\frac{1}{2}{m_A}v_A^2\) = \(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Động năng của xe B là: WđB = \(\frac{1}{2}{m_B}v_B^2\) = \(\frac{1}{2}.\frac{m}{2}{(3v)^2}\) = \(\frac{9}{4}m{v^2}\)

Động năng của xe C là: WđC = \(\frac{1}{2}{m_C}v_C^2\) = \(\frac{1}{2}.3m.{(\frac{v}{2})^2}\) =\(\frac{3}{8}m{v^2}\).

=> WđC < WđA < WđB.

Chọn đáp án C.


Câu hỏi:

25.6

Một máy bay nhỏ có khối lượng 690 kg đang chạy trên đường băng để cất

cánh với động năng 25.103 J.

a) Tính tốc độ của máy bay.

b) Khi bắt đầu cất cánh, tốc độ máy bay tăng gấp 3 lần giá trị trên. Tính động

năng của máy bay khi đó.

Hướng dẫn giải :

a) Từ công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\) è v = \(\sqrt {\frac{{2{W_{\rm{d}}}}}{m}} \).

b) Áp dụng công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Trong đó: vs = 3vđ.

Lời giải chi tiết :

a) Từ công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\) è v = \(\sqrt {\frac{{2{W_{\rm{d}}}}}{m}} \).

Tốc độ của máy bay là: v = \(\sqrt {\frac{{{{2.25.10}^3}}}{{690}}} \)≈ 8,51 m/s.

b) Theo đề ta có: vs = 3vđ.

Động năng của máy bay khi bắt đầu cất cánh là:

Wđ = \(\frac{1}{2}m{v_s}^2\)= \(\frac{1}{2}m{(3{v_{\rm{d}}})^2}\)≈ 224864,41 J.


Câu hỏi:

25.7

Một quả bóng khối lượng 200 g được đẩy với vận tốc ban đầu 2,5 m/s lên một mặt phẳng nghiêng, nhẵn, dài 0,5 m, hợp với phương nằm ngang góc 30° (Hình 25.1). Quả bóng chuyền động như một vật bị ném. Bỏ qua lực cản của không khí và lấy g = 9,8 m/s2. Tìm giá trị nhỏ nhất của động năng quả bóng trong quá trình nó chuyển động.

image

Hướng dẫn giải :

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

Vì bỏ qua mọi lực cản nên cơ năng tại A bằng cơ năng tại B: WA = WB.

Trong đó động năng được tính bằng công thức: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Và thế năng được tính bằng công thức: Wt = P.h = mgh.

Động năng cực tiểu thì bằng: Wđmin = \(\frac{1}{2}m{v_{\min }}\).

Lời giải chi tiết :

image

Chọn mốc thế năng là vị trí ban đầu của quả bóng trên mặt phẳng nghiêng.

Đổi m = 200 g = 0,2 kg.

Vì bỏ qua mọi lực cản nên cơ năng tại A bằng cơ năng tại B: WA = WB.

=>\(\frac{1}{2}mv_A^2 = \frac{1}{2}mv_B^2 + mg{h_B}\) => \(\frac{1}{2}0,2.2,{5^2} = \frac{1}{2}.0,2.v_B^2 + 0,2.9,8.0,5.\sin {30^o}\)

=> vB ≈ 1,16 m/s.

Tại B, coi vật chuyển động bị ném nghiêng 30o so với phương ngang.

Vận tốc theo phương nằm ngang: vBx = vBcos30o.

Vận tốc theo phương này không thay đổi trong quá trình chuyển động.

Vận tốc theo phương thẳng đứng: vBy = vBsin30o.

Ở điểm cao nhất tại C thì: vC = vCx + vCy

Mà: vCy = 0 => vC = vCx = vBcos30o.

Động năng cực tiểu bằng: Wđmin = \(\frac{1}{2}m{({v_B}\cos {30^o})^2}\)≈ 0,10 J.


Câu hỏi:

25.8

Ngày 11/7/1979, tàu vũ trụ Skylab quay trở lại bầu khí quyền của Trái Đất và bị nổ thành nhiều mảnh. Mảnh vỡ lớn nhất có khối lượng 1770 kg và nó va chạm vào bề mặt trái đất với tốc độ 120 m/s. Tính động năng của mảnh vỡ này.

Hướng dẫn giải :

Áp dụng công thức tính động năng: Wđ =\(\frac{1}{2}m{v^2}\).

Lời giải chi tiết :

Động năng của mảnh vỡ được tính theo công thức:

Wd = \(\frac{1}{2}m{v^2}\)= \(\frac{1}{2}{.1770.120^2}\)≈ 12,744.106 J.


Câu hỏi:

25.9

Một em bé có khối lượng 4,2 kg đang nằm trên giường có độ cao 40 cm so với mặt sàn thì được bố bế lên đến độ cao 1,5 m so với mặt sàn. Lấy gia tốc trọng trường g= 9,8 m/s2. Tính công tối thiểu mà người bố đã thực hiện.

Hướng dẫn giải :

Thế năng của vật ở độ cao h có độ lớn bằng công của lực dùng để nâng vật lên độ cao này: A = F.s = P.h = m.g.h = Wt.

Vì vậy công tối thiểu mà người đó thực hiện để bé em bé từ độ cao 40 cm lên đến độ cao 1,5 m so với mặt sàn là: A = Wt2 – Wt1

Lời giải chi tiết :

Chọn mốc thế năng là mặt đất.

Đổi 40 cm = 0,4 m.

Công tối thiểu mà người đó thực hiện để bé em bé từ độ cao 40 cm lên đến độ cao 1,5 m so với mặt sàn là:

A = Wt2 – Wt1 = mgh2 – mgh1 = mg(h2 – h1) = 4,2.9,8.(1,5 – 0,4) = 45,276 J.

Dụng cụ học tập

Học Vật Lý cần sách giáo khoa, vở bài tập, bút mực, bút chì, máy tính cầm tay và các dụng cụ thí nghiệm như máy đo, nam châm, dây dẫn.

Chia sẻ

Chia sẻ qua Facebook Chia sẻ

Sách Giáo Khoa: Kết nối tri thức với cuộc sống

- Bộ sách Kết nối tri thức với cuộc sống được biên soạn cho tất cả học sinh phổ thông trên mọi miền của đất nước, giúp các em hình thành và phát triển những phẩm chất và năng lực cần có đối với người công dân Việt Nam trong thế kỉ XXI. Với thông điệp “Kết nối tri thức với cuộc sống”, bộ SGK này được biên soạn theo mô hình hiện đại, chú trọng vai trò của kiến thức, nhưng kiến thức cần được “kết nối với cuộc sống”, bảo đảm: 1) phù hợp với người học; 2) cập nhật những thành tựu khoa học hiện đại, phù hợp nền tảng văn hóa và thực tiễn Việt Nam; 3) giúp người học vận dụng để giải quyết những vấn đề của đời sống: đời sống cá nhân và xã hội, đời sống tinh thần (đạo đức, giá trị nhân văn) và vật chất (kĩ năng, nghề nghiệp).

Đọc sách

Bạn có biết?

Vật lý học là môn khoa học tự nhiên khám phá những bí ẩn của vũ trụ, nghiên cứu về vật chất, năng lượng và các quy luật tự nhiên. Đây là nền tảng của nhiều phát minh vĩ đại, từ lý thuyết tương đối đến công nghệ lượng tử.'

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự Lớp 10

Lớp 10 - Năm đầu tiên ở cấp trung học phổ thông, bước vào một môi trường mới với nhiều bạn bè từ khắp nơi. Hãy tận hưởng thời gian này và bắt đầu định hướng tương lai cho mình!

- Học nhưng cũng chú ý sức khỏe nhé!. Chúc các bạn học tập tốt.

Nguồn : Sưu tập

Copyright © 2024 Giai BT SGK