Ôn Tập Chương IV Lý Thuyết + Bài Tâp(Hàng Vip Đây Có Một không 2 chỉ 1 slide duy nhất)

ÔN TẬP

TỪ ĐỊNH LUẬT BẢO TÒAN ĐỘNG LƯỢNG ĐÊN ĐỊNH

LUẬT BẢO TÒAN CƠ NĂNG

1. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

1. Hệ kín

Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có các vật trong hệ tương tác

lẫn nhau (gọi là nội lực)mà không có tác dụng của những lực

từ bên ngoài (gọi là ngoại lực), hoặc nếu có thì phải triệt tiêu

lẫn nhau

2. Các định luật bảo toàn

- Đại lượng vật ly bảo toàn: là đại lượng vật lý không đổi

theo thời gian.

- Đinh luật bảo toàn: Định luật cho biết đại lượng vật lí nào

được bảo toàn.

- ĐLBT có vai trò quan trong trong đời sống.

p mv =

r r

3. Định luật bảo toàn động lượng

a. Động lượng

Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng

được đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật.

Đơn vị của động lượng trong hệ SI: kg.m/s

* Xung lượng của lực : XL=F.t (N.s)

b. Diễn đạt khác của định luật 2 Niutơn :

“ Độ biến thiên động lượng của một vật trong một

khỏang thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng

các lực tác dụng lên vật trong khỏang thời gian nào

đó “

∆ = ∆ p F t .

r

r

Hay F. t =p2

-p1=mv2

-mv1

c. Định luật bảo toàn động lượng

“ động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn “

1 2 p p c + = onst

r r

Có nghĩa là tổng lượng của hệ lúc đầu

bằng tổng động lượng lúc sau.

2. CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC

1. Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực (định luật bảo

toàn động lượng)

A F s = . .cosα

3. CÔNG – CÔNG SUẤT

1. Công

a. Định nghĩa:

Khi một lực F không đổi tác dụng lên một vật và

điểm đặt của lực đó chuyển dời một đọan S theo

hướng hợp với lực một góc α thì công của lực đó là :

F

b. Biện luận : Công phát động, công cản

- Nếu cos 0

2

π

α α

 

> <  ÷  

thì A>0 và đựơc gọi là công

phát động.

-Nếu cos 0

2

π

α α π

  < < ≤  ÷   thì A<0 và đựơc gọi là công cản.

- Nếu cos 0

2

π

α α

 

= =  ÷  

thì A=0, dù có lực tác dụng

nhưng không có công thực hiện.

c. Đơn vị của công

Trong hệ SI, công được tính bằng Joule (J)

2. Công suất a. Định nghĩa:

“ Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn

vị thời gian “

.

A

P F v

t

= = Đơn vị woát (W)

4. ĐỘNG NĂNG VÀ ĐỊNH LÝ ĐỘNG NĂNG

1. Động năng

a. Định nghĩa

Động năng của một vật là năng lượng làm vật có được do

chuyển động. Động năng có giá trị bằng một nửa tích khối

lượng và bình phương vận tốc của vật.

2

2

đ

mv W =

Đơn vị của động năng: J

b. Nhận xét:

- Động năng của một vật là đại lượng vô hướng và luôn luôn

dương.

- vận tốc có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu, nên

động năng củng có tính tương đối, phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

- Công thức trên cũng đúng cho vật chuyển động tịnh tiến.

2. Công củalực tác dụng và độ biến thiên động năng

( Định lí động năng)

Độ biến thiên động năng của một vật bằng công của

ngoại lực tác dụng vào vật.

2 1

2 2

12 2 1

1 1

2 2

A W W mv mv = − = − đ đ

5. THẾ NĂNG. THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG

1. Khái niệm thế năng

Thế năng là dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí tương đối của

vật so với mặt đất, hoặc phụ thuộc độ biến dạng của vật so với

trạng thái khi chưa biến dạng.

“ là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật ; nó phụ

thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường “

Biểu thức của thế năng : Wt = mgz z là độ cao của vật so

với gốc thế năng

b. Công của trọng lực: Khi một vật chuyển động trong trọng

trường từ vị trí M đến vị trí N thì công trong lực của vật có giá

trị bằng hiệu thế năng trong trường tại M và N

a. Thế năng trọng trường

M N

A W W mgz mgz P

= − = −

t t M N

r

6. THẾ NĂNG ĐÀN HỒI

2

t

1

w ( )

2

= ∆ k l

2 2

1 2

12 2 2

kx kx A = −

Công này phụ thuộc vào các độ biến dạng của lò xo, vậy lực

đàn hồi cũng là lực thế.

7. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

1. Thiết lập định luật

a. Trường hợp trọng lực

Xét vật có khối lượng m rơi tự do từ độ cao z1 đến độ

cao z2. Áp dụng định lý động năng

2 2

2 1

12 2 2

mv mv A = − A mgz mgz 12 1 2

= −

2 2

1 2

1 2 2 2

mv mv

+ = + mgz mgz

Mặt khác:

do đó:

Trong quá trình chuyển động, nếu vật chỉ chịu tác dụng của

trọng lực , động năng có thể chuyển thành thế năng và ngược

lại, va tổng của chúng, tức cơ năng của vật được bảo toàn

(không đổi theo thời gian)

b. Trường hợp lực đàn hồi

Trong quá trình chuyển động của vật gắn vào lò xo, khi động

năng của vật tăng thì thế năng đàn hồi giảm và ngược lại,

nhưng tổng động năng và thế năng, tức là cơ năng của vật, thì

luôn bảo toàn 2 2

onst

2 2 đ đh

mv kx W W W c = + = + =

c. Định luật bảo toàn cơ năng tổng quát

Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn

được bảo toàn.

2. Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải là lực thế.

Khi ngoài lực thế vật còn chịu tác dụng của lực không phải là

lực thế, cơ năng của vật không được bảo toàn và công của lực

này bằng độ biến thiên cơ năng của vật.

A W W W 12 2 1 = − = ∆

Bài Tập Áp Dụng

Bài toán1 .Một vật nặng có m=1kg thể chuyển động không ma

sát trên mặt bàn nằm ngang được gắn với một lò xo có độ cứng

là 80 N/m & có khối lượng không đáng kể. Người ta nén lò xo

sao cho độ dài lò xo giảm đi 2cm, rồi bỏ tay ra. Tính vận tốc

của vật khi đi qua VTCB.

Giải

- Vì trọng lực cân bằng với phản lực của mặt bàn & lực ma sát

được bỏ qua nên hệ vật – lò xo là cô lập.

- Năng lượng của hệ ở vị trí lò xo bị nén:

W W W W 1 1 1 1 = + + ñ thd tñh

- Năng lượng của hệ khi qua VTCB:

W W W W 2 2 2 2 = + + ñ thd tñh

HLTHLT

- Áp dụng ĐLBT cơ năng.

W W W W W W ñ thd tñh ñ thd tñh 1 1 1 2 2 2 + + = + +

Vì chuyển động trên mặt nằm ngang nên thế năng hấp dẫn

không thay đổi:

= Do đó W W thd thd 1 2

W W W W ñ tñh ñ tñh 1 1 2 2 + = +

⇔ + ∆ = + ( )

1 1 2 2

0 0

2 2

k l mv

= ∆ k

v l

m

Vậy

L=2.10-2m

Với K=80N/m

m=1kg

Các em thay số vào ta tìm được v

Bài toán 2. Một vật có khối lượng 3kg rơi không vận tốc đầu từ

độ cao 4m.

a. Tính vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất. Bỏ qua sức cản

của không khí.

b. Thực ra vận tốc của vật ngay trước khi chạm đất chỉ bằng

6m/s. tính lực cản trung bình của không khí tác dụng lên vật?

Giải

- Vì trong bài có tính đến TNTT nên trọng lực không còn là

ngoại lực & vật có thể coi là cô lập. Chính xác hệ vật + trái đất

mới là hệ cô lập.

- Chọn mốc TN tại mặt đất

= +2

1 0 0

1

2

W mv mgz = +2

2

1

2

W mv mgz

- Do cơ năng được bảo toàn:

+ = + 2 2

0 0

1 1

2 2

mv mgz mv mgz ⇔ − = 2

0

1

0

2

mv mgz

⇒ = = v gz m s 2 8,85 /

b. Do có lực cản kk nên độ biến thiên cơ năng của hệ bằng công

của lực cản:

− =

2

0

1

'

2

mv mgz A Mà A=F.s ⇔ − = 2

0

1

' .

2

mv mgz F s

− ⇒ = = −

2

0

'

15,9

2

mv mgz F N

s

Bài 1 .Vật nhỏ được ném lên từ điểm A trên mặt đất với

vận tốc đầu =20m/s theo phương thẳng đứng .Xác định độ

cao của điểm O mà vật đạt được .bỏ qua mọi ma sát .Giải

bài toán trên theo 2 cách:

a) Trục thẳng đứng đo độ cao là Az , gốc A chiều dương đi

lên.

b) Trục thẳng đứng có độ cao là Oz, gốc O chiều dương đi

xuống.

Bài Tập Làm Thêm

Bài 2. Một vật nhỏ khối lượng m=100g rơi tự do không

vận tốc đầu từ điểm A ở độ cao h=25m .Khi chạm đất tại

O, vật có nảy nên theo phương thẳng đứng với vận tốc

bằng ¾ vận tốc lúc chạm đất và đi lên đến B. Xác định

chiều cao OB mà vật đạt được.

Bài 3. Một Ôtô đang chạy trên đường nằm ngang với vận

tốc 90km/h tới một điểm A thì lên dốc. Góc nghiêm của

mặt dốc so với mặt ngang là α=30o.Hỏi Ôtô đi lên dốc được

đoạn bằng bao nhiêu met thì dừng lại ? Xét hai trường hợp

a)Trên mặt dốc không có ma sát.

b)Hệ số ma sát trên mặt dốc bằng 0,3

bài 3. Vật có khối lương m=3kg trượt không vận tốc đầu từ

đỉnh một mặt dốc cao 20m. khi tới chân dốc thì vận tốc đạt

15m/s . tính công của lực ma sát.(cho g=10m/s2)

bài 4. Từ một đỉnh tháp có chiều cao h=30m, người ta ném

lên cao một hòn đá có khối lượng m=50g với vận tốc đầu

bằng 20m/s. Khi tới măt đất vận tốc hòn đá bằng 25m/s.

tính công của lức cản không khí.( cho g=10m/s2).

Bai 5. Một vật nhỏ khối lượng m=200g gắn vào đầu một lò

xo đàn hồi có độ cứng k=100N/m, khối lượng không đáng

kể ; đầu kia của lò xo được giữ cố định.Tất cả nằm trên mp

không ma sát .Vật được đưa về vị trí mà lò so tại đó giản

ra 5cm. Sau đó vật được thả nhẹ nhàng. Dưới tác dụng của

lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động .Xác định vận tốc của

vật khi :

a)Vật về tới vị trí lò xo không biến dạng

b) Vật về tới vị trí lò xo dãn 3cm.

Bài 6. Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200N/m, khối lượng

không đáng kể được treo thẳng đứng .Đầu dưới của lò xo

gắn với vật nhỏ khối lượng m=500g .vật được giữtại vị trí

không co dãn , sau đó đựoc thả nhẹ cho chuyển động.

a)Tới vị trí nào thì lực đàn hồi cân bằng với trọng lực của

vật.

b)Tính vận tốc của vật tại điểm đó.