Bài tập cơ năng - Định luật bảo toàn cơ năng

Câu 41 Trắc nghiệm

Từ điểm A của một mặt bàn phẳng nghiêng, người ta thả một vật có khối lượng \(m\) trượt không ma sát với vận tốc ban đầu bằng 0 rơi xuống đất. Cho \(AB = 50cm\), \(BC = 80cm\), \(AD = 120cm\), \(g = 10m/{s^2}\). Bỏ qua lực cản không khí. Vận tốc của vật tại điểm B có giá trị là?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Vì bỏ qua ma sát nên cơ năng của vật được bảo toàn

Ta có:

+ Cơ năng của vật tại A: \({{\rm{W}}_A} = mgAD\) (động năng của vật bằng 0 vì \({v_0} = 0\))

+ Cơ năng của vật tại B: \({{\rm{W}}_B} = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mgBC\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có cơ năng của vật tại A bằng cơ năng của vật tại B

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mg.AD = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mg.BC\\ \leftrightarrow g.AD = \dfrac{1}{2}v_B^2 + g.BC\\ \leftrightarrow 10.1,2 = \dfrac{1}{2}v_B^2 + 10.0,8\\ \to {v_B} = 2\sqrt 2 m/s\end{array}\)

Câu 42 Trắc nghiệm

Vật tiếp tục chuyển động trên mặt phẳng ngang thêm \(100m\) thì dừng hẳn. Hệ số ma sát trên mật phẳng ngang là

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của vật

Ta có vật trượt từ A đến điểm C với vận tốc \({v_C} = 10\sqrt 2 m/s\) (đã tính câu trên)

Khi trượt trên mặt phẳng ngang vật chịu tác dụng của lực ma sát => chuyển động chậm dần đến D thì dừng lại

\( \Rightarrow {v_D} = 0m/s\)

Thế năng tại C bằng thế năng tại D và bằng 0

Áp dụng định lí biến thiên cơ năng, ta có: \({{\rm{W}}_D} - {{\rm{W}}_C} = {A_{{F_{ms}}}}\) (1)

+ Ta có:

- Cơ năng tại C: \({{\rm{W}}_C} = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{t_C}}} = \dfrac{1}{2}mv_C^2\)

- Cơ năng tại D: \({{\rm{W}}_D} = {{\rm{W}}_{{d_D}}} + {{\rm{W}}_{{t_D}}} = \dfrac{1}{2}mv_D^2 = 0J\)

- Công của lực ma sát: \({A_{{F_{ms}}}} =  - {F_{ms}}.CD =  - \mu N.CD =  - \mu mgCD\)

Thay vào (1), ta được: \(\dfrac{1}{2}mv_D^2 - \dfrac{1}{2}mv_C^2 =  - \mu mg.CD\)

\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 0 - \dfrac{1}{2}mv_C^2 =  - \mu mgCD\\ \Rightarrow \mu  = \dfrac{{v_C^2}}{{2gCD}} = \dfrac{{{{\left( {10\sqrt 2 } \right)}^2}}}{{2.10.100}} = 0,1\end{array}\)

Câu 43 Trắc nghiệm

Tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có:

+ Tại A:

- Động năng của vật bằng 0 (do vật bắt đầu trượt => \({v_0} = 0m/s\))

- Thế năng của vật \({{\rm{W}}_{{t_A}}} = mg{h_A} = mgAB\)

Lại có: \(\sin \alpha  = \dfrac{{AB}}{{AC}} \Rightarrow AB = AC\sin \alpha \)

Suy ra cơ năng tại A: \({{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_A}}} + {{\rm{W}}_{{t_A}}} = mgAC\sin \alpha \)

+ Tại C:

- Thế năng của vật bằng 0 (do \({h_C} = 0\))

- Động năng của vật: \({{\rm{W}}_{{d_C}}} = \dfrac{1}{2}mv_C^2\)

Cơ năng tại C: \({{\rm{W}}_C} = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{t_C}}} = \dfrac{1}{2}mv_C^2\)

+ Do bỏ qua ma sát trên mặt phẳng nghiêng => Cơ năng của vật được bảo toàn

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_C}\\ \Leftrightarrow mgAC\sin \alpha  = \dfrac{1}{2}mv_C^2\\ \Rightarrow {v_C} = \sqrt {2gAC\sin \alpha } \\ = \sqrt {2.10.20.\sin {{30}^0}}  = 10\sqrt 2 m/s\end{array}\)

Câu 44 Trắc nghiệm

Tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có:

+ Tại A:

- Động năng của vật bằng 0 (do vật bắt đầu trượt => \({v_0} = 0m/s\))

- Thế năng của vật \({{\rm{W}}_{{t_A}}} = mg{h_A} = mgAB\)

Lại có: \(\sin \alpha  = \dfrac{{AB}}{{AC}} \Rightarrow AB = AC\sin \alpha \)

Suy ra cơ năng tại A: \({{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_A}}} + {{\rm{W}}_{{t_A}}} = mgAC\sin \alpha \)

+ Tại C:

- Thế năng của vật bằng 0 (do \({h_C} = 0\))

- Động năng của vật: \({{\rm{W}}_{{d_C}}} = \dfrac{1}{2}mv_C^2\)

Cơ năng tại C: \({{\rm{W}}_C} = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{t_C}}} = \dfrac{1}{2}mv_C^2\)

+ Do bỏ qua ma sát trên mặt phẳng nghiêng => Cơ năng của vật được bảo toàn

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_C}\\ \Leftrightarrow mgAC\sin \alpha  = \dfrac{1}{2}mv_C^2\\ \Rightarrow {v_C} = \sqrt {2gAC\sin \alpha } \\ = \sqrt {2.10.20.\sin {{30}^0}}  = 10\sqrt 2 m/s\end{array}\)

Câu 45 Trắc nghiệm

Trong quá trình rơi tự do của một vật thì:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Trong quá trình rơi tự do của một vật thì: Động năng tăng, thế năng giảm.

Câu 46 Trắc nghiệm

Một vật được ném từ dưới lên. Trong quá trình chuyển động của vật thì:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Một vật được ném từ dưới lên. Trong quá trình chuyển động của vật thì động năng giảm, thế năng tăng

Câu 47 Trắc nghiệm

Xét chuyển động của con lắc đơn như hình vẽ. Phát biểu nào sau đây là đúng ?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

A, C, D - sai

B - đúng

Câu 48 Trắc nghiệm

Cơ năng là đại lượng:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Cơ năng là đại lượng vô hướng, có thể âm, dương hoặc bằng không.

Câu 49 Trắc nghiệm

Đại lượng nào không đổi khi một vật được ném theo phương nằm ngang?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Trong suốt quá trình chuyển động thì cơ năng là đại lượng được bảo toàn => cơ năng không đối

Câu 50 Trắc nghiệm

Một người và xe máy có khối lượng tổng cộng là \(300 kg\) đang đi với vận tốc \(36 km/h\) thì nhìn thấy một cái hố cách \(12 m\). Để không rơi xuống hố thì người đó phải dùng một lực hãm có độ lớn tối thiểu là:

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

 Từ định lí biến thiên động năng ta có:

\(A = {W_{d2}} - {W_{d1}} \Leftrightarrow {F_h}.s = 0 - \dfrac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow F{}_h =  - \dfrac{{m{v^2}}}{{2s}}\)

\( \Rightarrow {F_h} =  - \dfrac{{{{300.10}^2}}}{{2.12}} =  - 1250N\)

Độ lớn của lực hãm là: \( \Rightarrow {F_h} = 1250N\) dấu (-) có nghĩa là lực cản trở chuyển động.

Câu 51 Trắc nghiệm

Một vật có khối lượng \(100g\) được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc \({v_0} = 20m/s\)

Tính cơ năng của vật lúc bắt đầu ném?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Chọn gốc thế năng tại vị trí ném

Tại vị trí ném vật ta có:

+ Thế năng của vật tại đó: ${{\rm{W}}_t} = 0$

+ Động năng của vật tại đó: ${{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}mv_0^2 = \dfrac{1}{2}.0,{1.20^2} = 20J$

=> Cơ năng của vật: ${\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = 20 + 0 = 20J$

Câu 52 Trắc nghiệm

Một vật có khối lượng \(100g\) được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc \({v_0} = 20m/s\)

Xác định vị trí cao nhất vật đạt được

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Chọn gốc thế năng tại vị trí ném

- Tại vị trí ném vật ta có:

+ Thế năng của vật tại đó: ${{\rm{W}}_t} = 0$

+ Động năng của vật tại đó: ${{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}mv_0^2 = \dfrac{1}{2}.0,{1.20^2} = 20J$

=> Cơ năng của vật: ${\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = 20 + 0 = 20J$

- Tại vị trí cao nhất, ta có:

+ Thế năng: ${{\rm{W}}_t} = mg{h_{max}}$

+ Động năng: ${{\rm{W}}_d} = 0$

=> Cơ năng của vật tại vị trí cao nhất: ${{\rm{W}}_{{h_{max}}}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_d} = mg{h_{max}}$

- Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí (lúc ném vật và khi vật đạt độ cao cực đại), ta có:

\(\dfrac{1}{2}mv_0^2 = mg{h_{max}} \to {h_{max}} = \dfrac{{v_0^2}}{{2g}} = \dfrac{{{{12}^2}}}{{2.10}} = 7,2m\)

Câu 53 Trắc nghiệm

Một con lắc đơn chiều dài \(l = 1,8m\), một đầu gắn với vật khối lượng \(200g\). Thẳng phía dưới điểm treo cách điểm treo một đoạn \(\dfrac{l}{2}\) có một cái đinh. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc \({30^0}\) rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi sức cản và ma sát, lấy \(g = 10m/{s^2}\)

Xác định góc hợp bởi dây và phương thẳng đứng sau khi va chạm với đinh?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (C)

+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại hai điểm A và B, ta có:

${{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mg{h_1} = mg{h_2} \to {h_1} = {h_2}$  (1)

Mặt khác, ta có: \({h_1} = l\left( {1 - cos\alpha } \right)\)

Thế vào (1) ta suy ra: \({h_1} = {h_2} = l\left( {1 - cos\alpha } \right) = 1,8\left( {1 - cos{{30}^0}} \right) = 0,24m\)

 Từ hình ta có:

$\begin{array}{l}cos\beta  = \dfrac{{O'H}}{{O'B}} = \dfrac{{\dfrac{l}{2} - {h_1}}}{{\dfrac{l}{2}}} = \dfrac{{\dfrac{{1,8}}{2} - 0,24}}{{\dfrac{{1,8}}{2}}} = 0,7333\\ \to \beta  = 42,{8^0}\end{array}$

Câu 54 Trắc nghiệm

Một con lắc đơn chiều dài \(l = 1,8m\), một đầu gắn với vật khối lượng \(200g\). Thẳng phía dưới điểm treo cách điểm treo một đoạn \(\dfrac{l}{2}\) có một cái đinh. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc \({30^0}\) rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi sức cản và ma sát, lấy \(g = 10m/{s^2}\)

Khi dây treo quay lại vị trí cân bằng thì dây bị đứt. Độ lớn của vận tốc của vật m lúc sắp chạm đất. Biết rằng điểm treo cách mặt đất \(2,3m\).

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (C)

+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại hai điểm A và B, ta có:

${{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mg{h_1} = mg{h_2} \to {h_1} = {h_2}$  (1)

Mặt khác, ta có: \({h_1} = l\left( {1 - cos\alpha } \right)\)

Thế vào (1) ta suy ra: \({h_1} = {h_2} = l\left( {1 - cos\alpha } \right) = 1,8\left( {1 - cos{{30}^0}} \right) = 0,24m\)

 Từ hình ta có:

$\begin{array}{l}cos\beta  = \dfrac{{O'H}}{{O'B}} = \dfrac{{\dfrac{l}{2} - {h_1}}}{{\dfrac{l}{2}}} = \dfrac{{\dfrac{{1,8}}{2} - 0,24}}{{\dfrac{{1,8}}{2}}} = 0,7333\\ \to \beta  = 42,{8^0}\end{array}$

+ Ta có cơ năng tại B: ${{\rm{W}}_B} = mg{h_2}$

Cơ năng tại C: ${{\rm{W}}_C} = \dfrac{1}{2}mv_C^2$

+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng tại 2 vị trí B và C, ta có:

${{\rm{W}}_B} = {{\rm{W}}_C} \leftrightarrow mg{h_2} = \dfrac{1}{2}mv_C^2 \to {v_C} = \sqrt {2g{h_2}}  = \sqrt {2.10.0,24}  = 2,2m/s$

+ Khi quay lại C, dây bị đứt chuyển động của vật coi như chuyển động ném ngang với vận tốc ban đầu \({v_0} = 2,2m/s\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho điểm C và D (chọn gốc thế năng tại mặt đất)

${{\rm{W}}_C} = {{\rm{W}}_D} \leftrightarrow \dfrac{1}{2}mv_C^2 + mg{h_3} = \dfrac{1}{2}mv_D^2$  (2)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 200g = 0,2kg\\{v_C} = 2,2m/s\\{h_3} = 2,3 - l = 0,5m\end{array} \right.\)

Thế vào (2), ta được:

\(\dfrac{1}{2}.0,2.2,{2^2} + 0,2.10.0,5 = \dfrac{1}{2}0,2.v_D^2 \to {v_D} = 3,85m/s\)

Câu 55 Trắc nghiệm

Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng từ một điểm A cách mặt đất một khoảng \(4m\). Người ta quan sát thấy vật rơi chạm đất với vận tốc có độ lớn bằng \(12m/s\). Cho \(g = 10m/{s^2}\).

Tính độ cao cực đại mà vật có thể đạt được?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: c
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: c
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: c

Chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có:

+ Cơ năng tại vị  trí vật đạt độ cao cực đại = Thế năng cực đại vật đạt được: ${{\rm{W}}_{{t_{max}}}} = mg{h_{max}}$

+ Cơ năng của vật khi chạm đất: ${{\rm{W}}_{cd}} = \dfrac{1}{2}m{v^2}$ (do thế năng lúc này bằng 0)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí trên, ta có:

$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{t_{max}}}} = {{\rm{W}}_{cd}} \leftrightarrow mg{h_{max}} = \dfrac{1}{2}m{v^2}\\ \to {h_{max}} = \dfrac{{{v^2}}}{{2g}} = \dfrac{{{{12}^2}}}{{2.10}} = 7,2m\end{array}$

Câu 56 Trắc nghiệm

Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng từ một điểm A cách mặt đất một khoảng \(4m\). Người ta quan sát thấy vật rơi chạm đất với vận tốc có độ lớn bằng \(12m/s\). Cho \(g = 10m/{s^2}\).

Xác định vận tốc của vật khi được ném?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có:

+ Cơ năng tại vị  trí vật đạt độ cao cực đại = Thế năng cực đại vật đạt được: ${{\rm{W}}_{{t_{max}}}} = mg{h_{max}}$

+ Cơ năng của vật khi chạm đất: ${{\rm{W}}_{cd}} = \dfrac{1}{2}m{v^2}$ (do thế năng lúc này bằng 0)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí trên, ta có:

$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{t_{max}}}} = {{\rm{W}}_{cd}} \leftrightarrow mg{h_{max}} = \dfrac{1}{2}m{v^2}\\ \to {h_{max}} = \dfrac{{{v^2}}}{{2g}} = \dfrac{{{{12}^2}}}{{2.10}} = 7,2m\end{array}$

+ Cơ năng của vật tại vị trí ném: ${\rm{W}} = mgh + \dfrac{1}{2}mv_0^2$

+ Cơ năng tại vị  trí vật đạt độ cao cực đại = Thế năng cực đại vật đạt được: ${{\rm{W}}_{{t_{max}}}} = mg{h_{max}}$

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí trên (vị trí ném và vị trí độ cao cực đại), ta được:

\(\begin{array}{l}mgh + \dfrac{1}{2}mv_0^2 = mg{h_{max}}\\ \leftrightarrow gh + \dfrac{1}{2}v_0^2 = g{h_{max}}\\ \leftrightarrow 10.4 + \dfrac{1}{2}v_0^2 = 10.7,2\\ \to {v_0} = 8m/s\end{array}\)

Câu 57 Trắc nghiệm

Một vật được ném lên theo phương thẳng đứng từ một điểm A cách mặt đất một khoảng \(4m\). Người ta quan sát thấy vật rơi chạm đất với vận tốc có độ lớn bằng \(12m/s\). Cho \(g = 10m/{s^2}\).

Nếu vật được ném thẳng đứng xuống dưới với vận tốc bằng \(4m/s\) thì vận tốc của vật khi chạm đất bằng bao nhiêu?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: b
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: b
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: b

Chọn gốc thế năng tại mặt đất

Ta có,

+ Cơ năng của vật tại vị trí ném: ${\rm{W}} = mgh + \dfrac{1}{2}mv_0^2$

+ Cơ năng của vật tại mặt đất: ${{\rm{W}}_{dat}} = \dfrac{1}{2}m{v^2}$  (thế năng lúc này bằng 0)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho 2 vị trí trên, ta được:

$\begin{array}{l}{\rm{W}} = {{\rm{W}}_{dat}} \leftrightarrow mgh + \dfrac{1}{2}mv_0^2 = \dfrac{1}{2}m{v^2}\\ \leftrightarrow gh + \dfrac{1}{2}v_0^2 = \dfrac{1}{2}{v^2}\\ \leftrightarrow 10.4 + \dfrac{1}{2}{4^2} = \dfrac{1}{2}{v^2}\\ \to v = 4\sqrt 6 m/s\end{array}$

Câu 58 Trắc nghiệm

Từ điểm A của một mặt bàn phẳng nghiêng, người ta thả một vật có khối lượng \(m = 0,2kg\) trượt không ma sát với vận tốc ban đầu bằng 0 rơi xuống đất. Cho \(AB = 50cm\), \(BC = 100cm\), \(AD = 130cm\), \(g = 10m/{s^2}\). Bỏ qua lực cản không khí. Vận tốc của vật tại điểm B có giá trị là?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Vì bỏ qua ma sát nên cơ năng của vật được bảo toàn

Ta có:

+ Cơ năng của vật tại A: ${{\rm{W}}_A} = mgAD$ (động năng của vật bằng 0 vì \({v_0} = 0\))

+ Cơ năng của vật tại B: ${{\rm{W}}_B} = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mgBC$

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có cơ năng của vật tại A bằng cơ năng của vật tại B

$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mg.AD = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + mg.BC\\ \leftrightarrow g.AD = \dfrac{1}{2}v_B^2 + g.BC\\ \leftrightarrow 10.1,3 = \dfrac{1}{2}v_B^2 + 10.1\\ \to {v_B} = \sqrt 6  \approx 2,45m/s\end{array}$

Câu 59 Trắc nghiệm

Một vật khối lượng \(m = 1kg\) trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng cao \(1m\), dài \(10m\). Lấy \(g = 9,8m/{s^2}\), hệ số ma sát là \(0,05\)

Tính vận tốc của vật tại chân mặt phẳng nghiêng?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: a
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: a
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: a

Ta có:

+ Cơ năng tại A: \({{\rm{W}}_A} = mgh = 1.9,8.1 = 9,8J\)

+ Trong khi vật chuyển động từ A đến B, tại B cơ năng chuyển hóa thành động năng tại B và công để thắng lực ma sát

Áp dụng định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng, ta có:

\({{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + {A_{{F_{ms}}}}\)  (1)

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của vật

Ta có:

+ Động năng tại B: \({{\rm{W}}_{{d_B}}} = \dfrac{1}{2}mv_B^2\)

+ Công của lực ma sát: \(A = {F_{ms}}.s.cos\beta  =  - {F_{ms}}.l =  - \mu P.\sin \alpha .l\)

Thay vào (1) ta được:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + \left| {{A_{{F_{ms}}}}} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + \left| { - \mu .P.\sin \alpha .l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}m.v_B^2 + \left| { - \mu mg.\dfrac{h}{l}.l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}1.v_B^2 + \left| { - 0,05.1.9,8.\dfrac{1}{{10}}.10} \right|\\ \to v_B^2 = 18,62\\ \to {v_B} \approx 4,32m/s\end{array}\)

Câu 60 Trắc nghiệm

Một vật khối lượng \(m = 1kg\) trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng cao \(1m\), dài \(10m\). Lấy \(g = 9,8m/{s^2}\), hệ số ma sát là \(0,05\)

Tính quãng đường mà vật đi thêm được cho đến khi dừng hẳn trên mặt phẳng ngang?

Bạn đã chọn sai | Đáp án đúng: d
Bạn đã chọn đúng | Đáp án đúng: d
Bạn chưa làm câu này | Đáp án đúng: d

Ta có:

+ Cơ năng tại A: \({{\rm{W}}_A} = mgh = 1.9,8.1 = 9,8J\)

+ Trong khi vật chuyển động từ A đến B, tại B cơ năng chuyển hóa thành động năng tại B và công để thắng lực ma sát

Áp dụng định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng, ta có:

\({{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + {A_{{F_{ms}}}}\)  (1)

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của vật

Ta có:

+ Động năng tại B: \({{\rm{W}}_{{d_B}}} = \dfrac{1}{2}mv_B^2\)

+ Công của lực ma sát: \(A = {F_{ms}}.s.cos\beta  =  - {F_{ms}}.l =  - \mu P.\sin \alpha .l\)

Thay vào (1) ta được:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + \left| {{A_{{F_{ms}}}}} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + \left| { - \mu .P.\sin \alpha .l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}m.v_B^2 + \left| { - \mu mg.\dfrac{h}{l}.l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}1.v_B^2 + \left| { - 0,05.1.9,8.\dfrac{1}{{10}}.10} \right|\\ \to v_B^2 = 18,62\\ \to {v_B} \approx 4,32m/s\end{array}\)

+ Tại điểm C, vật dừng lại

=> Toàn bộ động năng tại B đã chuyển thành năng lượng để thắng lực ma sát trên đoạn BC

Ta có:

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{d_B}}} = \left| {{A_{BC}}} \right| = \mu mg.BC\\ \leftrightarrow \dfrac{1}{2}mv_B^2 = \mu mg.BC\\ \leftrightarrow \dfrac{1}{2}.1.4,{32^2} = 0,05.1.9,8.BC\\ \to BC = 19m\end{array}\)