CƠ NĂNG
Nội dung bài học:
- Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường.
- Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
- Định luật bảo toàn cơ năng.
- Một số ví dụ và bài tập liên quan .
CƠ NĂNG
TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Định nghĩa :
Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật chuyển động trong trọng trường .
Trong đó : W là cơ năng (J)
2. Sự bảo toàn cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường :
Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn
Trong đó: W1 là cơ năng ở vị trí 1(J) ; Wđ1, Wt1 là động năng và thế năng ở vị trí 1 (J) ; v1 , z1 là vận tốc và độ cao ở vị trí 1(m/s, m)
W2 là cơ năng ở vị trí 2 (J) ; Wđ2 , Wt2 là động năng và thế năng ở vị trí 2 (J) ; v2 , z2 là vận tốc và độ cao ở vị trí 2 (m/s, m)
3. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi :
Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là một đại lượng bảo toàn
Trong đó : k: là độ cứng của lò xo (N/m) ;
Dl1: là độ biến dạng của lò xo ở vị trí 1 (m)
Dl2 : là độ biến dạng của lò xo ở vị trí 2 (m)
4 .Định luật bảo toàn cơ năng :
Trong hệ kín không có lực ma sát thì có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng được bảo toàn.
W1 = W2 <=> Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2 .
Bài 1. Một vật có khối lượng m = 1kg rơi tự do từ độ cao1,8m so với mặt đất?lấy g = 10m/s2 .
a. Tính cơ năng của vật ở độ cao trên?
b. Tính vận tốc của vật khi chạm đất?
c.Ở độ cao nào thì thế năng bằng một nửa động năng?
Bài 2. Một vật có khối lượng 500g trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống mặt phẳng nằm ngang . Vật chuyển động trên mặt phẳng ngang 8m thì dừng lại , ma sát trên mặt phẳng nghiêng không đáng kể , ma sát trên mặt phẳng ngang là 0,1 . Lấy g = 10 m/s2
a) Tính vận tốc của vật tại B
b) Tính độ cao h
Bài 3.Cho m2 = 1kg; l = 1,5m; m1 = 20g; v1 = 50m/s. Biết va chạm đàn hồi xuyên tâm.Góc lệch max củadây treo vật m2 là bao nhieu ?
Bài 4: Quả cầu nhỏ khối lượng m = 100g treo ở đầu một sợi dây không giãn chiều dài l =0,5 m , đầu trên của dây cố định. Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng để dây treo lệch góc a0 = 600 so với phương thẳng đứng rồi buông không vận tốc đầu. Bỏ qua sức cản của không khí lấy g =10m/s2 .
a. Tính vận tốc của quả cầu ở vị trí cân bằng (O), vị trí M khi dây treo hợp với phương thẳng đứng 1 góc a = 300 ?
b. Tính lực căng của sợi dây khi dây treo hợp với phương thẳng đứng 1 góc a và ở vị trí cân bằng ?
Bài 5: Dốc BC có đỉnh B cao 20 m dốc dài 50 m. Một vật trượt từ đỉnh B xuông chân dốc C; cho g = 10 m/s2.
1. Trường hợp không có lực cản và lực ma sát . Hãy tính vận tốc ở chân dốc C nếu.
a. Vận tốc ở B bằng không.
b. Vận tốc ở B là vB = 1 m/s
2. Trường hợp có lực ma sát với hệ số ma sát mt = 0,2 . Hãy tính vận tốc ở chân dốc C nếu
a. Vận tốc vB = 0
b. Vận tốc vB = 1m/s.
Bài 6: Một vật khối lượng m = 500g được ném lên theo phương thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc v0 =10m/s, gia tốc trọng trường g =10 m/s2.Coi sức cản của không khí bằng không.
a. Tính động năng, thế năng, cơ năng tại vị trí mặt đất và vị trí cao nhất .
b. Vật chuyển dộng lên đến độ cao nào thì dừng lại ? ở độ cao nào thì động năng bằng thế năng; bằng một phần tư thế năng ?
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét