Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

Chủ đề 3: Bài tập về động năng

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương vào ngày 2020-03-11 08:05:49

- Động năng của vật: 

- Định lí biến thiên động năng: ΔWđ = Wđ2 - Wđ1 = Σ A ngoại lực

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14 g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn.

Hướng dẫn:

Độ biến thiên động năng của viên đạn khi xuyên qua tấm gỗ là:

Theo định lí biến thiên động năng:

Ac = ΔWđ = Fc.s = - 1220,8

Dấu trừ chỉ lực cản.

Bài 2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s.

a. Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m/s?

b. Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60 m.

Hướng dẫn:

Độ biến thiên động năng của ô tô là:

Theo định lí biến thiên động năng:

Ac = ΔWđ = Fc.s = - 261800

Dấu trừ để chỉ lực hãm.

Bài 3: Một xe có khối lượng m = 2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6 km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,2, lấy g = 10 m/s2.

a. Tính lực kéo của động cơ.

b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30° so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết vận tốc tại chân C là 72 km/h. Tìm chiều dài dốc BC.

c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200 m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD.

Hướng dẫn:

a. Vì xe chuyển động với vận tốc khống đổi là 6 km/h nên ta có:

Fk = Fms = μmg = 0,2.2.103.10 = 4000 N.

b. Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

Vì AN = 0 nên 

 = AP = m.g.BC.sinα

c. Gia tốc trên đoạn CD.

Ta có: vD2 - vC2 = 2.a.CD ⇔ 

Mặt khác: Fms = - ma ⇔ μ.m.g = - m.a ⇔ 

Bài 4: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5 m đạt vận tốc v = 4 m/s. Xác định công và công suất trung bình của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500 kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ = 0,01. Lấy g = 10 m/s2.

Hướng dẫn:

Các lực tác dụng lên xe là: F→FmsN→P→

Theo định luật II Newton, ta có:

    F→ + Fms + N→ + P→ = m a→

Trên Ox:

Công của trọng lực: A = F.s = 

Công suất trung bình của xe là:

Vì v = at nên 

Bài 5: Ôtô khối lượng 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB = 100m nằm ngang, vận tốc xe đều từ 0 đến 36 km/h. Biết lực cản trên đoạn đường AB bằng 10% trọng lượng xe.

a. Tính công của động cơ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ.

b. Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100 m, cao 10 m. Biết vận tốc của xe ở chân dốc là 7,2 km/h. Tính công của lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.

Hướng dẫn:

a. v0 = 0, vB = 10 m/s

Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

AF + AFc = ΔWđ = 0,5 mv2.

⇔ AF + Fc.AB = 0,5 mv2 ⇔ AF - 0,1 mgAB = 0,5 mv2.

⇔ AF = 60 kJ.

Lực kéo F = AF/AB = 600 N.

Gia tốc 

 ⇒ t = v/a = 20s.

⇒ Công suất trung bình P = AF/t = 3 kW.

b. Áp dụng định lí động năng cho vật chuyển động theo phương song song với mặt phẳng nghiêng:

AP + AFc = ΔWđ = 0,5m( v22 - v2 ).

⇔ mgh + AFc = 0,5m( v22 - v2 )

⇔ AFc = - 148 kJ.

Lực cản trung bình: 

Lượt xem: 220