Trắc nghiệm Vật Lí 10 bài 15 Chân trời sáng tạo có đáp án — Không quảng cáo

Sử dụng phương trình định luật II Niuton tìm ra độ lớn lực kéo ô tô.

Công thức tính công: $A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)$

Áp dụng định luật II Niuton ta có:

$\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow F  + \overrightarrow N  + \overrightarrow P  = m\overrightarrow a$

Vật chuyển động thẳng đều nên:

$\overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow F  + \overrightarrow N  + \overrightarrow P  = 0\,\,\left( * \right)$

Chiếu (*) lên phương chuyển động ta có:

$\begin{array}{l} - {F_{ms}} + F = 0 \Rightarrow F = {F_{ms}} = \mu N = \mu mg\\ \Rightarrow F = 0,01.2000.10 = 200N\end{array}$

Ô tô đó đã thực hiện công:

$A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right) = 200.100.\cos 0 = 20000J = 20kJ$

+ Định luật II Niuton: $\overrightarrow F  = m\overrightarrow a$

+ Độ lớn lực ma sát: ${F_{ms}} = \mu N = \mu mg$

+ Công thức liên hệ giữa s, v, a: ${v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}$

+ Công thức tính công: $A = F.s.\cos \alpha$

+ Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}m = 10T = 10\,000kg\\{v_0} = 54km/h = 15m/s\\g = 10m/{s^2}\\\mu  = 0,3\end{array} \right.$

+ Theo định luật II Niu-tơn, gia tốc chuyển động chậm dần đều của ô tô có giá trị :

$a = \dfrac{{{F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{ - \mu P}}{m} =  - \mu g =  - 0,3.10 =  - 3\left( {m/{s^2}} \right)$

+ Ta có: ${v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}$

Khi ô tô dừng hẳn thì: $v = 0 \Rightarrow s = \dfrac{{{0^2} - {{15}^2}}}{{2.\left( { - 3} \right)}} = 37,5m$

+ Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là:

$A = {F_{ms}}.s = ma.s = 10\,000.\left( { - 3} \right).37,5 =  - 1125kJ$

Công thức tính công: $A = F.s.\cos \alpha ;\,\,\alpha  = \left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)$

Độ lớn của lực cản tác dụng lên xe:  ${F_c} = {F_{ms}} = \mu mg = 0,25.1,5.1000.10 = 3750N$

Công của lực cản tác dụng lên xe:

$A = {F_c}.s.\cos \left( {\overrightarrow {{F_c}} ;\overrightarrow s } \right) = 3750.100\cos 180 =  - 375000J =  - 375kJ$

Áp dụng phương trình định luật II Niuton tính gia tốc của xe.

Quãng đường xe đi được sau 2s là: $s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2}$

Công của chiếc xe: $A = F.s.\cos \alpha$

Lực tổng hợp tác dụng lên xe: ${F_T} = F - {F_c} = 2500 - 1000 = 1500N$

Ta có: $a = \dfrac{{{F_T}}}{m} = \dfrac{{1500}}{{500}} = 3m/{s^2}$

Quãng đường xe đi được sau 2s:

$s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} = 0 + \dfrac{1}{2}{.3.2^2} = 6m$

Công của chiếc xe sau khi chuyển động được 2s là :

$A = {F_T}.s.\cos \alpha  = 1500.6.\cos 0 = 9000J = 9kJ$

Vận dụng biểu thức tính công: $A = Fscos\alpha$

Ta có, khi ${m_1}$ đi lên quãng đường $s = 1m$ trên mặt phẳng nghiêng thì ${m_2}$ đi xuống thẳng đứng một quãng đường cũng bằng $s$

Ta có:

$\begin{array}{l}{h_1} = s.\sin \alpha  = 1.\sin {30^0} = 0,5m\\{h_2} = s = 1m\end{array}$

Trọng lực $\overrightarrow {{P_1}}$ có hướng ngược với hướng chuyển dời của vật 1

=> Công của trọng lực của vật 1: ${A_1} = {P_1}.{h_1}.cos{180^0} =  - {m_1}g{h_1}$

Trọng lực $\overrightarrow {{P_2}}$ có cùng hướng với hướng chuyển dời của vật 2

=> Công của trọng lực của vật 2: ${A_2} = {P_2}{h_2} = {m_2}gh$

Công của trọng lực của hệ thống:

$\begin{array}{l}A = {A_1} + {A_2} =  - {m_1}g{h_1} + {m_2}g{h_2}\\ =  - 1.10.0,5 + 2.10.1 = 15J\end{array}$

vận dụng biểu thức tính công suất: $P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv$

Ta có:  $P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv$

Ta suy ra:

$A = Fs = (P/v).s= \dfrac{{60000.6000}}{{20}} = {18.10^6}J$

Vận dụng biểu thức tính công: $A = F{\rm{scos}}\alpha$

Ta có,

+ Góc hợp bởi véctơ lực và véctơ chuyển dời: $\alpha  = {0^0}$

+ Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là:

$A = P{\rm{s}}.c{\rm{os}}\alpha  = P{\rm{s}} = mg{\rm{s}} = 0,05.10.\left( {3 +1,2} \right) = 2,1J$

Vận dụng biểu thức tính công: $A = F{\rm{scos}}\alpha$

Ta có, Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng $6{\rm{ }}m$ là:

$A = F{\rm{scos}}\alpha {\rm{ = 50}}{\rm{.6}}{\rm{.cos3}}{{\rm{0}}^0} = 150\sqrt 3  \approx 260J$

Công thức tính công: $A = F.s.\cos (\overrightarrow F ;\overrightarrow s )$

Muốn lên cầu thang này bạn học sinh phải có lực nâng tối thiểu là:

$\begin{array}{l}{\overrightarrow F _{\min }} =  - \overrightarrow P \\ \Rightarrow {F_{\min }} = P = m.g\end{array}$

Độ dịch chuyển của bạn học sinh là: $\overrightarrow d  = \overrightarrow {AB}$

=> Công tối thiểu mà bạn ấy phải thực hiện là:

$\begin{array}{l}{A_{\min }} = {F_{\min }}.d.\cos \alpha  = {F_{\min }}.d.\sin \beta \\ = m.g.d.\sin \beta  = m.g.h = 50.10.20.0,15 = 1500(J)\end{array}$

Công thức tính công: $A = F.s.\cos (\overrightarrow F ;\overrightarrow s )$

Để nâng được ô tô lên máy nâng phải tác dụng vào ô tô lực tối thiểu:

$\begin{array}{l}{\overrightarrow F _{\min }} =  - \overrightarrow P \\ \Rightarrow {F_{\min }} = P = m.g = 1,{5.10^3}.10 = 1,{5.10^4}(N)\end{array}$

Công tối thiểu mà máy nâng đã thực hiện được là:

A = P.h = 1,5.10 ⁴ .0,16 = 24000 (J) = 24 (kJ)

Công thức tính công: $A = F.s.\cos (\overrightarrow F ;\overrightarrow s )$

Vật dịch chuyển theo hướng của lực nên α = 0

=> Công của lực $\overrightarrow F$ có độ lớn là: A = F.s.cosα = 5.2.cos0 ⁰ = 10 J

Công thức tính công: $A = F.s.\cos (\overrightarrow F ;\overrightarrow s )$

Áp dụng định luật II Newton ta có: $\overrightarrow F  + \overrightarrow P  = m.\overrightarrow a$                (*)

Chiếu (*) lên Oy ta có: F – P = m.a => F = P + m.a = m. (g + a) = 3000. (10 + 1 ) = 33000 (N)

Công mà cần cẩu thực hiện được là:

A = F.s.cos0 ⁰ = 33000.15.1 = 495 000 (J)

Biểu thức tính công là: A = F.s.cosα

+ $0 \le \alpha  < {90^0}$ thì A > 0, công phát động

+ $\alpha  = {90^0}$ thì A = 0, lực không sinh công

+ ${90^0} < \alpha  \le {180^0}$ thì A < 0, công cản

Với α là góc hợp bởi $\overrightarrow F$và chiều chuyển động của vật

Khi kéo vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, phản lực N vuông góc với chiều chuyển động nên phản lực không sinh công

Vận dụng kiến thức đã học

Trong hệ SI, đơn vị của công là “J”

Ngoài ra công còn một số đơn vị khác như: cal; kcal; W.s

W là đơn vị của công suất

Vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tiễn

Pin mặt trời đã có sự chuyển hóa năng lượng quang năng thành điện năng

Cơ năng không đổi trong suốt quá trình chuyển động

Chọn thế năng tại mặt đất, khi chuyển động lên đến độ cao cực đại, thì động năng đã chuyển hóa thành thế năng

Mọi hiện tượng xảy ra trong tự nhiên đều cần có năng lượng dưới các dạng khác nhau như: cơ năng, hóa năng, nhiệt năng, điện năng, năng lượng ánh sáng, năng lượng âm thanh, năng lượng nguyên tử

Đại lượng không phải là một dạng năng lượng là “Nhiệt lượng”