Lý thuyết Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng cụt gọn gàng, cụ thể sách Kết nối trí thức với cuộc sống thường ngày sẽ hỗ trợ học viên nắm rõ kỹ năng trọng tâm, ôn luyện nhằm học tập đảm bảo chất lượng Vật Lí 10.

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Bạn đang xem: Lý thuyết Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng | Vật lí 10 Kết nối tri thức

A. Lý thuyết Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

I. Sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng

- Cơ năng của một vật là tổng động năng và thế năng của nó. Khi vật chuyển động vô trường trọng lực thì cơ năng có dạng

$W = W_{t} + W_{d} = mgh + \frac{1}{2} {mv}^{2}$

- Khi vật chuyển động vô trường trọng lực thì động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua quýt lại lẫn nhau. Nếu thế năng chuyển thành động năng thì lực sẽ sinh công phát động, ngược lại, khi động năng chuyển thành thế năng thì lực sinh công cản.

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng - Kết nối trí thức (ảnh 1)

Sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của quả bóng tennis

chuyển động vô trọng trường khi được ném thẳng lên cao

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng - Kết nối trí thức (ảnh 1)

Động năng và thế năng fake hóa hỗ tương khi

quả bóng rơi kể từ bên trên xuống

II. Định luật bảo toàn cơ năng

- Xét quá trình chuyển hóa giữa động năng và thế năng vô dao động của con cái lắc đồng hồ.

Con lắc của đồng hồ quả lắc

- Mô hình đơn giản của con cái lắc đồng hồ gồm một thanh nhẹ, ko dãn, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được nối với vật nặng.

- Đưa vật nặng lên điểm A có độ cao xác định h sánh với điểm O rồi thả cho tới vật chuyển động tự tự. Ta thấy vật chuyển động nhanh chóng dần từ A xuống O, tiếp tục chuyển động chậm dần từ O về B rồi lại chuyển động nhanh chóng dần từ B xuống O, chậm dần từ O lên A

-> Thí nghiệm bên trên cho tới thấy độ tăng/ giảm của động năng bằng độ giảm/tăng của thế năng, nghĩa là cơ năng luôn luôn ko đổi.

Từ đó, tao có thể phát biểu định luật bảo toàn cơ năng như sau:

Khi một vật chuyển động vô trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật được bảo toàn.

Lý thuyết Vật Lí 10 Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng - Kết nối trí thức (ảnh 1)

B. Trắc nghiệm Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Câu 1: Trong vận động của con cái nhấp lên xuống đơn, khi con cái nhấp lên xuống đơn cho tới địa điểm tối đa thì

A. động năng đạt độ quý hiếm cực lớn.

B. thế năng vị động năng.

C. thế năng đạt độ quý hiếm cực lớn.

D. cơ năng vị ko.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: C

Chọn mốc tính thế năng bên trên địa điểm thấp nhất (vị trí cân nặng bằng), khi lên đến mức địa điểm tối đa, thế năng đạt độ quý hiếm cực lớn, động năng vị 0.

Câu 2: Một người đứng yên tĩnh vô cầu thang máy và cầu thang máy đang được tăng trưởng với véc tơ vận tốc tức thời ko thay đổi. Lấy mặt mày khu đất thực hiện mốc thế năng thì

A. thế năng của những người hạn chế và động năng ko thay đổi.

B. thế năng của những người tăng và của động năng ko thay đổi.

C. thế năng của những người tăng và động năng tăng.

D. thế năng của những người hạn chế và động năng tăng.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: B

Thang máy tăng trưởng, phỏng cao của những người tăng nên thế năng tăng.

Thang máy vận động trực tiếp đều, véc tơ vận tốc tức thời ko thay đổi nên động năng ko thay đổi.

Câu 3: Một vật sở hữu lượng 1 kilogam rơi tự tại kể từ phỏng cao h = 50 m xuống khu đất, lấy g = 10 m/s². Động năng của vật tức thì trước lúc va khu đất là

A. 500 J.

B. 5 J.

C. 50 J.

D. 0,5 J.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: A

Chọn mốc tính thế năng bên trên mặt mày khu đất.

Vật rơi tự tại tức là không tồn tại lực cản, cơ năng của vật được bảo toàn.

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, tao có:

$W_{t_{1}} + W_{t_{2}} = W_{d_{1}} + W_{d_{2}} \Leftrightarrow m g h = W_{d_{2}} = 1.10.50 = 500 J$

Câu 4: Một vật nhỏ được ném lên kể từ điểm M trên mặt đất; vật lên tới mức điểm N thì giới hạn và rơi xuống. Bỏ qua quýt mức độ cản của không gian. Trong quy trình MN?

A. thế năng hạn chế.

B. cơ năng cực lớn bên trên N.

C. cơ năng ko thay đổi.

D. động năng tăng.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: C

A – sai vì thế khi vật vận động lên bên trên đối với mặt mày khu đất, thế năng tăng (chọn mốc thế năng ở mặt mày đất).

B – sai vì thế cơ năng ko thay đổi vô cả quy trình vận động.

C – đích vì thế nếu như bỏ lỡ mức độ cản của không gian, cơ năng của vật được bảo toàn.

D – sai vì thế động năng hạn chế dần dần.

Câu 5: Một vật lượng 100 g được ném trực tiếp đứng kể từ phỏng cao 5,0 m lên phía bên trên với véc tơ vận tốc tức thời đầu là 10 m/s. Bỏ qua quýt lực cản của không gian. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác ấn định cơ năng của vật bên trên địa điểm của chính nó sau 0,50 s kể từ thời điểm vận động.

A. 10 J.

B. 12,5 J.

C. 15 J.

D. 17,5 J.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: A

Cơ năng của vật bên trên địa điểm ban đầu:

$W_{t} = m g h + \frac{1}{2} m v^{2} = 0, 1.10.5 + \frac{1}{2} . 0, 1 . 10^{2} = 10 J$

Trong quy trình vận động, bỏ lỡ lực cản không gian nên cơ năng của vật được bảo toàn

Cơ năng của vật bên trên địa điểm sau 0,5s là: W₂= W₁= 10J

Xem thêm: Cách tải Shopee trên máy tính đơn giản cho người mới bắt đầu

Câu 6: Hòn đá sở hữu lượng m = 50 g được ném trực tiếp đứng kể từ mặt mày khu đất lên bên trên với véc tơ vận tốc tức thời v₀= trăng tròn m/s. Chọn gốc thế năng bên trên mặt mày khu đất. Thế năng bằng $\frac{1}{4}$ động năng khi vật có tính cao

A. 16 m.

B. 5 m.

C. 4 m.

D. trăng tròn m.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: C

Cơ năng của vật bằng: $W = W_{t} + W_{d} = 0 + \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} 0, 05 . 20^{2} = 10 J$

Tại phỏng cao h, thế năng = $\frac{1}{4}$ động năng: $W_{t} = \frac{1}{4} W_{d} \Leftrightarrow W_{t} = \frac{1}{5} W \Rightarrow m g h = \frac{1}{5} W$

$\Rightarrow h = \frac{W}{5 m g} = \frac{10}{5.0, 05.10} = 4 m$

Câu 7: Một vật được ném trực tiếp đứng lên rất cao với véc tơ vận tốc tức thời v kể từ mặt mày khu đất. Gia tốc là g, bỏ lỡ mức độ cản của không gian. Khi vật sở hữu động năng Như vậy năng thì nó ở phỏng cao đối với mặt mày khu đất là

A. $\frac{2 v^{2}}{g}$

B. $\frac{v^{2}}{4 g}$

C. $\frac{v^{2}}{2 g}$

D. $\frac{v^{2}}{g}$

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: B

Chọn mốc thế năng ở mặt mày khu đất (thế năng bên trên mặt mày khu đất vị không).

Cơ năng của vật: $W = W_{t} + W_{d} = 0 + \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} m v^{2}$

Khi động năng = thế năng: $W_{d} = W_{t} \Rightarrow W_{t} = \frac{1}{2} W$

$\Leftrightarrow m g h = \frac{1}{2} . \frac{1}{2} m v^{2} \Rightarrow h = \frac{v^{2}}{4 g}$

Câu 8: Một vật lượng 10 kilogam trượt ko véc tơ vận tốc tức thời đầu kể từ đỉnh của một phía dốc có tính cao trăng tròn m. Tới chân mặt mày dốc, vật sở hữu véc tơ vận tốc tức thời 15 m/s. Lấy g = 10 m/s². Công của lực quỷ sát bên trên mặt mày dốc này bằng

A. -1500 J.

B. -875 J.

C. -1925 J.

D. -3125 J.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: B

Chọn mốc tính thế năng bên trên chân dốc.

Cơ năng của vật bên trên đỉnh dốc: W₁= mgh = 10.10.trăng tròn = 2000J

Cơ năng của vật bên trên chân dốc: $W_{2} = \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{1}{2} 10 . 15^{2} = 1125 J$

Công của lực quỷ sát là: $A = W_{2} - W_{1} = 1125 - 2000 = - 875 J$

Câu 9: Vật đang được vận động với véc tơ vận tốc tức thời 25 m/s thì trượt lên dốc. hiểu dốc lâu năm 50 m, đỉnh dốc cao 14 m, thông số quỷ sát thân thiện vật và mặt mày dốc là $μ_{t} = 0, 25$ . Cho g=10m/s². Vận tốc của vật ở đỉnh dốc là

A. 33,80 m/s.

B. 10,25 m/s.

C. 25,trăng tròn m/s.

D. 9,75 m/s.

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: B

Chọn mốc thế năng bên trên chân dốc.

Cơ năng của vật ở chân dốc: $W_{1} = \frac{1}{2} m v^{2}$

Cơ năng của vật khi ở đỉnh dốc: $W_{2} = m g h + \frac{1}{2} m v'^{2}$

Trắc nghiệm Vật Lí 10 Kết nối trí thức Bài 26 (có đáp án): Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

Lực quỷ sát thuộc tính lên vật: $F_{m s t} = μ_{t} . m g . \cos α$

Công của lực quỷ sát: $F_{m s t} = μ_{t} . N = μ_{t} . m g . \cos α$

Ta có: $W_{2} - W_{1} = A_{m s t} \Leftrightarrow m g h + \frac{1}{2} m v'^{2} - \frac{1}{2} m v^{2} = - μ_{t} . m g . \sqrt{s^{2} - h^{2}}$

$\Leftrightarrow \frac{1}{2} v^{2} - g h - μ_{t} . g . \sqrt{s^{2} - h^{2}} = \frac{1}{2} v'^{2}$

$\Rightarrow v' = \sqrt{v^{2} - 2 g h - 2 μ_{t} g \sqrt{s^{2} - h^{2}}}$

= $\sqrt{25^{2} - 2.10.14 - 2.0, 25.10 . \sqrt{50^{2} - 14^{2}}} - 10, 25 m / s$

Câu 10:Một xe hơi chính thức chạy lên dốc với véc tơ vận tốc tức thời 18 m/s thì bị tiêu diệt máy. Dốc nghiêng 20⁰ đối với phương ngang và thông số quỷ sát trượt Một trong những bánh xe cộ với mặt mày đàng là 0,3. Sau khi chạy lên dốc, xe đua thụt lùi trở xuống cho tới cuối dốc với véc tơ vận tốc tức thời bằng

A. 18 m/s

B. 15 m/s

C. 5,6 m/s.

D. 3,2 m/s

Hiển thị đáp án

Đáp án đích là: C

Xe chạy lên dốc và lao dốc đều chịu đựng thuộc tính lực quỷ sát như nhau

$F_{m s t} = μ_{t} . N = μ_{t} . m g . \cos α$