Giải bài tập Vật lý 10 bài 25: Động năng

A/ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SGK VẬT LÝ 10 TRANG 136
1. Nêu định nghĩa và biểu thức của động năng?
Trả lời
Động năng là một dạng năng lượng mà một vật có được do nó đang chuyển động, Biểu thức của động năng: W_đ = mv².

2. Khi nào động năng của vật:
a) Biến thiên
b) Tăng lên
c) Giảm đi
Trả lời
a) Động năng của vật biến thiên khi lực tác dụng lên vật sinh công.
b) Động năng của vật tăng khi lực tác dụng lên vật sinh công dương.
c) Động năng của vật giảm khi lực tác dụng lên vật sinh công âm.

3. Câu nào sai trong các câu sau
Động năng của vật không đổi khi vật:
A. Chuyển động thẳng đều.
B. Chuyển động với gia tốc không đổi.
C. Chuyển động tròn đều.
D. Chuyển động cong đều.
Đáp án: B

4. Động năng của một vật tăng khi:
A. Gia tốc của vật a > 0.
B. Vận tốc của vật v > 0.
C. Các lực tác dụng lên vật sinh công dương.
D. Gia tốc của vật tăng.
Đáp án: C

5. Một vật có trọng lượng 1,0 N có động năng 1,0 J. Khi đó vận tốc của vật là:
A. 0,45 m/s
B. 1,0 m/s
C. 1,4 m/s
D. 4,4 m/s
Chọn đáp số đúng. Lấy g = 10 m/s².
Trả lời:
Áp dụng công thức:
p = mg và W_đ = 
v =  = 4,4 m/s
Đáp án: D

6. Một ô tô có khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 80 km/h. Động năng của ô tô này bằng:
A. 2,52.10⁴ J
B. 2,47.10⁶ J
C. 2.42.10⁶ J
D. 3,2.10⁶ J
Hãy chọn đáp số đúng.
Trả lời:
v = 80 km/h = 22,22 m/s
Áp dụng công thức:
W_đ =  = 2,47.10⁵ J
Đáp án: B

7. Tính động năng của một vận động viên có khối lượng 70 kg chạy đều hết quãng đường 400 m trong thời gian 45 s.
Trả lời
Động năng của người vận động viên là:
W_đ = ² = . 70 = 2765 J
Đáp số: W_đ = 2765 J

8. Một vật khối lượng m = 2 kg đang nằm yên trên một mặt phẳng ngang không ma sát. Dưới tác dụng của lực nằm ngang 5 N, vật chuyển động đi được 10 m. Tính vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy.
Giải
Gia tốc của vât; a =  =  =2,5 m/s²
Vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy là:
v² – v_o² = 2as => v =  =  = 5  m/s
Đáp số: 5  m/s

B/ BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1. Dòng nào ở cột 1 ứng với dòng nào ở cột 2?

Cột 1	Cột 2 Dạng trao đổi năng lượng
A. Máy kéo.	1. Thực hiện công.
B. Cần cẩu.	2. Truyền nhiệt
C. Lò nung.	3. Phát ra các tia nhiệt.
D. Mặt Trời.
E. Lũ quét.

Trả lời
A -> 1; B -> 1; C -> 2; D -> 3; E -> 1
2. Chứng minh rằng động năng mv² có đơn vị là kg m²/s².
Trả lời
Ta thấy khối lượng có đơn vị là kg, vận tốc có đơn vị là m/s do đó:
W_đ = mv² = kg  
Chứng minh công thức: mv₂² - mv₁² = A
Bằng cách dựa vào công thức:
v₂² - v₁² = 2as
Đối với trường hợp vật chuyển động nhanh dần đều.
Giải
Từ công thức v₂² - v₁² = 2as  nhân hai vế với  m ta có:
mv₂² - mv₁² = mas
Mà trong chuyển động nhanh dần đều thì lực F đã gây cho vật một gia tốc a do đó: F = ma. Thay vào công thức trên ta suy ra được:
mv₂² - mv₁² = Fs = 5A (đpcm)

3. Một vật có khối lượng m = 2,5 kg rơi tự do từ độ cao 20 m. Lấy g = 10 m/s².
a) Khi qua điểm cách mặt đất 15 m vật có động năng bằng bao nhiêu?
b) Tính động năng của vật lúc chạm đất.
Hướng dẫn giải:


4. Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc không đổi v₀ = 54 km/h. Người lái xe nhìn thấy đèn đỏ phía trước nên đã hãm phanh ô tô chuyển động thêm 20 m nữa thì dừng hẳn. Tính:
a) Cường độ trung bình của lực hãm.
b) Khoảng thời gian từ lúc hãm phanh đến lúc dừng hẳn.
Hướng dẫn giải:


5. Một vật có khối lượng 500 g trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao h = 5 m xuống mặt phẳng nằm ngang như hình 25.2.

Vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang được 15 m thì dừng lại. Hệ số ma sát trên BC là µ = 0,25. Hình 25.2
a) Tính động năng của vật tại B.
b) Tính công lực ma sát trên AB.
Hướng dẫn giải
a) Động năng của vật tại B là:
Áp dụng định lí động năng trên đoạn BC:
W_đC – W_đB = Ams = F_ms.BC
Mà v_c = 0 => W_đC = 0
W_đB = µmg.BC = 0,25. 0,5 . 10 . 15 = 18,75 J 
b) Công của lực ma sát trên AB:
Áp dụng định lí động năng trên đoạn AB ta có:
W_đB - W_đA = A_ms + A_p
Mà v_A = 0 => W_đA = 0
=> W_đB = A_ms + mgh
=> A_ms = W_đB - mgh
A_ms = 18,75 - 0,5 . 10 . 5 = - 6,25 J
Đáp số: a)W_đB= 18,75 J ;
             b) A_ms = - 6,25 J