Bài 1: Từ mặt đất, Một vật được ném thẳng đứng lên với vận tốc 25m/s. Chọn gốc thế năng ở mặt đất. Tính
a) Vị trí và vận tốc của vật khi động năng bằng thế năng
b) Vị trí và vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng
c) Vị trí và vận tốc của vật khi thế năng bằng 3 lần động năng
Bài 2: từ một chiếc cầu cao 8m ( so với mặt nước), Một vật có khối lượng 200g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 6m/s. Chọn gốc thế năng ở mặt nước. Xác định
a) Độ cao cực đại so với mặt nước và vật đạt được
b) Độ cao của vật so với mặt nước khi động năng bằng thế năng
c) Vận tốc của vật khi chạm nước
d) Khi chạm nước, vật đi sâu vào trong nước một đoạn 50cm thì vẫn tóc chỉ còn một nửa vận tốc lúc chạm
Mọi giải nhớ tóm tắt dùm nhe
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
1.\\
a.\\
h = 15,625m\\
v = 17,678m/s\\
b.\\
h = 7,8125m\\
v = 21,65m/s\\
c.\\
v = 12,5m/s\\
h = 13,4375m\\
2.\\
a.{h_{\max }} = 9,8m\\
b.h = 4,9m\\
c.{v_{\max }} = 14m/s\\
d.{F_c} = 31,4N\\
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
Bài 1:
a.
Bảo toàn cơ năng:
\(\begin{array}{l}
{W_{d\max }} = {W_{t\max }} \Rightarrow \dfrac{1}{2}mv_{\max }^2 = mg{h_{\max }}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}{.25^2} = 10{h_{\max }} \Rightarrow {h_{\max }} = 31,25m
\end{array}\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_d} = {W_t} = \dfrac{W}{2} = \dfrac{{{W_{t\max }}}}{2} \Rightarrow mgh = \dfrac{{mg{h_{max}}}}{2}\\
\Rightarrow h = \dfrac{{{h_{\max }}}}{2} = \dfrac{{31,25}}{2} = 15,625m\\
{W_t} = {W_d} \Rightarrow mgh = \dfrac{1}{2}m{v^2}\\
\Rightarrow 10.15,625 = \frac{1}{2}{v^2} \Rightarrow v = 17,678m/s
\end{array}\)
b.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_d} = 3{W_t} \Rightarrow {W_t} = \dfrac{W}{4} = \dfrac{{{W_{t\max }}}}{4}\\
\Rightarrow mgh = \dfrac{{mg{h_{\max }}}}{4} \Rightarrow h = \dfrac{{{h_{\max }}}}{4} = \dfrac{{31,25}}{4} = 7,8125m\\
{W_d} = 3{W_t} \Rightarrow \dfrac{1}{2}m{v^2} = 3mgh\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}.{v^2} = 3.10.7,8125 \Rightarrow v = 21,65m/s
\end{array}\)
c.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_t} = 3{W_d} \Rightarrow {W_d} = \dfrac{W}{4} = \dfrac{{{W_{d\max }}}}{4}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{1}{4}.\dfrac{1}{2}mv_{\max }^2 \Rightarrow \dfrac{1}{2}m{v^2} = \dfrac{1}{2}m{(\dfrac{{{v_{\max }}}}{2})^2}\\
\Rightarrow v = \dfrac{{{v_{\max }}}}{2} = \dfrac{{25}}{2} = 12,5m/s\\
{W_t} = 3{W_d} \Rightarrow mgh = 3.\dfrac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow 10.h = \dfrac{3}{2}.12,{5^2}\\
\Rightarrow h = 13,4375m
\end{array}\)
Bài 2:
a.
Bảo toàn cơ năng:
\(\begin{array}{l}
W = {W_{t\max }} \Rightarrow mgh + \dfrac{1}{2}m{v^2} = mg{h_{\max }}\\
\Rightarrow 10.8 + \dfrac{1}{2}{.6^2} = 10{h_{\max }} \Rightarrow {h_{\max }} = 9,8m
\end{array}\)
b.
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{W_d} = {W_t} = \dfrac{W}{2} = \dfrac{{{W_{t\max }}}}{2} \Rightarrow mgh = \dfrac{{mg{h_{max}}}}{2}\\
\Rightarrow h = \dfrac{{{h_{\max }}}}{2} = \dfrac{{9,8}}{2} = 4,9m
\end{array}\)
c.
Bảo toàn cơ năng:
\(\begin{array}{l}
{W_{t\max }} = {W_{d\max }} \Rightarrow mg{h_{\max }} = \dfrac{1}{2}mv_{\max }^2\\
\Rightarrow 10.9,8 = \dfrac{1}{2}v_{\max }^2 \Rightarrow {v_{\max }} = 14m/s
\end{array}\)
d
Áp dụng định lý động năng:
\(\begin{array}{l}
{W_d}’ – {W_{d\max }} = {A_c} + {A_P}\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}mv{‘^2} – \dfrac{1}{2}mv_{\max }^2 = {F_c}.s.\cos 180 + P.s\\
\Rightarrow \dfrac{1}{2}.0,{2.7^2} – \dfrac{1}{2}.0,{2.14^2} = – {F_c}.0,5 + 0,2.10.0,5\\
\Rightarrow {F_c} = 31,4N
\end{array}\)