Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 25 : Động năng

Nêu định nghĩa và công thức của động năng.

Phương pháp giải

- Động năng là dạng năng lượng ...

- Công thức: W_đ = mv²/2

Hướng dẫn giải

- Động năng: là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động.

- Công thức: W_đ = mv²/2

- Trong đó: 

+ m là khối lượng vận (kg)

+ v là vận tốc chuyển động của vật (m/s)

+ W_đ là động năng (J)

Khi nào động năng của vật

a. biến thiên?

b. tăng lên?

c. giảm đi?

Phương pháp giải

Động năng của vật:

- Biến thiên: khi lực sinh công

- Tăng lệ: lực sinh công dương

- Giảm đi: lực sinh công âm

Hướng dẫn giải

- Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương (A > 0)

⇒ động năng của vật tăng lên (W_đ2 > W_đ1)

- Ngược lại khi lực tác dụng lên vật sinh công âm (A < 0)

⇒ động năng của vật giảm đi (W_đ2 < W_đ1)

- Nói chung, khi lực sinh công thì động năng của vật biến thiên.

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

Phương pháp giải

Động năng của vật không đổi khi gia tốc của vật không đổi

Hướng dẫn giải

- Chuyển động có gia tốc không đổi là chuyển động thẳng biến đổi đều, vận tốc biến đổi tức động năng cũng biến đổi

- Chọn đáp án B.

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

Chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Động năng của một vật tăng khi các lực tác dụng lên vật sinh công dương

Hướng dẫn giải

- Động năng của vật tăng khi các lực tác dụng lên vật sinh công dương

- Công của các lực tác dụng lên vật và độ biến thiên động năng của vật:

\({A_{12}} = \Delta {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2\)

- Với A₁₂ là tổng công của tất cả các lực tác dụng lên vật

- Động năng của vật tăng ⇒ A₁₂ > 0

⇒ lực tác dụng lên vật sinh công dương

- Chọn đáp án C. 

Một vật trọng lượng 1,0 N có động năng 1,0 J. Lấy g = 10 m/s². Khi đó vận tốc của vật bằng bao nhiêu?

A. 0,45 m/s ;         B. 1,0 m/s

C. 1,4 m/s ;           D. 4,4 m/s

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức:

m = P/g để tính khối lượng vật

- Áp dụng công thức:

W_đ = mv²/2 để tính động năng

Hướng dẫn giải

- Khối lượng của vật là:

\(m = \frac{P}{g} = \frac{1}{{10}} = 0,1(kg)\)

- Vận tốc của vật là:

\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}mv_{}^2\\ \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2{W_d}}}{m}} = \sqrt {\frac{{2.1}}{{0,1}}} = \sqrt {20} = 4,47(m/s) \end{array}\)

- Chọn đáp án D.

Một ô tô có khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 80 km/h. Động năng của ô tô có giá trị nào sau đây?

A. 2,52.104 J ;         B. 2,47.105 J

C. 2,42.106 J ;         D. 3,20.106 J

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: 

W_đ = mv²/2 để tính động năng

Hướng dẫn giải

- Ta có: v = 80 km/h = 200/9 m/s

- Áp dụng công thức tính động năng

\({{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}mv_{}^2 = \frac{1}{2}.1000.{(\frac{{200}}{9})^2} = {2,47.10^5}(J)\)

- Chọn đáp án B.

Tính động năng của một vận động viên có khối lượng 70 kg chạy đều hết quãng đường 400 m trong thời gian 45s.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: 

W_đ = mv²/2 để tính động năng

Hướng dẫn giải

Động năng của vận động viên là:

\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}mv_{}^2 = \frac{1}{2}.m.{(\frac{s}{t})^2}\\ \Rightarrow {{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}.70.{(\frac{{400}}{{45}})^2} = 2765,4(J) \end{array}\)

Một vật khối lượng m = 2kg đang nằm yên trên một mặt phẳng ngang không ma sát. Dưới tác dụng cả lực nằm ngang 5N, vật chuyển động và đi được 10m. Tính vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy.

Phương pháp giải

- Áp dụng công thức: a = F/m để tính gia tốc

- Áp dụng công thức: 

\({A_{}} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2 = Fs\)

để tìm vận tốc: \(v = \sqrt {\frac{{2Fs}}{m}} \)

Hướng dẫn giải

- Gia tốc của vật thu được là:

\(a = \frac{F}{m} = \frac{5}{2} = 2,5(m/{s^2})\)

- Vận tốc của vật khi đi được 10m là v thỏa mãn:

\({v^2} - v_0^2 = 2as = A\)

⇒ \({A_{}} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2 = Fs\)

⇒ \(\frac{1}{2}mv_2^2 - 0 = Fs\)

- Từ đó rút ra được:

\(v = \sqrt {\frac{{2Fs}}{m}} = \sqrt {50} = 7,1(m/s)\)