Công thức tính cơ năng và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất
Với tài liệu về Công thức tính cơ năng và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn.
Cơ năng
A. Phương pháp & Ví dụ
- Cơ năng của vật: W = Wđ + Wt = (1/2) mv2 + mgh.
- Cơ năng của vật được bảo toàn khi vật chuyển động trong trường lực thế (lực đàn hồi, trọng lực) và không có lực ma sát, lực cản:
Wđ1 + Wt1 = Wđ2 + Wt2
Bài tập vận dụng
Bài 1: Một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc là 20 m/s từ độ cao h so với mặt đất. Khi chạm đất vận tốc của vật là 30 m/s, bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2. Hãy tính:
a. Độ cao h.
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
c. Vận tốc của vật khi động năng bằng 3 lần thế năng.
Lời giải:
a. Chọn góc thế năng tại mặt đất (tại B).
+ Cơ năng tại O (tại vị trí ném vật): W (O) = 
+ mgh
Cơ năn tại B (tại mặt đất): 
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (O) = W (B).
b. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
Gọi A là độ cao cực đai mà vật đạt tới.
+ Cơ năng tại A: W (A) = mgh.
+ Cơ năng tại B: W (B) = (1/2) mv2.
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (A) = W (B)
c. Gọi C là điểm mà Wđ(C) = 3Wt(C).
Cơ năng tại C:
W (C) = Wđ (C) + Wt (C)
= 
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(C) = W(B).
Bài 2: Từ độ cao 10 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10 m/s, lấy g = 10 m/s2.
a. Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
b. Ở vị trí nào thì Wđ = 3 Wt.
c. Xác định vận tốc của vật khi Wđ = Wt.
d. Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất.
Lời giải:
Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
a. Cơ năng tại O: W(O) = (1/2) m v02 + mgh.
Cơ năng tại : W(A) = mgh.
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W(O) = W(A).
b) Tính h1 để: Wđ1 = 3 Wt3.
Gọi C là điểm có Wđ1 = 3 Wt3 .
Cơ năng tại C: W(C) = 4 Wt1 = 4 mgh1.
Theo định luật bảo toàn cơ năng:
W(C) = W(A)
c. Tìm v2 để Wđ2 = Wt2.
Gọi D là điểm có Wđ2 = Wt2.
Cơ năng tại D: W(D) = 2 Wđ2 = m v22
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W (D) = W (A).
d. Cơ năng tại B: W (B) = (1/2) mv2.
Bài 3: Một hòn bi có khối lượng 20 g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6 m so với mặt đất.
a. Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật.
b. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được.
c. Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng.
d. Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?
Lời giải:
a. Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
Động năng tại lúc ném vật: Wđ = (1/2) mv2 = 0,16 J.
Thế năng tại lúc ném vật: Wt = mgh = 0,31 J.
Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật: W = Wđ + Wt = 0,47 J.
b. Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: WA = WB ⇔ hmax = 2,42 m.
c. 2 Wt = W ⇔ h = 1,175 m.
d. Acản = W'- W ⇔ Fc ( h'- h )= mgh' ⇔ 
Bài 4: Một vật có khối lượng m = 1kg trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng cao 1 m, dài 10 m. Lấy g = 9,8 m/s2, hệ số ma sát μ = 0,05.
a. Tính vận tốc của vật tại cân mặt phẳng nghiêng.
b. Tính quãng đường mà vật đi thêm được cho đến khi dừng hẳn trên mặt phẳng ngang.
Lời giải:
a. Cơ năng tại A: WA = mgh = 9,8 (J).
Trong khi vật chuyển động từ A đến B, tại B cơ năng chuyển hóa thành động năng tại B và công để thắng lực ma sát
⇒ Áp dụng định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng:
⇔ vB = 3,1 m/s.
b. Tại điểm C vật dừng lại thì toàn bộ động năng tại B đã chuyển thành năng lượng để thắng lực ma sát trên đoạn BC.
Do đó:
Wđ(B)= |ABC| = μ.mg.BC ⇔ BC = 10 m.
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 10 khác:
Xem thêm các chương trình khác:
- Các dạng bài tập Tiếng Anh thông dụng nhất
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Tiếng Anh có đáp án
- Toàn bộ kiến thức về cụm động từ | Định nghĩa và cách dùng
- 500 đoạn văn Tiếng Anh thông dụng nhất và cách làm
- 1000 câu hỏi ôn tập môn Công nghệ có đáp án
- 1000 câu hỏi ôn tập Giáo dục công dân
- 15000 câu hỏi ôn tập môn Toán có đáp án
- Wiki Toán | Khái niệm, định lí, tính chất, dạng bài, công thức
- Tuyển tập đề thi + chuyên đề ôn thi Toán Kangaroo các cấp độ (có đáp án 2024)
- Phương trình hóa học | Tổng hợp PTHH của các chất hữu cơ, vô cơ chính xác nhất
- Đồng phân & Công thức cấu tạo của các chất hữu cơ
- Nhận biết các chất Hóa học
- Cấu hình electron
- So sánh bán kính nguyên tử và bán kính ion
- 1000 câu hỏi ôn tập môn Hóa có đáp án
- Wiki các chất hóa học | Định nghĩa, tính chất, nhận biết, điều chế, ứng dụng
- Cách đọc danh pháp hóa học (chương trình mới) đầy đủ nhất
- Công thức Lewis của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức electron của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức cấu tạo của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức hợp chất khí với hidro của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức hợp chất khí với hidro
- Công thức hidroxit cao nhất của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức hidroxit cao nhất
- Công thức oxit cao nhất của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức oxit cao nhất
- 2000 câu hỏi ôn tập môn Tin học có đáp án
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Lịch sử có đáp án
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Địa lí có đáp án
- 2000 câu hỏi ôn tập môn Sinh học có đáp án
- Tổng hợp Dạng bài - Công thức môn Sinh học
- Tổng hợp về các tác giả văn học
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Ngữ văn có đáp án
- Tổng hợp kiến thức Ngữ Văn
- Trò chơi Powerpoint | Game Powerpoint
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên mầm non (2024) theo Thông tư 12
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên tiểu học (2024)
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên THCS (2024)
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên THPT (2024)