Trang chủ Lớp 10 Vật lý Giải SBT Lí 10 Bài 13: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng có đáp án

Giải SBT Lí 10 Bài 13: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng có đáp án

Giải SBT Lí 10 Bài 13: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng có đáp án

  • 130 lượt thi

  • 34 câu hỏi

  • 40 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Khi tăng tốc một vật từ tốc độ v lên tốc độ 2v, động năng của nó

A. tăng lên 2 lần.

B. tăng lên 4 lần.

C. giảm đi 2 lần.

D. giảm đi 4 lần.

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Động năng tỉ lệ với bình phương của tốc độ.

Khi tốc độ tăng lên 2 lần thì động năng tăng lên 4 lần.


Câu 5:

Tính công mà vật nhận được trong quá trình kéo vật từ mặt đất lên vị trí xác định nói trên.
Xem đáp án

Lời giải

Công mà vật nhận được chính là công truyền cho vật làm thay đổi thế năng từ W0 đến Wh, do đó:

\[A = {{\rm{W}}_h} - {{\rm{W}}_0} = mgh = 11760J\]


Câu 7:

Lấy gốc thời gian là lúc ô tô ở chân dốc, tìm thời điểm thế năng của ô tô bằng \[\varepsilon = 25,0\% \] thế năng của nó tại đỉnh dốc.
Xem đáp án
Lời giải

Ta có: \[\frac{{{{\rm{W}}_t}}}{{{{\rm{W}}_{th}}}} = \frac{{mg{h_t}}}{{mgh}} = \frac{{{h_t}}}{h} = \frac{{{S_t}}}{{{S_h}}} = \frac{{vt}}{S} = \varepsilon \]

Trong đó ht là độ cao của ô tô (so với chân dốc) ở thời điểm t, st là quãng đường ô tô đi được trong khoảng thời gian t.

\[ \Rightarrow t = \frac{{\varepsilon S}}{v} = \frac{{0,25.1500}}{{\frac{{54}}{{3,6}}}} = 25,0s\]


Câu 8:

Xác định công suất của động cơ ô tô biết rằng tỉ số giữa thế năng của ô tô với công mà động cơ của nó thực hiện là \[\eta = 90,0\% \].
Xem đáp án

Lời giải

Ta có: \[\eta = \frac{{{W_t}}}{A} = \frac{{mg{h_t}}}{{{\rm{P }}t}}\]

Từ câu b, ta có:

\[{h_t} = \frac{{hvt}}{S} \Rightarrow \eta = \frac{{mghv}}{{{\rm{P }}S}}\]

\( \Rightarrow \) Công suất của động cơ ô tô là

\[{\rm{P}} = \frac{{mghv}}{{\eta S}} = \frac{{1,2.1000.9,8.30.\frac{{54}}{{3,6}}}}{{90\% .1,5.1000}} = 3920W\]


Câu 10:

Công mà mặt đất truyền cho vật.
Xem đáp án

Lời giải

Vì vật không sinh công lên không khí nên công mà vật thực hiện lên đất

\[A = {{\rm{W}}_{t1}} - {{\rm{W}}_{t2}} = mgh - \left( { - mgd} \right)\]

\( \Rightarrow A = 1.9,8(10 + 0,3) \approx 101J\)

Công mà đất truyền cho vật

A’ = - A = - 101 J


Câu 12:

Tính công mà sợi cáp kim loại tác dụng lên vật.
Xem đáp án

Lời giải

Công mà sợi cáp tác dụng lên vật là phần thế năng truyền vào vật khi nó chuyển động từ A đến B nên:

A = WtB – WtA = mg(h – H) = 0,5.9,8. (0,8 - 1,2) = - 1,96 J

Dấu “-” thể hiện năng lượng được truyền từ vật vào sợi cáp trong quá trình vật trượt từ A đến B.


Câu 17:

Một ô tô có khối lượng m = 1,25 tấn chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ cho đến khi đạt tốc độ v = 54,0 km/h thì chuyển động thẳng đều. Biết rằng trong quá trình tăng tốc ô tô đi được quãng đường có độ dài S = 800 m.

Tính động năng của ô tô ngay khi nó đã tăng tốc được một khoảng thời gian \[\tau = 10s\]


Xem đáp án

Lời giải

Ta có gia tốc của ô tô là \[a = \frac{{{v^2}}}{{2S}} = \frac{{{{15}^2}}}{{2.800}} \approx 0,14\,1\,m/{s^2}\]

Vận tốc của ô tô sau khoảng thời gian \[\tau \] là

\[{v_\tau } = a\tau = 0,141.10 = 1,4\,1\,m/s\]

Động năng của ô tô sau khoảng thời gian \[\tau \] là
Wdt=12mvt2 =12.1,25.1000.1,412=1242,6J

Câu 18:

Tính động năng của ô tô ngay khi nó đã đi được quãng đường S’ = 200 m tính từ lúc bắt đầu xuất phát.
Xem đáp án

Lời giải

Vận tốc của ô tô khi nó đi được quãng đường S’

\[{v_{S'}} = \sqrt {2aS'} = \sqrt {2.\frac{{{v^2}}}{{2S}}.S'} = v\sqrt {\frac{{S'}}{S}} = 15\sqrt {\frac{{200}}{{800}}} = 7,5\,m/s\]

Media VietJack


Câu 19:

Tính công suất của động cơ ô tô khi nó có vận tốc v’ = 10,0 m/s biết rằng hiệu suất của động cơ ở vận tốc này là \[\eta = 70\% \].
Xem đáp án
Lời giải

Công suất có ích mà ô tô nhận được để tăng tốc

\[{{\rm{P}}_i} = Fv' = mav' = \eta {{\rm{P}}_{dc}}\]

Công suất của động cơ ô tô:

\[{\rm{P}}{ & _{dc}} = \frac{{mav'}}{\eta } = \frac{{1,25.1000.0,141.10}}{{70\% }} = 2517,9W\]


Câu 21:

Tính động năng cực tiểu của vật trong suốt quá trình chuyển động.
Xem đáp án
Lời giải

Ta có vận tốc tại một điểm bất kì trong chuyển động ném xiên là

\[v = \sqrt {v_x^2 + v_y^2} = \sqrt {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha - gt} \right)}^2}} \]

\( \Rightarrow \) Wđ \[ = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}m\left( {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha - gt} \right)}^2}} \right) \ge \frac{1}{2}mv_0^2{\cos ^2}\alpha \]

Động năng cực tiểu của vật trong suốt quá trình chuyển động

Wđmin = \[\frac{1}{2}mv_0^2{\cos ^2}\alpha = \frac{1}{2}{.0,1.15^2}.cos{60^0} \approx 2,81J\]


Câu 22:

Động năng của vật tại thời điểm t<2v0sinαg là bao nhiêu?

Xem đáp án

Lời giải

Động năng của vật tại thời điểm t

Wđt = \[\frac{1}{2}m\left( {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha - gt} \right)}^2}} \right) = \frac{1}{2}mv_0^2\left( {1 - \frac{{2gt\sin \alpha }}{{{v_0}}} + \frac{{{g^2}{t^2}}}{{v_0^2}}} \right)\]

Hay: Wđt = 11,25.(1 - 1,13.t + 0,427.t2)


Câu 23:

Động năng của vật khi nó ở độ cao h là bao nhiêu?
Xem đáp án

Lời giải

Động năng của vật ở độ cao h

Wđt = \[\frac{1}{2}m\left( {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha - gt} \right)}^2}} \right)\]

\[ = \frac{1}{2}m\left( {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha } \right)}^2} + {g^2}{t^2} - 2{v_0}.\sin \alpha .g.t} \right)\] (1)

Do vật ném xiên nên ta có phương trình theo trục 0y:

\(y = {v_0}.\sin \alpha .t - \frac{1}{2}.g.{t^2}\)

Tại độ cao y = h có:

\(h = {v_0}.\sin \alpha .t - \frac{1}{2}.g.{t^2} \Rightarrow 2gh = 2{v_0}.\sin \alpha .gt - {g^2}{t^2}\)

Thay vào (1) ta được:

Wđt\[ = \frac{1}{2}m\left( {{{\left( {{v_0}\cos \alpha } \right)}^2} + {{\left( {{v_0}\sin \alpha } \right)}^2} - 2gh} \right)\]

\( \Rightarrow \) Wđt = \[\frac{1}{2}mv_0^2\left( {1 - \frac{{2gh}}{{v_0^2}}} \right)\]

\( \Rightarrow \) Wđt \[ = 11,25\left( {1 - {{8,71.10}^{ - 2}}h} \right)\]


Câu 25:

Tính:
Động năng ban đầu của khúc gỗ.
Xem đáp án

Lời giải:

Động năng ban đầu của khúc gỗ

Wđ2 = \[\frac{1}{2}M{v^2} = \frac{1}{2}{.10.2,5^2} = 31,25J\]


Câu 26:

Công mà hệ đạn, khúc gỗ sinh ra trong quá trình đạn cắm vào khúc gỗ.
Xem đáp án
Lời giải

Động năng của hệ đạn, khúc gỗ lúc đạn đã cắm chặt vào khúc gỗ

Media VietJack

Công mà hệ đạn, khúc gỗ sinh ra do va chạm là phần năng lượng mà hệ này mất đi

Media VietJack


Câu 28:

Tính độ lớn vận tốc tiếp đất của vật.
Xem đáp án

Lời giải

Áp dụng định luậ bảo toàn cơ năng, ta có: \[\frac{1}{2}m{v^2} = mgH\]

\[ \Rightarrow v = \sqrt {2gH} = \sqrt {2.9,8.20} = 19,8m/s\]


Câu 29:

Khi động năng của vật gấp ba lần thế năng của nó thì vật cách mặt đất một khoảng bằng bao nhiêu?
Xem đáp án

Lời giải

Ta có:
W =Wd +Wt =4Wt
\[ \Rightarrow mgH = 4mgh\]
Khoảng cách giữa vật và mặt đất khi đó
\[h = \frac{H}{4} = \frac{{20}}{4} = 5\,m\]

Câu 31:

Tính cơ năng của vật khi nó đạt độ cao cực đại so với mặt đất và khi nó tiếp đất.
Xem đáp án

Lời giải

Cơ năng của vật khi nó ở độ cao cực đại so với mặt đất

\[{{\rm{W}}_H} = mgH = 0,2.9,8.30 = 58,8J\]

Cơ năng của vật lúc tiếp đất

\[{{\rm{W}}_v} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}{.0,2.22^2} = 48,4J\]


Câu 32:

Tính công mà vật thực hiện lên không khí trong giai đoạn vật đi lên và trong giai đoạn vật rơi xuống.
Xem đáp án

Lời giải

Công mà vật thực hiện lên không khí bằng độ giảm cơ năng nên công mà vật truyền vào không khí trong các giai đoạn đi lên (A1) và đi xuống (A2) là:

\[{A_1} = {{\rm{W}}_0} - {{\rm{W}}_H} = 61,7 - 58,8 = 2,9J\]

\[{A_2} = {{\rm{W}}_H} - {{\rm{W}}_v} = 58,8 - 48,4 = 10,4J\]


Câu 34:

Một ô tô dùng 1 lít xăng đi được 7 km với vận tốc không đổi 10 m/s. Tính độ lớn lực ma sát tác dụng lên ô tô.
Xem đáp án

Lời giải

Xe chuyển động với vận tốc không đổi nên công của lực ma sát có độ lớn bằng công của lực phát động làm ô tô chuyển động và bằng chính năng lượng có ích nhưng có dấu “-”

\[{A_{{F_{ms}}}} = {F_{ms}}.v \Leftrightarrow - {8,1.10^6} = {F_{ms}}.\frac{{7000}}{{10}} \Leftrightarrow {F_{ms}} = - {1,15.10^4}N\]

Độ lớn lực ma sát là: \[{F_{ms}} = {1,15.10^4}N\]


Bắt đầu thi ngay