Động năng

                                 ĐỘNG NĂNG

A)Tóm tắt lý thuyết:

1,Động năng:

a,Định nghĩa:

Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:

                                                           \[{{\text{W}}_{d}}=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}\]  

b,Tính chất:

-Chỉ phụ thuộc vào độ lớn vận tốc, không phụ thuộc hướng vận tốc.

-Là đại lượng vô hướng, có giá trị dương.

-Mang tính tương đối.

c,Đơn vị:

Đơn vị của động năng là Jun (J).

2,Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng (Định lý động năng):

-Độ biến thiên động năng bằng công của các ngoại lực tác dụng lên vật, công này dương thì động năng của vật tăng, công này âm thì động năng của vật giảm.

                                                  $A=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}-\frac{1}{2}mv_{0}^{2}$

Trong đó: $\frac{1}{2}mv_{0}^{2}$ là động năng ban đầu của vật

                  $\frac{1}{2}m{{v}^{2}}$ là động năng lúc sau của vật

                   A là công của các ngoại lực tác dụng vào vật

-Hệ quả: Khi lực tác dụng lên vật sinh công dương thì động năng của vật tăng (tức là vật thu thêm công hay vật sinh công âm). Ngược lại, khi lực tác dụng lên vật sinh công âm thì động năng của vật giảm (tức là vật sinh công dương).

B)Ví dụ minh họa:

                                                           Hướng dẫn

Theo định lý động năng: $A={{F}_{C}}.S=\frac{1}{2}mv_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv_{1}^{2}$

$\Rightarrow {{F}_{C}}=\frac{\frac{1}{2}mv_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv_{1}^{2}}{S}=-8000N\Rightarrow \left| {{F}_{C}} \right|=8000N$

Chọn đáp án D.

                                                             Hướng dẫn

Ta có: A = F.S = $\frac{1}{2}mv_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv_{1}^{2}=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}\Rightarrow v=\sqrt{\frac{2.F.S}{m}}$

Khi F’ = 3F thì v’ = $\sqrt{3}$v

Chọn đáp án B.

                                                            Hướng dẫn

P = m.g = 650N $\Rightarrow $ m = 65 kg

$v=\frac{S}{t}=12m/s\Rightarrow {{\text{W}}_{d}}=\frac{1}{2}m{{v}^{2}}$ = 4680 J

Chọn đáp án A.

                                                              Hướng dẫn

Theo định lý biến thiên động năng, ta có:

$\frac{1}{2}mv_{C}^{2}-\frac{1}{2}mv_{B}^{2}={{A}_{P}}+{{A}_{N}}$

Vì A$_{N}$ = 0 nên $\frac{1}{2}mv_{C}^{2}-\frac{1}{2}mv_{B}^{2}={{A}_{P}}=m.g.BC.\sin \alpha $

$\Leftrightarrow BC=\frac{v_{C}^{2}-v_{B}^{2}}{2.g.\sin \alpha }=\frac{{{20}^{2}}-1,{{6}^{2}}}{2.10.\frac{1}{2}}$ = 39,7 m

Chọn đáp án C.

                                                              Hướng dẫn

Các lực tác dụng lên xe là : $\overrightarrow{F},\overrightarrow{{{F}_{ms}}},\overrightarrow{N},\overrightarrow{P}$

Theo định luật II Newton, ta có:

$\overrightarrow{F}+\overrightarrow{{{F}_{ms}}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a}$

Trên Ox:

$F-{{F}_{ms}}=m.\frac{{{v}^{2}}}{2S}\Leftrightarrow F={{F}_{ms}}+m.\frac{{{v}^{2}}}{2S}$

Công của trọng lực: A = F.S = $({{F}_{ms}}+m.\frac{{{v}^{2}}}{2S})$.S = 4250 J

Công suất trung bình của xe là:

Vì v = at nên t = $\frac{v}{a}$ = 2,5s $\Rightarrow P=\frac{A}{t}=\frac{4250}{2,5}$ = 1700W

Chọn đáp án B.

                                                               Hướng dẫn

Áp dụng định lý động năng cho vật chuyển động theo phương song song với mặt phẳng nghiêng:

                                               

${{A}_{P}}+{{A}_{{{F}_{C}}}}=\Delta {{\text{W}}_{d}}=0,5m(v_{2}^{2}-{{v}^{2}})$

$\Leftrightarrow mgh+{{A}_{{{F}_{C}}}}=0,5m(v_{2}^{2}-{{v}^{2}})$

$\Leftrightarrow {{A}_{F}}$ = -148 kJ

Chọn đáp án C.

                                                            Hướng dẫn

F = ma $\Leftrightarrow a=\frac{F}{m}=5m/{{s}^{2}}$

Vận tốc của vật ở cuối chuyển dời là v.

Ta có: ${{v}^{2}}-v_{0}^{2}=2aS\Leftrightarrow {{v}^{2}}=100\Leftrightarrow v$ = 10 m/s

Chọn đáp án C.

C)Bài tập tự luyện:

Câu 1: Động năng là đại lượng:

A.Vô hướng, dương, âm hoặc bằng không.

B.Vô hướng, có thể dương hoặc bằng không.

C.Vec tơ, luôn dương.

D.Vec tơ, có thể dương hoặc bằng không.

Câu 2: Chọn phát biểu sai. Động năng của vật không đổi khi vật:

A.Chuyển động với gia tốc không đổi.

B.Chuyển động tròn đều.

C.Chuyển động thẳng đều.

D.Chuyển động với vận tốc không đổi.

Câu 3: Động năng của vật tăng khi:

A.Gia tốc của vật tăng.

B.Vận tốc của vật có giá trị dương.

C.Gia tôc của vật giảm.

D.Lực tác dụng lên vật sinh công dương.

Câu 4: Khi lực tác dụng vào vật sinh công âm thì động năng:

A.Tăng                      B.Giảm                      C.Không đổi                       D.Bằng không

Câu 5: Nếu khối lượng của một vật tăng lên 4 lần và vận tốc giảm đi 2 lần thì động năng của vật sẽ:

A.Không đổi                B.Tăng 2 lần                  C.Tăng 4 lần                 D.Giảm 2 lần

Câu 6: Một vật đang chuyển động với vận tốc v. Nếu hợp lực tác dụng vào vật triệt tiêu thì động năng của vật:

A.Giảm theo thời gian.

B.Không thay đổi.

C.Tăng theo thời gian.

D.Triệt tiêu.

Câu 7: Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi, thì:

A.Gia tốc của vật tăng gấp đôi.

B.Động lượng của vật tăng gấp đôi.

C.Động năng của vật tăng gấp đôi.

D.Thế năng của vật tăng gấp đôi.

Câu 8: Nhận định nào sau đây về động năng là không đúng?

A.Động năng là đại lượng vô hướng và luôn dương.

B.Động năng có tính tương đối, phụ thuộc hệ quy chiếu.

C.Động năng tỷ lệ thuận với khối lượng và vận tốc của vật.

D.Động năng là năng lượng của vật đang chuyển động.

Câu 9: Tìm câu sai:

A.Động lượng và động năng có cùng đơn vị vì chúng đều phụ thuộc khối lượng và vận tốc của vật.

B.Động năng là một dạng năng lượng cơ học có quan hệ chặt chẽ với công.

C.Khi ngoại lực tác dụng lên vật và sinh công dương thì động năng của vật tăng.

D.Định lí động năng đúng trong mọi trường hợp lực tác dụng bất kì và đường đi bất kì.

Câu 10: Có hai vật m$_{1}$ và m$_{2}$ cùng khối lượng 2m, chuyển động thẳng đều cùng chiều, vận tốc m$_{1}$ so với m$_{2}$ có độ lớn bằng v, vận tốc của m$_{2}$ so với người quan sát đứng yên trên mặt đất cũng có độ lớn bằng v. Kết luận nào sau đây là sai?

A.Động năng của m$_{1}$ trong hệ quy chiếu gắn với m$_{2}$ là mv$^{2}$.

B.Động năng của m$_{2}$ trong hệ quy chiếu gắn với người quan sát là mv$^{2}$.

C.Động năng của m$_{1}$ trong hệ quy chiếu gắn với người quan sát là 2mv$^{2}$.

D.Động năng của m$_{1}$ trong hệ quy chiếu gắn với người quan sát là 4mv$^{2}$.

Câu 11: Một máy bay vận tải đang bay với vận tốc 180 km/h thì ném ra phía sau một thùng hàng khối lượng 10 kg với vận tốc 5 m/s đối với máy bay. Động năng của thùng hàng ngay khi ném đối với người đứng trên mặt đất là:

A.20250 J                     B.15125 J                           C.10125 J                     D.30250 J

Câu 12: Một viên đạn khối lượng m = 100 g đang bay ngang với vận tốc 25 m/s thì xuyên vào một tấm ván mỏng dày 5 cm theo phương vuông góc với tấm vá. Ngay sau khi ra khỏi tấm ván vận tốc của viên đạn bằng 15 m/s. Độ lớn của lực cản trung bình tấm ván tác dụng lên viên đạn bằng?

A.900 N                       B.200 N                                C.650 N                         D.400 N

Câu 13: Một vật có khối lượng 0,2 kg được phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10 m/s. Lấy g = 10 m/s$^{2}$. Bỏ qua sức cản. Hỏi khi vật đi được quãng đường 8 m thì động năng của vật có giá trị bằng bao nhiêu?

A.8 J                            B.7 J                                      C.9 J                                D.6 J

Câu 14: Một vật có khối lượng 500 g rơi tự do từ độ cao z = 100 m xuống đất, lấy g = 10 m/s$^{2}$. Động năng của vật tại độ cao 50 m so với mặt đất bằng bao nhiêu?

A.1000 J                     B.250 J                                  C.50000 J                      D.500 J

Câu 15: Một vật có khối lượng m = 2 kg đang nằm yên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Dưới tác dụng của lực 10 N vật chuyển động và đi được 10m. Vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy:

A.25 m/s                        B.7,07 m/s                         C.10 m/s                         D.50 m/s

Đáp án:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
B	C	A	B	A	D	B	A	A	D	C	D	D	B	C

    

 

Bài viết gợi ý: