Lớp 10Vật Lý

Bài tập về thế năng

Bài tập về thế năng

Bài 1: Một vật có khối lượng 1 kg đang ở cách mặt đất một khoảng H=20 m. Ở chân đường thẳng đứng đi qua vật có một cái hố sâu h=5 m. Cho g=10 m/s2.

a) Tính thế năng của vật khi chọn gốc thế năng là đáy hố.

b) Cho vật rơi không vận tốc ban đầu, tìm vận tốc của vật khi chạm đáy hố. Bỏ qua sức cản của không khí.

Bạn đang xem: Bài tập về thế năng

c) Với gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố bằng bao nhiêu?

Bài 2: Một người có khối lượng 60kg đứng trên mặt đất và cạnh một cái giếng nước, lấy g = 10 m/s2.

a. Tính thế năng của người tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế năng tại mặt đất.

b. Nếu lấy mốc thể năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên

c. Tính công của trọng lực khi người di chuyến từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả thu được.

Bài 3: Một xe có khối lượng m = 2,8 kg chuyển động theo quỹ đạo cong như hình vẽ. Độ cao của các điểm A, B, C, D, E được tính đối với mặt đất và có các giá trị: hA = 6 m, hB = 3 m, hC = 4 m, hD = 1,5 m, hE = 7 m. Lấy g = 10 m/s2.

Tính độ biến thiên thế năng của xe trong trọng lượng khi nó di chuyển:

a. Từ A đến B.

b. Từ B đến C.

c. Từ A đến D.

d. Từ A đến E.

Bài 4: Một vật có khối lượng m=3 kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và thế năng tại vị trí đó bằng Wt1=600 J. Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất, tại đó thế năng của vật bằng Wt2=- 900 J.

a) Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất?

b) Xác định vị trí ứng với mức 0 của thế năng đã chọn và tìm vận tốc của vật khi đi qua vị trí này.

Bài 5: Một con lắc đơn gồm vật nặng khối lượng m = 1 kg treo vào sợi dây có chiều dài l = 40 cm. Kéo vật đến vị trí dây làm với đường thẳng đứng một góc αo = 60o rồi thả nhẹ. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m/s2. Tìm vận tốc của con lắc và lực căng của sợi dây khi nó đi qua:

a) Vị trí ứng với góc α = 30o.

b) Vị trí cân bằng.

Mở rộng kiến thức về thế năng

1. Thế năng là gì?

Thế năng là năng lượng được giữ bởi một vật do vị trí của nó so với các vật khác, các lực nén bên trong bản thân, điện tích hoặc các yếu tố khác.

Thế năng gồm 2 loại: 

+ Thế năng trọng trường

+ Thế năng hấp dẫn

2. Thế năng trọng trường

a. Định nghĩa:

Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn thế năng tại mặt đất thì thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là: Wt = mgz

Với:

+ z là độ cao của vật so với vị trí gốc thế năng

+ g là gia tốc trọng trường

+ Đơn vị thế năng là jun (J)

Chú ý: Nêu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không (Wt = 0)

b. Tính chất:

− Là đại lượng vô hướng

− Có giá trị dương, âm hoặc bằng không, phụ thuộc vào vị trí chọn làm gốc thế năng.

c. Công của vật:

Công của vật trong thế năng trọng trường là độ thay đổi thế năng của vật:

3. Thế năng đàn hồi

a, Khái niệm 

Khi một vật có khả năng biến dạng bởi bất kỳ một tác động nào đó thì sẽ đều có khả năng sinh ra công. Đây chính là một dạng năng lượng được gọi tên chung là thế năng đàn hồi. Muốn tính được thế năng đàn hồi trước hết chúng ta phải tính toán được công của lực đàn hồi.

b, Công thức tính thế năng đàn hồi

Bài tập về thế năng (ảnh 2)
Bài tập về thế năng (ảnh 3)
Bài tập về thế năng (ảnh 4)

Trong đó:

                  Wđh: Thế năng đàn hồi, đơn vị J

                   k: Độ cứng lò xo (N.m)

                   x: Độ biến dạng lò xo (m)

Đăng bởi: THPT Ninh Châu

Chuyên mục: Lớp 10,Vật Lý 10

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button