Luận văn Xây dựng hệ thống bài tập chương các định luật bảo toàn lớp 10 PTTH nhằm phát triển năng lực tư duy độc lập và nâng cao hiệu quả tự học của học sinh

ai mảnh có khối lượng bằng nhau. Một mảnh văng thẳng đứng xuống dưới với vận tốc 600 m/s. Mảnh kia bay theo hướng nào và với vận tốc bao nhiêu? 1.7.3.2. Bài tập về công và công suất 1) BTCB Loại 1: Các bài tập định tính và câu hỏi thực tế về công, công suất và định luật bảo toàn công. Bài 2.24: Khi nào thì một lực tác dụng lên một vật làm vật dịch chuyển nhưng vẫn không sinh công? Bài 2.25: Một vật có trọng lượng 1 N được nâng lên 1 m theo phương thẳng đứng. Trong trường hợp này có thể có công bằng 1 J hay lớn hơn 1 J không? Trong điều kiện nào công bằng 1 J hay lớn hơn 1 J được thực hiện? Bài 2.26: Trong một trò xiếc, hai con khỉ leo dây để cùng đạt độ cao z như nhau từ mặt đất. Con thứ nhất leo dây cố định buộc trên cao, con thứ hai leo dây vắt qua ròng rọc và đầu kia treo một vật nặng. Công do hai con khỉ thực hiện có bằng nhau không? Vì sao? Bài 2.27: Khi chế tạo hộp số dùng trong xe ô tô và xe gắn máy phải dựa vào cơ sở vật lí nào? Bài 2.28: Tại sao các con đường đèo vượt qua núi thường có dạng uốn lượn men dần lên đỉnh núi mà không làm theo một đường thẳng lên dốc? Loại 2: Xác định mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng có mặt trong biểu thức công và công suất. Bài 2.29: Một người đưa một vật có khối lượng 6 kg lên độ cao 1 m với vận tốc không đổi rồi mang đi ngang được một độ dời 25 m. Công tổng cộng mà người này thực hiện là: a) 60 J. b) 180 J. c) 1800 J. d) 1860 J. Bài 2.30: Người ta muốn nâng một cái hòm nặng 200 kg lên cao 7,5 m với vận tốc không đổi trong thời gian 5 s. Dùng động cơ nào thích hợp trong các động cơ có công suất sau đây: a) 1 kW. b) 2,5 kW. b) 3,5 kW. d) 6 kW. Bài 2.31: Một thang máy chở người có trọng lượng tổng cộng 8000 N, chuyển động đều và lên cao 25 m. Công toàn phần đã thực hiện là: a) – 160 kJ. b) 0 kJ. c) 160 kJ. d) 320 kJ. 2) BTPH Bài 2.32: Dưới tác dụng của một lực không đổi F = 10 N hợp với phương ngang một góc 30o làm cho vật có khối lượng 2 kg dịch chuyển được độ dời 2 m. Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Tính công của các lực tác dụng lên vật và hiệu suất trong trường hợp này. Bài 2.33: Một máy bay trực thăng có khối lượng 3 tấn bắt đầu bay thẳng lên cao với gia tốc 0,25 m/s2. Bỏ qua sức cản của không khí. Hãy tìm: a) Công lực nâng của cánh quạt đã thực hiện khi vận tốc đạt 10 m/s. b) Công suất trung bình của lực nâng trong thời gian nói trên. c) Công suất tức thời tại thời điểm cuối. Bài 2.34: Một vật nặng 1 kg rơi tự do từ độ cao 25 m so với mặt đất. a) Sau 2 s trọng lực thực hiện công bằng bao nhiêu? b) Công suất trung bình của trọng lực trong thời gian 2 s và công suất tức thời tại thời điểm 2 s khác nhau ra sao? Bài 2.35: Mỗi giây một máy bơm có thể bơm được 10 l nước lên bể chứa ở độ cao 15 m. a) Tính công suất máy bơm, nếu bỏ qua mọi hao tổn. b) Thực tế hiệu suất của máy bơm là 70%. Hỏi sau nửa giờ, máy bơm đã thực hiện một công bằng bao nhiêu? Bài 2.36: Một xe ô tô nặng 6 tấn chuyển động đều trên đoạn đường ngang dài 500 m với vận tốc 36 km/h. Công suất của động cơ là 3 kW. a) Tính hệ số ma sát giữa bánh xe với mặt đường và công của lực ma sát trên đoạn đường đó. b) Sau đó xe tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều và khi đi thêm đựợc quãng đường 300 m thì vận tốc đạt 14 m/s. Biết hiệu suất của động cơ là 90%. Hãy tìm: - Công suất trung bình của động cơ trên quãng đường đó. - Công suất tức thời và công suất toàn phần của động cơ cuối quãng đường đó. 2.7.3.3. Bài tập về động năng và định lí động năng 1) BTCB Lọai 1: Xác định mối quan hệ định tính giữa các đại lượng trong biểu thức động năng và biểu thức định lí động năng, dùng hai biểu thức này để giải thích hiện tượng thực tế liên quan. Bài 3.37: Động năng của một vật không thay đổi trong trường hợp: a) m không đổi, v tăng gấp hai. b) v không đổi, m tăng gấp hai. c) m giảm 1/2, v tăng gấp bốn. d) v giảm 1/2, m tăng gấp bốn. Bài 3.38: Tác dụng một lực F không đổi làm một vật có khối lượng m dịch chuyển được một độ dời s từ trạng thái nghỉ đến lúc đạt vận tốc v. Nếu tăng lực tác dụng lên n lần thì với cùng độ dời s, vận tốc của vật tăng thêm: a) n lần. b) n lần. c) 2n lần. d) n2 lần. Bài 3.39: Tại sao người tham gia giao thông luôn được nhắc nhở không phóng nhanh vượt ẩu? Hãy giải thích yếu tố “phóng nhanh” có liên quan đến hậu quả nghiêm trọng tai nạn giao thông như thế nào? Loại 2: Xác định mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng có mặt trong biểu thức động năng và biểu thức định lý động năng. Bài 3.40: Một máy bay đang bay với vận tốc v đối với mặt đất, bắn ra phía trước một viên đạn có khối lượng m và vận tốc v đối với máy bay. Động năng của viên đạn đối với mặt đất là: a) mv2. b) 2mv2. c) 3mv2. d) 4mv2. Bài 3.41: Một ô tô có khối lượng 2 tấn chuyển động trên đường nằm ngang, sau khi đi được quãng đường 300 m thì vận tốc tăng từ 36 km/h đến 72 km/h. Hợp lực tác dụng lên ô tô có giá trị là: a) 800 N. b) 900 N. c) 1000 N. d) 1100 N. Bài 3.42: Một viên đạn có khối lượng 10 g bay ngang với vận tốc 300 m/s thì xuyên qua tấm gỗ đặt thẳng đứng, dày 5 cm. Sau khi xuyên qua gỗ, viên đạn có vận tốc 100 m/s. Lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn là: a) – 2.103 N. b) – 4.103 N. c) – 6.103 N. d) – 8.103 N. 2) BTPH Bài 3.43: Một ô tô đang chạy với vận tốc 54 km/h thì lái xe phát hiện vật cản trước mặt cách khoảng 18 m. Lái xe tắt máy và hãm phanh gấp, với lực hãm không đổi và bằng 75% trọng lượng của xe. Hỏi xe có kịp dừng để khỏi đâm vào vật cản hay không? Bài 3.44: Một đầu tàu có khối lượng 200 tấn đang chạy với vận tốc 72 km/h trên đường thẳng nằm ngang. Tàu hãm phanh đột ngột và bị trượt trên quãng đường dài 160 m trong 2 phút thì dừng hẳn. a) Trong quá trình hãm, động năng tàu giảm bao nhiêu? b) Lực hãm tàu coi không đổi. Tìm lực hãm và công suất trung bình lực hãm này. Bài 3.45: Dưới tác dụng của lực kéo không đổi 300 N hợp với phương ngang một góc 30o làm cho khúc gỗ có khối lượng 100 kg từ trạng thái nghỉ di chuyển. Tính vận tốc của khúc gỗ khi dịch chuyển được 20 m. Biết hệ số ma sát giữa khúc gỗ và mặt đường là 0,2. Bài 3.46: Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động không ma sát trên đường thẳng ox dưới tác dụng của lực Fx, giá trị đại số Fx biến đổi theo tọa độ x như đồ thị hình 2.3. Biết vận tốc của vật tại x = 0 là 3 m/s. a) Xác định vị trí mà tại đó động năng của vật bằng 9 J. b) Tại vị trí nào trong khoảng 0 m ≤ x ≤ 5 m, động năng của vật đạt giá tri cực đại. Bài 3.47: Từ đỉnh mặt phẳng nghiêng cao 15 m, góc nghiêng 30o, người ta thả vật trượt. Sau khi trượt hết mặt phẳng nghiêng, vật lại tiếp tục trượt trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa vật và mặt đường trong mỗi trường hợp đều bằng 0,1. Hãy tìm: a) Vận tốc của vật ở cuối mặt phẳng nghiêng. b) Đoạn đường dài nhất vật trượt trên mặt phẳng ngang. 2.7.3.4. Bài tập về thế năng và độ biến thiên thế năng 1) BTCB Loại 1: Bài tập định tính và câu hỏi thực tế. Fx(N) 4 0 1 2 3 4 5 -4 x(m) Hình 2.3 Bài 4.48: Một học sinh cho rằng: Giá trị thế năng phụ thuộc vào mức không tính thế năng nên độ giảm thế năng cũng phụ thuộc mức không tính thế năng. Lập luận của học sinh này có đúng không? Taị sao? Bài 4.49: Thế năng đàn hồi luôn có giá trị dương, nhưng thế năng trọng trường có thể có giá trị dương hoặc âm. Hãy giải thích tại sao? Loại 2: Xác định mối quan hệ định lượng giữa các đại lượng có mặt trong biểu thức thế năng trọng trường và công trọng lực, thế năng đàn hồi và công của lực đàn hồi. Bài 4.50: Một bóng đèn có khối lượng 200 g treo lên trần nhà bằng sợi dây dài 50 cm, trần cao 3 m so với sàn nhà. Thế năng trọng trường của bóng đèn đối với: trần nhà, sàn nhà và vị trí của bóng đèn lần lượt là: a) – 1 J, 5 J và 8 J. b) – 1 J, 3 J và 0 J. c) – 2 J, 5 J và 0 J. d) – 1 J, 5 J và 0 J. Bài 4.51: Một vật có khối lượng 500 g ở độ cao 10 m so với mặt đất. Công của trọng lực thực hiện được khi vật rơi cách mặt đất 4 m là: a) 20 J. b) 30 J. c) 40 J. d) 50 J. Bài 4.52: Khi bị nén 3 cm, một lò xo có thế năng đàn hồi bằng 0,09 J. Độ cứng lò xo là: a) 150 N/m. b) 200 N/m. c) 250 N/m. d) 300 N/m. Bài 4.53: Một lò xo có độ cứng 150 N/m. Khi lò xo bị kéo giản thêm từ 2 cm đến 3,5 cm thì công do lực đàn hồi thực hiện là: a) 0,052 J. b) -0,052 J. c) 0,062 J. d) -0,062 J. 2) BTPH Bài 4.54: Một vận động viên nặng 50 kg trượt tuyết từ đỉnh dốc M đến chân dốc N, có độ cao chênh lệch là 10 m như hình 2.4. z M a) Chọn gốc thế năng tại N. Tìm thế năng trọng trường của người tại M và P có độ cao 5 m. b) Chọn mức không của thế năng ở P. Tìm thế năng trọng trường của người tại M và N. c) Tính công của trọng lực thực hiện khi người này di chuyển từ M đến N trong hai trường hợp trên. Chứng tỏ rằng công này không phụ thuộc mức không của thế năng. Công này có phụ thuộc hình dạng của đường đi không? Tại sao? Bài 4.55: Một vật có khối lượng 2 kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và có thế năng là 400 J. Thả cho vật rơi tự do tới mặt đất, tại đó thế năng của vật là – 600 J. a) Vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất? b) Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn. b) Tìm vận tốc của vật khi qua vị trí này. Bài 4.56: Một vành kim loại hình tròn đồng chất có khối lượng 800 g, đường kính 40 cm, được treo vào tường nhờ một cái đinh Đ đóng vuông góc với tường như hình 2.5. a) Tìm thế năng trọng trường của vành nếu chọn mức không của thế năng tại điểm treo. b) Xác định độ biến thiên thế năng khi quay vành một góc 30o quanh điểm treo. Biết vành luôn ở trong mặt phẳng thẳng đứng. ZM ZM P NZN Hình 2.4 Đ . O Hình 2.5 Bài 4.57: Một người thực hiện lần lượt hai lần nâng một khúc gỗ hình trụ dài 1,6 m, đường kính 12 cm và khối lượng 20 kg. a) Lần thứ nhất người này nâng khúc gỗ đang đặt nằm ngang ở mặt đất lên và dựng nó vào bức tường theo góc nghiêng 600 so với mặt đất. Tìm độ biến thiên thế năng trọng trường của khúc gỗ. b) Lần thứ hai người này nâng khúc gỗ đang dựng thẳng đứng từ mặt đất lên ở tư thế nằm ngang và mép dưới cách mặt đất 2 m. Thế năng trọng trường của khúc gỗ tăng hay giảm một lượng bao nhiêu? Bài 4.58: Một lò xo có độ cứng 400 N/m, khối lượng không đáng kể, đặt thẳng đứng, đầu trêncủa lò xo gắn với vật có khối lượng 200 g. Người ta ấn vật đi xuống làm cho lò xo nén một đọan 5 cm. Tính thế năng tổng cộng của hệ vật và lò xo tại vị trí này. Chọn mức không của thế năng tại vị trí mà lò xo không biến dạng. Bài 4.59: Khi treo vật có khối lượng 600 g vào đầu dưới của một lò xo làm nó giản 3 cm. Bỏ qua khối lượng của lò xo và chọn mức không của thế năng tại vị trí đầu dưới của lò xo khi chưa treo vật. Tính thế năng của hệ vật và lò xo tại vị trí cân bằng của vật. 7.2.3.5. Bài tập về định luật bảo toàn cơ năng 1) BTCB Lọai 1: Bài tập định tính và câu hỏi thực tế . Bài 5.60: Trong quá trình dao động của con lắc đơn, khi nào thì thế năng chuyển hóa thành động năng, khi nào thì động năng chuyển hóa thành thế năng? Vị trí nào thế năng cực đại, vị trí nào thế năng cực tiểu? Bài 5.61: Trong quá trình dao động trên mặt phẳng ngang không ma sát của một con lắc lò xo ở hai bên vị trí cân bằng O, giữa A và B như hình 2.6. a) Vị trí nào động năng đạt cực đại, thế năng đạt cực đại? b) Trong quá trình nào thế năng chuyển hóa thành động năng và ngược lại? Hình 2.6 x B O A m Bài 5.62: Từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng người ta thả đồng thời hai vật giống hệt nhau: Vật thứ nhất rơi tự do, vật thứ hai lăn không ma sát trên mặt phẳng nghiêng. a) Hai vật chạm đất cùng một lúc không? b) Khi chạm đất, hai vật có cùng động năng không? c) Ở thời điểm nào hai vật có cùng cơ năng? Bài 5.63 : Phân tích sự biến đổi năng lượng trong quá trình phi công nhảy dù khi chưa mở dù, khi đã mở dù (biết lực cản của không khí lên dù có giá trị bằng trọng lượng của phi công) và lúc chạm đất. Lọai 2: Xác định độ cao hay vận tốc của vật chuyển động trong trường hợp đơn giản khi dùng định luật bảo toàn cơ năng. Bài 5.64: Một vật bắt đầu chuyển động trên một mặt dốc không ma sát, có hình dạng bất kỳ từ độ cao h = 4,05 m so với mặt ngang. Vận tốc của vật khi tới chân dốc là: a) 8,8 m/s. b) 9 m/s. c) 9,2 m/s. d) 9,4 m/s. Bài 5.65: Người ta thả một vật rơi tự do từ độ cao h. Khi động năng bằng 1/3 thế năng và khi thế năng bằng một nửa động năng thì độ cao và vận tốc của vật là: a) 3 h và 5 gh . b) 2 h và 3 gh . c) 3 2h và 2 5 gh . d) 4 3h và 2 3 gh . Bài 5.66: Từ mặt đất ném vật với vận tốc 20 m/s thẳng đứng lên cao. Bỏ qua sức cản không khí. Độ cao cực đại mà vật đạt được và vận tốc của vật khi động năng bằng thế năng là: a) 15 m và 10 2 m/s. b) 15 m và 5 2 m/s. c) 20 m và 10 2 m/s. d) 20 m và 5 2 m/s. Bài 5.67: Một con lắc đơn, dây treo có chiều dài l, đưa vật đến vị trí sao cho sợi dây nằm ngang rồi thả nhẹ. Bỏ qua sức cản không khí. Vận tốc vật khi qua vị trí cân bằng là: a) 2gl . b) gl . c) 2 gl d) 3 gl Bài 5.68: Một vật có khối lượng 160 g được gắn vào một đầu lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng 100 N/m. Đầu kia của lò xo giữ cố định, hệ thống đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Kéo vật đến vị trí lò xo giản 5 cm rồi buông nhẹ. Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng là: a) 1,25 m/s. b) 1,2 m/s. c) 1,5 m/s. d) 1,1 m/s. 2) BTPH Bài 5.69: Thả rơi tự do vật từ độ cao 3,6 m so với mặt đất. Khi chạm đất vật nảy lên theo phương thẳng đứng với vận tốc bằng 2/3 vận tốc lúc chạm đất. Tìm độ cao mà vật đạt được lúc nảy lên. Bài 5.70: Một hòn đá có khối lượng 250 g rơi tự do và có động năng bằng 12,5 J khi chạm đất. Do đất mềm nên hòn đá lún sâu vào đất được 8 cm. Hãy tìm: a) Vận tốc hòn đá lúc chạm đất. b) Độ cao thả hòn đá. c) Lực cản trung bình của đất lên hòn đá. Bài 5.71: Một con lắc đơn có dây treo dài l = 1 m, vật nặng có khối lượng m = 100 g. Kéo vật làm cho dây hợp với đường thẳng đứng một góc α = 60o rồi buông nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát. a) Tìm vận tốc vật ứng với góc lệch giữa dây treo và phương thẳng đứng lần lượt là 0o và 30o. b) Tìm lực căng dây cực đại và cực tiểu. c) Khi qua vị trí cân bằng, dây treo bị vướng đinh vuông góc với mặt phẳng dao động và cách điểm treo 50 cm. Tìm góc lệch cực đại mà con lắc đạt được ngay sau khi vướng đinh. Bài 5.72: Tại A người ta thả vật lăn h B C A không ma sát trên một rãnh, từ độ cao h so với mặt nằm ngang có dạng như hình Hình 2.7 2.7. Hỏi độ cao h tối thiểu phải bằng bao nhiêu để vật không rời khỏi qũi đạo tại C của vòng tròn bán kính r? Bài 5.73: Tại A người ta thả một vật lăn không ma sát trên một đường rãnh có dạng như hình 2.8. Chiều cao hai đỉnh so với mặt đất là hA = hE = 0,52 m và chiều cao điểm C là hC = 0,30 m. a) Tìm vận tốc tại các điểm B, C, D, E. b) Vật có rời máng tròn ở C hay không? Tại sao? c) Khi tới điểm E, vật tiếp tục chuyển động như thế nào? Bài 5.74: Hệ vật được bố trí như hình 2.9, vật m1 = 1,5 kg chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nghiêng một góc 30o so mặt phẳng ngang. Vật m2 = 1 kg được nối với vật m1 bằng một sợi dây không giản vắt qua ròng rọc cố định. Bỏ qua khối lượng dây và ròng rọc. a) Hệ chuyển động theo chiều nào? b) Sau khi mỗi vật đi được quãng đường 16 cm thì vận tốc của chúng là bao nhiêu? c) Tìm thời gian chuyển động của hệ. Bài 5.75: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng 200 N/m, treo thẳng đứng, đầu dưới của lò xo gắn vật nặng 400 g. Vật được giữ tại vị trí sao cho lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ cho chuyển động. Vị trí mà lực đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật và vận tốc của vật tại vị trí đó là: a) 1 cm và 0,46 m/s. c) 2 cm và 0,44 m/s. c) 3 cm và 0,48 m/s. d) 4 cm và 0,50 m/s. Bài 5.76: Giữ một vật có khối lượng 100 g đặt trên một lò xo thẳng đứng có độ cứng 810 N/m và khối lượng không đáng kể ở trạng thái không biến dạng. Dùng tay ấn cho vật đi xuống làm cho lò xo bị nén một đoạn 6 cm. Sau đó thả cho lò xo dãn ra m2 m1 Hình 2.9 hE D B C hA E A hc Hình 2.8 và trở về trạng thái ban đầu, tại vị trí này vật rời khỏi lò xo và chuyển động thẳng đứng lên cao. Chọn mức không của thế năng tại vị trí đầu trên của lò xo khi chưa biến dạng. Hãy tìm: a) Vận tốc của vật khi rời khỏi lò xo. b) Độ cao cực đại mà vật đạt được sau khi rời khỏi lò xo. Bài 5.77: Một người có khối lượng 60 kg đứng trên cầu nhảy thả mình rơi tự do xuống nước. Sau khi chạm nước, người tiếp tục chuyển động theo phương thẳng đứng và dừng ở độ sâu 5 m dưới mặt nước. Biết lực cản trung bình của nước đối với người lớn gấp ba lần trọng lượng của của người. Tìm độ cao từ cầu nhảy đến mặt nước. Bài 5.78: Một hòn bi có khối lượng 100 g lăn không vận tốc đầu tại điểm A trên máng như hình 2.10. a) Trên dọan AB = 50 cm nằm ngang, hòn bi chịu tác dụng của lực không đổi 1,6 N cùng chiều với chuyển động. Sau đó hòn bi tiếp tục lên đến C. Tìm vận tốc của hòn bi khi qua B và h BA Hình 2.10 C độ cao cực đại so với mặtnằm ngang mà hòn bi đạt tới, nếu bỏ qua ma sát. b) Thực tế vì có ma sát nên hòn bi chỉ lên tới độ cao 0,6 m. Tính công của lực ma sát giữa hòn bi và máng trên đoạn BC. Bài 5.79: Thiết lập biểu thức tính nhiệt lượng tỏa ra khi khúc gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng. Từ đó đề xuất một phương án thí nghiệm để xác định nhiệt lượng đó với dụng cụ ít nhất. 7.2.3.6. Bài tập về va chạm đàn hồi và không đàn hồi 1) BTCB: Quan sát, mô tả và giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan. Bài 6.80: Hãy quan sát và giải thích trò chơi bắn bi của trẻ em (với điều kiện bắn xuyên tâm). B A Hình 2.11 Bài 6.81: Hai quả cầu nhỏ giống hệt nhau được treo sát nhau bằng hai sợi dây có cùng chiều dài như hình 2.11. Kéo quả cầu A để dây treo lệch góc α so với phương thẳng đứng rồi buông nhẹ. Mô tả chuyển động tiếp theo của hai quả cầu. 2) BTPH Bài 6.82: Một hòn bi có khối lượng 20 g chuyển động với vận tôc 30 cm/s đến va chạm đàn hồi trực diện với hòn bi thứ hai có khối lượng 60 g đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang. Tính vận tốc của mỗi hòn bi sau va chạm. Bài 6.83: Một quả bóng có khối lượng 150 g chuyển động với vận tốc 2 m/s va chạm đàn hồi xuyên tâm với quả bóng khác có khối lượng 200 g và chuyển động ngược chiều với vận tốc 3 m/s trên mặt phẳng ngang. Tìm vận tốc của mỗi quả cầu sau va chạm. Bài 6.84: Hai xe lăn có khối lượng 2 kg và 4 kg chuyển động hướng vào nhau trên mặt phẳng nằm ngang với các vận tốc tương ứng 4 m/s và 5 m/s. Sau khi va chạm trực diện chúng dính vào nhau và tiếp tục chuyển động. Hãy tìm: a) Vận tốc của hai xe sau va chạm. b) Độ giảm động năng của hai xe sau va chạm. Bài 6.85: Một vật có khối lượng 1,5 kg chuyển động với vận tốc 0,5 m/s đến va chạm vào vật thứ hai có khối lượng 2,5 kg đang chuyển động cùng chiều trên mặt phẳng ngang. Sau va chạm hai vật dính vào nhau cùng chuyển động với vận tốc 0,3 m/s. Hãy tìm: a) Vận tốc ban đầu của xe thứ hai. b) Độ giảm động năng của hệ hai xe sau va chạm. Bài 6.86: Để xác định vận tốc v của viên đạn có khối lượng 10 g đang bay theo phương ngang người ta dùng “con lắc thử đạn”, đó là một túi cát có khối lượng 1 kg được treo nằm yên. Sau va chạm, đạn nằm trong túi cát, túi cát nâng lên độ cao 0,45 m so với vị trí cân bằng. Tìm vận tốc v của đạn và số phần trăm động năng ban đầu đã chuyển thành nhiệt. Bài 6.87: Một búa máy có khối lượng 500 kg rơi từ độ cao 3,6 m xuống đập vào một cọc bê tông có khối lượng 100 kg. Va chạm là mềm, cả búa và cọc cùng chuyển động lún xuống đất. Hãy tìm: a) Vận tốc của búa khi chạm cọc. b) Vận tốc sau va chạm của hệ búa và cọc. c) Phần động năng tiêu hao chuyển thành nhiệt. Bài 6.88: Một quả cầu có khối lượng 300 g nằm ở mép bàn bị một viên đạn có khối lượng 10 g bay theo phương ngang cắm vào tâm, xuyên qua nó và rơi cách mép bàn ở khoảng cách nằm ngang 15 m, còn quả cầu rơi cách mép bàn ở cách khoảng cách 6 m. Biết chiều cao của bàn sao với mặt đất là 1 m. Hãy tìm: a) Vận tốc ban đầu của viên đạn. b) Biến thiên động năng của hệ trong va chạm. Bài 6.89: Với các dụng cụ thí nghiệm sau đây: - Một viên bi sắt đặc, đường kính khoảng 2 – 3 cm. - Một viên bi sáp đặc, to bằng bi sắt khối lượng riêng khoảng 1,2 g/cm3. - Một thước đo có độ chia đến mm. - Một giá đỡ và dây treo . Hãy trình bày và giải thích một phương án thí nghiệm để xác định tỉ lệ tiêu hao cơ năng trong va chạm không đàn hồi của hai viên bi. 7.2.3.7. Bài tập về các định luật Kepler và chuyển động của vệ tinh 1) BTCB: Bài tập về chuyển động các hành tinh. Bài 7.90: Trong hệ quy chiếu nhật tâm, tâm Trái Đất khi quay quanh Mặt Trời vẽ một qũy đạo gần tròn bán kính gần bằng 150 triệu km. Hãy tìm: a) Chu kỳ chuyển động của Trái Đất. b) Quãng đường mà tâm của Trái Đất đi được trong một năm. c) Vận tốc trung bình của tâm Trái Đất. Bài 7.91: Một vệ tinh nhân tạo của Trái Đất có qũy đạo tròn với bán kính bằng một nửa bán kính qũy của đạo Mặt Trăng. Chu kì của vệ tinh theo tháng Mặt Trăng (bằng chu kỳ quay TL của Mặt Trăng quanh Trái Đất) là : a) 0,15 TL. b) 0,22 TL. c) 0,35 TL. d) 0,50 TL. Bài 7.92: Một con tàu vũ trụ bay quanh Trái Đất một vòng hết 92 min. Cho biết khối lượng và bán kính Trái Đất lần lượt là 6.1020 kg và 6370 km. Độ cao của con tàu so với mặt đất là: a) 360 km. b) 370 km. c) 380 km. d) 390 km. 2) BTPH Bài 7.93: Từ định luật III Kepler hãy suy ra hệ quả: Khoảng cách từ một hành tinh đến Mặt Trời tỉ lệ nghịch với bình phương của vận tốc của hành tinh đó tại mỗi vị trí trên qũy đạo: 2 1 2 2 2 1 v v R R  Kết quả này phù hợp với nội dung định luật II Kepler. Nó có mâu thuẩn với công thức Rv  của chuyển động tròn hay không? Bài 7.94: Một vệ tinh nhân tạo của Trái Đất chuyển động trên qũy đạo tròn ở độ cao 160 km. Biết bán kính trung bình của Trái Đất là 6370 km. Tìm vận tốc dài và chu kì quay của vệ tinh này. ĐÁP SỐ: Bài 1.5: a) 16 kg.m/s, b) 0, c) 8 2 kg.m/s, d) 8 kg.m/s; 1.6: d; 1.7: b; 1.8: b; 1.9: c; 1.10: d; 1.11: a; 1.12: c; 1.13: b; 1.14: c; 1.15: 1 m/s và 3 m/s; 1.16: a) 4,5 m/s, b) 3,5 m/s, c) 4 m/s; 1.17: 0,6 m và thuyền chưa chạm được bờ; 1.18: a) 4,5 m/s, b) 3,25 m/s; 1.19: m(l - s)/m; 1.20: 240 m/s và 140 m/s; 1.21: a) 112,5 m/s, b) 240 m/s; 1.22: Chếch lên cao 45o với vận tốc 667 m/s; 1.23: Chếch lên cao 37o với vận tốc 1000 m/s. Bài 2.29: a; 2.30: c; 2.31: b; 2.32: 10 3 J,-3J, 82,66%; 2.33: a) 75.105J, b) 150 kW, c) 300 kW; 2.34: a) 200 J, b) 200 W và 100 W; 2.35: a) 1,5 Kw, b) 3375 kJ; 2.36: a) 0,05 và – 1500 kJ, b) 47,52 kW, 55,44 kW và 61,6 kW. Bài 3.37: d; 3.38: a; 3.40: b; 3.41: c; 3.42: d; 3.43: 15m<18m xe kịp dừng lại, không đâm vào vật cản; 3.44: a) -4.107 J, b) -25.104 N và 333 kW; 3.45: 7,2 m/s; 3.46: a) 2 cm, b) 21 J; 3.47: a) 9,1 m/s, b) 41,4 m/s. Bài 4.50: d; 4.51: c; 4.52: c; 4.53: d; 4.54: a) 5kJ và 2,5 kJ, b) 2,5kJ và -2,5 kJ, c) 5 kJ; 4.55: a) 50 m, b) 20 m, c) 20 m/s; 4.56: a) -16 J, b) Thế năng tăng 0,22 J; 4.57: a) 265,13 J, b) 292 J; 4.58: 0,4 J; 4.59: -8,82.10-2 J. Bài 5.64: b; 5.65: d; 5.66: c; 5.67: a; 5.68: a; 5.69: 1,6 m; 5.70: a) 10 m/s, b) 5,1 m, c) -158,75 N; 5.71: a) 2,7 m/s và 3,16 m/s, b) 2 N và 5 N, c) 90o; 5.70: 5r/3; 5.73: a) vB=VD=-3,2 m/s, vC=2,1 m/s và vE=0, b) v=1,2 m/s<vC nên vật không rời qũy đạo ở C, c) Tới E vật dừng rồi chuyển động ngược lại; 5.74: a) m2 đi xuống và kéo m1 đi lên, b) 0,56 m/s, c) 0,57 s; 5.75: b; 5.76: a) 5,4 m/s, b) 1,46 m; 5.77: 20 m; 5.76: a) 4 m/s và 0,8 J, b) -0,2J. Bài 6.82: -10 cm/s và 15 cm/s; 6.83: -3,7 m/s và 2,14 m/s; 6.84: a) 2 m/s, b) - 54J; 6.85: 0,18 m/s và -0,048J; 6.64: a) 303 m/s, b) 99%; 6.87: a) 4,8 m/s, b) 7 m/s, c) -2940 J; 6.88: a) 432,2 m/s, b) -901 J. Bài 7.90: a) 3,15.107 s, b) 942.106 km, c) 30 km/s, 7.91: c; 7.92: a; 7.94: 7,9 km/s và 87,6 phút. 2.8. Sử dụng hệ thống bài tập chương “các định luật bảo toàn” trong dạy học vật lí lớp 10 trung học phổ thông 2.8.1. Sử dụng bài tập để hình thành kiến thức mới Hệ thống bài tập vận dụng kiến thức của chương CĐLBT đã được xây dựng ở mục 2.7.3 của chương II này, còn hệ thống bài tập hình thành kiến thức mới trong một số tiết học lí thuyết sẽ được chúng tôi vừa nêu nội dung các bài tập, vừa trình bày cách sử dụng chúng trong tiết học nghiên cứu tài liệu mới. Sự thành công của mỗi tiết học hình thành kiến thức mới thông qua giải các BTVL gắn liền với các yêu cầu mà các BTVL phải tuân theo, đó là: - Bài tập hình thành kiến thức mới chứa đựng vấn đề học tập mà HS có thể tự lực giải quyết được. - Để tìm yếu tố mới chứa đựng trong mỗi bài tập, đòi hỏi HS phải thực hiện một chuỗi lập luận logic hay phải quan sát và làm thí nghiệm. - Mỗi bài tập cần hướng tới các măt: Tình huống đưa ra