Tổng hợp các bài tập vật lý 10 nâng cao là phần bài tập được Kiến Guru biên soạn, gồm 9 bài nâng cao theo từng mức độ, dành cho các bạn học sinh trung bình khá trở lên. Sau mỗi bài đều có hướng dẫn giải giúp cho các bạn hiểu bài hơn và rút kinh nghiệm khi làm các bài tập khác. Các bạn cùng tham khảo nhé
I. Vật lý 10 nâng cao bài 1:
Một vật nặng 1kg rơi tự do từ độ cao h = 60m xuống đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.
a] Tính độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian 0,5 s kể từ khi thả vật.
b] Tìm vị trí tại đó động năng bằng thế năng.
Hướng dẫn giải
a] Vận tốc của vật sau 0,5s: v = gt = 5m/s
Động lượng của vật sau 0,5s: p = mv = 5kg.m/s
Độ biến thiên động lượng của vật: Δp = p - p0 = 5kg.m/s
b] Chọn mốc thế năng tại mặt đất
Cơ năng ban đầu của vật: W1 = Wt1 = mgz1
Cơ năng tại vị trí động năng bằng thế năng: W2 = Wt2 + Wd2 = 2W12 = 2mgz2
Áp dụng ĐLBT cơ năng: W2 = W1 ⇒ z2 = z1 : 2 = 30m
II. Vật lý 10 nâng cao bài 2:
Một quả bóng có dung tích không đổi 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 105Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 100cm3 không khí. Coi quả bóng trước khi bơ không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi. Tính áp suất của khối khí trong quả bóng sau 45 lần bơm
Hướng dẫn giải
Thể tích khí đưa vào quả bóng: V1 = N.ΔV = 45.0,1 = 4,5 l
Áp dụng Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ôt:
III. Vật lý 10 nâng cao bài 3:
Nêu định luật vạn vật hấp dẫn và viết biểu thức, giải thích các đại lượng?
Hướng dẫn giải
1] Định luật. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
2] Hệ thức:
Trong đó:
m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm
r là khoảng cách giữa hai chất điểm [m]
G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn và không đổi đối với mọi vật.
IV. Vật lý 10 nâng cao bài 4
Dưới tác dụng của lực F = 2000N theo phương ngang. Một ô tô chuyển động thẳng đều trên đường nằm ngang. Hệ số ma sát lăn giữa xe và mặt đường là 0,04. Lấy g = 10 [m/s2]. Tính khối lượng của xe ?
Hướng dẫn giải
Cho biết: F = 2000 [N], μ = 0,04, lấy g = 10 [m/s2], a = 0 Tìm m = ?
Giải: Áp dụng định luật II Niu Tơn:
Lực ma sát:
Thay [b] vào [a]
V. Vật lý 10 nâng cao bài 5:
Đặt một quả cầu khối lượng m = 2kg tựa trên hai mặt phẳng tạo với mặt nằm ngang các góc α1 = 30º, α1 = 60º như hình vẽ. Hãy xác định áp lực của mặt cầu lên hai mặt phẳng đỡ Bỏ qua ma sát và lấy g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải
Cho biết: m = 2[kg], α1 = 30º, α1 = 60º
Lấy g = 10 [m/s2] Tính: Nx = ?; Ny = ?
Chọn trục tọa độ Oxy như hình vẽ.
VI. Vật lý 10 nâng cao bài 6:
Em hãy viết biểu thức tính độ lớn lực đàn hồi của lò xo và giải thích ý nghĩa mỗi kí hiệu trong công thức ?
Hướng dẫn giải
Fđh = k|Δl| = k|l - l0|
k là độ cứng của lò xo
l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo
l là chiều dài của lò xo tại vị trí cần tính lực đàn hồi của lò xo
VII. Vật lý 10 nâng cao bài 7:
Một vật có khối lượng m = 5kg trượt trên mặt phẳng nằm ngang nhờ lực kéo F như hình vẽ. Cho biết: độ lớn lực kéo F = 20N; g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải
a] [2 điểm]
+ Vẽ hình, biểu diễn tất cả mọi lực tác dụng lên vật:
+ Viết phương trình định luật II Niu-tơn:
+ Chiếu pt [1] lên trục Ox ta được: F = m.a
b] [2 điểm]
+ Vẽ hình, biểu diễn tất cả mọi lực tác dụng lên vật
+ Viết phương trình định luật II Niu-tơn
+ Chiếu pt [2] lên trục Oy: N – P = 0
→ N = P = m.g = 5.10 = 50N
+ Độ lớn lực ma sát: Fms = μ.N = 0,2.50 = 10N
+ Chiếu pt [2] lên trục Ox: F – Fms = ma
a] Tính gia tốc của vật, khi bỏ qua mọi ma sát ?
b] Tính gia tốc của vật, khi hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng là μ = 0,2?
VIII. Vật lý 10 nâng cao bài 8:
Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m có chiều dài tự nhiên là 50 cm. Treo vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng 0,5 kg, lấy g = 10m/s2. Xác định chiều dài của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng.
Hướng dẫn giải
Tại VTCB ta có:
→ mg = k [l – l0]
↔ 0,5.10 = 100[l - 0,5]
→ l = 0,55[m] = 55[cm]
IX. Vật lý 10 nâng cao bài 9:
Một vật có khối lượng 20kg được treo vào một sợi dây chịu được lực căng đến 210N. Nếu cầm dây mà kéo vật chuyển động lên cao với gia tốc 0,25m/s2 thì dây có bị đứt không? Lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn giải
Sử dụng định luật II Niutơn thu được kết quả : T = P + ma = m[g +a].
Thay số ta được: T = 20[10 + 0,25] = 205N.
Sức căng của dây khi vật chuyển động nhỏ hơn 210N nên dây không bị đứt.
Phần tổng hợp các bài tập vật lý 10 nâng cao mà Kiến Guru tổng hợp qua 9 bài trên các bạn cảm thấy như thế nào? Các bạn nào muốn lấy điểm 9-10 thì hãy làm đi làm lại nhiều lần các dạng bài như thế này để tăng khả năng tính toán và kĩ năng giải để của mình hơn nhé. Chúc các bạn ôn tập thật tốt để chuẩn bị cho các kì thi nhé
Phần hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 trang 141 Sách giáo khoa được kiến guru tổng hợp lại trên cơ sở là ôn tập và vận dụng bài học. Trong phần này được Kiến chia thành 2 phần : Lý thuyết và bài tập vận dụng có lời giải chi tiết về bài thế năng . Kiến thức toàn bộ nằm ở chương 4 : “Các định luật bảo toàn” . Mời các bạn cùng xem và tham khảo bài viết nhé.
I. Lý thuyết cần nắm để giải bài tập vật lý 10 trang 141 SGK
1. Thế năng trọng trường
a] Trọng trường
Trọng trường là trường hấp dẫn xung quanh Trái Đất.
Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên vật có khối lượng m đặt tại một vị trí bất kỳ trong không gian có trọng trường.
Biểu thức: P = mg
Nếu xét trong khoảng không gian không không quá rộng thì trọng trường trong khoảng không gian đó là trọng trường đều.
b] 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:
c] 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.
d] Đơn vị
Đơn vị của thế năng là jun [J]
Chú ý: Nếu chọn gốc thế năng tại mặt đất thì thế năng tại mặt đất bằng không
e] Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực
Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường:
- Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương.
- Khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm.
2. Thế năng đàn hồi
a] Công của lực đàn hồi
- Xét một lò xo có độ cứng k, một đầu gắn vào một vật, đầu kia giữ cố định.
- Khi lò xo bị biến dạng với độ biến dạng là
- Khi đưa lò xo từ trạng thái biến dạng về trạng thái không biến dạng thì công của lực đàn hồi được xác định bằng công thức:
b] Thế năng đàn hồi
- Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
- Công thức tính thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có độ biến dạng Δl là:
- Thế năng đàn hồi là một đại lượng vô hướng, dương.
- Đơn vị của thế năng đàn hồi là jun [J].
II. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 trang 141 SGK
1. Hướng dẫn giải bài tập vật lí 10 Bài 1 Trang 141
Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng:
a] trọng trường
b] đàn hồi
Lời giải:
- Thế năng trọng trường [hay còn gọi là thế năng hấp dẫn] 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.
- Thế năng đàn hồi : là dạng năng lượng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
- Ý nghĩa thế năng trọng trường: khi một vật ở vị trí có độ cao z so với mặt đất thì vật có khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này dự trữ bên trong vật dưới dạng gọi là thế năng.
- Tương tự, một lò xo có độ cứng k khi nén hoặc dãn một lượng Δl thì lực đàn hồi của ló xo khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này gọi là thế năng đàn hồi.
2. Hướng dẫn giải lý 10 bài 2 trang 141 SGK
Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì
A. Độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhauB. Thời gian rơi bằng nhau
C. công của trọng lực bằng nhau
D. gia tốc rơi bằng nhau
Hãy chọn câu sai.
Lời giải:
Chọn B.
Công A chỉ phụ thuộc hiệu độ cao không phụ thuộc dạng đường đi nên theo định lý biến thiên động năng ta có:
[h là hiệu độ cao giữa hai điểm]
v1 là vận tốc đầu không đổi, h = z, nên theo các con đường khác nhau thì độ lớn v2 vẫn bằng nhau và công của trọng lực bằng nhau
→ B sai, thời gian sẽ phụ thuộc vào hình dạng quỹ đạo đi.
Chọn B.
3. Hướng dẫn giải bài tập vật lý lớp 10 bài 3 trang 141
Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2. Khi đó , vật ở độ cao bằng bao nhiêu?
A. 0,102 m ; B. 1,0 mC. 9,8 m ; D. 32 m
Lời giải:
- Chọn A
- Áp dụng công thức tính thế năng trọng trường:
4. Hướng dẫn giải bài tập vật lý lớp 10 bài 4 trang 141 SGK
Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn Δl [Δl < 0] thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?
Lời giải:
Chọn A.
Thế năng đàn hồi của vật là:
5. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 bài 5 trang 141 SGK
Trong hình 26.5, hai vật cùng khối lượng nằm ở hai vị trí M và N sao cho MN nằm ngang. So sánh thế năng tại M và tại N.
Hình 26.5
Lời giải:
Vì MN nằm ngang nên nếu chọn cùng 1 mốc thế năng [ví dụ tại O] thì thế năng của vật tại M và tại N là như nhau.
6. Hướng dẫn giải bài tập vật lý 10 Bài 6 trang 141 SGK
Lò xo có độ cứng k = 200 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi lò xo bị nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối lượng của vật không?
Lời giải:
Áp dụng công thức tính thế năng đàn hồi:
Thế năng này không phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Trên đây là hướng dẫn giải chi tiết cho bài tập vật lý 10 trang 141 sách giáo khoa. Ngoài tổng hợp kiến thức, Kiến còn gửi tới bạn đọc các lời giải đầy đủ và chi tiết cho các câu hỏi từ dễ tới khó, rất thuận tiện cho các bạn đọc theo dõi. Qua bài viêt, mong rằng các bạn sẽ có thêm tài liệu hay và bổ ích để tham khảo và học tập, đẩy cao kết quả học tập của chính bản thân mình nhé