Bài tập file word vật lí 10 chân trời sáng tạo Ôn tập chương 6 (P1)

ÔN TẬP CHƯƠNG 6: NĂNG LƯỢNG

(PHẦN 1 - 20 CÂU)

Câu 1: Định nghĩa năng lượng trong vật lý là gì?

Trả lời:

Năng lượng là khả năng của một hệ thống thực hiện công hoặc sản xuất sự thay đổi.

Câu 2: Phân biệt giữa công suất và công năng.

Trả lời:

Công suất là công việc thực hiện trong một khoảng thời gian, trong khi công năng là lượng công việc thực hiện trong tổng cộng một thời gian.

Câu 3: Định nghĩa động năng và thế năng.

Trả lời:

Động năng là năng lượng do vật thực hiện chuyển động, thế năng là năng lượng do vị trí của vật trong môi trường.

Câu 4: Làm thế nào năng lượng cơ học có thể được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt?

Trả lời:

Khi bạn sử dụng máy phát điện, năng lượng cơ học của động cơ được chuyển đổi thành năng lượng điện và phát ra dưới dạng nhiệt.

Câu 5: Nêu công thức tính hiệu suất

Trả lời:

Hiệu suất H =

H =

Trong đó:

P_ci là công suất có ích

P_tp là công suất toàn phần

Câu 6: Nêu định luật bảo toàn cơ năng.

Trả lời:

Khi một vật đang chuyển động trong trọng trường sẽ chỉ phải chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật đó chính là một đại lượng được bảo toàn

Câu 7: Người ta kéo một cái thùng nặng 20 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương nằm ngang một góc 60°, lực tác dụng lên dây là 300N.

a) Tính công của lực đó khi thùng trượt được 10 m.

b) Khi thùng trượt, công của trọng lực bằng bao nhiêu?

Trả lời:

a) Công của lực F kéo thùng đi được 10 m là:

A = F.s.cosα = 300.10.cos60° = 1500 J

b) Vì trong quá trình vật chuyển động, trọng lực luôn vuông góc với phương chuyển động nên công của trọng lực bằng 0.

Câu 8: Tại sao các động cơ xe điện có thể có hiệu suất cao hơn so với động cơ đốt trong?

Trả lời:

Động cơ xe điện có thể chuyển đổi năng lượng một cách hiệu quả hơn và ít tạo nhiệt độ hơn.

Câu 9: Tại sao một quả cầu rơi từ độ cao cao sẽ có năng lượng cơ năng tăng lên khi rơi xuống?

Trả lời:

Vì độ cao giảm, năng lượng cơ năng tăng do chuyển đổi từ năng lượng tiềm năng.

Câu 10: Một ôtô khối lượng 20 tấn chuyển động chậm dần đều trên đường nằm ngang dưới tác dụng của lực ma sát, với hệ số ma sát μ = 0,3. Vận tốc đầu của ô tô là 54 km/h, sau một khoảng thì ôtô dừng. Tính công của lực ma sát trong thời gian đó.

Trả lời:

Độ lớn lực ma sát: F_ms = μmg.

Công làm ôtô chuyển động chậm dần là công của lực ma sát. Do đó:

Suy ra công của lực ma sát:

Vì công cản nên A < 0 ⇒ A = -2,25.10⁶ J

Câu 11: Một động cơ có công suất tiêu thụ bằng 5 kW kéo một vật có trọng lượng 12kN lên độ cao 30 m theo phương thẳng đứng trong thời gian 90s với vận tốc không đổi. Hiệu suất của động cơ bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Công có ích để nâng vật lên là: Aci = P.h = 12000.30 = 360000 J

Công toàn phần do động cơ sinh ra là: Atp = P.t – 5000.90 = 450000 J

Hiệu suất của động cơ là: H =

Câu 12: Một ô tô có khối lượng 1600kg đang chạy với tốc độ 80km/h thì người lái xe nhìn thấy một vật cản trước mặt cách khoảng 15m. Người đó tắt máy và hãm phanh khẩn cấp với lực hãm không đổi là 1,2.10⁴N. Xe có kịp dừng trước khi đâm vào vật cản đó không?

Trả lời:

Đổi vận tốc: v = 80 km/h = 22,22 m/s

Áp dụng định lý động năng:

Xe phải đi thêm 32,9m mới dừng lại. Do đó xe không tránh khỏi vật cản

Câu 13: Một thang máy khối lượng m = 800kg chuyển động thẳng đứng lên cao 10m. Tính công của động cơ để kéo thang máy đi lên khi:

a) Thang máy đi lên đều.

b) Thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc 1m/s². Lấy g = 10m/s².

Trả lời:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động đi lên của thang máy

a) thang máy đi lên đều = > F_K = P = m.g = 800.10 = 8000 (N)

A_F = F.s = 8000.10 = 80000 (J)

b) thang máy đi lên nhanh dần đều: F_K – P = ma = > F_K = P + ma = 8800 (N)

A_F = F.s = 8.800.10 = 88000(J)

Câu 14: Một ô tô chạy 100 km với một lực kéo không đổi là 700 N thì tiêu thụ hết 6 lít xăng. Hiệu suất của động cơ ô tô đó là bao nhiêu? Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 4,6.107 J/kg và khối lượng riêng của xăng là 700 kg/m3.

Trả lời:

Công có ích để kéo xe di chuyển bằng: A_ci = F.S = 700.100.1000 = 70000000 J

Công toàn phần do đốt cháy nhiệt liệu xăng: A_tp = mL = DVL = 700..4,5.10⁷ = 193200000 J

Hiệu suất động cơ là: H = .100% = 36,23%

Câu 15: Cần công bao nhiêu để 1 chiếc xe tô nặng 1,5 tấn tăng tốc từ 20m/s lên 30m/s? Tinh lực cần thiết để thực hiện công đó nếu xe tăng tốc trên đoạn đường 3m.

Trả lời:

Áp dụng định lý động năng:

Lực cần thực hiện công đó:

Câu 16: Lò xo có độ cứng k = 50N/m. Tính công của lực đàn hồi của lò xo khi nó dãn thêm 10cm từ

a) Chiều dài tự nhiên

b) Vị trí đã dãn 10cm

c) Vị trí đang nén 10cm

Trả lời:

công của lực đàn hồi A = 0,5k(x₁² – x₂²)

Chọn gốc thế năng tại vị trí lò xo có độ dài ban đầu, chiều dương hướng xuống

a) x₁ = 0; x₂ = 0,1m  A₁ = -0,25J

b) x₁ = 0,1m; x₂ = 0,1 + 0,1 = 0,2m  A₂ = -0,75J

c) x₁ = -0,1m; x₂ = 0  A₃ = 0,25J

Nhận xét A₁ < 0; A₂ < 0 = > hệ nhận công  để lò xo dãn phải cung cấp năng lượng cho hệ

A₃ > 0  hệ sinh công  lò xo khi bị nén sẽ tự sinh ra năng lượng để làm lò xo dãn.

Câu 17: Người ta lăn 1 thùng dầu từ mặt đất  lên sàn xe tải bằng một tấm gỗ nghiêng. Sàn xe tải cao 1,2m, tấm ván dài 2m. Thùng có tổng khối lượng là 100kg và lực đẩy thùng là  420N

a) Tính lực ma sát  giữa tấm ván và thùng

b) Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng

Trả lời:

a) Trọng lượng thùng là: P = 10.m = 10.100 = 1000 N

Nếu không có ma sát thì lực đẩy thùng là:

F’ =

Mà thực tế phải đẩy thùng với 1 lực là 420N

Lực ma sát giữa tấm ván và thùng là:

F_ms = F – F’ = 420 – 400 = 20 N

b)

Công có ích để đưa vật lên là: A₁ = P.h = 1000.1,2 = 1200 J

Công toàn năng để đưa vật lên là: A = F.S = 420.3 = 1260 J

Hiệu suất mặt phẳng nghiêng là: H =

Câu 18: Vật nhỏ khối lượng m trượt từ độ cao h qua vòng xiếc bán kính R bỏ qua ma sát.

a) Tính lực nén của vật lên vòng xiếc tại vị trí α (hình vẽ)

b) Tính h để vật có thể vượt qua vòng xiếc

c) khi vật không qua vòng xiếc, xác định vị trí α nơi vật bắt đầu rời vòng xiếc hoặc trượt trở xuống.

Trả lời:

a) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hai điểm A và C (gốc thế năng tại B)

mgh = mgR(1+cosα) + 0,5mv²  v² = 2gh – 2gR(1+cosα)

Theo định luật II Newton:

Q + mgcosα = mv²/R  Q = mg(2h/R – 2 – 3cosα) = N

Lưu ý kết quả này vẫn đúng cho vị trí của C so với O

b) Để vật có thể vượt qua hết vòng xiếc thì lực nén lên vòng xiếc

N_min ≥ 0  N_min = mg(2h/R – 5) ≥ 0  h ≥ 2,5R (N_min khi α = 0)

c) Vật rời vòng xiếc hoặc trượt xuống khi N = 0

 mg(2h/R – 2 – 3cosα) = 0  α = cos -1(2h/3R – 2/3)

Câu 19: Một thang máy có khối lượng 500 kg chuyển động đều với tốc độ 4 m/s. Tính công suất trung bình của hệ thống kéo thang máy. Lấy g = 10 m/s².

Trả lời:

Lực kéo tác dụng lên thang máy có độ lớn bằng trọng lượng vật (do thang máy lên đều).

F = P = m.g = 5000 N

Công suất trung bình: = F.v = 20 000W

Câu 20: Trong một trò chơi kéo co, hai đội cùng kéo trên một sợi dây và lúc này gần như lực kéo của hai đội đang cân bằng nhau. Lực do hai đội tác dụng lên dây có sinh công không? Công mỗi đội tác dụng lên mặt đất bằng bao nhiêu? Có tồn tại công trên bất cứ vật gì không?

Trả lời:

Vì không có sự dịch chuyển nào, sợi dây cũng không bị dịch chuyển nên không tồn tại công được thực hiện trên nó. Tương tự, công do mỗi đội tác dụng lên mặt đất cũng bằng không. Tuy nhiên, công có tồn tại trong cơ thể của người kéo. Ví dụ: Tim của mỗi người tác dụng lực lên máu để đưa máu đi khắp cơ thể.