Một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu v0 = 15,0 m/s

Giải SBT Vật lí 10 Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 3.22 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu v₀ = 15,0 m/s theo hướng hợp với mặt đất nằm ngang một góc $\alpha =60,0°$ . Bỏ qua sức cản của không khí, biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/s².

a. Tính động năng ban đầu của vật.

b. Tính động năng cực tiểu của vật trong suốt quá trình chuyển động.

c. Động năng của vật tại thời điểm $t<\frac{2v_0\sin \alpha }{g}$ là bao nhiêu?

d. Động năng của vật khi nó ở độ cao h là bao nhiêu?

Lời giải:

a. Động năng ban đầu của vật

W_đ0 = $\frac{1}{2}m{v}_0^2=\frac{1}{2}.0,{1.15}^2=11,25J$

b. Ta có vận tốc tại một điểm bất kì trong chuyển động ném xiên là

$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{{\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha -gt\right)}^2}$

W_đ $=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}m\left({\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha -gt\right)}^2\right)\ge \frac{1}{2}m{v}_0^2{\cos }^2\alpha$

Động năng cực tiểu của vật trong suốt quá trình chuyển động

W_đmin = $\frac{1}{2}m{v}_0^2{\cos }^2\alpha =\frac{1}{2}.0,{1.15}^2.cos{60}^0\approx 2,81J$

c. Động năng của vật tại thời điểm t

W_đt = $\frac{1}{2}m\left({\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha -gt\right)}^2\right)=\frac{1}{2}m{v}_0^2\left(1-\frac{2gt\sin \alpha }{v_0}+\frac{g^2{t}^2}{v_0^2}\right)$

Hay: W_đt = 11,25.(1 - 1,13.t + 0,427.t²)

d. Động năng của vật ở độ cao h

W_đt = $\frac{1}{2}m\left({\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha -gt\right)}^2\right)$

$=\frac{1}{2}m\left({\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha \right)}^2+g^2{t}^2-2v_0.\sin \alpha .g.t\right)$(1)

Do vật né$=11,25\left(1-8,{71.10}^{-2}h\right)$m xiên nên ta có phương trình theo trục 0y:

$y=v_0.\sin \alpha .t-\frac{1}{2}.g.t^2$

Tại độ cao y = h có:

$h=v_0.\sin \alpha .t-\frac{1}{2}.g.t^2\Rightarrow 2gh=2v_0.\sin \alpha .gt-g^2{t}^2$

Thay vào (1) ta được:

W_{đt$=\frac{1}{2}m\left({\left(v_0\cos \alpha \right)}^2+{\left(v_0\sin \alpha \right)}^2-2gh\right)$}

W_đt =$\frac{1}{2}m{v}_0^2\left(1-\frac{2gh}{v_0^2}\right)$

W_{đt$=11,25\left(1-8,{71.10}^{-2}h\right)$}

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí lớp 10 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Bài 3.1 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Một người tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên một vật ....

• Bài 3.2 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về công ....

• Bài 3.3 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Tính công của một người đã thực hiện khi nâng một vật có khối lượng ....

• Bài 3.4 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Một lò sưởi điện có công suất 2,5 kW hoạt động trong khoảng thời gian ....

• Bài 3.5 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,30.10³ kg di chuyển trên đoạn đường ABCD ....

• Bài 3.6 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một chiếc xe khối lượng m = 10,0 tấn, chuyển động trên mặt đường nằm ngang với vận tốc ....

• Bài 3.7 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Trong giai đoạn gần tiếp đất, một giọt nước mưa có khối lượng m = 65,5 mg ....

• Bài 3.8 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc ....

• Bài 3.9 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc ....

• Bài 3.10 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 3,50 tấn đi hết một con dốc có chiều dài s = 100 m ....

• Bài 3.11 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Một vật có khối lượng m = 300 g được ném lên từ mặt đất với tốc độ ban đầu v₀ = 19,6 m/s ....

• Bài 3.12 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Để múc nước từ dưới giếng lên bể người ta dùng một chiếc gầu có khối lượng m₀ = 500 g ....

• Bài 3.13 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Khi tăng tốc một vật từ tốc độ v lên tốc độ 2v, động năng của nó ....

• Bài 3.14 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về thế năng? ....

• Bài 3.15 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng nhất về cơ năng trong trọng trường? ....

• Bài 3.16 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 30,0 kg được kéo từ mặt đất (được chọn làm gốc thế năng) lên đến một vị trí ....

• Bài 3.17 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1,50 km ....

• Bài 3.18 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một vật có khối lượng m = 1,00 kg được thả rơi không vận tốc ban đầu từ độ cao h = 10,0 m ....

• Bài 3.19 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g được lồng vào một sợi cáp kim loại mảnh đã được uốn thành ....

• Bài 3.20 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Tính động năng của các đối tượng sau: ....

• Bài 3.21 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,25 tấn chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ cho ....

• Bài 3.23 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một viên đạn có khối lượng m = 5,00 g đang bay với vận tốc v₀ = 800 m/s ....

• Bài 3.24 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 100 g được thả rơi tự do từ độ cao H = 20,0 m so với mặt đất ....

• Bài 3.25 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 200 g được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu v₀ = 15,0 m/s ....

• Bài 3.26 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Động cơ xăng của ô tô có hiệu suất là 27%. Điều này có nghĩa là chỉ 27% năng lượng được lưu trữ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---