Phương pháp giải bài tập về động năng (hay, chi tiết)

---

---

Bài viết Phương pháp giải bài tập về động năng với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp giải bài tập về động năng.

Phương pháp giải bài tập về động năng (hay, chi tiết)

A. Phương pháp & Ví dụ

- Động năng của vật:

- Định lí biến thiên động năng: ΔW_đ = W_đ2 - W_đ1 = Σ A _{ngoại lực}

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một viên đạn có khối lượng 14 g bay theo phương ngang với vận tốc 400 m/s xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm, sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn.

Lời giải:

Độ biến thiên động năng của viên đạn khi xuyên qua tấm gỗ là:

Theo định lí biến thiên động năng:

A_c = ΔW_đ = F_c.s = - 1220,8

Dấu trừ chỉ lực cản.

Bài 2: Một ôtô có khối lượng 1100 kg đang chạy với vận tốc 24 m/s.

a. Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi vận tốc hãm là 10 m/s?

b. Tính lực hãm trung bình trên quãng đường ôtô chạy 60 m.

Lời giải:

Độ biến thiên động năng của ô tô là:

Theo định lí biến thiên động năng:

A_c = ΔW_đ = F_c.s = - 261800

Dấu trừ để chỉ lực hãm.

Bài 3: Một xe có khối lượng m = 2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6 km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là μ = 0,2, lấy g = 10 m/s².

a. Tính lực kéo của động cơ.

b. Đến điểm B thì xe tắt máy và xuống dốc BC nghiêng góc 30° so với phương ngang, bỏ qua ma sát. Biết vận tốc tại chân C là 72 km/h. Tìm chiều dài dốc BC.

c. Tại C xe tiếp tục chuyển động trên đoạn đường nằm ngang CD và đi thêm được 200 m thì dừng lại. Tìm hệ số ma sát trên đoạn CD.

Lời giải:

a. Vì xe chuyển động với vận tốc khống đổi là 6 km/h nên ta có:

F_k = F_ms = μmg = 0,2.2.10³.10 = 4000 N.

b. Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

Vì A_N = 0 nên = A_P = m.g.BC.sinα

c. Gia tốc trên đoạn CD.

Ta có: v_D² - v_C² = 2.a.CD ⇔

Mặt khác: F_ms = - ma ⇔ μ.m.g = - m.a ⇔

Bài 4: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5 m đạt vận tốc v = 4 m/s. Xác định công và công suất trung bình của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500 kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ = 0,01. Lấy g = 10 m/s².

Lời giải:

Các lực tác dụng lên xe là: F→, F_ms→, N→, P→

Theo định luật II Newton, ta có:

    F→ + F_ms→ + N→ + P→ = m a→

Trên Ox:

Công của trọng lực: A = F.s =

Công suất trung bình của xe là:

Vì v = at nên

Bài 5: Ôtô khối lượng 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB = 100m nằm ngang, vận tốc xe đều từ 0 đến 36 km/h. Biết lực cản trên đoạn đường AB bằng 10% trọng lượng xe.

a. Tính công của động cơ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ.

b. Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100 m, cao 10 m. Biết vận tốc của xe ở chân dốc là 7,2 km/h. Tính công của lực cản và lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.

Lời giải:

a. v₀ = 0, v_B = 10 m/s

Theo định lí biến thiên động năng, ta có:

A_F + A_Fc = ΔW_đ = 0,5 mv².

⇔ A_F + F_c.AB = 0,5 mv² ⇔ A_F - 0,1 mgAB = 0,5 mv².

⇔ A_F = 60 kJ.

Lực kéo F = A_F/AB = 600 N.

Gia tốc ⇒ t = v/a = 20s.

⇒ Công suất trung bình P = A_F/t = 3 kW.

b. Áp dụng định lí động năng cho vật chuyển động theo phương song song với mặt phẳng nghiêng:

A_P + A_Fc = ΔW_đ = 0,5m( v₂² - v² ).

⇔ mgh + A_Fc = 0,5m( v₂² - v² )

⇔ A_Fc = - 148 kJ.

Lực cản trung bình:

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Động năng được tính bằng biểu thức:

A. W_đ = mv²/2              B. W_đ = m²v²/2             C. W_đ = m²v/2            D. W_đ = mv/2

Lời giải:

Chọn A

Câu 2: Động năng là đại lượng:

A. Vô hướng, dương, âm hoặc bằng không

B. Vô hướng, có thể dương hoặc bằng không

C. Vectơ, luôn dương

D. Véc tơ, có thể dương hoặc bằng không

Lời giải:

Chọn B

Câu 3: Chọn phát biểu sai. Động năng của vật không đổi khi vật:

A. chuyển động với gia tốc không đổi.

B. chuyển động tròn đều.

C. chuyển động thẳng đều.

D. chuyển động với vận tốc không đổi

Lời giải:

Chọn C

Câu 4: Động năng của vật tăng khi:

A. gia tốc của vật tăng.

B. vận tốc của vật có giá trị dương.

C. gia tốc của vật giảm.

D. lực tác dụng lên vật sinh công dương.

Lời giải:

Chọn A

Câu 5: Khi lực tác dụng vào vật sinh công âm thì động năng:

A. tăng.            B. giảm.            C. không đổi.            D. bằng không

Lời giải:

Chọn B

Câu 6: Nếu khối lượng của một vật tăng lên 4 lần và vận tốc giảm đi 2 lần thì động năng của vật sẽ:

A. Không đổi             B. Tăng 2 lần              C. Tăng 4 lần             D. Giảm 2 lần

Lời giải:

Chọn A

Câu 7: Một vật đang chuyển động với vận tốc v. Nếu hợp lực tác dụng vào vật triệt tiêu thì động năng của vật:

A. giảm theo thời gian.

B. không thay đổi.

C. tăng theo thời gian.

D. triệt tiêu.

Lời giải:

Chọn D

Câu 8: Khi vận tốc của vật tăng gấp đôi, thì:

A. gia tốc của vật tăng gấp đôi.

B. động lượng của vật tăng gấp đôi.

C. động năng của vật tăng gấp đôi.

D. thế năng của vật tăng gấp đôi.

Lời giải:

Chọn B

Câu 9: Nhận định nào sau đây về động năng là không đúng?

A. Động năng là đại lượng vô hướng và luôn dương.

B. Động năng có tính tương đối, phụ thuộc hệ quy chiếu.

C. Động năng tỷ lệ thuận với khối lượng và vận tốc của vật.

D. Động năng là năng lượng của vật đang chuyển động.

Lời giải:

Chọn A

Câu 10: Một ôtô khối lượng 1000 kg chuyển động với vận tốc 72 km/h. Động năng của ô tô có giá trị:

A. 10⁵ J               B. 25,92.10⁵ J               C. 2.10⁵ J               D. 51,84.10⁵ J

Lời giải:

Chọn C

Câu 11: Một ôtô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36 km/h. Động năng của ô tô là:

A. 10.10⁴J.                B. 10³J.               C. 20.10⁴J.                 D. 2,6.10⁶J.

Lời giải:

Chọn A

Câu 12: Một vật có khối lượng m = 2 kg và động năng 25 J. Động lượng của vật có độ lớn là:

A. 10 kgm/s.               B. 165,25 kgm/s.               C. 6,25 kgm/s.               D. 12,5 kgm/s.

Lời giải:

Chọn A

Câu 13: Một vật có khối lượng 0,2 kg được phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10 m/s.Lấy g = 10 m/s².Bỏ qua sức cản. Hỏi khi vật đi được quãng đường 8 m thì động năng của vật có giá trị bằng bao nhiêu?

A. 8J               B. 7J               C. 9J               D. 6J

Lời giải:

Khi vật đạt đến độ cao cực đại thì vận tốc bằng 0.

Ta có:

⇒ Vật đã đi lên đến độ cao cực đại và rơi xuống 3m so với vị trí này.

Vận tốc của vật khi đi được 8 m là v₁.

v₁² - v² = 2gs ⇔ v₁² = v² + 2gs = 60.

⇒ Động năng của vật tại đó là: W_đ = (1/2) mv₁² = 6 J

Câu 14: Một vật có khối lượng m = 4 kg và động năng 18 J. Khi đó vận tốc của vật là:

A. 9 m/s                B. 3 m/s                C. 6 m/s                D. 12 m/s

Lời giải:

Chọn B

Câu 15: Một vật có khối lượng 500 g rơi tự do từ độ cao z = 100 m xuống đất, lấy g = 10 m/s². Động năng của vật tại độ cao 50 m so với mặt đất bằng bao nhiêu?

A. 1000 J               B. 250 J               C. 50000 J               D. 500 J

Lời giải:

Vận tốc của vật tại độ cao 50 m là v.

Ta có: v² - v₀² = 2gh ⇔ v² = v₀² + 2gh = 0² + 2.10.50 = 1000.

⇒ Động năng của vật tại vị trí đó là: W_đ = (1/2) mv² = 250 J.

Câu 16: Một vật trọng lượng 1N có động năng 1J. Lấy g = 10 m/s² khi đó vận tốc của vật bằng bao nhiêu?

A. 4,47 m/s.               B. 1,4 m/s.               C. 1m/s.               D. 0,47 m/s.

Lời giải:

Chọn A

Câu 17: Một vật có trọng lượng 4N có động năng 8J. Lấy g = 10 m/s² . Khi đó vận tốc của vật bằng:

A. 0,45 m/s.               B. 2 m/s.               C. 0,4 m/s.               D. 6,3 m/s.

Lời giải:

Chọn D

Câu 18: Một vật có khối lượng m = 2kg đang nằm yên trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Dưới tác dụng của lực 10 N vật chuyển động và đi được 10 m. Vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy:

A. v = 25 m/s               B. v = 7,07 m/s               C. v = 10 m/s               D. v = 50 m/s

Lời giải:

F = ma ⇔ a = F/m = 5 m/s².

Vận tốc của vật ở cuối chuyển dời là v.

Ta có: v² - v₀² = 2as ⇔ v² = 100 ⇔ v = 10 m/s.

C. Bài tập bổ sung

Bài 1: Một viên đạn khối lượng 14 g chuyển động với vận tốc 400 m/s theo phương ngang xuyên qua tấm gỗ dày 5 cm. Vận tốc viên đạn sau khi xuyên qua gỗ là 120 m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn?

Bài 2: Một ôtô chạy với vận tốc 24 m/s có khối lượng 1100 kg, hãm phanh chuyển động chậm dần đều. Tính:

a/ Độ biến thiên động năng của ô tô sau khi vận tốc giảm còn 10 m/s.

b/ Lực hãm trung bình sau khi ô tô đi thêm được 60 m.

Bài 3: Vật khối lượng 2 kg chuyển động với vận tốc v = 5 m/s đến va chạm với vật có cùng khối lượng đang đứn yên. Sau va chạm, hai vật chuyển động theo hai hướng khác nhau hợp với phương chuyển động ban đầu các góc lần lượt là 30⁰; 60⁰. Tính động năng từng vật trước và sau khi va chạm. Chứng minh động năng của hệ va chạm được bảo toàn.

Bài 4: Hai quả cầu chuyển động cùng vận tốc va chạm đàn hồi trực diện với nhau. Sau va chạm quả cầu có khối lượng 300 g dừng hẳn lại, tính khối lượng của quả cầu còn lại.

Bài 5: Hai máy bay chuyển động cùng chiều trên cùng một đường thẳng với các vận tốc v₁ = 540km/h và v₂ = 720 km/h. Máy bay II bay phía sau bắn 1 viên đạn m = 50 g với vận tốc 900 km/h so với máy bay II) vào máy bay trước. Viên đạn cắm vào máy bay I và dừng lại sau khi đi được quãng đường 20 cm (đối với máy bay I). Tính lực phá trung bình của viên đạn lên máy bay I.

Bài 6: Đoàn tàu m = 5 tấn đang chuyển động với vận tốc v_o = 10m/s thì hãm phanh, lực hãm F = 5000 N. Tàu đi thêm được quãng đường s rồi dừng lại. Dùng định lý động năng tính công của lực hãm, tính s.

Bài 7: Hòn đá khối lượng m = 200 g được ném từ mặt đất, xiên góc α so với phương ngang và rơi chạm đất ở khoảng cách s = 5 m sau thời gian chuyển động t = 1 s. Tính công của lực ném, bỏ qua lực cản của không khí.

Bài 8: Một người đứng trên xe đứng yên và ném theo phương ngang một quả tạ khối lượng m = 5 kg với vận tốc v₁ = 40 m/s đối với trái đất. Tính công người thực hiện nếu khối lượng xe và người là M = 100 kg. Bỏ qua ma sát.

Bài 9: Vật nặng khối lượng m₁ =1kg nằm trên tấm ván dài nằm ngang khối lượng m₂ =3kg. Người ta truyền cho vật nặng vận tốc ban đầu v_o = 2m/s. Hệ số ma sát giữa vật và ván là μ = 0,2, ma sát giữa ván và sàn không đáng kể. Dùng định luật bảo toàn động lượng và định lí động năng tính quãng đường đi được của vật nặng đối với tấm ván.

Bài 10: Vật khối lượng m = 100 g rơi tự do không vận tốc ban đầu. Lấy g = 10m/s².

a) Bao lâu sau khi bắt đầu rơi, vật có động năng là 5 J.

b) Sau quãng đường rơi là bao nhiều, vật có động năng là 44 J.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 10 chọn lọc có đáp án hay khác:

• Bài tập về thế năng
• Cơ năng – Định luật bảo toàn cơ năng

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---

---

---