Ôn thi Vật lý lớp 10

Nội dung text: Ôn thi Vật lý lớp 10

1. ÔN THI VẬT LÝ LỚP 10 1
2. Bài 1: Định luật bảo toàn động lượng A. Lý thuyết: 1. Hệ kín: Là hệ vật chỉ tương tác với nhau, không tương tác với các vật ngoài hệ. 2. Định luật bảo toàn động lượng : a. Động lượng : - Động lượng của một vật là đại lượng đo bằng tích của khối lượng của vật và vận tốc của nó. - Biểu thức : P m.v Đơn vị : kg.m/s b. Định luật bảo toàn động lượng : - Vectơ động lượng toàn phần của hệ kín được bảo toàn - Biểu thức : P P ' ' ' P1 P2 P1 P2 ' ' m1.v1 m2 .v2 m1.v1 m2 .v2 B. Bài tập : Dạng 1: Tính động lượng - Độ biến thiên động lượng. - Động lượng của một vật : P m.v - Động lượng của hệ vật : P  Pi P1 P2 Pn - Độ biến thiên động lượng: P P2 P1 F. t Chú ý: Động lượng của hệ gồm hai vật là một hệ kín P P P 1 2 Khi đó: P được xác định như sau: P1 P + Nếu P ,P cùng phương, cùng chiều: O 1 2 P P P P 2 1 2 O P + Nếu P1 ,P2 cùng phương, ngược chiều: P1 P P2 P1 P2 P + Nếu P1 ,P2 vuông góc với nhau: P1 P P 2 P 2 1 2 O P 2 + Nếu P ,P cùng độ lớn và hợp nhau một góc : 1 2 P1 O P P 2.P1.cos 2 P2 + Nếu P1 ,P2 khác độ lớn và hợp nhau một góc : P 2 1
3. 2 2 2 P P1 P2 2.P1.P2 .cos  O  2 2 2 P hoặc P P1 P2 2.P1.P2 .cos P2 1. Ví dụ: Bài 1: Tìm tổng động lượng ( hướng và độ lớn ) của hệ hai vật có khối lượng bằng nhau m1=1kg, m2=1kg. Vận tốc vật 1 có độ lớn v=1m/s và có hướng không đổi, vận tốc vật hai có độ lớn v2 = 2m/s và có hướng vuông góc với v1 ? A. 5kg.m/s, 630 B. 5 kg.m/s, 630 C. 3kg.m/s, 450 D. 3 kg.m/s, 450 Giải: - Động lượng của mỗi vật: p1 m1.v1 , p2 m2 .v2 - Độ lớn: p1 m1.v1 1.1 1kg.m / s p2 m2 .v2 1.2 2kg.m / s p p2 - Tổng động lượng của hệ: p p p 1 2 p m1.v1 m2 .v2 2 2 2 2 - Theo hình vẽ: p p1 p2 1 2 5kg.m / s . p O 1 p 1 - Và: cos 1 0,447 630 p 5 Vậy p 5kg.m / s và hợp với v một góc 630 . Chọn B. Bài 2: Một quả cầu rắn có khối lượng m=0,1kg chuyển động với vận tốc v=4m/s trên mặt phẳng nằm ngang. Sau khi va vào một vách cứng, nó bị bật trở lại với cùng vận tốc 4m/s. Hỏi độ biến thiên động lượng của quả cầu sau va chạm bằng bao nhiêu ? Tính lực (hướng và độ lớn) của vách tác dụng lên quả cầu nếu thời gian va chạm là 0,05s. Giải: - Chọn chiều dương là chiều trước khi quả cầu va vào vách. - Động lượng của quả cầu rắn trước khi va vào vách cứng: p1 m.v1 m.v - Động lượng của quả cầu rắn sau khi va vào vách cứng: p2 m.v2 m.v - Độ biến thiên động lượng của quả cầu rắn sau va chạm: p p p m.v m.v 2.m.v 2.0,1.4 0,8kg.m 2 1 s - Lực do vách tác dụng vào quả cầu rắn: p 0,8 F 16N t 0,05 Dấu (-) cho biết lực F có chiều ngược chiều với chiều dương. Bài 3: Một quả bóng khối lượng m=100g đang bay với vận tốc v=20m/s thì đập vào một sàn ngang, góc giữa phương của vận tốc với đường thẳng đứng là , va chạm hoàn toàn đàn hồi và 3
4. góc phản xạ bằng góc tới. Tính độ biến thiên động lượng của quả bóng và lực trung bình do mặt sàn tác dụng lên quả bóng trong thời gian va chạm là 0,2s trong các trường hợp sau: a) 0 b) 600 Giải: a) Tự giải 0 b) Trường hợp 60 : C - Độ biến thiên động lượng : m 600 A p B P p2 p1 p1 p2 0 - Theo hình vẽ: ( p, p1 ) 60 O O và p1 p2 - Suy ra: p p p m.v 0,1.20 2kg.m 1 2 2 s - Lực trung bình do mặt sàn nằm ngang tác dụng lên quả bóng: p 2 F 10N t 0,2 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Tìm tổng động lượng (hướng và độ lớn) của hai vật m1 1kg và m2 2kg , v1 v2 2m / s , biết hai vật chuyển động theo các hướng: a) ngược nhau. b) cùng chiều nhau. c) vuông góc nhau. d) hợp với nhau góc 600. Bài 2: Một quả bóng khối lượng m=500g đang bay với vận tốc v=10m/s thì đập vào tường rồi bật trở lại với cùng vận tốc, biết va chạm hoàn toàn đàn hồi và góc phản xạ bằng góc tới. Tính độ lớn động lượng của quả bóng trước, sau va chạm và độ biến thiên động lượng của quả bóng nếu bóng đến đập vào tường dưới góc tới bằng: a) 0 b) 600 Suy ra lực trung bình do tường tác dụng lên bóng nếu thời gian va chạm là 0,1s. Bài 3: Một quả bóng khối lượng m=5g rơi xuống mặt sàn từ độ cao h=0,8m, sau đó nảy lên. Thời gian va chạm là 0,01s. Tính lực tác dụng của sàn lên quả bóng, biết va chạm nói trên là va chạm đàn hồi. Bài 4: Độ lớn động lượng của vật A là p A 1kg.m / s , của vật B là pB 2kg.m / s . Độ lớn tổng cộng của hai vật là: A.có thể có mọi giá trị từ 1kg.m/s đến 3kg.m/s. B. 1kg.m/s. C. 3kg.m/s. D. 3,1kg.m/s. Bài 5: Một quả bóng khối lượng m=300g va chạm vào tường va nảy trở lại với cùng vận tốc. Vận tốc của bóng trước va chạm là 5m/s. Biến thiên động lượng của bóng là: A. -1,5kg.m/s. B. 1,5kg.m/s. C. 3kg.m/s. D. -3kg.m/s. 4
5. Bài 6: Động lượng ban đầu của một vật là p , sau đó dưới tác dụng của một lực không đổi F , 1 vật có động lượng là p . Hướng và độ lớn của p ,p trên hình 1. Trong những vectơ vẽ ở hình 2 1 2 2, vectơ nào chỉ hướng của lực F ? B D p p 600 1 2 C 300 A 600 (1) (2) Dạng 2: Tính vận tốc của các vật trước và sau va chạm: - Chọn chiều dương là chiều chuyển động của một vật. - Viết biểu thức động lượng của hệ trước va sau va chạm: n trước va chạm: p  pi p1 p2 pn i 1 n ' ' ' ' ' sau va chạm: p  p i p1 p2 pn i 1 - Theo định luật bảo toàn động lượng: n '  pi  pi (1) i 1 - Chiếu (1) xuống trục tọa độ ta sẽ tìm được kết quả bài toán. 1. Ví dụ: Viên bi thứ nhất đang chuyển động với vận tốc v1 10m / sthì va vào viên bi thứ hai đang đứng yên. Sau va chạm, hai viên bi đều chuyển động về phía trước. Tính vận tốc của mỗi viên bi sau va chạm trong các trường hợp sau: 1. Nếu hai viên bi chuyển động trên cùng một đường thẳng và sau va chạm viên bi thứ nhất ' có vận tốc làv 1 5m / s . Biết khối lượng của hai viên bi bằng nhau. 2. Nếu hai viên bi hợp với phương ngang một góc: a)  450 . b) 600 ,  300 Giải: - Xét hệ gồm hai viên bi 1 và 2. - Theo phương ngang : các lực tác dụng lên hệ gồm trọng lực và phản lực cân bằng nhau nên hệ trên là một hệ kín. - Chọn chiều dương là chiều chuyển động của viên bi thứ nhất trước va chạm. - Động lượng của hệ trước va chạm: p p1 p2 m.v1 - Động lượng của hệ sau va chạm: ' ' ' ' ' p p1 p2 m.v1 m.v2 - Theo định luật bảo toàn động lượng: ' ' p1 p2 ' ' m.v1 m.v1 m.v2 ' ' v1 v1 v2 (1) 1. Hai viên bi chuyển động trên cùng một đường thẳng: - Chiếu (1) xuống chiều dương như đã chọn: ' ' - Ta có : v1 v1 v2 5
6. ' ' v2 v1 v1 10 5 5m / s Vậy vận tốc của viên bi thứ hai sau va chạm là 5m/s. 2. Hai viên bi hợp với phương ngang một góc: v ' a)  450 : 1 ' ' 2 Theo hình vẽ: v v v .cos 10. 7,1m / s O v1 1 2 1 2  Vậy vận tốc của hai viên bi sau va chạm là 7,1m/s. ' 0 0 v b) 60 , 30 : 2 ' ' ' Theo hình vẽ: v1 ,v2 vuông góc với nhau. v 1 ' 1 v v .cos 10. 5m / s v1 Suy ra: 1 1 O 2  ' 3 v2 v1.cos  10. 8,7m / s ' 2 v2 Vậy sau va chạm: Vận tốc của viên bi thứ nhất là 5m/s. Vận tốc của viên bi thứ hai là 8,7m/s. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Trên mặt phẳng ngang có ba viên bi nhẵn m1 ,m2 4m1 ,m3 2m1 m1 chuyển động với vận tốc v1 2m / s,v2 7m / s,v3 1m / s như hình vẽ: v 1 O Biết rằng ba viên bi va chạm không đàn hồi cùng lúc tại O tạo thành v v một khối chuyển động với vận tốc v . Hỏi v có giá trị nào sau đây ? 2 0 0 3 45 30 A. 3m/s. B. 3,88m/s. m 2 m3 C. 3,3m/s. D. 3,5m/s. Bài 2: Trên mặt bàn nằm ngang có một viên bi A có khối lượng m đang nằm yên. a) Ta dùng viên bi B cũng có khối lượng m bắn vào viên bi A với vận tốc v , sau va chạm bi A chuyển động cùng hướng với bi B trước va chạm va cũng có vận tốc v . Vận tốc của viên bi B sau va chạm là: A. 1m/s. B. 1,1m/s. C. 2m/s. D. 0m/s. b) Lấy viên bi C có khối lượng m1bắn vào viên bi A đứng yên với vận tốc v , sau va chạm viên bi C chuyển động ngược hướng với viên bi A và có cùng độ lớn vận tốc là v . So sánh m va m1 ? A. bằng nhau. B. lớn gấp đôi. C. nhỏ gấp đôi. D. một giá trị khác. Bài 3: Hai viên bi chuyển động ngược chiều nhau trên một đường thẳng , viên bi 1 có khối lượng 200g và có vận tốc 4m/s, viên bi hai có khối lượng 100g và có vận tốc 2m/s. Khi chúng va vào và dính chặt vào nhau thành một vật. Hỏi vật ấy có vận tốc là bao nhiêu ? A. 2m/s. B. 0m/s. C. 1,5m/s. D. 1m/s. Bài 4: Một toa tàu có khối lượng m1 3000kg chạy với vận tốc v1 4m / sđến đụng vào một toa tàu đang đứng yên có khối lượng m2 5000kg , làm toa này chuyển động với vận tốc ' v2 3m / s . Sau va chạm, toa 1 chuyển động như thế nào ? A. 1m/s. B. 1,2m/s. C. -1,2m/s. D. -1m/s. 6
7. Bài 5: Thuyền khối lượng M 200kg chuyển động với vận tốc v 1,5m / s , một người có khối 1 lượng m1 50kg nhảy từ bờ lên thuyền với vận tốc v2 6m / stheo phương vuông góc với v . 1 Độ lớn và hướng vận tốc của thuyền sau khi người nhảy vào thuyền là: 0 A.v 2m / s và hợp với v1 một góc 30 . 0 B.v 1,7m / s và hợp với v1 một góc 30 . 0 C.v 1,7m / s và hợp với v2 một góc 45 . 0 D.v 2m / s và hợp với v2 một góc 45 . Dạng 3: Súng giật lùi khi bắn - Sự nổ của đạn. 1. Súng giật lùi khi bắn: - Xét hệ kín gồm súng và đạn - Gọi m1 là khối lượng của súng, m2 là khối lượng của đạn. - Lúc đầu chưa bắn, động lượng của hệ : p 0 ' ' - Sau khi bắn: đạn bay theo phương ngang với vận tốc v2 thì súng bị giật lùi với vận tốc v1 ' p m1.v1 m2 .v2 - Theo định luật bảo toàn động lượng: p p ' m1.v1 m2 .v2 0 ' m2 ' v1 .v2 m1 Vậy súng và đạn chuyển động ngược chiều nhau. 2. Sự nổ của đạn: - Viên đạn có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v0 , sau đó nổ thanh hai mảnh có khối lượng m1 và m2 chuyển động với vận tốc v1 ,v2 . - Động lượng của đạn trước khi nổ: p m.v0 - Động lượng của đạn sau khi nổ: ' p m1.v1 m2 .v2 - Theo định luật bảo toàn động lượng: p p ' m.v0 m1.v1 m2.v2 - Sau đó căn cứ vào bài toán mà ta tìm ra kết quả. 1. Ví dụ: Một viên đạn có khối lượng 20 kg đang bay thẳng đứng lên trên với vận tốc v 150m / s thì nổ thành hai mảnh. Mảnh thứ nhất có khối lượng 15kg bay theo phương nằm ngang với vận tốc v1 200m / s . Mảnh thứ hai có độ lớn và hướng là: A. 484m/s, 450 B. 848m/s, 600. C. 484m/s, 600. D. 848m/s, 450. Giải: - Vì trọng lực rất nhỏ so với nội lực tương tác nên hệ 2 mảnh coi như hệ kín. - Động lượng của đạn trước khi nổ: 7
8. p m.v v2 v - Động lượng của đạn sau khi nổ: ' p m1.v1 m2 .v2 - Theo định luật bảo toàn động lượng: p p ' m.v m1.v1 m2 .v2 (1) O v1 2 2 2 2 - Theo hình vẽ: v2 v v 1 150 200 848m / s v 150 2 - Và: cos 450 v2 848 2 Vậy mảnh hai chuyển động với vận tốc 848m/s và hợp với phương thẳng đứng một góc 450. Chọn D. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Một khẩu súng đại bác có khối lượng 2 tấn bắn đi một viên đạn lớn có khối lượng 20 kg. Đạn bay ra khỏi nòng với vận tốc 100m/s. Vận tốc của súng trên phương ngang này là: A. -1m/s. B. 1m/s. C. -2m/s. D. 2m/s. Bài 2: Một pháo thăng thiên có khối lượng đầu pháo M=100g và m=50g thuốc pháo. Khi đốt pháo, giả thiết toàn bộ thuốc cháy tức thời phun ra với vận tốc 100m/s. Vận tốc bay lên theo phương thẳng đứng của đầu viên pháo là: A. -10m/s. B. 10m/s. C. 50m/s. D. -50m/s. Bài 3: Một viên đạn bắn theo phương ngang, sau khi nổ: vỏ đạn và đầu đạn tách ra hai bên so với phương ngang trở thành m 1=2 kg và m2=1 kg. Biết v1=75m/s và v2=150m/s, và vận tốc của đầu đạn vuông góc với vận tốc ban đầu của viên đạn. Hỏi động lượng và vận tốc ban đầu của viên đạn có giá trị là: A. 210kg.m/s, 80m/s B. 120kg.m/s, 80m/s. C. 210kg.m/s, 50m/s. D. 120kg.m/s, 50m/s. Bài 2: Công – Công suất. A. Lý thuyết: 1. Công: Công của một lực F có điểm đặt di chuyển một đoạn s hợp với phương của lực một góc A F.s.cos F trong đó: là góc hợp giữa phương dịch chuyển và phương lực tác dụng Phg dịch chuyển Đơn vị: jun (J) Các trường hợp đặt biệt: + Nếu 0  thì A0 và được gọi là công phát động. 2 + Nếu  thì A0 và được gọi là công cản. 2 8
9. + Nếu thì A 0 thì dù có lực tác dụng nhưng công không được thực hiện. 2 2. Công suất: A Ta có : P đơn vị : oát (W) t Chú ý: 1Wh 3600J , 1kWh 3,6.106 J B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Một người nâng một vật có khối lượng 6kg lên cao 1m rồi mang đi ngang được độ dời 30m. Công tổng cộng mà người thực hiện là: A. 1860J. B. 1800J. C. 160J. D. 60J. Giải: Công mà người nâng vật lên cao 1m: A1 F.h P.h m.g.h 6.10.1 60J Khi đi ngang, người không thực hiện công vì lực tác dụng có phương vuông góc với độ dời. A2 0 Công tổng cộng mà người thực hiện: A A1 A2 60 0 60J Chọn D. Bài 2: Một vật có khối lượng m 0,3kg nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo F 5N hợp với phương ngang một góc 300 . a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s. b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối. c) Gỉa sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số  0,2 thì công toàn phần có giá trị bằng bao nhiêu ? y Giải: N F - Chọn trục tọa độ như hình vẽ: x - Các lực tác dụng lên vật:,,P N F P - Theo định luật II N: P N F m.a (1) - Chiếu (1) xuống trục ox: F.cos F.cos m.a a m - Vật dưới tác dụng của lực F thì vật chuyển động nhanh dần đều. - Quãng đường vật đi được trong 5s là: 3 5. 1 1 F.cos 1 s .a.t 2 . .t 2 . 2 .52 180m 2 2 m 2 0,3 a) Công của lực kéo: 9
10. 3 A F.s.cos 5.180. 778,5J 2 b) Công suất tức thời: A F.s.cos 3 N F.v.cos F.a.t.cos 5.14,4.5. 312W t t 2 c) Trong trường hợp có ma sát: Theo định luật II N: P N F Fms m.a (1) Chiếu (1) xuống trục oy, ta được: N P F.sin m.g F.sin y 1 Suy ra: Fms .N .(m.g F.sin ) 0,2.(0,3.10 5. ) 0,06N 2 N F - Công của lực ma sát : Ams Fms .s.cos 0,06.180 10,8J - Công của lực kéo: x Fms Fk 778,5J - Công của trọng lực và phản lực: P AP 0 , AN 0 - Công toàn phần của vật: A Ak Ams AP AN 778,5 10,8 0 0 767,7J 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Một người kéo vật khối lượng m 60kg lên cao h 1m . Công của lực kéo vật lên theo phương thẳng đứng là: A. 600J. B. -600J. C. 588J. D. -588J. Bài 2: Một vật khối lượng m 2kg rơi từ độ cao h 10m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Sau thời gian t 1,2s trọng lực thực hiện một công là: A. 138,3J. B.1383J. C. 144J. D. -144J. Bài 3: Vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng ngang với vận tốc v 72km hnhờ lực kéo F hợp với phương ngang một góc 600 , độ lớn F 40N . Sau thời gian t 10s công của lực F là: A. 24J. B.12J. C. 22J. D. 42J. Bài 4: Xe ôtô khối lượng m 1000kg chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu, đi dược quãng đường s 10m thì đạt được vận tốc v 10m s , biết hệ số ma sát là  0,0 .5 Công của lực kéo của động cơ thực hiện là: A. 5500J. B. 55000J. C. 550J. D. 550kJ. Bài 5: Một cần trục nâng vật có khối lượng m 2tấn lên cao h 5m trong 10s , biết vật đi lên với gia tốc a 2m / s 2 . Công suất của cần trục là: 10
11. A. 10000W. B.1000W. C. 2000W. D. 12000W. Bài 6: Một máy bơm mỗi phút phải bơm 6kg nước lên cao 4m. Công suất tối thiểu của động cơ của máy bơm là: A. 40W. B. 4W. C. 240W. D. 24W. Bài 7: Công của trọng lực trong giây thứ 4 khi vật có khối lượng 8kg rơi tự do là: A. 2400J. B.3000J. C. 2800J. D. 240J. Bài 8: Một xe khối lượng m 120kg đang chuyển động với vận tốc v 36km .h Để xe dừng lại, phải thực hiện một công là: A. 600J. B. 6000J. C. -600J. D. -6000J. Bài 9: Một ôtô khối lượng m 1000kgchuyển động nhanh dần đều từ A đến B cách nhau 1km, vận tốc tăng từ 36km/h đến 54km/h, biết hệ số ma sát là  0,0 . 1Công suất trung bình của động cơ là: A. 2000W. B. -2000W. C. 203W. D. -2031W. Bài 10: Một vật khối lượng m 20kg lúc đầu đang đứng yên, tác dụng lên vật một lực kéo có độ lớn F 20N hợp với phương ngang một góc 300 và vật di chuyển 2m đạt được vận tốc là 1m/s. a) Công của lực kéo là: A. 10J. B. 30J. C. -30J. D. 34,6J. b) Công của trọng lực là: A. 200J. B. 20J. C. 0J. D. 10J. c) Công của lực ma sát là: A. 24J. B. -24J. C. 24,64J. D. -24,64J. d) Hệ số ma sát là: A. 1. B. 0,06. C. 0,6. D. 0,065. Bài 3: Động năng - Định lý động năng. A. Lý thuyết: 1. Động năng: 1 Ta có: W .m.v 2 Đơn vị: Jun (J) 2 Chú ý: - Động năng là đại lượng vô hướng và luôn luôn dương. - Động năng có tính tương đối. 2. Định lý động năng: A1 Wd 2 Wd1 Wd Trong đó: A12 là công của vật khi dịch chuyển từ vị trí 1 sang vị trí 2 Wd Wd 2 Wd1 là độ biến thiên động năng của vật Chú ý: + Nếu A12 0 thì Wd O : động năng của vật tăng + Nếu A12 0 thì Wd O : động năng của vật giảm 11
12. B. Bài tập: 1. Ví dụ: Một ôtô khối lượng m=5tấn đang chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang với vận tốc v 10m / s thì gặp một vật cách đầu xe 15m, xe phải hãm phanh đột ngột và đã dừng lại cách vật một đoạn 5m. Tính lực hãm xe. Giải: - Động năng ban đầu của xe: 1 1 W .m.v 2 .5000.102 250000J d1 2 2 - Động năng của xe lúc xe dừng lại: Wd 2 0 ( Vì vận tốc của xe bằng 0) - Độ biến thiên động năng: W Wd 2 Wd1 0 250000 250000J - Công của lực hãm là: A Fh .s - Theo định lí động năng: A W Fh .s 250000 250000 Suy ra: F 25000N h 10 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Một toa tàu khối lượng m = 8 tấn bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với gia tốc a 1m / s 2 . Động năng của nó sau 10s kể từ lúc khởi hành là: A. 4.105J. B. 5.104J. C. 5.105J. D. -4.105J. Bài 2: Một vật khối lượng m 100g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v0 10m ./ s Động năng của vật sau khi ném t 0,5s là: A. 1J. B. 2J. C. 1,25J. D. 1,5J. Bài 3: Một vật khối lượng m 3kg ban đầu đứng yên. Muốn tăng vận tốc của vật lên 5m/s thì phải sử dụng một công là: A. 20J. B. 22,5J. C. 25J. D. -22,5J. Bài 4: Công cần thực hiện để làm một xe nặng 1 tấn giảm vận tốc từ 108 km/h xuống đến 36km/h là: A. 400kJ. B. 200kJ. C. 300kJ. D. -400kJ. Bài 5: Một ôtô khối lượng m=2tấn đang chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang với vận tốc v 54km / h thì hãm phanh, lực hãm có độ lớn Fh 11250N . Quãng đường ôtô dừng lại sau khi hãm phanh là: A. 10m. B. 20m. C. 30m. D. 40m. Bài 6: Một viên đạn có khối lượng m 20g bắn vào tường dày 20cm với vận tốc v1 500m / s , khi ra khỏi bức tường vận tốc viên đạn là v2 200m / s . Lực cản của bức tường lên viên đạn là: 12
13. A. -104N. B. 104N. C. -103N. D. 10,5.103N. Bài 7: Một vận động viên ném tạ trong 2s đẩy quả tạ nặng 7,5kg và quả tạ rời khỏi tay với vận tốc 15m/s. Công suất trung bình của người đó khi dẩy quả tạ là: A. 400W. B. 410W. C. 410,6W. D. một giá trị khác. Bài 8: Một ôtô khối lượng m 1000kg đang chạy với vận tốc v 30m / s . a) Động năng của ôtô là: A. 400kJ. B. 450kJ. C. 500kJ. D.350kJ. b) Độ biến thiên động năng của ôtô bằng bao nhiêu khi nó bị hãm tới vận tốc 10m/s là: A. 400kJ. B. -400kJ. C. 500kJ. D.-500kJ. c) Lực hãm trung bình biết quãng đường mà ôtô đã chạy trong thời gian hãm 80m là: A. -5000N. B. -4000N. C. -4500N D. một giá trị khác . Bài 9: Một vật trượt không vận tốc từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 8m, cao 4m, bỏ qua ma sát. Vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng là: A. 80m / s . B. 40m / s . C. 70m / s . D.60m / s . Bài 4: Thế năng - Thế năng trong trọng trường - Thế năng đàn hồi. A. Lý thuyết: A 1. Thế năng trong trọng trường: m - Công của trọng lực: AP m.g.z P z: khoảng cách thẳng đứng. z +A 0 : vật đi từ trên xuống. P B +AP 0 : vật đi từ dưới lên. - Nếu vật được xem là một chất điểm thì công của trọng lực được tính theo biểu thức: AP m.g.h - Công của trọng lực bằng hiệu thế năng tại các vị trí đầu và cuối, tức là bằng độ giảm thế năng. A12 Wt1 Wt 2 Wt Trong đó: A12 là công của trọng lực chuyển từ vị trí 1 sang vị trí 2 Wt Wt1 Wt 2 là độ giảm thế năng Chú ý: + Nếu A12 0 thì Wt O : thế năng của vật giảm + Nếu A12 0 thì Wt O : thế năng của vật tăng + Nếu quỹ đạo chuyển động của vật khép kín thì A12 0 - Đơn vị: Jun (J) 2. Thế năng đàn hồi: O - Thế năng đàn hồi đối với một lò xo: x A 1 W .k.x 2 dh 2 13
14. x: độ biến dạng của lò xo tính từ một vị trí ban đầu chọn làm gốc khi lò xo chưa biến dạng. - Công của lực đàn hồi: O 1 2 2 A .k.(x x ) x1 12 2 1 2 A x 2 B B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Một búa máy có khối lượng m=400kg có trọng tâm nằm cách mặt đất 3m. a) Thế năng trọng trường của búa nếu chọn gốc tọa độ ở mặt đất là: A. 11760J. B. 12760J. C. 61170J. D. một giá trị khác. b) Khi búa đóng cọc, trọng tâm của nó hạ xuống tới độ cao 0,8m. Độ giảm thế năng của búa là: A. 8264J. B. 6842J. C. 8624J. D. 6482J. Giải: m a) Thế năng trọng trường của búa lúc ban đầu: Wt1 m.g.z1 400.9,8.3 11760J z 3m Chọn A. 1 b) Thế năng trọng trường của búa sau khi trọng tâm hạ xuống: z2 0,8m Wt 2 m.g.z2 400.9,8.0,8 3136J Độ giảm thế năng của vật: W Wt1 Wt 2 11760 3136 8624J Chọn C. Bài 2: Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F=3N vào lò xo theo phương của lò xo, ta thấy nó dãn được 2cm. a) Tìm độ cứng của lò xo. b) Xác định giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn được 2cm. c) Tính công do lực đàn hồi thực hiện khi lò xo được kéo dãn thêm từ 2cm đến 3,5cm. Giải: a) Xét tại vị trí khi lò xo dãn ra 2cm: F Fdh F k.x F 3 k 150N / m. x 0,02 b) Thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn được 2cm: 1 1 W .k.x 2 .150.0,022 0,03J. dh 2 2 c) Công do lực đàn hồi thực hiện: 1 1 A .k.(x 2 x 2 ) .150.(0,022 0,0352 ) 0,062J. 12 2 1 2 2 2. Bài tập tự giải: 14
15. Bài 1: Một vật khối lượng m 1kg được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v0 10m / s . Chọn gốc thế năng tại chỗ ném. Thế năng của vật sau khi ném 0,5s là: A. 3,75J. B. 37,5J. C. 6,25J. D. 62,5J. Bài 2: Một vật khối lượng m 100g rơi tự do không vận tốc đầu. a) Bao lâu sau khi vật bắt đầu rơi vật có thế năng là 5J: A. 0,5s. B. 1s. C. 1,5s. D. 2s. b) Sau quãng đường rơi là bao nhiêu thì vật có thế năng là 1J: A.1m. B. 2m. C. 3m. D. một giá trị khác. Bài 3: Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 30m. Sau bao lâu thì động năng của vật lớn hơn thế của vật hai lần: A. 1s . B. 2s. C. 3s. D. 4s. Bài 4: Một viên đá khối lượng m 2kg được thả rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao 12m. a) Thế năng lúc đầu của viên đá là: A. 140J. B. 120J. C. 240J. D. 420J. b) Khi viên đá cách mặt đất 8m. Thế năng và động năng của viên đá là: A. 160J, 80J. B. 60J, 80J. C. 160J, 40J. D. 16J, 8J c) Động năng của viên đá khi rơi xuống mặt đất là: A. 24J. B. 12J. C. 42J. D. một giá trị khác. Bài 5: Một lò xo có độ cứng k 10N / m và chiều dài tự nhiên l0 10cm , treo vào nó một vật khối lượng m 100g . Lấy vị trí cân bằng của vật làm gốc thế năng. Thế năng của hệ khi quả cân được giữ ở vị trí 30cm là: A. 0,5J. B. -0,5J. C. 0,05J. D. -0,05J. Bài 6: Một người kéo một lực kế, số chỉ của lực kế là 400N , độ cứng của lò xo k 1000N / m . Công do người thực hiện là: A. -80J. B. 80J. C. 8J. D. 800J. Bài 7: Một lò xo có độ cứng k 200N / m . Công của lực đàn hồi của lò xo khi nó dãn thêm 5cm. a) Từ chiều dài tự nhiên là: A. 0,25J B. -0,25J. C. 0,025J. D. -0,025J. b)Từ vị trí đã dãn 10cm là: A. 1J. B. -1J. C. 1,25J. D. -1,25J. c) Từ vị trí đã nén 10cm là: A. 0,5J. B. 0,75J. C. -0,05J D. -0,075J. Bài 5: Định luật bảo toàn cơ năng. A. Lý thuyết: 15
16. 1. Cơ năng: - Cơ năng của vật tại một điểm: W Wd Wt - Ví dụ: Cơ năng của hệ gồm vật nặng và trái đất: 1 W W W .m.v 2 m.g.h d t 2 2. Định luật bảo toàn cơ năng: Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn W1 W2 trong đó: W1 Wd1 Wt1 W2 Wd 2 Wt 2 Suy ra: Wd1 Wt1 Wd 2 Wt 2 B. Bài tập: 1. Ví dụ: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất. a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. Giải: a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất. - Chọn chiều dương hướng lên cao. B - Động năng của hòn bi tại lúc ném vật: 1 2 1 2 v Wd .m.v .0,02.4 0,16J 2 2 hmax - Thế năng của hòn bi tại lúc ném vật: A m W m.g.h 0,02.9,8.1,6 0,31J t h 1,6m - Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật: W Wd Wt 0,16 0,31 0,47J md b) Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: WA WB 1 .m.v 2 m.g.h m.g.h 2 max 1 m.g.(h h) .m.v 2 max 2 v 2 42 h h 0,816m. max 2.g 2.9,8 hmax 0,816 h 0,816 1,6 2,42m. Vậy độ cao mà vật đạt được là 2,42m. 2. Bài tập tự giải: 16
17. Bài 1: Một vật khối lượng m 100g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v0 20m / s . Lúc bắt đầu ném vật thì cơ năng của vật là : A. 20J. B. 15J. C. 25J. D. 30J. Bài 2: Một vật khối lượng m 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v0 4m / stừ độ cao 1,6m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. a) Cơ năng của vật tại lúc ném vật là: A. 0,45J. B. 0,47J. C. 0,46J. D. 0,48J. b) Độ cao mà vật đạt được là: A. 2m. B. 2,5m. C. 2,4m. D. 2,42m. Bài 3: Một vật khối lượng m 1kg thả rơi tự do từ độ cao 10m so với mặt đất. Sau 1s kể từ lúc thả vật thì vận tốc của vật là: A. 10m/s. B. 100m/s. C. 200m/s. D. 20m/s. Bài 4: Một vật trượt không vận tốc đầu trên mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 8m. Bỏ qua ma sát. Vận tốc của vật khi nó tới chân dốc là: A. 10m/s. B. 9,8m/s. C. 9m/s. D. 0,1m/s. Bài 5: Hai vật khối lượng m1 3kg ,m2 2kg được nối với nhau bằng sợi dây không dãn như hình vẽ. Lúc đầu hệ đứng yên sau đó thả cho hệ chuyển động. Vận tốc của mỗi vật khi đi được 1m là: m A. 2m/s. B. 2,5m/s. 2 m C. 3m/s. D. 1,5m/s. 1 Bài 6: Một vật khối lượng m 10kg thả rơi tự do từ độ cao 10m so với mặt đất. Ở độ cao nào thì động năng của vật bằng thế năng của vật: A. 5m. B. 4,5m. C. 6m. D. 5,5m. Bài 7: Một con lắc đơn có chiều dài l 1m , kéo cho dây hợp với đường thẳng đứng một góc 450 rồi thả tự do. Hỏi vận tốc của con lắc khi nó đi qua : a) Vị trí cân bằng là: A. 2m/s. B. 2,4m/s. C. 3m/s. D. 3,4m/s. b) Vị trí ứng với góc  300 là: A. 1m/s. B. 2m/s. C. 1,76m/s. D. 0,5m/s. Bài 8: Một quả cầu khối lượng m 100g treo vào lò xo có độ cứng k 100N / m . a) Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là: A. 0,01m. B. 0,0 2m. C. -0,01m. D. -0,02m. b) Kéo vật theo phương thẳng đứng xuống dưới vị trí cân bằng khoảng 2cm rồi thả không vận tốc đầu. Vận tốc của quả cầu khi nó qua vị trí cân bằng là: 17
18. A. 0,53m/s. B. 0,55m/s. C. 0,63m/s. D. 0,05m/s. Bài 9: Một viên bi thứ nhất khối lượng m1 5kg chuyển động không vận tốc đầu trên mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 5m. Khi đến chân mặt phẳng nghiêng thì va vào một viên bi thứ hai khối lượng m2 3kg đang đứng yên. Biết va chạm trên là va chạm mềm. Bỏ qua ma sát. Vận tốc của hai viên bi sau va chạm là: A. 6,5m/s. B. 6,25m/s. C. 5,25m/s. D. 6m/s. Bài 6: Định luật Bôilơ-Mariôt. A. Lý thuyết: - Phát biểu: Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất P và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số. P2 V1 - Biểu thức: hay P1.V1 P2 .V2 hay P.V cos nt P1 V2 - Một số đơn vị thường dùng: 1atm 1,013.105 Pa , 1at 9,81.104 Pa B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Một bình có dung tích 5 lít chứa 0,5mol khí ở nhiệt độ 00C. Áp suất trong bình là: A. 2,42atm. B. 2,24atm. C. 2,04atm. D. 4,02atm. Giải: Do 0,5mol khí ở 00C và áp suất là 1atm chiếm thể tích : V1 0,5.22,4 11,2l nếu chứa trong bình dung tích V2=5 lít Theo định luật Bôilơ-Mariốt: P1.V1 P2 .V2 P1.V1 1.11,2 P2 2,24atm. V2 5 Chọn B Bài 2: Nén khối khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến thể tích 4 lít thì áp suất của khối khí là: A. không thay đổi. B. giảm 2,5 lần. C. tăng 2,5 lần. D. tăng gấp đôi. Giải: Theo định luật Bôilơ-Mariốt: P1.V1 P2 .V2 V1 10 P2 .P1 .P1 2,5.P1 V2 4 Vậy khối khí sau khi nén đẳng nhiệt tăng lên 2,5 lần. Chọn C 2. Bài tập tự giải: 18
19. Bài 1: Dưới áp suất 1000N/m một lượng khí có thể tích 10 lít, dưới áp suất 5000N/m thì thể tích của khí đó là: A. 1 lít. B. 1,5 lít. C. 2 lít. D. 2,5 lít. Bài 2: Một khối khí có thể tích 5 lít được nén đẳng nhiệt dưới áp suất 10at. Thể tích của lượng khí trên ở áp suất 5at là: A. 1at. B. 5at. C. 10at. D. 15at. Bài 3: Một khối khí được nén đẳng nhiệt: nếu thể tích khí giảm 8 lít thì áp suất tăng lên 0,4at, nếu thể tích lúc đầu là 48 lít thì áp suất là: A. 1at. B. 2at. C. 3at. D. không có giá trị nào. Bài 4: Một khối khí đựơc nén đẳng nhiệt từ thể tích 6 lít đến 4 lít, áp suất khí tăng thêm 0,75at. Ap suất ban đầu của khí là: A. 1at. B. 1,5at. C. 2,5at. D. 5at Bài 5: Một bọt khí ở đáy hồ sâu 5m nổi lên mặt nước, thể tích của bột khí sẽ tăng lên là: A. 1,5 lần. B. 5,1 lần. C. 15 lần. D. 0,5 lần. Bài 6: Một bọt khí có thể tích gấp rưỡi khi nổi từ đáy hồ lên mặt nước. Giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ như nhau. Biết P0 750mmHg . Độ sâu của hồ là: A. 1,5m. B. 5,2m. C. 15m. D. 5m. Bài 7: Một cột không khí chứa trong một ống nhỏ, dài, tiết diện điều. Cột không khí được ngăn cách với khí quyển bởi một cột thủy ngân có chiều dài d=150mm. Biết chiều dài cột không khí khi nằm ngang là l0 144mm. Áp suất khí quyển là P0 750mmHg . Hỏi chiều dài cột không khí là: a) nếu ống thẳng đứng, miệng ống ở trên. A. 120mm. B. 100mm. C. 12mm. D. 150mm. b) nếu ống thẳng đứng, miệng ống ở dưới. A. 20mm. B. 45mm. C. 18mm. D. 180mm. Bài 7: Định luật Saclơ- Nhiệt độ tuyệt đối. A. Lý thuyết: 1. Định luật Saclơ: - Phát biểu:Áp suất P của một lượng khí có thể tích không đổi thì phụ thuộc vào nhiệt độ của khối khí. 1 - Công thức: P P (1  .t) P (1 .t) 0 0 273 2. Nhiệt độ tuyệt đối: - Ta có: T (0 K) t(0 C) 273 - Khi đó định luật Saclơ được viết lại : 19
20. P T P P P 2 2 hay 2 1 hay Cosnt P1 T1 T2 T1 T B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Một bóng đèn dây tóc chứa khí trơ ở 27 0C và dưới áp suất 0,6at. Khi đèn cháy sáng, áp suất khí trong đèn là 1at. Coi thể tích đèn là không đổi. Nhiệt độ trong đèn khi cháy sáng là: A. 2220C. B. 2270C. C. 2720C. D. 7270C. Giải: - Qúa trình trên là quá trình biến đổi đẳng tích. 1 - Khi đèn chưa cháy sáng: P P (1 .t ) (1) 1 0 273 1 1 - Khi đèn cháy sáng: P P (1 .t ) (2) 2 0 273 2 t 1 2 P 273 t P 273 t 1 - Lấy (2) chia (1): 2 273 2 2 2 P t 273 t P 273 t 0,6 1 1 1 1 1 1 273 0 t2 227 C Chọn B. 1 Bài 2: Khi đun nóng đẳng tích một khối khí tăng thêm 2 0C thì áp suất tăng thêm so với áp 180 suất ban đầu. Nhiệt độ ban đầu của khối khí là: A. 780C. B. 880C. C. 870C. D. 770C. Giải: - Qúa trình trên là quá trình biến đổi đẳng tích. - Áp dụng định luật Saclơ: P T P .T P .(T 2) T 2 2 2 T 1 2 1 1 1 P T 1 P 1 1 1 1 2 P .P 1 1 180 1 180 T1 2 1 0 1 T1 360 K T1 180 - Vậy nhiệt độ ban đầu của khối khí là: T1 t1 273 0 t1 T1 273 360 273 87 C. Chọn C. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Một khối khí ở nhiệt độ 00C có áp suất là 700mmHg và thể tích không đổi. ở 300C thì áp suất của khối khí trên là: A. 767mmHg. B. 700mmHg. C. 677mmHg. D. 776mmHg. 20
21. Bài 2: Một chất khí ở nhiệt độ 00C có áp suất 5atm, ở 2730C thì áp suất của chất khí trên là: A. 10atm. B. 1atm. C. 0,1atm. D. không có giá trị nào. 0 Bài 3: Một khối khí ở nhiệt độ 0 C có áp suất là P0, cần đun nóng khối khí tới nhiệt độ nào để áp suất của khối khí trên tăng lên 3 lần: A. 4560C. B. 5640C. C. 5460C. D. 6450C. 1 Bài 4: Khi đun nóng đẳng tích một khối khí lên thêm 20 0C thì áp suất khối khí tăng thêm 170 so với áp suất khối khí ban đầu. Nhiệt độ khối khí ban đầu là: A. 670C. B. 760C. C. 260C. D. 620C. Bài 5: Áp suất khí trơ của bóng đèn tăng bao nhiêu lần khi đèn sáng, nếu nhiệt độ bóng đèn khi tắt là 250C, khi sáng là 3230C ? A. tăng 2 lần. B. tăng 3 lần. C. tăng 4 lần. D. không có giá trị nào. Bài 6: Một cái bình bơm không khí ở nhiệt độ 27 0C vào buổi sáng, đến trưa nhiệt độ của khí trong bình là 370C. Áp suất trong bình tăng lên bao nhiêu phần trăm ? A. 33%. B. 3,3%. C. 0,3%. D. một giá trị khác. Bài 8: Phương trình trạng thái khí lý tưởng- Định luật Gay-Luyxac. A. Lý thuyết: 1. Định luật Gay-Luyxac: - Phát biểu: Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. V T V V V - Biểu thức: 1 1 hay 1 2 hay Cosnt V2 T2 T1 T2 T 2. Phương trình trạng thái khí lý tưởng: P .V P .V P.V - Biểu thức: 1 1 2 2 hay Cosnt T1 T2 T - Lưu ý: Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: + Nếu T1 T2 thì quá trình đẳng nhiệt : P.V Cosnt P + Nếu V V thì quá trình đẳng tích : Cosnt 1 2 T V + Nếu P P thì quá trình đẳng áp : Cosnt 1 2 T B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Một khối khí được đem dãn nở đẳng áp từ nhiệt độ 32 0C đến 1170C thì thể tích khối khí tăng lên 1,7 lít. Thể tích khối khí trước và sau khi dãn nở là: A. 6,1l-7,8l. B. 6,8l-7,1l. C. 1,6l-8,7l. D. 6,0l-7,7l. Giải: 21
22. - Qúa trình trên là quá trình biến đổi đẳng tích. - Theo định luật Gay-Luyxac: V T V 1,7 117 273 380 2 2 1 V1 T1 V1 32 273 305 V1 6,1l - Thể tích của khối khí sau khi dãn nở là: V2 V1 1,7 6,1 1,7 7,8l Chọn A Bài 2: Một bình chứa khí nén ở nhiệt độ 27 0C dưới áp suất 40at. Áp suất sẽ ra sao khi một nữa khối lượng khí trong bình thoát ra ngoài và nhiệt độ bình hạ xuống 120C ? A. 66at. B. 67at. C. 76at. D. không có giá trị nào. Giải: V1 2.V2 V2 Trạng thái 1: P1 40at Trạng thái 2: P2 ? 0 0 T1 27 273 300 K T2 12 273 285 K - Áp dụng phương trình trạng thái: P .V P .V 1 1 2 2 T1 T2 P1.V1.T2 40.2V2 .285 P2 76at. V2 .T1 V2 .300 Vậy áp suất của khối khí còn lại trong bình là: 76at. Chọn C. Bài 3: Cho đồ thị biểu diễn sự biến đổi trạng thái của một khối khí lý tưởng trong hệ trục tọa độ (P,V) như hình vẽ: a) Nêu nhận xét về quá trình biến đổi trạng thái của lượng khí đó. P(at) b) Tính nhiệt độ sau cùng t của khí t =270C. 3 1 4 (2) (3) c) Vẽ đồ thị biểu diễn các quá trình trên trong các hệ tọa độ (V,T) và (P,T). Giải: 2 (1) a) Nhận xét: O + Qúa trình (1)-(2) là quá trình đẳng tích. 20 30 V (l) Ta có:V1 V2 20l , áp suất tăng từ P1 2at đến P2 4at + Qúa trình (2)-(3) là quá trình đẳng áp. Ta có:P1 P2 4at , thể tích tăng từ V2 20l đến V3 30l b) Áp dụng phương trình trạng thái: P1.V1 P3 .V3 P 3 .V3 4.30 0 T3 .T1 .300 900 K T1 T3 P1.V1 2.20 Vậy nhiệt độ sau cùng của khối khí là: T3 t3 273 0 t3 T3 273 900 273 627 C. 22
23. c) Áp dụng phương trình trạng thái: P1.V1 P2 .V2 P 2 .V2 4.20 0 T2 .T1 .300 600 K T1 T2 P1.V1 2.20 Vậy nhiệt độ của khối khí là: T2 t2 273 0 t2 T2 273 600 273 327 C. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Trong 24g khí chiếm thể tích 3l ở nhiệt độ 27 0C. Sau khi đun nóng đẳng áp, khối lượng riêng của khối khí là 2g/l. Nhiệt độ của khí sau khi nung là: A. 9720C. B. 7920C. C. 2970C. D. 9270C. 0 2 0 Bài 2: Ở nhiệt độ 29 C một khối khí chiếm thể tích V 1=150cm . Ở nhiệt độ 180 C khối khí sẽ chiếm một thể tích là: A. 522cm3. B. 225cm3. C. 252cm3. D. một giá trị khác. Bài 3: Ở nhiệt độ 273 0C thể tích của một lượng khí là 10 lít, thể tích lượng khí đó ở nhiệt độ 5460C khi áp suất khối khí không đổi là: A. 5 lít. B. 10 lít. C. 15 lít. D. 20 lít. Bài 4: Trước khi nén hỗn hợp khí trong xilanh của một động cơ có áp suất 0,8at, nhiệt độ 500C. Sau khi nén, thể tích giảm 5 lít, áp suất là 8at. Nhiệt độ khí sau khi nén là: A. 3730C. B. 7370C. C. 3370C. D. 37,30C. Bài 5: Một lượng khí có áp suất 750mmHg, nhiệt độ 270C và thể tích 76cm3. Thể tích của lượng khí trên ở điều kiện chuẩn (00C, 760mmHg) là: A. 25,68cm3. B. 68,25cm3. C. 26,86cm3. D. 86,26. Bài 6: Một bình chứa khí nén ở nhiệt độ 27 0C dưới áp suất 40at, áp suất sẽ ra sao khi một nữa khối lượng khí trong bình thoát ra ngoài và nhiệt độ bình hạ xuống 120C. A. giảm 12 lần. B. tăng 12 lần. C. giảm 21 lần. D. tăng 21 lần. Bài 7: Trong một bình kín chứa 2 lít hỗn hợp khí dưới áp suất 1at và nhiệt độ 47 0C, nén hỗn hợp khí trên còn 0,2 lít và áp suất tăng lên 15at. Nhiệt độ của hỗn hợp khí sau khi nén là: A. 2070C. B. 2000C. C. 1320C. D. 20,70C. Bài 8: Một khối khí lý tưởng từ trạng thái 1 có P1 1at , P V 2l ,T 3000 K chuyển sang trạng thái 2 và 3 bằng (3) 2 1 P các quá trình được diễn tả như hình vẽ: 3 a) Hãy tìm P3,T3 ? Biết V2=6 lít. b) Chuyển đồ thị sang hệ tọa độ P-V ? P1 P2 (1) (2) O V V1 V2 V3 23
24. P Bài 9: Một mol khí lý tưởng thực hiện chu trình 1-2-3-4 như hình vẽ: P P (4) (3) 0 3 4 trong đó:,,P1 1at T1 300 K T 6000 K ,T 12000 K . 2 3 P P (1) 1 2 (2) Xác định đầy đủ các thông số ở mỗi trạng thái ? O T 0 0 0 Bài 9: Biến dạng của vật rắn. 300 K 600 K 1200 K A. Lý thuyết: 1.Định luật Húc: - Biểu thức: F k. l Trong đó: k (N/m) : độ cứng của vật. l (m) : độ biến dạng của vật. F (N) : lực đàn hồi khi vật bị biến dạng. 2. Suất đàn hồi hay suất Iâng: S k.l - Biểu thức: k E. E 0 l0 S Trong đó: E (Pa) : suất Iâng. S (m2) : tiết diện ngang của vật. l0 (m) : chiều dài ban đầu của vật F *Chú ý: + Giới hạn bền của một vật:  b S Fb : lực kéo nhỏ nhất làm dây dứt. S : tiết diện ngang.  : (N/m2) giới hạn bền. F + Hệ số an toàn: n b F B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Phải treo một vật có khối lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k 100N / m để nó dãn ra 10cm. Lấy g 10m / s 2 . A. 1000g. B. 500g. C. 1200g. D. một giá trị khác. Giải: - Khi vật cân bằng: lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng lục tác dụng lên vật. F P m.g - Theo định luật Húc: F k. l m.g k. l k. l 100.0,1 m 1kg. g 10 Chọn A. Bài 2: Một sợi dây bằng đồng thau dài 1,8m có đường kính 0,8mm. Khi bị kéo bằng một lực F=25N thì dây bị dãn ra một đoạn 1mm. Suất Iâng của đồng thau có giá trị : 24
25. A. 2,25.107 Pa. B. 9.109 Pa. C. 2,25.1010 Pa. D. 9.1010 Pa. Giải: - Lực đàn hồi cân bằng với lực kéo, có độ lớn F=25N - Theo định luật Húc: F F k. l k l S - Mặc khác: k E. l0 S F F.l .d 2 - Suy ra: E. E 0 (S ) l0 l l.S 4 4.F.l 4.25.1,8 - Khi đó : E 0 9.109 Pa. .d 2 . l. 3,14.(0,8.10 3 ) 2 .10 3 Chọn B. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Phải treo một vật có khối lượng bằng bao nhiêu vào một lò xo có độ cứng k 50N / m để nó dãn ra 5cm. Lấy g 10m / s 2 . A. 250g. B. 150g. C. 500g. D. 25g. Bài 2: Khi treo vật khối lượng m=500g vào một lò xo thì lò xo dãn ra 4cm. Lấy g 10m / s 2 . Độ cứng của lò xo là: A. 25N/m. B. 100N/m. C. 50N/m. D. 52N/m. Bài 3: Một lò xo, khi treo một vật có khối lượng m 1=400g thì lò xo dãn ra 3cm. Khi treo vật khối lượng m2=600g thì độ dãn của lò xo là: A. 2cm. B. 4cm. C. 4,5cm. D. 6cm. Bài 4: Một lò xo, khi treo một vật khối lượng m 1=500g có chiều dài l1=22cm, khi treo một vật khối lượng m2=800g coa chiều dài l2=25cm. Độ cứng của lò xo là: A. 50N/m. B. 75N/m. C. 100N/m. D. 150N/m. Bài 5: Treo một vật nặng 2kg vào đầu một dây kẽm có chiều dài 1m, tiết diện ngang của dây là 1mm2, biết suất đàn hồi của kẽm là 2.109Pa. Độ biến dạng của dây là: A. 2cm. B. 4cm. C. 4,5cm. D. 1cm. Bài 6: Một dây thép có tiết diện 0,1cm 2, có suất đàn hồi là 2.10 11Pa . Kéo dây bằng một lực 2000N thì dây dãn 2mm. Chiều dài của dây là: A. 2m. B. 20m. C. 10m. D. 4cm. Bài 7: Một dây bằng thép dài 2m có tiết diện 3mm 2 khi bị kéo bằng một lực 600N thì dây dãn ra một đoạn 2mm. Suất Iâng của thép có giá trị là: A. 6.1010Pa. B. 2.1010Pa. 25
26. C. 4.1010Pa. D. một giá trị khác. Bài 8: Một thanh thép có suất đàn hồi là 2.10 11Pa. Giữ chặt một đầu và nén ở đầu kia một lực 3,14.105N thì độ co tương đối của thanh là 0,5%. Đường kính của thanh thép là: A. 3cm. B. 4cm. C. 2cm. D. 1cm. Bài 9: Một dây cáp có tiết diện 0,2cm 2 , có giới hạn bền 3.10 10N/m2. Treo một vật khối lượng 12 tấn vào dây cáp. Hệ số an toàn của dây cáp là: A. 50. B. 25. C. 5. D. 10. Bài 10: Một dây thép khi treo một vật khối lượng m=15kg thì bị đứt. Cho biết dây có đường kính là 0,25mm. a) Giới hạn bền của dây là: A. 30.108N/m2. B. 50.108N/m2. C. 30,6.108N/m2. D.20,6.108N/m. b) Nếu muốn treo một vật khối lượng 125kg thì phải dùng ít nhất mấy sợi dây trên: A. 7 dây. B. 9 dây. C. 8 dây. D.7,5 dây. Bài 10: Sự nở vì nhiệt. A. Lý thuyết: 1. Sự nở dài: - Công thức: l l0 (1 .t) trong đó:(K -1): hệ số nở dài. 0 0 - Độ nở dài của một vật rắn khi nhiệt độ tăng từ t1 C đến t2 C là: l1 l0 (1 .t1 ) l2 l0 (1 .t2 ) l1. .(t2 t1 ) l l2 l1 l0 . .(t2 t1 ) 1 .t1 2. Sự nở thể tích hay sự nở khối: - Công thức: V V0 .(1 .t) trong đó:(K -1): hệ số nở thể tích, và  3. 0 0 - Độ nở khối của một vật rắn khi nhiệt độ tăng từ t1 C đến t2 C là: V1..(t2 t1 ) Tương tự: V V2 V1 V0 ..(t2 t1 ) 1 .t1 B. Bài tập: 1. Ví dụ: Chiều dài của một thanh ray ở 20 0C là 10m. Phải để hở một đầu thanh ray với bề rộng bao nhiêu để ở nhiệt độ 500C vẫn đủ chỗ cho thanh ray dãn ra. HHệ số nở dài của thép làm thanh ray 1,2.10-5K-1. A. 3,6mm. B. 2,4mm. C. 1,2mm. D. 4,8mm. Giải: - Ta có: l1 l0 (1 .t1 ) l2 l0 (1 .t2 ) 26
27. l1. .(t2 t1 ) l l2 l1 l0 . .(t2 t1 ) 1 .t1 .t1 quá nhỏ nên xem 1 .t 1 5 3 - Suy ra: l l1. .(t2 t1 ) 10.1,2.10 .(50 20) 3,6.10 m 3,6mm. Chọn A. 2. Bài tập tự giải: 0 -6 -1 Bài 1: Một thanh sắt dài 10m ở nhiệt độ t 1=20 C. Cho hệ số nở dài của sắt là 12.10 K . Chiều dài thanh sắt khi: a) Giảm nhiệt độ xuống 00C là: A. 9,6m. B. 10m. C. 9,997m. D. 9,597m. b) Tăng nhiệt độ lên đến 500C là: A. 10,3m. B. 10,003mm. C. 12m. D. 10,008mm. c) Giảm nhiệt độ xuống còn -100C là: A. 9,9958m. B. 9,98m. C. 9,09m. D. 10m. Bài 2: Chiều dài của mỗi thanh ray ở 00C là 12,5m. Khoảng cách giũa hai đầu hai thanh ray nối tiếp phải có giá trị bao nhiêu ? Biết nhiệt độ của thanh ray có thẻ lên tới 50 0C, hệ số nở dài của thép làm thanh ray là 1,2.10-5K-1. A. 3,75mm. B. 6mm. C. 7,5mm. D. 2,5mm. Bài 3: Một khối đồng thau kính thước 40cm-20cm-30cm ở nhiệt độ 20 0C. Cho 1,7.10 5 K 1 . Thể tích của nó khi nhiệt độ tăng đến 5200C là: A. 24612cm2. B. 42612cm2. C. 12642cm2. D. 62412cm2. Bài 4: Một tấm đồng mỏng hình vuông cạnh a=30cm ở nhiệt độ 0 0C, khi nung nóng đến nhiệt độ t0C thì diện tích tăng thêm 17,1cm2. Cho 1,8.10 5 K 1 . Nhiệt độ đó có giá trị là: A. 7250C. B. 5270C. C. 2750C. D. một giá trị khác. Bài 5: Một thanh thép tiết diện 5cm 2 đặt nằm ngang giữa hai bức tường thẳng đứng, hai đầu chôn chặt vào tường ở nhiệt độ 20 0C. Hệ số nở dài của thép là 1,2.10 -5K-1, suất Iâng của thép là 2.1011Pa. Khi nhiệt độ tăng lên đến 300C thì áp lực mà thanh thép tác dụng vào tường là : A. 120N. B. 1200N. C. 12000N. D. 1400N. Bài 11: Hiện tượng căng mặt ngoài. Hiện tượng mao dẫn. A. Lý thuyết: 1. Hiện tượng căng mặt ngoài: - Phương: có phương tiếp tuyến với mặt ngoài của khối lỏng và vuông góc với nó. - Chiều: có chiều sao cho lực có tác dụng thu nhỏ diện tích mặt ngoài của khối chất lỏng. 27
28. - Độ lớn: F .l  (N / m) : suất căng mặt ngoài của chất lỏng. l(m) : chiều dài của đường giới hạn mặt ngoài của chất lỏng. 2. Hiện tượng mao dẫn: Với một ống mao dẫn hình trụ, công thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng ở hiện tượng 4. 2. mao dẫn: h .g.d .g.r  (N / m) : suất căng mặt ngoài của chất lỏng. (kg / m3 ) : khối lượng riêng của chất lỏng. d, r(m) : đường kính, bán kính của ống mao dẫn. g(m/s2) : gia tốc trọng trường. 1.Ví dụ: Bài 1: Một quả cầu có bán kínhR 0,1mm đặt lên mặt nước. Lực căng mặt ngoài lớn nhất đặt lên quả cầu có giá trị bằng bao nhiêu ? Biết suất căng mặt ngoài của nước là  0,07325N / m A. 46.10-4N. B. 23.10-5N. C. 46.10-6N. D. 46.10-5N. Giải: Lực căng mặt ngoài tác dụng lên quả cầu: F .l Fmax lmax mà lmax 2. .R 4 6 Suy ra: Fmax .2. .R 0,07325.2.3,14.10 46.10 N . Chọn C. Bài 2: Cho nước vào một ống nhỏ giọt có đường kính miệng d=0,4mm. Suất căng mặt ngoài của nước là 0,0781N/m. Lấy g=9,8m/s2. Khối lượng của mỗi giọt nước rơi khỏi ống là: A. 0,1g. B. 0,01g. C. 0,2g. D. 0,02g. Giải: - Lúc giọt nước hình thành, lực căng mặt ngoài F ở đầu ống kéo nó lên. - Lực căng mặt ngoài có độ lớn: F .l . .d - Giọt nước rơi khỏi ống khi trọng lượng giọt nước bằng lực căng mặt ngoài: F P m.g . .d . .d 0,0781.3,14.4.10 4 m 10 5 kg 0,01g. g 9,8 Chọn B. Bài 3: Một ống mao dẫn có đường kính trong 1mm nhúng thẳng đứng trong rượu. Rượu dâng lên trong ống một đoạn 12mm. Khối lượng riêng của rượu là D=800kg/m 2, lấy g=10m/s2. Suất căng mặt ngoài của rượu cí giá trị nào sau đây ? A. 0,024N/m. B. 0,24N/m. C. 0,012N/m. D. 0,12N/m. Giải: Áp dụng công thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng ở hiện tượng mao dẫn: 4. h .g.d 28
29. h. .g.d 12.10 3.800.10.10 3  24.10 3 N / m 0,024N / m. 4 4 Chọn A. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Cho nước vào ống nhỏ giọt có đường kính miệng d=0,8mm. Suất căng mặt ngoài của nước là 0,0781N/m. Lấy g=9,8m/s2. Khối lượng của mỗi giọt nước rơi khỏi ống là: A. 0,01g. B. 0,1g. C. 0,02g. D. 0,2g. Bài 2: Cho 15,7g rượu vào ống nhỏ giọt có đường kính miệng d=2mm, rượu chảy ra qua ống thành 1000 giọt. Lấy g=10m/s2. Suất căng mặt ngoài của rượu có giá trị nào sau đây ? A. 0,02N/m. B. 0,025N/m. C. 0,015N/m. D. 0,03N/m. Bài 3: Một que diêm dài 4cm nổi trên mặt nước, nếu đổ nhẹ nước xà phòng về một bên que diêm thì nó chuyển động. Độ lớn lực làm cho que diêm chuyển động là: A. 1,3.10-3N. B. 1,5.10-3N. C. 1,3.10-4N. D. 1,5.10-4N. Bài 4: Một vòng nhôm bán kính r=10cm và nặng 5g tiếp xúc với dung dịch xà phòng. Hệ số căng mặt ngoài của xà phòng là 40.10-3N/m. Muốn nâng vòng khỏi dung dịch thì cần một lực có giá trị là: A. 10N. B. 0,1N. C. 1N. D. 100N. Bài 5: Một ống mao dẫn có bán kính trong r=0,2mm nhúng trong rượu. Suất căng mặt ngoài của rượu là 0,025N/m, rượu dính ướt hoàn toàn thành ống. Trọng lượng cột rượu dâng lên trong ống là: A. 3,14.10-5N. B. 3,14.10-4N. C. 1,57.10-5N. D. 1,57.10-4N. Bài 6: Một ống mao dẫn có đường kính trong d=0,2mm nhúng trong nước. Suất căng mặt ngoài của nước là 0,07325N/m,, nước dính ướt hoàn toàn thành ống. Trọng lượng cột nước dâng lên trong ống là: A. 2,3.10-5N. B. 2,3.10-4N. C. 4,6.10-5N. D. 4,6.10-4N. Bài 7: Một ống mao dẫn có đường kính trong d=2,5mm, hở hai đầu được nhúng chìm trong nước rồi rút khỏi nước ở vị trí thẳng đứng. Khối lượng riêng và suất căng mặt ngoài của nước là 103kg/m3, 0,075N/m. Độ cao cột nước còn lại trong ống là: A. 12mm. B. 15mm. C. 24mm. D. 32mm. Bài 8: Nước có suất căng mặt ngoài 0,075N/m và khối lượng riêng 10 3kg/m3 . Độ cao của cột nước dâng lên trong ống mao dẫn có đường kính trong 0,5mm có giá trị nào sau đây ?( Nước hoàn toàn dính ướt thành ống) A. 6cm. B. 2cm. C. 0,6cm. D. 4cm. Bài 9: Một ống mao dẫn có bán kính trong r=0,2mm nhúng thẳng đứng trong thủy ngân. Thủy ngân hoàn toàn không dính ướt thành ống và có suất căng mặt ngoài là 0,47N/m. Độ hạ xuống của mực thủy ngân trong ống có giá trị nào sau đây ? 29
30. A. 32,42mm. B. 34,56mm. C. 17,28mm. D. 24,72mm. Bài 10: Hai ống mao dẫn có đường kính trong 0,1mm và 1mm nhúng thẳng đứng trong thủy ngân. Thủy ngân có suất căng mặt ngoài là 0,51N/m, khối lượng riêng là 13,6.103kg/m3. Độ chênh giữa hai mực thủy ngân trong hai ống mao dẫn có giá trị: A.1,35cm. B. 13,5cm. C. 6,65cm. D. một giá trị khác. Bài 12: Sự hóa hơi và sự ngưng tụ. A. Lý thuyết: 1.Độ ẩm của không khí: h Độ ẩm tương đối: f H Trong đó: h: độ ẩm tuyệt đối. H: độ ẩm cực đại. 2. Bảng đặc tính hơi nước bão hòa: T0C P(mmHg) D(g/m3) T0C P(mmHg) D(g/m3) -23 0,58 0,66 20 17,54 17,3 -5 3,01 3,24 23 21,07 20,6 0 4,58 4,84 25 23,76 23,0 5 6,54 6,80 27 26,74 25,8 10 9,21 9,40 28 28,35 27,2 15 12,79 12,8 30 31,82 30,3 B. Bài tập: 1. Ví dụ: Bài 1: Ở nhiệt độ 20 0C, không khí có độ ẩm tương đối là 81%. Lượng hơi nước có trong 1m 3 không khí là: A. 7,06g. B. 10,32g. C. 14,01g. D. 20,05g. Giải: - Ở nhiệt độ 200C: H 17,3g / m3 f 81% 0,81 h - Độ ẩm tương đối: f H - Suy ra độ ẩm tuyệt đối là: h f .H 0,81.17,3 14,02g / m3 - Khối lượng hơi nước có trong 1m3 không khí là: 14,01g. Chọn C. Bài 2: Buổi chiều không khí có nhiệt độ 30 0C và độ ẩm tương đối 63%. Ban đem nhiệt độ hạ xuống 200C thì lượng nước ngưng tụ từ 1m3 không có giá trị là: A. 1,8g. B. 0,9g. C. 1,2g. D. 2,4g. Giải: 30
31. 0 3 - Với t1=30 C: H1 30,3g / m f1 63% 0,63 Trong 1m3 không khí có 19,1g hơi nước. 0 3 - Với t2=20 C: H 2 17,3g / m Lượng hơi nước bảo hòa trong 1m3 không khí là 17,3g - Suy ra lượng nước ngưng tụ từ 1m3 không khí là: m 19,1 17,3 1,8g. Chọn A. 2. Bài tập tự giải: Bài 1: Không khí ở 250C có độ ẩm tương đối là 70%. Khối lượng hơi nước có trong 1m3 không khí là: A. 23g. B. 7g. C. 17,5g. D. 16,1g. Bài 2: Không khí ở một nơi có nhiệt độ 30 0C, có điểm sương là 20 0C. Độ ẩm tuyệt đối của không khí tại đó là: A. 30,3g/m3. B. 17,3g/m3. C. 23,8g/m3. D. một giá trị khác. Bài 3: Không khí ở 300C có điểm sương là 250C, độ ẩm tương đối của không khí có giá trị là: A. 75,9%. B. 30,3%. C. 23%. D. một giá trị khác. Bài 4: Một căn phòng có thể tích 100m3. Không khí trong phòng có nhiệt độ 200C, điểm sương 150C. Lượng hơi nước trong phòng là: A. 7390g. B. 1730g. C. 1280g. D. 1680g. Bài 5: Không khí buổi chiều có nhiệt độ 25 0C, độ ẩm tương đối là 80%. Ban đem nhiệt độ hạ xuống 150C. Khối lượng hơi nước đã ngưng tụ thành sương trong 1m3 không khí có giá trị là: A. 18,4g. B. 5,6g. C. 12,8g. D. 10g. Bài 6: Một vùng không khí có thể tích 1,5.1010kg chứa hơi nước bão hòa ở 23 0C. Nếu nhiệt độ hạ thấp tới 100C thì lượng nước mưa rơi xuống là: A. 16,8.107kg . B. 16,8.1010kg . C. 8,4.1010kg . D. 8,4.107kg. Bài 7: Áp suất hơi nước trong không khí ở 25 0C là 19mmHg. Độ ẩm tương đối của không khí có giá trị là: A. 19%. B. 23,76%. C. 80%. D. 68%. Bài 8: Hơi nước bão hòa ở 20 0C được tách ra khỏi nước và đun nóng đẳng tích tới 27 0C. Áp suất của nó có giá trị là: A. 17,36mmHg. B. 23,72mmHg. C. 15,25mmHg. D. 17,96mmHg. 31