TopStudy

Vật lí · Lớp 10

Bài toán vận dụng định luật bảo toàn cơ năng lớp 10 (có lời giải)

13 câu · 20 phút · Ngân hàng đề TopStudy. Đáp án và lời giải do TopStudy biên soạn, mở ngay dưới từng câu.

Làm bài

Nội dung đề

Phần I. Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1

1 điểm
Một vật có khối lượng 100 g được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc v0_{0} = 20 m/s. Xác định cơ năng của vật khi chuyển động?
  1. Đáp án A: 0 J.
  2. Đáp án B: 20 J.
  3. Đáp án C: 10 J.
  4. Đáp án D: 1 J.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là: B

Chọn gốc thế năng tại vị trí ném

Tại vị trí ném vật ta có:

+ Thế năng của vật tại đó: Wt=0{\text{W}}_{t}=0

+ Động năng của vật tại đó: Wd=12mv02=12.0,1.202=20J{\text{W}}_{d}=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{1}{2}.0,{1.20}^{2}=20J

=> Cơ năng của vật: W=Wd+Wt=20+0=20J\text{W}={\text{W}}_{d}+{\text{W}}_{t}=20+0=20J

Câu 2

1 điểm
Từ mặt đất, một vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu 4 m/s. Bỏ qua sức cản không khí. Cho g = 10 m/s2^{2}. Vị trí cao nhất mà vật lên được cách mặt đất một khoảng bằng
  1. Đáp án A: 0,4 m.
  2. Đáp án B: 0,8 m.
  3. Đáp án C: 0,6 m.
  4. Đáp án D: 2 m.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là: B

Cách 1: Chọn mốc tính thế năng tại vị trí ném

- Tại vị trí ném, thế năng bằng 0, cơ năng W=Wd=12mv2=12.m.42=8.m (J)W={W}_{d}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}.m{.4}^{2}=8.m\ (J)

- Tại vị trí cao nhất, động năng bằng 0, cơ năng W=Wt=mgh=10.m.h(J)W={W}_{t}=mgh=10.m.h(J)

Theo định luật bảo toàn cơ năng: 8.m=10.m.h⇒h=0,8 m8.m=10.m.h\Rightarrow h=0{,}8\ m

Câu 3

1 điểm

Một vật nhỏ tại D được truyền vận tốc đầu v0{v}_{0} theo hướng DC (hình vẽ). Biết vật đến A thì dừng lại, AB = 2 m, BD = 40 m, hệ số ma sát μ=0,25μ=0{,}25. Tính v0{v}_{0}?

Hình minh hoạ

  1. Đáp án A: 15 m/s.
  2. Đáp án B: 15,5 m/s.
  3. Đáp án C: 16 m/s.
  4. Đáp án D: 16,5 m/s.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Đáp án đúng là B

Độ biến thiên cơ năng: ΔW=Ams=WA−WB=mgAB−12mv02=−μmg.DBΔ\text{W}={A}_{ms}={\text{W}}_{A}-{\text{W}}_{B}=mgAB-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=-μmg.DB

=>10.2−12.v02=−0,25.10.40=>v0≈15,5m/s=>10.2-\frac{1}{2}.{v}_{0}^{2}=-0{,}25.10.40=>{v}_{0}\approx 15{,}5m/s

Câu 4

1 điểm

Hình vẽ dưới là một phần đường đi của tàu lượn siêu tốc. Chọn mốc tính thế năng tại mặt đất. Nhận xét nào không đúng về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng đoạn đường?

Hình minh hoạ

  1. Đáp án A: Từ A – B: Động năng giảm, thế năng tăng đến giá trị cực đại
  2. Đáp án B: Từ B – C: Động năng tăng, thế năng giảm
  3. Đáp án C: Từ C – D: Động năng giảm, thế năng tăng
  4. Đáp án D: Từ D – E: Động năng và thế năng không đổi.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Đáp án đúng là D.

Theo định luật bảo toàn cơ năng: động năng và thế năng có sự chuyển hóa qua lại lẫn nhau, nếu động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại. Do vậy Bài D là nhận xét không đúng về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng đoạn đường.

Câu 5

1 điểm
Một vật được thả rơi tự do từ độ cao 9 m. Độ cao vật khi động năng bằng hai lần thế năng là:
  1. Đáp án A: 3 m.
  2. Đáp án B: 4,5 m.
  3. Đáp án C: 9 m.
  4. Đáp án D: 6 m.
Xem đáp án và lời giải

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Đáp án đúng là A.

Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Khi đó: W1_{1} = Wt1_{t1} = mgh1_{1}

Mà Wđ2_{đ2} = 2Wt2_{t2} nên ta có: W2_{2} = Wđ2_{đ2} + Wt2_{t2} = 2Wt2_{t2} + Wt2_{t2} = 3Wt2_{t2}

Vật rơi tự do nên cơ năng được bảo toàn: W1_{1} = W2_{2} do đó:

mgh1_{1} = 3mgh2_{2} hay h1_{1} = 3h2_{2} vậy h2=h13=93=3m{h}_{2}=\frac{{h}_{1}}{3}=\frac{9}{3}=3m

Câu 6

1 điểm
Thả một vật có khối lượng m = 0,5 kg từ độ cao h1_{1}= 1,2 m so với mặt đất. Xác định động năng của vật ở độ cao h2_{2}= 1 m. Lấy g = 10 m/s2^{2}.
  1. Đáp án A: 6 J.
  2. Đáp án B: 5 J.
  3. Đáp án C: 1 J.
  4. Đáp án D: 3 J.
Xem đáp án và lời giải

Câu 7

1 điểm
Từ độ cao 25 m một vật được ném lên thẳng đứng với độ lớn vận tốc ban đầu v0{v}_{0} = 20 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g=10 m/s2g=10\ m/{s}^{2}. Độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất là? Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
  1. Đáp án A: 60 m.
  2. Đáp án B: 45 m.
  3. Đáp án C: 20 m.
  4. Đáp án D: 80 m.
Xem đáp án và lời giải

Câu 8

1 điểm
Từ độ cao 180 m người ta thả rơi một vật nặng không vận tốc ban đầu. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g=10 m/s2g=10\ m/{s}^{2}. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Khi thế năng bằng động năng thì vật có độ cao h và vận tốc v. Giá trị hv\frac{h}{v} gần giá trị nào sau đây nhất?
  1. Đáp án A: 2,0.
  2. Đáp án B: 2,5.
  3. Đáp án C: 3,0.
  4. Đáp án D: 3,5.
Xem đáp án và lời giải

Câu 9

1 điểm
Một vật khối lượng 400 g được thả rơi tự do từ độ cao 20 m so với mặt đất. Cho g = 10 m/s2^{2}. Sau khi rơi được 12 m, động năng của vật bằng:
  1. Đáp án A: 16 J.
  2. Đáp án B: 24 J.
  3. Đáp án C: 32 J.
  4. Đáp án D: 48 J.
Xem đáp án và lời giải

Câu 10

1 điểm
Hòn đá có khối lượng m = 50 g được ném thẳng đứng từ mặt đất lên trên với vận tốc v0_{0} = 20 m/s. Chọn gốc thế năng tại mặt đất. Thế năng bằng 14\frac{1}{4} động năng khi vật có độ cao:
  1. Đáp án A: 16 m.
  2. Đáp án B: 5 m.
  3. Đáp án C: 4 m.
  4. Đáp án D: 20 m.
Xem đáp án và lời giải

Câu 11

1 điểm
Một học sinh ném một vật có khối lượng 200 g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 8 m/s từ độ cao 8 m so với mặt đất. Lấy g = 10m/s2^{2}. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy mốc thế năng tại mặt đất. Xác định vận tốc của vật khi Wđ_{đ} = 2Wt_{t}:
  1. Đáp án A: 10,22 m/s.
  2. Đáp án B: 11,22 m/s.
  3. Đáp án C: 12,22 m/s.
  4. Đáp án D: 13,22 m/s.
Xem đáp án và lời giải

Câu 12

1 điểm

Quả cầu khối lượng m = 0,1 kg treo dưới một dây dài l = 1 m. Nâng quả cầu lên để dây treo nằm ngang rồi buông tay. Biết vận tốc của quả cầu ở vị trí cân bằng là 2 m/s. Tìm lực cản trung bình của không khí lên quả cầu? Lấy g=10m/s2g=10m/{s}^{2} (Chọn đáp án gần đúng nhất)

Hình minh hoạ

  1. Đáp án A: 0,5 N.
  2. Đáp án B: 0,7 N.
  3. Đáp án C: 0,9 N.
  4. Đáp án D: 1 N.
Xem đáp án và lời giải

Câu 13

1 điểm
Một vật không vận tốc đầu từ đỉnh của một mặt dốc có độ cao 20 m. Tới chân mặt dốc, vật có vận tốc 15 m/s. Lấy g = 10 m/s2^{2}. Công của lực ma sát trên mặt dốc này bằng bao nhiêu, biết khối lượng vật là 20 kg.
  1. Đáp án A: -1500 J.
  2. Đáp án B: -1750 J.
  3. Đáp án C: -1925 J.
  4. Đáp án D: -3125 J.
Xem đáp án và lời giải

Đề cùng chủ đề

Tất cả đề Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng · Các bộ sách Vật lí Lớp 10