[Vật lý 10] Phương pháp giải bài toán bằng các định luật bảo toàn

[anhsao3200]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Về các dạng toán này nó ko khó nhưng rất khó áp dụng nếu như chúng ta ko hiểu được

bản chất của định luật đó nên anhsao sẽ đưa ra bài viết này để các bạn xem sao nhé


1. Định lí động năng:

- Điều kiện áp dụng: cho mọi trường hợp ( vật chịu tác dụng của các


ngoại lực: lựa ma sát, lực kéo, lực cản, trọng lực,….)


- Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2).


- Biểu thức:

Hay:

- Trong đó các em cần chú ý:

, với

​

2. Độ giảm thế năng:

- Điều kiện áp dụng: chỉ áp dụng cho lực thế ( vật chịu tác dụng của

trọng lực, lực đàn hồi….).

- Chọn gốc thế năng.

- Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2).

- Biểu thức:

+

+

Trong đó các em cần chú ý:

+

Nếu [TEX]h_1[/TEX] bên dưới gốc thế năng thì

+ Hạn chế sử dụng phương pháp này.
​

3. Định luật bảo toàn cơ năng

- Điều kiện áp dụng: áp dụng cho vật chuyển động trong trường lực

thế

+ vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi.
+

- Chọn gốc thế năng.
- Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2).
- Biểu thức:

hay

- Trong đó các em cần chú ý:
+

: là độ cao của trạng thái 1, 2 so với gốc thế năng.
+ Đối với con lắc đơn thì:

​

4. Biến thiên cơ năng

- Điều kiện áp dụng: áp dụng cho mọi trường hợp


+ vật chỉ chịu tác dụng của lực thế (trọng lực, lực đàn hồi ).

+ vật chỉ chịu tác dụng của lực không thế (lực ma sát, lực cản, lực

kéo…).

- Chọn gốc thế năng.

- Vẽ hình, phân tích lực, xác định trạng thái (1) và (2).

- Biểu thức:

Hay

- Trong đó các em cần chú ý:

+

: là độ cao của trạng thái 1, 2 so với gốc thế năng.

+

, với

​

 

[anhsao3200]

Đây là một số bài tập điển hình và mâu nhé

Bài 1:

Bài 1:

Một ô tô khối lượng 2 tấn đang chuyển động với vận tốc 36km/h thì tắt máy và xuống dốc, đi hết dốc trong thời gian 10s. Góc nghiêng của dốc là 20^0 , hệ số ma sát giữa dốc và xe là 0,01.

Dùng các định luật bảo toàn, tính:

a. Gia tốc của xe trên dốc và suy ra chiều dài dốc.

b. Vận tốc của xe ở chân dốc.

Bài giải tham khảo:

xe1- Vật chịu tác dụng các lực:

+ Trọng lực [TEX]{\vec{P}}[/TEX] , lực thế.

+ Phản lực [TEX]{\vec{N}}[/TEX] , A_[TEX]{\vec{N}}[/TEX]=0

+ Lực ma sát [TEX]{\vec{F}_{ms}}[/TEX] , ngoại lực.

- Vì có ngoại lực ma sát tác dụng nên không thể vận dụng định luật bảo toàn cơ năng, chỉ có thể dùng định lí động năng hoặc biến thiên cơ năng.

- Cách 1: Sử dụng định lí động năng.

+ Ta sẽ viết biểu thức định lí động năng cho vật chuyển động từ đỉnh dốc (1) đến chân dốc (2).

+ Với

+ Suy ra:

+ Kết hợp hệ thức độc lập thời gian:

+ Suy ra gia tốc của xe trên dốc:

+ Chiều dài dốc:

+ Vận tốc xe ở chân dốc:

Hoặc có thể tính từ biểu thức (*).

- Cách 2: Sử dụng biến thiên cơ năng.

+ Ta sẽ viết biểu thức biến thiên cơ năng cho vật chuyển động từ đỉnh dốc (1) đến chân dốc (2).

+ Chọn gốc thế năng tại chân dốc.

+ Với

+ Suy ra:

+ Kết hợp hệ thức độc lập thời gian:

+ Suy ra gia tốc của xe trên dốc:

+ Chiều dài dốc:

+ Vận tốc xe ở chân dốc: v_2 = v_1 + at = 10 + 3,33.10 = 43,3 (m/s)

Hoặc có thể tính từ biểu thức (*).

Bài 2:

Quả cầu nhỏ khối lượng 500g treo ở đầu một sợi dây dài 1m, đầu trên của dây cố định. Kéo quả cầu ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây hợp với phương thẳng ứng góc 45^0 rồi thả tự do. Tìm:

a. Vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí cân bắng.

b. Tính lực căng của dây tại vị trí cân bằng.

conlac1 Bài giải tham khảo

- Vật chịu tác dụng các lực:

+ Trọng lực [TEX]{\vec{P}}[/TEX] , lực thế.

+ Lực căng dây[TEX] {\vec{T}}[/TEX] ,[TEX] A_{\vec{T}}[/TEX]=0

- Vật chuyển động trong trường lực thế, ta có thể áp dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải bài toán này.

Ngoài ra ta cũng có thể giải bài 2 bằng định lí động năng.

a. – Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (vị trí thấp nhất của vật).

- Viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho vị trí góc 45^0 và vị trí cân bằng.

Hay

- Với

- Suy ra:

conlac2b. Khi cần tính đến lực căng dây T ta phải áp dụng lại định luật II Niu tơn cho vật tại vị trí cần tính, vì các phương pháp năng lượng cho ta[TEX] A_{\vec{T}}[/TEX]=0 .

- Chú ý rằng vật chuyển động tròn đều với gia tốc hướng tâm, hợp lực của trọng lực và lực căng chính là lực hướng tâm.

- Viết biểu thức định luật II Niu tơn cho vật tại vị trí cân bằng B:

- Chiếu phương trình lên trục hướng tâm BO:

- Suy ra:

Pic này cũng có thể giải đáp thắc mắc của các bạn nhé mong các bạn ủng hộ

 

[nhockthongay_girlkute]

1 cần trục nâng vật khối lg m=100kg từ mặt đất lên cao theo phương thẳng đứng .Trog 10m đầu , vật đi lên nhanh dần đều vs gia tốc 0,8m/s^2.Sau đó , vật đi lên chậm dần thêm 10s nữa rồi dừng hẳn .Tính công do cần trục thực hiện

 

[donghxh]

1 cần trục nâng vật khối lg m=100kg từ mặt đất lên cao theo phương thẳng đứng .Trog 10m đầu , vật đi lên nhanh dần đều vs gia tốc 0,8m/s^2.Sau đó , vật đi lên chậm dần thêm 10s nữa rồi dừng hẳn .Tính công do cần trục thực hiện

Hướng dẫn:
Bạn phải tính gia tốc ở giai đoạn đầu rùi suy ra lực kéo lên. Sau đó nhân với quãng đường di chuyển là dc công đoạn đầu.
Tương tự ở đoạn 2 cũng thế. Sau đó cộng lại là dc.

 

[bigbang195]

Hinh như bài viết này chưa nói đến chủ đề " Va Chạm "
Một có 1 cách này để chứng minh được va chạm mềm động năng trước luôn lớn hơn hoặc bằng động năng sau va chạm và trường hợp 2 động năng bằng nhau xảy ra khi và chỉ khi vận tốc của 2 vật bằng nhau :

 

[abc100]

còn bài về hệ vật thì làm thế nào dc. VD
2 vật A,B có khối lượng m1= 2kg, m2= 6kg dc nối với nhau bằng một sợi dây vắt qua ròng rọc vật B ở trên mặt phẳng nghiêng góc tạo bởi mặt phẳng nghiêng và mặt phẳng ngang là 30 độ bơ qua ma sát và khối lượng của ròng rọc và dây nối lấy g= 10m/s2
a) Áp dụng định lí động năng tính vận tốc của các vật A,B trượt được quãng dg s=10m trên mp nghiêng
b) Tính lực căng của các dây nối