Trắc nghiệm Bài 15. Năng lượng và công - Vật Lí 10 Chân trời sáng tạoĐề bài
Câu 1 :
Một ôtô kéo một khối hàng có \(M = 2000kg\) chuyển động thẳng đều trên một đoạn đường ngang dài \(100m\), hệ số ma sát giữa khối hàng và mặt đường là \(0,01\). \(\left( {g = 10m/{s^2}} \right)\) . Ôtô đó đã thực hiện một công lên khối hàng là:
Câu 2 :
Một ô tô khối lượng 10 tấn đang chạy với vận tốc 54 km/h trên đoạn đường phẳng ngang thì bắt đầu chuyển động chậm dần đều cho tới khi bị dừng lại do tác dụng của lực ma sát với mặt đường. Cho biết hệ số ma sát là 0,3. Lấy g = 10 m/s2. Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là:
Câu 3 :
Một chiếc ô tô sau khi tắt máy còn đi được 100m. Biết ô tô nặng 1,5 tấn, hệ số cản bằng 0,25 (Lấy g = 10m/s2). Công của lực cản có giá trị là:
Câu 4 :
Một lực 2500 N tác dụng theo phương ngang được đặt lên một chiếc xe có khối lượng 500kg đang đứng yên trên một mặt phẳng ngang. Biết tổng lực cản chuyển động luôn là 1000N. Công của chiếc xe sau khi chuyển động được 2s là :
Câu 5 :
Cho hệ như hình vẽ:  Biết \(\alpha = {30^0}\), \({m_1} = 1kg;{m_2} - 2kg\). Công của trọng lực của hệ thống khi \({m_1}\) đi lên không ma sát trên mặt phẳng nghiêng được quãng đường \(1m\).
Câu 6 :
Một ô tô chạy đều trên đường với vận tốc $72 km/h$. Công suất trung bình của động cơ là $60 kW$. Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường $6 km$ là:
Câu 7 :
Thả rơi một hòn sỏi khối lượng $50 g$ từ độ cao $1,2 m$ so với mặt đất xuống một giếng sâu $3 m$. Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là (Lấy $g = 10 m/s^2$)
Câu 8 :
Một lực \(F = 50{\rm{ }}N\) tạo với phương ngang một góc \(\alpha = {30^0}\), kéo một vật và làm chuyển động thẳng đều trên một mặt phẳng ngang. Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng \(6{\rm{ }}m\) là:
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Một ôtô kéo một khối hàng có \(M = 2000kg\) chuyển động thẳng đều trên một đoạn đường ngang dài \(100m\), hệ số ma sát giữa khối hàng và mặt đường là \(0,01\). \(\left( {g = 10m/{s^2}} \right)\) . Ôtô đó đã thực hiện một công lên khối hàng là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Sử dụng phương trình định luật II Niuton tìm ra độ lớn lực kéo ô tô. Công thức tính công: \(A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)\) Lời giải chi tiết :
Áp dụng định luật II Niuton ta có: \(\overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow F + \overrightarrow N + \overrightarrow P = m\overrightarrow a \) Vật chuyển động thẳng đều nên: \(\overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow F + \overrightarrow N + \overrightarrow P = 0\,\,\left( * \right)\) Chiếu (*) lên phương chuyển động ta có: \(\begin{array}{l} - {F_{ms}} + F = 0 \Rightarrow F = {F_{ms}} = \mu N = \mu mg\\ \Rightarrow F = 0,01.2000.10 = 200N\end{array}\) Ô tô đó đã thực hiện công: \(A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right) = 200.100.\cos 0 = 20000J = 20kJ\)
Câu 2 :
Một ô tô khối lượng 10 tấn đang chạy với vận tốc 54 km/h trên đoạn đường phẳng ngang thì bắt đầu chuyển động chậm dần đều cho tới khi bị dừng lại do tác dụng của lực ma sát với mặt đường. Cho biết hệ số ma sát là 0,3. Lấy g = 10 m/s2. Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Định luật II Niuton: \(\overrightarrow F = m\overrightarrow a \) + Độ lớn lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N = \mu mg\) + Công thức liên hệ giữa s, v, a: \({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}\) + Công thức tính công: \(A = F.s.\cos \alpha \) Lời giải chi tiết :
+ Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 10T = 10\,000kg\\{v_0} = 54km/h = 15m/s\\g = 10m/{s^2}\\\mu = 0,3\end{array} \right.\) + Theo định luật II Niu-tơn, gia tốc chuyển động chậm dần đều của ô tô có giá trị : \(a = \dfrac{{{F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{ - \mu P}}{m} = - \mu g = - 0,3.10 = - 3\left( {m/{s^2}} \right)\) + Ta có: \({v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}\) Khi ô tô dừng hẳn thì: \(v = 0 \Rightarrow s = \dfrac{{{0^2} - {{15}^2}}}{{2.\left( { - 3} \right)}} = 37,5m\) + Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là: \(A = {F_{ms}}.s = ma.s = 10\,000.\left( { - 3} \right).37,5 = - 1125kJ\)
Câu 3 :
Một chiếc ô tô sau khi tắt máy còn đi được 100m. Biết ô tô nặng 1,5 tấn, hệ số cản bằng 0,25 (Lấy g = 10m/s2). Công của lực cản có giá trị là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
Công thức tính công: \(A = F.s.\cos \alpha ;\,\,\alpha = \left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)\) Lời giải chi tiết :
Độ lớn của lực cản tác dụng lên xe: \({F_c} = {F_{ms}} = \mu mg = 0,25.1,5.1000.10 = 3750N\) Công của lực cản tác dụng lên xe: \(A = {F_c}.s.\cos \left( {\overrightarrow {{F_c}} ;\overrightarrow s } \right) = 3750.100\cos 180 = - 375000J = - 375kJ\)
Câu 4 :
Một lực 2500 N tác dụng theo phương ngang được đặt lên một chiếc xe có khối lượng 500kg đang đứng yên trên một mặt phẳng ngang. Biết tổng lực cản chuyển động luôn là 1000N. Công của chiếc xe sau khi chuyển động được 2s là :
Đáp án : D Phương pháp giải :
Áp dụng phương trình định luật II Niuton tính gia tốc của xe. Quãng đường xe đi được sau 2s là: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2}\) Công của chiếc xe: \(A = F.s.\cos \alpha \) Lời giải chi tiết :
Lực tổng hợp tác dụng lên xe: \({F_T} = F - {F_c} = 2500 - 1000 = 1500N\) Ta có: \(a = \dfrac{{{F_T}}}{m} = \dfrac{{1500}}{{500}} = 3m/{s^2}\) Quãng đường xe đi được sau 2s: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} = 0 + \dfrac{1}{2}{.3.2^2} = 6m\) Công của chiếc xe sau khi chuyển động được 2s là : \(A = {F_T}.s.\cos \alpha = 1500.6.\cos 0 = 9000J = 9kJ\)
Câu 5 :
Cho hệ như hình vẽ: Biết \(\alpha = {30^0}\), \({m_1} = 1kg;{m_2} - 2kg\). Công của trọng lực của hệ thống khi \({m_1}\) đi lên không ma sát trên mặt phẳng nghiêng được quãng đường \(1m\).
Đáp án : B Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính công: \(A = Fscos\alpha \) Lời giải chi tiết :
Ta có, khi \({m_1}\) đi lên quãng đường \(s = 1m\) trên mặt phẳng nghiêng thì \({m_2}\) đi xuống thẳng đứng một quãng đường cũng bằng \(s\)  Ta có: \(\begin{array}{l}{h_1} = s.\sin \alpha = 1.\sin {30^0} = 0,5m\\{h_2} = s = 1m\end{array}\) Trọng lực \(\overrightarrow {{P_1}} \) có hướng ngược với hướng chuyển dời của vật 1 => Công của trọng lực của vật 1: \({A_1} = {P_1}.{h_1}.cos{180^0} = - {m_1}g{h_1}\) Trọng lực \(\overrightarrow {{P_2}} \) có cùng hướng với hướng chuyển dời của vật 2 => Công của trọng lực của vật 2: \({A_2} = {P_2}{h_2} = {m_2}gh\) Công của trọng lực của hệ thống: \(\begin{array}{l}A = {A_1} + {A_2} = - {m_1}g{h_1} + {m_2}g{h_2}\\ = - 1.10.0,5 + 2.10.1 = 15J\end{array}\)
Câu 6 :
Một ô tô chạy đều trên đường với vận tốc $72 km/h$. Công suất trung bình của động cơ là $60 kW$. Công của lực phát động của ô tô khi chạy được quãng đường $6 km$ là:
Đáp án : D Phương pháp giải :
vận dụng biểu thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(P = \dfrac{A}{t} = F\dfrac{s}{t} = Fv\) Ta suy ra: \(A = Fs = (P/v).s= \dfrac{{60000.6000}}{{20}} = {18.10^6}J\)
Câu 7 :
Thả rơi một hòn sỏi khối lượng $50 g$ từ độ cao $1,2 m$ so với mặt đất xuống một giếng sâu $3 m$. Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là (Lấy $g = 10 m/s^2$)
Đáp án : C Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính công: \(A = F{\rm{scos}}\alpha \) Lời giải chi tiết :
Ta có, + Góc hợp bởi véctơ lực và véctơ chuyển dời: \(\alpha = {0^0}\) + Công của trọng lực khi vật rơi chạm đáy giếng là: \(A = P{\rm{s}}.c{\rm{os}}\alpha = P{\rm{s}} = mg{\rm{s}} = 0,05.10.\left( {3 +1,2} \right) = 2,1J\)
Câu 8 :
Một lực \(F = 50{\rm{ }}N\) tạo với phương ngang một góc \(\alpha = {30^0}\), kéo một vật và làm chuyển động thẳng đều trên một mặt phẳng ngang. Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng \(6{\rm{ }}m\) là:
Đáp án : A Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính công: \(A = F{\rm{scos}}\alpha \) Lời giải chi tiết :
Ta có, Công của lực kéo khi vật di chuyển được một đoạn đường bằng \(6{\rm{ }}m\) là: \(A = F{\rm{scos}}\alpha {\rm{ = 50}}{\rm{.6}}{\rm{.cos3}}{{\rm{0}}^0} = 150\sqrt 3 \approx 260J\)
|
