Bài toán tính thế năng trọng trường của vật – VnHocTap.com

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Bài toán tính thế năng trọng trường của vật, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 10.

bai toan tinh the nang trong truong cua vat 1

bai toan tinh the nang trong truong cua vat 2

bai toan tinh the nang trong truong cua vat 3

bai toan tinh the nang trong truong cua vat 4

bai toan tinh the nang trong truong cua vat 5

Nội dung bài viết Bài toán tính thế năng trọng trường của vật:
Dạng 2: Bài toán tính thế năng trọng trường của vật Phương pháp giải: Bước 1: Chọn gốc tính thế năng (chú ý thường ta chọn tại mặt đất). Từ kiến thức về chuyển động ta xác định được giá trị đại số Z của vật so với mốc thế năng. Bước 2: Biết được giá trị đại số Z ta xác định được thế năng của vật theo biểu thức Ví dụ 1: Một vật có khối lượng m = 100g đang rơi tự do không vận tốc đầu từ một điểm O, chọn gốc tính thế năng (Z0 = 0) tại O, lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Thế năng của vật sau khi rơi được sau 4 giây bằng A. 80J. B. -80J. C. 40J. D. -40J. Lời giải: Chọn gốc tính thế năng (Zn = 0) tại O tức là vị trí vật bắt đầu rơi. Quãng đường vật rơi được sau 4 giây bằng Giá trị đại số của tọa độ Z của vật so với mốc bằng Thế năng của vật sau khi rơi được sau 4 giây bằng Đáp án B.
Chú ý: – Giá trị của thế năng phụ thuộc vào mốc tính thế năng. – Thế năng có giá trị đại số dương hoặc âm phụ thuộc vào giá trị đại số của độ cao Z. Ví dụ 2: Tại thời điểm t0 = 0 một vật có khối lượng m = 500g bắt đầu trượt không ma sát từ đỉnh của một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 14m, góc nghiêng β = 30°; g = 10m/s2, mốc tính thế năng tại vị trí chân mặt phẳng nghiêng. Thế năng trọng trường của vật ở thời điểm t = 2 giây bằng A. -25 J. B. -10 J. C. 10J. D. 25J. Lời giải: + Chọn mốc tính thế năng tại vị trí chân mặt phẳng nghiêng + Tính giá trị đại số độ cao Z của vật so với mốc: – Gia tốc của vật trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêng – Quãng đường vật trượt sau 2 giây bằng – Theo hình ta có Z + Vậy thế năng trọng trường của vật ở thời điểm t = 2 giây bằng W m Đáp án C.
STUDY TIP: Trục OZ là trục thẳng đứng chiều dương hướng lên gốc O là vị trí mốc thế năng. Tính giá trị đại số của độ cao Z ta phải chiếu vị trí vật lên trục OZ. Để xác định một cách tường minh ta phải vẽ hình, tính Z qua hình. Ví dụ 3: Một vật có khối lượng m = 1kg được ném ngang từ độ cao h = 10m so với mặt đất, chọn mốc thế năng tại mặt đất, bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s2. Thế năng trọng trường của vật sau thời gian 1,2 s vật được ném bằng A. -72J. B. -28J. C. 72J. D. 28J. Lời giải: + Chọn mốc tính thế năng tại vị trí chân mặt phẳng nghiêng + Tính giá trị đại số độ cao Z của vật so với mốc – Với chuyển động ném ngang theo phương thẳng đứng là chuyển động rơi tự do. Quãng đường theo phương thẳng đứng vật chuyển động sau 1,2 giây bằng?
Theo hình ta có Z h Thế năng trọng trường của vật sau thời gian 1,2 s vật được ném bằng W m Đáp án D STUDY TIPS: Xét bài toán chuyển động trong mặt phẳng (ném ngang, ném xiên): Khi tính thế năng ta chỉ cần quan tâm đến chuyển động theo thành phần thẳng đứng OZ. Ví dụ 4: Một vật có khối lượng m = 3 kg đang rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao h = 4m, chọn gốc tính thế năng (Z0 = 0) tại mặt đất, lấy gia tốc trọng trường g = 10 m/s2. Thế năng của vật ở vị trí động năng bằng ba thế năng là A. 10J. B. 40J. C. 30J. D. 20J. Lời giải: Chọn gốc tính thế năng (Z0 = 0) tại mặt đất. Vận tốc của vật sau khi rơi được quãng đường (Z) Động năng của vật khi đó Thế năng của vật tương ứng với vị trí đó bằng IXét tổng quát tại vị trí động năng bằng n thế năng thì Giá trị đại số của tọa độ Z của vật so với mốc bằng Thế năng của vật ở vị trí động năng bằng ba thế năng là tW Đáp án C. Chú ý: Vật rơi tự do từ độ cao h, mốc thế năng tại mặt đất khi W nW d t thì Giá trị đại số tọa độ Z của vật so với mốc bằng: nh Thế năng của vật ở vị trí động năng bằng n lần thế năng là?