Bài tập ôn – Vật lí 10 – HK2 – Đề 15 phút

Phạm vi: Chương 4: Năng lượng, công, công suất (Bài 23–27). Lấy $g = 10$ m/s$^2$ trong các bài tập dưới đây.

Phần 1: Cơ bản

Bài 1. Một lực 10 N tác dụng theo phương ngang làm vật trượt được quãng đường 4 m. Tính công của lực.

Bài 2. Một lực 20 N hợp với phương chuyển động một góc $60^\circ$, làm vật dời chỗ 5 m. Tính công của lực.

Bài 3. Nâng đều một vật có khối lượng 2 kg lên cao 3 m. Tính công của lực nâng.

Bài 4. Một vật có khối lượng 1 kg rơi tự do từ độ cao 5 m xuống đất. Tính công của trọng lực.

Bài 5. Một vật trượt trên mặt phẳng ngang được 10 m, lực ma sát tác dụng lên vật là 5 N. Tính công của lực ma sát.

Bài 6. Một máy thực hiện được công 200 J trong 10 s. Tính công suất của máy.

Bài 7. Một động cơ có công suất 500 W hoạt động trong 20 s. Tính công mà động cơ thực hiện được.

Bài 8. Tính động năng của vật có khối lượng 1 kg đang chuyển động với tốc độ 4 m/s.

Bài 9. Tính động năng của vật có khối lượng 2 kg đang chuyển động với tốc độ 10 m/s.

Bài 10. Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 3 kg ở độ cao 2 m so với mặt đất.

Bài 11. Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 0,5 kg ở độ cao 10 m so với mặt đất.

Bài 12. Một lò xo có độ cứng 100 N/m bị dãn 0,05 m. Tính thế năng đàn hồi của lò xo.

Bài 13. Một vật có động năng 30 J và thế năng 20 J. Tính cơ năng của vật.

Bài 14. Một vật có khối lượng 1 kg ở độ cao 4 m, đang chuyển động với tốc độ 6 m/s. Tính cơ năng của vật (chọn mốc thế năng tại mặt đất).

Bài 15. Một máy có công có ích 400 J, công toàn phần 500 J. Tính hiệu suất của máy.

Bài 16. Một máy có hiệu suất 75%, công toàn phần cung cấp cho máy là 800 J. Tính công có ích của máy.

Phần 2: Nâng cao

Bài 17. Một người kéo một vật bằng một lực 50 N hợp với phương ngang một góc $30^\circ$, làm vật trượt được quãng đường 20 m. Tính công của lực kéo.

Bài 18. Một vật có khối lượng 5 kg trượt trên mặt phẳng ngang. Lực ma sát tác dụng lên vật là 10 N, lực kéo tác dụng lên vật là 30 N cùng hướng chuyển động. Vật đi được quãng đường 8 m. Tính công của lực ma sát, công của lực kéo và công tổng cộng tác dụng lên vật.

Bài 19. Thả rơi tự do một vật có khối lượng 2 kg từ độ cao 10 m. Bỏ qua sức cản của không khí. Tính tốc độ của vật ngay khi chạm đất.

Bài 20. Ném thẳng đứng một vật có khối lượng 0,5 kg lên cao với tốc độ 12 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí. Tính độ cao cực đại mà vật đạt được.

Bài 21. Một lò xo có độ cứng 200 N/m bị nén 0,1 m, đầu lò xo gắn với một vật có khối lượng 0,4 kg đặt trên mặt phẳng ngang nhẵn. Thả nhẹ vật. Tính tốc độ của vật khi lò xo trở về trạng thái tự nhiên.

Bài 22. Tính công suất cần thiết để nâng đều một vật có khối lượng 50 kg lên cao 12 m trong 10 s.

Bài 23. Một ô tô có khối lượng 1000 kg đang chạy với tốc độ 20 m/s. Người lái hãm phanh, lực hãm tác dụng lên ô tô là 5000 N. Tính quãng đường ô tô đi được cho đến khi dừng hẳn.

Bài 24. Một động cơ có hiệu suất 80%, công có ích mà động cơ thực hiện được là 2400 J. Tính công toàn phần cung cấp cho động cơ và công suất toàn phần của động cơ nếu thời gian hoạt động là 15 s.

Đáp án

Phần 1: 1. 40 J. 2. 50 J. 3. 60 J. 4. 50 J. 5. $-50$ J. 6. 20 W. 7. 10000 J. 8. 8 J. 9. 100 J. 10. 60 J. 11. 50 J. 12. 0,125 J. 13. 50 J. 14. 58 J. 15. 80%. 16. 600 J.

Phần 2:

Bài 17. $A = Fs\cos\alpha = 50 \cdot 20 \cdot \cos 30^\circ \approx 866$ J.

Bài 18. $A_{ms} = -10 \cdot 8 = -80$ J; $A_{kéo} = 30 \cdot 8 = 240$ J; $A_{tổng} = 240 - 80 = 160$ J.

Bài 19. $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 10} = \sqrt{200} \approx 14{,}1$ m/s.

Bài 20. $h_{max} = \frac{v^2}{2g} = \frac{12^2}{2 \cdot 10} = 7{,}2$ m.

Bài 21. Bảo toàn cơ năng: $\frac{1}{2}k(\Delta l)^2 = \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \Delta l\sqrt{\frac{k}{m}} = 0{,}1 \cdot \sqrt{\frac{200}{0{,}4}} = 0{,}1\sqrt{500} \approx 2{,}24$ m/s.

Bài 22. $P = \frac{mgh}{t} = \frac{50 \cdot 10 \cdot 12}{10} = 600$ W.

Bài 23. $W_đ = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \cdot 1000 \cdot 20^2 = 200000$ J. Theo định lí động năng: $F_h s = W_đ \Rightarrow s = \frac{200000}{5000} = 40$ m.

Bài 24. $A_{tp} = \frac{A_{ci}}{H} = \frac{2400}{0{,}8} = 3000$ J; $P_{tp} = \frac{A_{tp}}{t} = \frac{3000}{15} = 200$ W.