Bài tập ôn – Vật lí 10 – HK2 – Kiểm tra giữa kỳ

Phạm vi: Chương 4: Năng lượng, công, công suất (Bài 23–27), Chương 5: Động lượng (Bài 28–30), Chương 6: Chuyển động tròn (Bài 31–32). Lấy $g = 10$ m/s$^2$ trong các bài tập dưới đây.

Phần 1: Cơ bản

Bài 1. Một vật chuyển động tròn đều có chu kì 4 s. Tính tần số của chuyển động.

Bài 2. Một vật chuyển động tròn đều có tần số 2 Hz. Tính chu kì của chuyển động.

Bài 3. Một vật chuyển động tròn đều có chu kì 2 s. Tính tốc độ góc của vật.

Bài 4. Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ góc 2 rad/s trên quỹ đạo có bán kính 0,5 m. Tính tốc độ dài của vật.

Bài 5. Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ 4 m/s trên quỹ đạo có bán kính 2 m. Tính gia tốc hướng tâm của vật.

Bài 6. Một vật chuyển động tròn đều với tốc độ góc 3 rad/s trên quỹ đạo có bán kính 1 m. Tính gia tốc hướng tâm của vật.

Bài 7. Một vật có khối lượng 0,5 kg chuyển động tròn đều với tốc độ 2 m/s trên quỹ đạo có bán kính 0,4 m. Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật.

Bài 8. Tính động lượng của vật có khối lượng 3 kg đang chuyển động với tốc độ 6 m/s.

Bài 9. Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động với tốc độ 3 m/s, va chạm mềm với một vật khác có khối lượng 2 kg đang đứng yên. Tính tốc độ của hai vật sau va chạm.

Bài 10. Một lực 25 N tác dụng theo phương ngang làm vật dời chỗ 8 m. Tính công của lực.

Bài 11. Một máy thực hiện được công 900 J trong 30 s. Tính công suất của máy.

Bài 12. Tính động năng của vật có khối lượng 5 kg đang chuyển động với tốc độ 2 m/s.

Bài 13. Tính thế năng trọng trường của vật có khối lượng 4 kg ở độ cao 2,5 m so với mặt đất.

Bài 14. Một vật có động năng 12 J và thế năng 28 J. Tính cơ năng của vật.

Bài 15. Một máy có công có ích 300 J, công toàn phần 400 J. Tính hiệu suất của máy.

Bài 16. Kim phút của một chiếc đồng hồ quay được một vòng hết 3600 s. Tính tốc độ góc của kim phút.

Bài 17. Một bánh xe có bán kính 0,3 m quay đều với tần số 10 vòng/s. Tính tốc độ dài của một điểm trên vành bánh xe.

Bài 18. Một vật có khối lượng 1 kg chuyển động tròn đều với tốc độ 3 m/s trên quỹ đạo có bán kính 0,5 m. Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật.

Phần 2: Nâng cao

Bài 19. Một ô tô có khối lượng 1200 kg chạy qua đoạn đường cong có bán kính 40 m với tốc độ 12 m/s. Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên ô tô và hệ số ma sát nghỉ tối thiểu giữa lốp xe và mặt đường để ô tô không bị trượt.

Bài 20. Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng 0,2 kg treo vào một sợi dây dài 0,5 m. Khi vật đi qua vị trí thấp nhất, tốc độ của vật là 2 m/s. Tính gia tốc hướng tâm và lực căng của dây tại vị trí đó.

Bài 21. Một chiếc đĩa quay đều với tần số 0,5 Hz. Một vật nhỏ đặt trên đĩa cách tâm 0,4 m. Tính tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của vật.

Bài 22. Một vật có khối lượng 4 kg chuyển động với tốc độ 5 m/s, va chạm mềm với một vật khác có khối lượng 6 kg đang chuyển động ngược chiều với tốc độ 2 m/s. Tính tốc độ và chiều chuyển động của hai vật sau va chạm (chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của vật 4 kg).

Bài 23. Thả rơi tự do một vật có khối lượng 0,5 kg từ độ cao 20 m. Bỏ qua sức cản của không khí. Tính tốc độ của vật ngay khi chạm đất và động lượng của vật lúc đó.

Bài 24. Tính công cần thiết để tăng tốc một ô tô có khối lượng 800 kg từ tốc độ 10 m/s lên 20 m/s.

Bài 25. Một thang máy có khối lượng 500 kg đi lên đều được 10 m trong 5 s. Bỏ qua ma sát. Tính công suất của lực kéo thang máy.

Bài 26. Một quả bóng có khối lượng 0,4 kg được ném thẳng đứng lên cao với tốc độ 15 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí. Tính độ cao cực đại mà quả bóng đạt được và cơ năng của quả bóng.

Đáp án

Phần 1: 1. 0,25 Hz. 2. 0,5 s. 3. $\pi$ rad/s. 4. 1 m/s. 5. 8 m/s$^2$. 6. 9 m/s$^2$. 7. 5 N. 8. 18 kg·m/s. 9. 1,5 m/s. 10. 200 J. 11. 30 W. 12. 10 J. 13. 100 J. 14. 40 J. 15. 75%. 16. $\omega = \frac{2\pi}{3600} \approx 1{,}745 \times 10^{-3}$ rad/s. 17. $v = 2\pi \cdot 0{,}3 \cdot 10 \approx 18{,}8$ m/s. 18. 18 N.

Phần 2:

Bài 19. $F_{ht} = m\frac{v^2}{r} = 1200 \cdot \frac{12^2}{40} = 4320$ N. Hệ số ma sát tối thiểu: $\mu_{min} = \frac{v^2}{rg} = \frac{144}{40 \cdot 10} = 0{,}36$.

Bài 20. $a_{ht} = \frac{v^2}{l} = \frac{2^2}{0{,}5} = 8$ m/s$^2$. $T = mg + ma_{ht} = 0{,}2 \cdot 10 + 0{,}2 \cdot 8 = 3{,}6$ N.

Bài 21. $v = 2\pi f r = 2\pi \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}4 \approx 1{,}26$ m/s; $a_{ht} = \omega^2 r = \pi^2 \cdot 0{,}4 \approx 3{,}95$ m/s$^2$.

Bài 22. $v = \frac{4 \cdot 5 + 6 \cdot (-2)}{4 + 6} = \frac{8}{10} = 0{,}8$ m/s, cùng chiều với chiều chuyển động ban đầu của vật 4 kg.

Bài 23. $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 20} = 20$ m/s; $p = mv = 0{,}5 \cdot 20 = 10$ kg·m/s.

Bài 24. $A = \Delta W_đ = \frac{1}{2} \cdot 800 \cdot (20^2 - 10^2) = 120000$ J.

Bài 25. $P = \frac{mgh}{t} = \frac{500 \cdot 10 \cdot 10}{5} = 10000$ W.

Bài 26. $h_{max} = \frac{v^2}{2g} = \frac{15^2}{20} = 11{,}25$ m; $W = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \cdot 0{,}4 \cdot 225 = 45$ J.