Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 1

CHNG IV: CC NH LUT BO TON
CH 1: NG LNG. NH LUT BO TON NG LNG

A. CC DNG BI TP V PHNG PHP GII
Dng 1: : Tính động lợng của một vật, một hệ vật.
- ng lng
p
ca mt vt cú khi lng m ang chuyn ng vi vn tc
v
l mt i lng c xỏc
nh bi biu thc:
p
= m
v

- n v ng lng: kgm/s hay kgms
-1
.
- ng lng h vt:

1 2
p p p



Nu:

Dng 2: Bi tp v nh lut bo ton ng lng
Bớc 1: Chọn hệ vật cô lập khảo sát
Bớc 2: Viết biểu thức động lợng của hệ trớc và sau hiện tợng.
Bớc 3: áp dụng định luật bảo toàn động lợng cho hệ:
t s
p p


(1)
Bớc 4: Chuyển phơng trình (1) thành dạng vô hớng (b vecto) bằng 2 cách:
+ Phơng pháp chiếu
+ Phơng pháp hình học.
*. Nhng lu ý khi gii cỏc bi toỏn liờn quan n nh lut bo ton ng lng:
a. Trng hp cỏc vector ng lng thnh phn (hay cỏc vector vn tc thnh phn) cựng phng, thỡ biu
thc ca nh lut bo ton ng lng c vit li: m
1
v
1
+ m
2
v
2
= m
1
'
1
v

ai luc
ngo
F

trờn mt phng no ú bng khụng thỡ ng lng bo ton
trờn phng ú.
B. BI TP VN DNG
Bi 1: Hai vt cú khi lng m
1
= 1 kg, m
2
= 3 kg chuyn ng vi cỏc vn tc v
1
= 3 m/s v v
2
= 1 m/s. Tỡm tng
ng lng ( phng, chiu v ln) ca h trong cỏc trng hp :
a)
v

1
v
v

2
cựng hng.
b)
v

1

p

2

Độ lớn : p = p
1
+ p
2
= m
1
v
1
+ m
2
v
2
= 1.3 + 3.1 = 6 kgm/s
b) Động lượng của hệ :
p

=
p

1
+
p

2

Độ lớn : p = m

2
m/s. hỏi mảnh thứ hai bay
theo phương nào với vận tốc bao nhiêu?
Giải

- Xét hệ gồm hai mảnh đạn trong thời gian nổ, đây được xem là hệ kín nên ta áp dụng định luật bảo toàn động
lượng.
- Động lượng trước khi đạn nổ:
.
t
p mv p
 
  

- Động lượng sau khi đạn nổ:
1 2
1 2
1 2
. .
s
p m v m v p p
   
    

Theo hình vẽ, ta có:
 
   
        
   
   

tốc viên đoạn ra khỏi nòng súng là 600m/s. Tìm vận tốc của súng sau khi bắn.
Giải
- Động lượng của súng khi chưa bắn là bằng 0.
- Động lượng của hệ sau khi bắn súng là:

đđSS
vmvm



- Áp dụng điịnh luật bảo toàn động lượng.
0 
đđSS
vmvm



- Vận tốc của súng là:

)/(5,1
.
sm
m
vm
v
S
đđ


Bài 4: Một xe ôtô có khối lượng m
vmmvm


)(.
2111


v

cựng phng vi vn tc
1
v

.
- Vn tc ca mi xe l:

21
11
.
mm
vm
v


= 1,45(m/s)

Bi 5: Mt ngi khi lng m
1

v m s
m m




- Vy xe tip tc chuyn ng theo chiu c vi vn tc 3,38 m/s.
b/ Khi ngi nhy ngc chiu thỡ
/
1 1 2 2
1 2
50.4 80.3
0,3 /
50 80
m v m v
v m s
m m

Vy xe tip tc chuyn ng theo chiu c vi vn tc 0,3m/s. CH 2: CễNG V CễNG SUT

A. CC DNG BI TP
Dng 1: Tính công và công suất khi biết lực F ; quãng đờng dịch chuyển và góc



F
= A
F1
+ A
F2
+ +A
Fn B. BI TP VN DNG
Bi 1: Ngi ta kộo mt cỏi thựng nng 30kg trt trờn sn nh bng mt dõy hp vi phng nm ngang mt gúc
45
0
, lc tỏc dng lờn dõy l 150N. Tớnh cụng ca lc ú khi thựng trt c 15m. Khi thựng trt cụng ca trng
lc bng bao nhiờu?
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 4

Giải
- Công của lực F kéo thùng đi được 15m là:
Áp dụng công thức:
A = F.s.cosα = 1586,25J
( trong đó: F = 150N;
S = 15m; cosα =
2
2

- Oy: N – P = 0.
- Gia tốc của xe là:
2
2
/5,0
2
sm
s
v
a 

- Độ lớn của lực kéo là:
F
k
= F
ms
+ ma = 2250N
- Độ lớn của lực ma sát:
F
ms
= μ.m.g = 57,6 N.
- Công của các lực:A
P
= A
N
= 0;A
K
= 3,24.10
5
J;A

vF
t
sF
t
A
P .
.


N
v
P
FF
ms
800

Bài 4: Một vật có khối lượng
kgm 3,0

nằm yên trên mặt phẳng nằm không ma sát. Tác dụng lên vật lực kéo
NF 5

hợp với phương ngang một góc
0
30

.
a) Tính công do lực thực hiện sau thời gian 5s.
b) Tính công suất tức thời tại thời điểm cuối.
c) Giả sử giữa vật và mặt phẳng có ma sát trượt với hệ số


y
x
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 5amF .cos.



m
F
a

cos.


- Vật dưới tác dụng của lực
F

thì vật chuyển động nhanh dần đều.
- Quãng đường vật đi được trong 5s là:


   

c) Trong trường hợp có ma sát:
Theo định luật II N- T:

amFFNP
ms





.
(1)
Chiếu (1) xuống trục oy, ta được:



sin sin. FgmFPN





Suy ra:
  
     
1
. .( . .sin ) 0,2.(0,3.10 5. ) 0,06
2
ms
F N m g F N

CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG

A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Dạng 1: bài toán tính động năng và áp dụng định lý biến thiên động năng
1.Động năng của vật
W
®

2
1
2
mv

(J)
2. Bài toán về định lý biến thiên động năng ( phải chú ý đến loại bài tập này)
W
đ

=
 

®2 ®1
Ngo¹i lùc
w w A

 

2 2
2 1 ngo¹i lù c
1 1

* Tính công của trọng lực A
P
và độ biến thiên thế năng (

W
t
):
- p dụng : W
t
= W
t
2
W
t
1
= -A
P
mgz
1
mgz
2
= A
P
Chú ý: Nếu vật đi lên thì A
P
= - mgh

< 0(công cản); vật đi xuống A
P
= mgh > 0(công phát động)

0,05
C
F N



Du tr ch lc cn.
Bi 2: Mt ụtụ cú khi lng 1100 kg ang chy vi vn tc 24 m/s.
a/ bin thiờn ng nng ca ụtụ bng bao nhiờu khi vn tc hóm l 10 m /s?
b/ Tớnh lc hóm trung bỡnh trờn quóng ng ụtụ chy 60m.
Gii

bin thiờn ng nng ca ụtụ l


2 2 2 2
d 2 1
1 1 1
W = 1100 10 24 261800
2 2 2
mv mv J

- Lc hóm trung bỡnh tỏc dng lờn ụtụ trong quóng ng 60m
Theo nh lý bin thiờn ng nng
A
C
=
W
d


Gii
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 7

1. Xét trên đoạn đường AB:
Các lực tác dụng lên ô tô là:
ms
F;F;N,P

Theo định lí động năng: A
F
+ A
ms
=
2
1
m )vv(
2
A
2
B

=> F.s
AB
– 
1

BAB
mgs
)vv(mFs2 

Thay các giá trị F = 4000N; s
AB
= 100m; v
A
= 10ms
-1
và v
B
= 20ms
-1
và ta thu được 
1
= 0,05
2. Xét trên đoạn đường dốc BC.
Giả sử xe lên dốc và dừng lại tại D
Theo định lí động năng: A
P
+ A
ms
=
2
1
m )vv(
2
B
2

(sin + ’cos) =
2
1
2
B
v => s
BD
=
)cos'(sing2
v
2
B


thay các giá trị vào ta tìm được s
BD
=
3
100
m < s
BC

Vậy xe không thể lên đến đỉnh dốc C.
3. Tìm lực tác dụng lên xe để xe lên đến đỉnh dốc C.
Giả sử xe chỉ lên đến đỉnh dốc: vc = 0, S
BC
= 40m
Khi đó ta có: A
F
+ A

1
m
2
B
v
=> F = mg(sin + ’cos) -
BC
2
B
s2
mv
= 2000.10(0,5 +
35
1
.
2
3
)-
40
.
2
400.2000
= 2000N
Vậy động cơ phải tác dụng một lực tối thiểu là 2000N thì ô tô mới chuyển động lên tới đỉnh C của dốc.
Bài 4: Một xe có khối lượng m =2 tấn chuyển động trên đoạn AB nằm ngang với vận tốc không đổi v = 6km/h. Hệ
số ma sát giữa xe và mặt đường là
0,2


, lấy g = 10m/s

0
N
A



Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 8

Nên
2 2
1 1
.
2 2
c B
P
mv mv A
 


Trong đó:
. . .sin
P
A m g BC




c. Gia tốc trên đoạn CD.
Ta có:

       
2
2
2 2 2
20
2. . 1 /
2. 2.200
C
D C
v
v v aCD a m s
CD

Mặt khác:
 

        
1
. . . . 0,1
10
ms
a
f m a m g ma
g

Bài 5: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng nhanh dần

Trên Ox: F – F
ms
=
s
v
m
.
2
.
2

ms
FF  +
s
v
m
.
2
.
2

- Công của trọng lực:
A = F.s = (
ms
F +
s
v
m
.
2

1
= 3m
W
t1
= mgh
1
= 60J
+ Tại mặt đất h
2
= 0
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 9

W
t2
= mgh
2
= 0
+ Tại đáy giếng h
3
= -3m
W
t3
= mgh
3
= - 100J

– W
t1

+ Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất
A
31
= W
t3
– W
t1
= -100 – 60 = -160J
+Khi lấy mốc thế năng đáy giếng
A
31
= W
t3
– W
t1
= 0 – 160 = -160J

Bài 7: Một vật có khối lượng 3 kg được đặt ở vị trí trong trọng trường và có thế năng tại đó W
t1
= 500J. Thả vật rơi
tự do đến mặt đất có thế năng W
t1
= -900J.
a/ Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất.
b/ Xác định vị trí ứng với mức không của thế năng đã chọn.
c/ Tìm vận tốc của vật khi vật qua vị trí này.
Giải

t1
= mgz
1
1
500
17
3.9,8
z m
  

Vậy vị trí ban đầu cao hơn mốc thế năng đã chọn là 17m
c/ Vận tốc tại vị trí z = 0
Ta có: v
2
– v
0
2
= 2gz
11
2 18,25 /
v gz m s
  CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
1. Động năng: W
đ

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 10

- Chọn gốc thế năng thích hợp sao cho tính thế năng dễ dàng ( thường chọn tại mặt đất và tại chân mặt phẳng
nghiêng).
- Tính cơ năng lúc đầu (
2
1 1 1
1
W
2
mv mgh
 
), lúc sau (
2
2 2 2
1
W
2
mv mgh
 
)
- Áp dụng: W
1
= W
2


Cơ năng tại B ( tại mặt đất).
W(B) =
2
1
2
mv

Theo định luật bảo toàn cơ năng.
W(O) = W(B).


2
1
2
o
mv mgh

=
2
1
2
mv

h =
2 2
900 400
25
2 20
o

=
mgH

H=
2
900
45
2 20
v
m
g
  .
c. Gọi C là điểm mà W
đ
(C) = 3W
t
(C)
- Cơ năng tại C:
W(C) = W
đ
(C) + W
t
(C) =W
đ
(C) +W
đ
(C)/3 = 4/3W
đ
(C) =
2

O
A
B
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 11

a/ Tìm độ cao cực đại mà vật đạt được so với mặt đất.
b/ Ở vị trí nào của vật thì Wđ = 3Wt.
c/ Xác định vận tốc của vật khi W
đ
= W
t
.
d/ Xác định vận tốc của vật trước khi chạm đất.

Giải
- Chọn gốc thế năng tạ mặt đất.
+ Cơ năng tại O
W (O) =
2
1
.
2
o
mv mgh


t3

+ Cơ năng tại C
W(C) = 4W
t1
= 4mgh
1

Theo định luật BT cơ năng
W(C) = W(A)
Suy ra:
1
15
3,75
4 4
H
h m
  

c/ Tìm v
2
để W
đ2
= W
t2

Gọi D là điểm có W
đ2
= W
t2

Bài 3: Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất.
a) Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng và cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật
b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được.
c) Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng?
d) Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?
Giải
a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
- Động năng tại lúc ném vật:
2
1
. . 0,16
2
d
W m v J
 

- Thế năng tại lúc ném :
. . 0,31
t
W m g h J
 
- Cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật:
0,47
d t
W W W J
  
H
h
z
O

F h W
A W W F h h mgh W h m
F mg

         


Bài 4: Từ mặt đất, một vật có khối lượng m = 200g được ném lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 30m/s. Bỏ
qua sức cản của không khí và lấy g = 10ms
-2
.
1. Tìm cơ năng của vật.
2. Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được.
3. Tại vị trí nào vật có động năng bằng thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó.
4. Tại vị trí nào vật có động năng bằng ba lần thế năng? Xác định vận tốc của vật tại vị trí đó.
Giải
Chọn gốc thế năng tại A là vị trí ném vật (ở mặt đất): W
tA
= 0
1. Tìm W = ?
Ta có W = W
A
= W
đA
=
2
1
mv
2
A

=> h
max
=
g2
v
2
A
= 45m
3. W
đC
= W
tC
=> h
C
, v
c
=>
Gọi C là vị trí mà vật có động năng bằng thế năng: W
đC
= W
tC

=> W
C
= W
đC
+ W
tC
= 2W
đC

<=>2.
2
1
mv
2
C
= mgh
max
=> v
C
=
max
gh
= 15
2
ms
-1

4. W
đD

= 3W
tD
=> h
D
= ? v
D
= ?
CHƯƠNG V: CHẤT KHÍ
CHỦ ĐỀ 1: ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ – MA –RI- ỐT

1atm = 1,031.105 Pa
1mmHg = 133Pa = 1torr
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 13

Bài 1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 9(l) đến thể tích 6 (l) thì thấy áp suất tăng lên một lượng
40
p kPa
 
. Hỏi áp
suất ban đầu của khí là bao nhiêu?
Giải

- Gọi p
1
là áp suất của khí ứng với V
1
= 9 (l)
- Gọi p2 là áp suất ứng với p
2
= p
1
+
p


1
= n.V
o
là thể tích cần đưa vào bóng ở áp suất p
1
= p
o

Theo bài ra, ta có :
P
2
= 3p
1
và V
2
= 2,5 (l)

Theo định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ot
n.p
1
.V
o
= p
2
.V
2
2 2 1
1 1
. 3 .2,5
25

V
2
=> 1.V
1
= 25.20 => V
1
= 500lít
Bài 4: Người ta biến đổi đẳng nhiệt 3g khí hidro ở điều kiện chuẩn (p
o
=1atm và T
o
= 273
o
C) đến áp suất 2atm. Tìm
thể tích của lượng khí đó sau khi biến đổi.
Giải
+Thể tích khí hidro ở điều kiện tiêu chuẩn: V
o
= n.22,4 =

m
.22,4 = 33,6 (lít)
Trạng thái đầu: p
o
= 1atm; V
o
= 33,6 lít;
Trạng thái sau: p = 2atm; V = ?
Vì đây là quá trình đẳng nhiệt, nên ta áp dụng định luật Boyle – Mariotte cho hai trạng thái trên:
pV = p

Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 14

Ap suất p
2
sau khi bom là
p
2
=
5
600
2.10 2
0,003
Pa atm
 
và thể tích V
2
= 2000cm
3
.
Vì quá trình bom là đẳng nhiệt nên :
    
1 1 2 2
. 80 2000.2 50
p V p V n n

Vậy số lần cần bom là 50 lần.


C, áp suất trong bóng đèn
bằng áp suất khí quyển 1atm. Tính áp suất khí trong bóng đèn khi đèn chưa sang ở 22
o
C.
Giải
Trạng thái 1 Trạng thái 2
T
1
= 295K T
2
= 673K
P
1
= ? P
2
= 1atm
Theo ĐL Sác – lơ

  
1 2
1
1 2
0,44
p p
p atm
T T

Bài 2: Đun nóng đẳng tích một khối khí lên 20
o
C thì áp suất khí tăng thêm1/40 áp suất khí ban đầu. tìm nhiệt độ

p

T
2
= T
1
+ 20



    
1 1
1 1
1
. 20
800 527
41
40
o
p T
T K t C
p

Bài 3: Nếu nhiệt độ khí trơ trong bóng đèn tăng từ nhiệt độ t
1
= 15
o
C đến nhiệt độ t
2
= 300

T
1
=> 573p
1
= 288.kp
1
=> k =
96
191
288
573

≈ 1,99
Vậy áp suất sau khi biến đổi gấp 1,99 lần áp suất ban đầu.

CHỦ ĐỀ 3: ĐỊNH LUẬT GAY – LUY XẮC ( QUÁ TRÌNH ĐẲNG ÁP)

A.Phương pháp giải bài toán định Gay – luy xắc
- Liệt kê hai trạng thái 1( V
1
, T
1
) và trạng thái 2 ( V
2
, T
2
)
- Sử dụng định luật Gay – luy- xắc:

2

= 305K; V
1

Trạng thái 2: T
2
= 390K V
2
= V
1
+ 1,7 (lít)
Vì đây là quá trình đẳng áp, nên ta áp dụng định luật Gay lussac cho hai trạng thái (1) và (2):
V
1
T
2
= V
2
T
1
=> 390V
1
= 305(V
1
+ 1,7) => V
1
= 6,1lít
Vậy + thể tích lượng khí trước khi biến đổi là V
1
= 6,1 lít;
+ thể tích lượng khí sau khi biến đổi là V

Vì quá trình là đẳng áp nên ta có

1 2
1 2
V V
T T

hay
2 2
1 1
V T
V T


2 1 2 1
1 1
V V T T
V T
 


Theo bài ra, ta có:
2 1
1
0,01
V V
V




,V
1
,T
1
) và 2 (p
2
,V
2
,T
2
).
- Áp dụng phương trình trạng thái:

1 1 2 2
1 2
p V p V
T T


* Chú ý: luôn đổi nhiệt độ t
o
C ra T(K).
T (K) = 273 + t
o
C
B. Bài tập vận dụng
Bài 1: Trong xilanh của một động cơ có chứa một lượng khí ở nhiệt độ 47
o
C và áp suất 0,7 atm.
a. Sau khi bị nén thể tích của khí giảm đi 5 lần và áp suất tăng lên tới 8atm. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình

Ta có:

1 1 2 2 1
2
1 2 1
8 .320
731
5.0,7
p V p V V
T K
T T V
   

b. Vì pít- tông được giữ không đổi nên đó là quá trình đẳng tích:
Theo định luật Sác – lơ, ta có:
    
1 3 1 3
3
1 3 1
.
546.0,7
1,19
320
p P p T
p atm
T T T

Bài 2: Tính khối lượng riêng của không khí ở 100
o
C , áp suất 2.10

Ở điều kiện T
2
= 373 K, áp suất p
2
= 2. 10
5
Pa, 1kg không khí có thể tích là V
2
,
Áp dụng phương trình trạng thái,
Ta có:
0 0
2 2
0 2
.
.
p V
p V
T T



V
2
=
0 0 2
0 2
. .
.
p V T

1

TT2: p
2
= 1,2p
1
, V
2
= 0,9V
1
, T
2
= T
1
+16
Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng:
1 1 2 2
1
1 2
.
200
p V p V
T K
T T
  

Bài 4: pít tông của một máy nén, sau mỗi lần nén đưa được 4 lít khí ở nhiệt độ
0
27
C

1 1 2 2
2
1 2
.
2,1
p V p V
p atm
T T
  

Bài 5: trong xilanh của một động cơ đốt trong có 2dm
3
hỗn hợp khí dưới áp suất 1 atm và nhiệt độ 47
0
C. Pít tông
nén xuống làm cho thể tích của hỗn hợp khí chỉ còn 0,2 dm
3
và áp suất tăng lên tới 15 atm. Tính hỗn hợp khí nén.
Giải
TT1TT2
p
1
= 1atm p
2
=15atm
V
1
= 2dm
3
V

+Viết phương trình cân bằng nhiệt: Q
toả
= Q
thu

+ Xác định các đại lượng theo yêu cầu của bài toán.
Lưu ý: + Nếu ta sử dụng biểu thức

t = t
s
– t
t
thì Q
toả
= - Q
thu

+ Nếu ta chỉ xét về độ lớn của nhiệt lượng toả ra hay thu vào thì Q
toả
= Q
thu
, trong trường hợp này, đối với
vật thu nhiệt thì t = t
s
- t
t
còn đối với vật toả nhiệt thì t = t
t
– t
s

= m
nh
c
nh
(t – 20) = 460(t – 20) (J)
Q
3
= m
n
c
n
(t – 20) = 493,24(t – 20) (J)
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt: Q
toả
= Q
thu

92(75 – t) = 460(t – 20) + 493,24(t – 20)
<=> 92(75 – t) = 953,24(t – 20)
Giải ra ta được t ≈ 24,8
o
C
Bài 2: Một nhiệt lượng kế bằng đồng thau có khối lượng 128g chứa 210g nước ở nhiệt độ 8,4
o
C. Người ta thả một
miếng kim loại có khối lượng 192g đã đun nóng tới nhiệt độ 100
o
C vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt dung riêng
của miếng kim loại, biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 21,5
o

= Q
thu

15,072c
k
= 214,6304 + 11499,18
Giải ra ta được c
k
= 777,2J/kgK.
Bài 3: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105kg được đun nóng tới 142
0
C vào một cốc đựng nước ở 20
0
C,
biết nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 42
0
C. Tính khối lượng của nước trong cốc, biết nhiệt dung riêng của nước
là 880J/kg.K và của nước là 4200J/kg.K.
Giải
- Nhiệt lượng do miếng nhôm tỏa ra
Q
1
= m
1
c
1
(142– 42)
- Nhiệt lượng do nước thu vào:
Q
2

o
C. Người ta thả vào cốc nước một thìa
đồng khối lượng 80g ở nhiệt độ 100
o
C. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt. Biết nhiệt
dung riêng của nhôm là 880 J/Kg.K, của đồng là 380 J/Kg.K và của nước là 4,19.10
3
. J/Kg.K.
Giải
- Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt.
- Nhiệt lượng do thìa đồng tỏa ra là Q
1
= m
1
c
1
(t
1
– t)
- Nhiệt lượng do cốc nhôm thu vào là Q
2
= m
2
c
2
(t – t
2
)
- Nhiệt lượng do nước thu vào là Q
3

2
) + m
3
c
3
(t – t
2
)

t =
1 1 1 2 2 2 3 3 2
1 1 2 2 3 3
. . . . . .
. . .
m c t m c t m c t
m c m c m c
 
 

Thay số, ta được
t =
0,08.380.100 0,12.880.24 0,4.4190.24
25,27
0,08.380 0,12.880 0,4.4190
 

 
o
C.
Bài 5: Một nhiệt lượng kế bằng đồng khối lượng m

2
).(t- t
1
).
Nhiệt lượng do miếng kim loại tỏa ra là:
Q
3
= m
3
.c
3
.(t
2
–t)
Theo phương trình cân bằng nhiệt, ta có:
Q
12
= Q
3


(m
1
.c
1
+ m
1
.c
2
).(t- t

Vậy c
3
= 336 J/Kg.K
Bài 6: Thả một quả cầu bằng nhôm khối lượng 0,105 Kg được nung nóng tới 142
o
C vào một cốc nước ở 20
o
C. Biết
nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt là 42
o
C. Tính khối lượng nước trong cốc. Biết nhiệt dung riêng của nhôm là 880
J/Kg.K và của nước là 4200 J/Kg.K.
Giải
Gọi t là nhiệt độ khi có sự cân bằng nhiệt
Nhiệt lượng do quả cầu nhôm tỏa ra là: Q
1
= m
1
.c
1
.(t
2
– t)
Nhiệt lượng do nước thu vào là Q
2
= m
2
.c
2
.(t – t

2 1
.
m c t t
c t t


=
0,105.880.(142 42)
4200.(42 20)


= 0,1 Kg.

CHỦ ĐỀ 2: CÁC NGUYÊN LÝ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC

A. Các dạng bài tập và phương pháp giải
Dạng 1: Tính toán các đại lượng liên quan đến công, nhiệt và độ biến thiên nội năng
Áp dụng nguyên lý I: U = A + Q
Trong ®ã:
U

: biÕn thiªn néi n¨ng (J)

A
: c«ng (J)
 Qui íc:
+
0
U
 

20

0 0
V A

nờn
U Qb. Quỏ trỡnh ng nhit
0 0
T U

nờn Q = -A
c. Quỏ trỡnh ng ỏp
- Cụng gión n trong quỏ trỡnh ng ỏp:

2 1
( ) .
A p V V p V

ằ
p h ng số
: áp suất của khối khí.
1 2
,
V V
: là thể tích lúc đầu và lúc sau của khí.
- Cú th tớnh cụng bng cụng thc:
1


(%)
- Hiệu suất lý tởng:
H
max
=
1 2
1
T T
T


1 -
1
2
T
T
và H

H
max
- Nếu cho H thì suy ra A nếu biết Q
1
,ngợc lại cho A suy ra Q
1
và Q
2

B. Bi tp vn dng
Bi 1: mt bỡnh kớn cha 2g khớ lý tng 20

Bi 2: Một lợng khí ở áp suất 2.10
4
N/m
2
có thể tích 6 lít. Đợc đun nóng đẳng áp khí nở ra và có thể tích 8 lít.
Tính:
a.Công do khí thực hiện
b.Độ biến thiên nội năng của khí. Biết khi đun nóng khí nhận đợc hiệt lợng 100 J
Giải
a. Tính công do khí thực hiện đợc:

2 1
( ) .
A p V V p V

Với


4 2 3 3
2 1
2.10 / 2 2.10
p N m và V V V lít m

Suy ra:


4 3
2.10 .2.10 40
A J


Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 21

Bài 3: Một khối khí có thể tích 10 lít ở áp suất 2.10
5
N/m
2
được nung nóng đẳng áp từ 30
o
C đến 150
0
C. Tính công
do khí thực hiện trong quá trình trên.
Giải
Trong quá trình đẳng áp, ta có:

    
2 2 2
2 1
1 1 1
423
. 10. 13,96
303
V T T
V V l
V T T

- Công do khí thực hiện là:


   

- Suy ra, nhiệt lượng mà động cơ nhận từ nguồn nóng là:

1
1 0
A
Q k J
H
 

- Nhiệt lượng mà động cơ truyền cho nguồn lạnh:
Q
2
= Q
1
– A = 8kJ
b. Nhiệt độ của nguồn nóng để có hiệu suất 25%.

         


/ / /
2 2
1 1
/ /
1
298,4
1 398 273 125 .

= 0,32
- Hiệu suất thực của máy là:
H = 2/3H
Max
= 2/3.0,32 = 0,21
- Công của máy thực hiện trong 5h:
A =P.t
- Nhiệt lượng mà nguồn nóng của máy nhận là:
J
H
tP
H
A
Q
Q
A
H
9
1
1
19.14,2
.


- Khối lượng than cần sử dụng trong 5h là:
kg
q
Q
m 9,62
1

p V p V p V pV
T T T T

 

(P = P
1
= P
2
)
Nên:
1 1 2 1 1 1
2 1 2 1
1 2 1 1
( )
( ) ( )
p V P V V p V
p V V T T
T T T T

    


Vậy:
1
2 1
1
( )
pV
A T T

l

( dùng cơng thức này để tìm k)
Trong đó: k = E
0
S
l
( dùng cơng thức này để tìm E, S).
k ( N/m) độ cứng ( hệ số đàn hồi).
E ( N/m
2
hay Pa) : gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng.
S (m
2
) : tiết diện.
l
o
(m): chiều dài ban đầu
- Độ biến dạng tỉ đối:
0
l
F
l SE



- Diện tích hình tròn:
2
4
d

2
.
4
d
s
nên



2
.
. .
4
o
l
d
F E
l

 

 
   

10
0
2 2
3 3
4 .
4.30.2

Vật m chịu tác dụng của trọng lực
P

và lực đàn hồi
F


Ta có:
P F


=0 (ở trạng thái cân bằng)
Suy ra: P = F
Với P = mg và
F k lNên


k l
mg k l m
g
250.0,01
0,25
10
m kg

l

Nên:


2
0
4
k
d
F E l F
l

Suy ra:
0
2
4
k
F l
E
d l




Với F
k
= 25 N; l
0
=1,8m; d = 0,8mm =8.10

F k l

(1)
Và
0
S
k E
l

(2)
Thay (2) vào (1) suy ra:
0
l
F ES
l




3
11 4 3
10
2.10 2.10 1,5 15.10
4
F
(N)
Generated by Foxit PDF Creator â Foxit Software

0
.
. 80.2,5
. 2.10
. 0,5.10 .10
F l
S E
F l E Pa
l S l




b.Ta cú:
/ / 3
0
6 11
0
.
. 100.2,5
. 2,5.10 0,25
. 0,5.10 .2.10
F l
S E
F l l m cm
l S E





Vy:
0
10 0,08 9,92
l l l cm

b. Bỏn kớnh ca thanh khi
/
2
F
F


- Khi nộn bng lc F:
0
.
.
S E
F l
l

(1)
- Khi nộn bng lc F
/
:
/
/ /
0
.
.
S E

A. Phng phỏp gii bi toỏn v bin dng do nhit gõy ra ( bin dng nhit)
1. S n di
- Cụng thc tớnh n di


l
=
l
-
l
0
=

l
0

t
Vi
0
l
l chiu di ban u ti t
0

- .Cụng thc tớnh chiu di ti
0
t C(1 . )
o

t C

V = V
o
(1 +
. )
t



Với V
0
là thể tích ban đầu tại t
0

* Nhớ:

= 3

: Heä soá nôû khoái ( K
-1
)
B Bài tập vận dụng
Bài 1: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0
0
C có chiều dài bằng nhau, còn ở 100
0
C thì chiều dài
chênh lệch nhau 1mm. Tìm chiều dài hai thanh ở 0
0


- Theo đề bài ta có:
1
sk
ll

)1(
0
tl
k


- )1(
0
tl
s


= 1


tl
k


(
0
- )t
s



Giải

- Lực kéo để dây dài ra thêm 0,8mm.
Ta có:


    
6
10 3
8.10
. . 7.10 . .0.8.10 224
2
dh
o
S
F F E l N
l

b. Ta có:
 





        
3
0 0
5

Ta có:








        
2
3
11 6
0
3,14. 1,5.10
. . . .
2.10 . .12.10 .30
. . .
4
. . . 12,7
10
o
o
dh
S
E l t
l
S E S t
F P mg E l m kg
l g g