Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
PHÒNG GD-ĐT HƯỚNG HÓA
PHÒNG GD-ĐT HƯỚNG HÓA
--------

Người thực hiện: Lê Quốc Sơn
Người thực hiện: Lê Quốc Sơn
Giáo viên Vật Lý
Giáo viên Vật Lý Hướng Hóa, 1/1/2011
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
1
Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn Lờ Quc Sn
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
.

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=
uur uur
(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+ m
2

bo ton trờn phng ú.
B. BI TP VN DNG
Trng T-H-C-S Tõn Lp Hng Húa Qung Tr
2
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
Bài 1 : Hai vật có khối lượng m
1
= 1 kg, m
2
= 3 kg chuyển động với các vận tốc v
1
= 3 m/s và v
2
= 1 m/s.
Tìm tổng động lượng ( phương, chiều và độ lớn) của hệ trong các trường hợp :
a)
v
r
1
và
v
r
2
cùng hướng.
b)
v
r
1
và
v

v
1
+ m
2
v
2
= 1.3 + 3.1 = 6 kgm/s
b) Động lượng của hệ :
p
r
=
p
r
1
+
p
r
2
Độ lớn : p = m
1
v
1
- m
2
v
2
= 0
c) Động lượng của hệ :
p
r

1 2
1 2
1 2
. .
s
p m v m v p p= + = +
ur r r ur ur
Theo hình vẽ, ta có:
( )
   
= + ⇒ = + ⇒ = + =
 ÷  ÷
   
2
2
2 2 2 2 2 2 2 2
2 1 2 1 2 1
. . . 4 1225 /
2 2
m m
p p p v m v v v v v m s
- Góc hợp giữa
2
v
r
và phương thẳng đứng là:
0
1 1
2 2
500 2

3
1
p
ur
p
ur
α
2
p
ur
O
Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn Lờ Quc Sn

)/(5,1
.
sm
m
vm
v
S

==
Bi 4: Mt xe ụtụ cú khi lng m
1
= 3 tn chuyn ng thng vi vn tc v
1
= 1,5m/s, n tụng v dớnh
vo mt xe gn mỏy ang ng yờn cú khi lng m
2
= 100kg. Tớnh vn tc ca cỏc xe.

1
= 4m/s thỡ nhy lờn mt chic xe khi
lng m
2
= 80kg chy song song ngang vi ngi ny vi vn tc v
2
= 3m/s. sau ú, xe v ngi vn tip
tc chuyn ng theo phng c. Tớnh vn tc xe sau khi ngi ny nhy lờn nu ban u xe v ngi
chuyn ng:
a/ Cựng chiu.
b/ Ngc chiu
Gii
Xột h: Xe + ngi l h kớn
Theo nh lut BT ng lng
( )
1 2
1 2 1 2
. .m v m v m m v+ = +
r r r
a/ Khi ngi nhy cựng chiu thỡ
1 1 2 2
1 2
50.4 80.3
3,38 /
50 80
m v m v
v m s
m m
+
+

t

= =
(W)
Dng 2: Tính công và công suất khi biết các đại lợng liên quan đến lực( pp động lực học) và động học.
Ph ơng pháp:
- Xác định lực F tác dụng lên vật theo phơng pháp động lực học (ó hc trong chng 2)
- Xác định quãng đờng s bằng các công thức động học.
Trng T-H-C-S Tõn Lp Hng Húa Qung Tr
4
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
Nhớ: vật chuyển động thẳng đều: s = v.t
Vật chuyển động biến đổi đều:
2
0
2 2
0
1
.
2
2
s v t a t
v v as
= +
− =
*Chó ý: NÕu vËt chÞu nhiÒu lùc t¸c dông th× c«ng cña hîp lùc F b»ng tæng c«ng c¸c lùc t¸c dông lªn
vËt
A
F
= A

N
r
,
P
r
,
k
F
r
,
ms
F
r
.
- Ox:
k
F
-
ms
F
= ma.
- Oy: N – P = 0.
- Gia tốc của xe là:
2
2
/5,0
2
sm
s
v

r
,
P
r
,
k
F
r
,
ms
F
r
.
- Ox:
k
F
-
ms
F
= 0
- Oy: N – P = 0.
- Độ lớn của lực kéo là:
Ta có:
vF
t
sF
t
A
P .
.

µ
thì công toàn phần có giá trị bằng
bao nhiêu ?
Giải
- Chọn trục tọa độ như hình vẽ:
- Các lực tác dụng lên vật:
P
r
,
N
r
,
F
r
- Theo định luật II N- T:
amFNP
r
rrr
.
=++
(1)
- Chiếu (1) xuống trục ox:

amF .cos.
=
α

m
F
a


b) Công suất tức thời:
α
α α
= = = = = =
. .cos 3
. .cos . . .cos 5.14,4.5. 312
2
A F s
N F v F a t W
t t
c) Trong trường hợp có ma sát:
Theo định luật II N- T:

amFFNP
ms
r
rrrr
.
=+++
(1)
Chiếu (1) xuống trục oy, ta được:

αα
sin..sin. FgmFPN
−=−=
Suy ra:
µ µ α
= = − = − =
1

= + + + = − + + =
r r
778,5 10,8 0 0 767,7
k ms
P N
A A A A A J
CHỦ ĐỀ 3: ĐỘNG NĂNG – THẾ NĂNG
A.CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
6
N
r
P
r
F
r
y
x
Phng phỏp gii bi tp Vt lý 10 Ban c bn Lờ Quc Sn
Dng 1: bi toỏn tớnh ng nng v ỏp dng nh lý bin thiờn ng nng
1.ng nng ca vt
W
đ

2
1
2
mv=
(J)
2. Bi toỏn v nh lý bin thiờn ng nng ( phi chỳ ý n loi bi tp ny)

t1
W
t2
= A
P
* Tính công của trọng lực A
P
và độ biến thiên thế năng (

W
t
):
- p dụng : W
t
= W
t2
W
t1
= -A
P
mgz
1
mgz
2
= A
P
Chú ý: Nếu vật đi lên thì A
P
= - mgh


24416
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

= F
C

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
– µ
1
mgs
AB

=
2
1
m(
2

= 100m; v
A
= 10ms
-1
và v
B
= 20ms
-1
và ta thu được µ
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
D
−
= -
2
1

2
B
v
=> s
BD
=
)cos'(sing2
v
2
B
αµ+α
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
ms
+ A
p
= -

B
v
=> F = mg(sinα + µ’cosα) -
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
µ
=
, lấy g = 10m/s
2
.
a. Tính lực kéo của động cơ.
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
8

2 2
1 1
.
2 2
c B
P
mv m v A− =
ur
Trong đó:
. . .sin
P
A m g BC
α
=
ur
2 2
1 1
.
2 2
c B
mv m v− =
. . .sinm g BC
α
Suy ra:
α
−
−
= = ;
2 2
2 2

. . . . 0,1
10
ms
a
f m a m g m a
g
Bài 5: Dưới tác dụng của một lực không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên sẽ chuyển động thẳng
nhanh dần đều đi hết quãng đường s = 5m đạt vận tốc v = 4m/s. Xác định công và công suất trung bình
của lực, biết rằng khối lượng xe m = 500kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang μ =0,01.
Lấy g = 10m/s
2
.
Giải
- Các lực tác dụng lên xe là:
F
r
;
ms
F
r
;
N
r
;
P
r
- Theo định luật II Niu tơn:
amPNFF
ms
r

.
2
).s
A = 4250J
- Công suất trung bình của xe là:
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
9
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
+ Ta có: v =a.t
⇒
t =
a
v
= 2,5s
W
t
A
P 1700
5,2
4250
===⇒
Bài 6: Một vật có khối lượng 10 kg, lấy g = 10 m/s
2
.
a/ Tính thế năng của vật tại A cách mặt đất 3m về phía trên và tại đáy giếng cách mặt đất 5m với gốc thế
năng tại mặt đất.
b/ Nếu lấy mốc thế năng tại đáy giếng, hãy tính lại kết quả câu trên
c/ Tính công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất. Nhận xét kết quả
thu được.
Giải

t1
= mgh
1
= 160J
+ Tại mặt đất h
2
= 5m
Wt
2
= mgh
2
= 100 J
+ Tại đáy giếng h
3
= 0
W
t3
= mgh
3
= 0
c/ Công của trọng lực khi vật chuyển từ đáy giếng lên độ cao 3m so với mặt đất.
A
31
= W
t3
– W
t1
+ Khi lấy mốc thế năng tại mặt đất
A
31

= mgz
1
+ mgz
2
= 1400J
Vậy z
1
+ z
2
=
1400
47,6
3.9,8
m=
Vậy vật rơi từ độ cao 47,6m
b/ Tại vị trí ứng với mức không của thế năng z = 0
- Thế năng tại vị trí z
1
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
10
z
Z
2
o
B
Z
1
A
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
W

2. Thế năng: W
t
= mgz
3.Cơ năng: W = W
đ
+W
t
=
1
2
mv
2
+ mgz
* Phương pháp giải bài toán về định luật bảo toàn cơ năng
- 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= +

2
o
mv mgh+
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


2
1
2
mv
=
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

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+
+ Cơ năng tại A

W( )A mgH=
Theo định luật bảo toàn cơ năng
W (O) = W(A)
Suy ra:
2
2
15
2
o
v gh

2
để W
đ2
= W
t2
Gọi D là điểm có W
đ2
= W
t2
+ Cơ năng tại D
W(D) = 2W
đ2
= mv
2
2
Theo định luật BT cơ năng
Trường T-H-C-S Tân Lập – Hướng Hóa – Quảng Trị
12
H
h
z
O
A
B
Phương pháp giải bài tập Vật lý 10 Ban cơ bản Lê Quốc Sơn
W(D) = W(A
⇒
)
2
. 15.10 12,2 /v g H m s= = =

d t
W W W J= + =
b) Gọi điểm B là điểm mà hòn bi đạt được.
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
BA
WW
=

max
2,42 .h m⇒ =
c)
2 1,175
t
W W h m= → =
d)
( )
' ' ' '
1,63
c
can c
c
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

Cơ năng của vật tại B: W
B
= W
tB
= mgh
max
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W
B
= W
A
=> mgh
max
=
2
1
mv
2
A
=> h
max
=
g2
v
2
A
= 45m
3. W
đC
= W
tC