Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu phụ đạo lý 10 học kì 2
Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Chương IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG- ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG A Lí thuyết Động lượng - Biều thức: ur r p = mv - Đặc điểm: + Động lượng đại lượng vectơ, có hướng hướng vận tốc vật + Độ lớn: p = mv + Đơn vị: Kg.m/s Dạng khác định luật II Niu – Tơn: ur ur uur uu r F ∆t = ∆ p = p2 − p1 Chú ý: Nếu vectơ ur uu r , P1 P2 (3) phương, chuyển (3) thành biểu thức đại số: F.∆t = ∆p = p2 – p1 (4) - Các đại lượng F, ∆p, p2, p1, v1, v2 đại lượng đại số, có “dấu” phụ thuộc vào chiều dương - Vectơ chiều dương có giá trị dương - Vectơ ngược chiều dương có giá trị âm Giải toán va chạm định luật bảo toàn động lượng Biểu thức: r P r ur uu p = p, động lượng hệ trước va chạm, hệ sau va chạm B Bài tập r' P động lượng Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Dạng: Tính độ biến thiên động lượng lực tác dụng lên vật Dùng công thức: ur ur uur uu r F ∆t = ∆ p = p2 − p1 Một cầu rắn có khối lượng 500g bay đập vào tường theo phương vuông góc với tường, bật ngược lại với vận tốc v = m/s a Tính độ biến thiên động lượng cầu trong khoảng thời gian va chạm 0.02s? b Tính lực mà tường tác dụng lên cầu khoảng thời gian ấy? Một vật m = kg rơi tự chạm đất sau 0,5s Tính độ biến thiên động lượng vật? Một viên đạn khối lượng 10g bay ngang với vận tốc 1100 m/s gặp tường Sau xuyên qua tường, vận tốc đạn 500 m/s Tính độ biến thiên động lượng lực tường tác dụng lên viên đạn, biết thời gian xuyên thủng tường 0,01s? Dạng: Giải toán va chạm Hai viên bi khối lượng m = 5kg m2 = kg, chuyển động ngược chiều đường thẳng quỹ đạo va chạm vào Bỏ qua ma sát viên bi mặt phẳng tiếp xúc Vận tốc m1 3m/s a Sau va chạm, hai viên bi đứng yên Tính vận tốc viên bi trước va chạm? b Giả sử sau va chạm, bi đứng yên bi chuyển động ngược lại với vận tốc v1’ = m/s Tính vận tốc viên bi trước va chạm? Một toa xe khối lượng 3,5 chạy với vận tốc v = m/s đến va chạm vào toa xe đứng yên có khối lượng Toa Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú thứ hai chuyển động với vận tốc 3,6 m/s Toa xe thứ chuyển động sau va chạm, với vận tốc bao nhiêu? Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m = 300g m2 = 2kg chuyển động mặt phẳng nằm ngang ngược chiều với vận tốc v1 = m/s v2 = 0,8 m/s Sau va chạm, hai xe dính vào chuyển động với vận tốc Tìm độ lớn chiều vận tốc này, bỏ qua lực cản Dạng: Chuyển động tên lửa: Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 500kg chuyển động với vận tốc 200 m/s khai hỏa động Một lượng nhiên liệu, khối lượng 50kg, cháy tức thời phí sau với vận tốc 700 m/s a Tính vận tốc tên lửa sau lượng khí ra? b Sau phần vỏ tên lửa chứa nhiên liệu, khối lượng 50 kg, tách khỏi tên lửa, chuyển động theo hướng cũ, vận tốc giảm 1/3 Tìm vận tốc tên lửa lúc đó? Dạng: toán đạn nổ thành hai mảnh Một viên đạn có khối lượng m = 3kg bay thẳng đứng lên cao với vận tốc v = 471 m/s nổ thnàh hai mảnh Mảnh lớn khối lượng m2 = 2kg bay lên cao theo hướng chếch lên cao hợp với đường thẳng đứng góc 45 với vận tốc v1 = 500m/s Hỏi mảnh bay theo hướng với vận tốc bao nhiêu? Một viên đạn pháo bay ngang với vận tốc v = 300 m/s nổ thành hai mảnh có khối lượng m1 = 1/3 m Mảnh nhỏ bay theo phương thảng đứng với vận tốc v1 = 300 m/s Tìm: a Vận tốc mảnh hai sau nổ? b Phương mảnh hai? CÔNG – CÔNG SUẤT Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Dạng: Tính công lực Kéo vật khối lượng m = 50kg trượt sàn nhà 5m tác dụng lực F = 150N theo phương nằm ngang, hệ số ma sát vật sàn 0,2 a Tính công lực F? b Tính công lực ma sát? Tác dụng lực F = 600N vào vật theo phương nằm ngang làm vật chuyển động sàn nhà đoạn 20m Tính công của: a Lực F? b Lực ma sát? Kéo vật khối lượng m = 10 từ mặt đất lên cao theo phương thẳng đứng đến độ cao 8m Lấy g = 10 m/s Tính công của: a Lực F? b Trọng lực? Một người kéo hòm gỗ 60 kg trượt sàn nhà dây có phương hợp với phương ngang góc 30 0, lực tác dụng lên dây 180N Tính công lực hòm trượt 25m Và tính công trọng lực? Một xe tải khối lượng tấn, bắt đầu chuyển động nhanh dần sau 200m vận tốc đạt 72 km/h Hệ số ma sát xe mặt đường 0,05 Tính công lực tác dụng lên xe? g = 10 m/s2 Dạng: Tính công suất A t - Công suất tức thời: P = F.v - Công suất trung bình: P = Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Một vật có khối lượng kg rơi tự từ đô cao 10m xo với mặt đất Bỏ qua sức cản không khí a Hỏi thời gian 1,2s trọng lực thực công bao nhiêu? b Tính công suất trung bình cùa trọng lực 1,2s? Một cần cẩu nâng vật nặng a Lực nâng cần cẩu phải để vật đạt gia tốc không đổi 0,5 m/s2 b Tính công suất cần cẩu vật lên tới độ cao 9m? b Tính công suất trung bình cần cẩu khoảng thời gian đó? g = 10 m/s2 Một ôtô chạy đường nằm ngang với vận tốc 72 km/h Công suất động 75W a Tìm lực phát động động cơ? b Tính công lực phát động ôtô chạy quãng đường 12km? ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ VỀ ĐỘNG NĂNG A Lý thuyết Định lí động năng: A = Wđ2 – W đ1 - A: công tất lực tác dụng lên vật + Nếu có lực tác dụng lên vật A công lực + Nếu vật chuyển động phương ngang tác dụng lực kéo lực cản theo phương ngang, A = AF + AFc Một ôtô tăng tốc hai trường hợp: Từ 10km/h đến 18 km/h từ 54 km/h lên 62 km/h Hãy so sánh xem công thực hai trường hợp có không? Tại sao? Một ôtô khối lượng chạy với vận tốc 36 km/h lái xe thấy có chướng ngại vật cách 10m đạp phanh Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú a Đường khô lực hãm 22000N Xe dừng cách chướng ngại vật bao nhiêu? b Đường ướt, lực hãm 8000N Tính động vận tốc ôtô va vào chướng ngại vật? Một vật khối lượng 100 kg nằm yên mặt phẳng ngang không ma sát Lúc t = 0, người ta tác dụng lên vật lực kéo F = 500N không đổi Sau khoảng thời gian, vật quãng đường 10m Tính vận tốc vật nếu: a F nằm ngang b F hợp với phương ngang góc α với sinα= 0,6 Một ôtô khối lượng chuyển động đường nắm ngang với vận tốc không đổi v = 54 km/h Lúc t = 0, người ta tác dụng lực hãm lên ôtô, ôtô chuyển động thêm 10m dừng Tính độ lớn trung bình lực hãm Xác định khoảng thời gian từ lúc hãm đến lúc xe dừng? Một viên đạn khối lượng 10g bắn vào gỗ dày 10cm với vận tốc 400 m/s Khi xuyên qua gỗ tiếp tục chuyển động với vận tốc 200 m/s Tính lực cản gỗ 6* Một búa máy có khối lượng 500 kg rơi từ độ cao 2m vào cọc bê tông, làm cọc ngập sâu vào đất 0,1m Tính lực cản đất vào cọc? THẾ NĂNG – CƠ NĂNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG Bài toán: Công trọng lực- Công lực đàn hồi * Công trọng lực: A = mg(h1 – h2) + h1: độ cao ban đầu (m) Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú + h2: độ cao lúc sau (m) 2 * Công lực đàn hồi: A = k ( x − x ) * x1: Độ biến dạng ban đầu vật(m) * x2: Độ biến dạng lúc sau vật(m) Bài tập C Tính công trọng lực thực vật m = 2kg di chuyển từ C đến A hai trường hợp: a) Trượt không ma sát A mặt phẳng nghiêng B b) Đi đường thẳng từ C đến B Cho BC =10cm lấy g=10m/s2 Lò xo có độ cứng K= 100N/m tính công lực đàn hồi lò xo dãn thêm từ 10cm từ: a) Chiều dài tự nhiên b) Từ vị trí lò xo dãn 10cm c) Từ vị trí nén 10cm Bài toán: Thế - Chọn gốc + Thường chọn gốc mặt đất + Hoặc chọn theo yêu cầu đề - Công thức: Wt = mgz Bài tập 1) Vật có khối lượng m= 100g cách mặt đất 100cm Tính vật chọn gốc đất Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú 2) Một buồng cáp treo chở người có khối lượng tổng cộng 800kg từ vị trí xuất phát cách mặt đất 10m tới trạm dừng chân núi độ cao 550m, sau lại tiếp tới trạm khác độ cao 1300m a) Tìm trọng trường vật vị trí xuất phát trạm dừng Lấy mặt đất làm mức không Lấy trạm dừng thứ làm mức không b) Tính công trọng lực thực buồng cáp treo di chuyển: _ Từ vị trí xuất phát tới trạm dừng thứ _ Từ trạm dừng thứ tới trạm dừng Công có phụ thuộc việc chọn mức không câu a) không? Bài toán: Cơ vật trọng trường – Định luật bảo toàn - Chọn gốc - Chọn hai điểm có kiện vận tốc độ cao để áp dụng định luật bảo toàn năng: WA = W B mv A + mghA = mv B + mghB ⇒ 2 Sau tìm vận tốc tìm độ cao * Lưu ý: định luật bảo toàn áp dụng vật chịu tác dụng trọng lực Bài tập Một viên đá có khối lượng 100g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s từ mặt đất Lấy g = 10 m/s Bỏ qua sức cản không khí Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú a) Tính động viên đá lúc ném Suy viên đá? b) Tìm độ cao cực đại mà viên đá đạt c) Ở độ cao viên đá động nó? Một bi có khối lượng 20g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất Bỏ qua sức cản không khí Lấy g = 10 m/s2 a) Chọn gốc mặt đất tính giá trị động năng, bi lúc ném vật b) Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được? Một viên bi thả không ma sát từ mặt phẳng nghiêng cao 20cm Tìm vận tốc viên bi chân mặt phẳng nghiêng? Lấy g = 10 m/s2 Một cầu nhỏ lăn không vận tốc đẩu, không ma sát mặt phẳng nghiêng AB, α = 300, AB = 20 cm, g = 10 m/s2 Tính vận tốc vật B? Hai vật có khối lượng m = 1,2 kg, m2 = 1,75 kg nối với sợi dây qua ròng rọc nhẹ Buông tay cho vật chuyển động Dùng định luật bảo toàn để tính vận tốc vật sau quãng đường 1,2m Bỏ qua ma sát Một lắc đơn có chiều dài l = 1m Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc α = 450 thả tự Tìm vận tốc lắc qua: a) Vị trí ứng với góc α =300 b) Vị trí cân Một lắc đơn có chiều dài 1m, kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc 45 rối thả nhẹ Tính vận tốc lắc khi: Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú a Sợi dây qua vị trí cân b Sợi dây hợp với đường thẳng đứng góc 300 c Tính lực căng dây qua vị trí cân Cho khối lượng vật m = 50g Cho g = 10 m/s2 Bài toán: Hệ chịu tác dụng lực ma sát( lực cản không khí,…) – Cơ không bảo toàn Phương pháp giải - Chọn gốc - Các lực nói gọi lực không Sử dụng công thức: Công lực không = độ biến thiên vật: A = W2 – W1 + W1: vật trạng thái đầu + W2: vật trạng thái cuối + A: công lực không Một ôtô chạy đường nằm ngang với vận tốc 90 km/h tới điểm A lên dốc Góc nghiêng dốc so với mặt phẳng ngang 300 Lấy g = 10 m/s2 Hỏi ôtô lên dốc đoạn mét dừng lại? Xét hai trường hợp: a Trên mặt dốc ma sát b Hệ số ma sát mặt dốc 0,433 Vật có khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt nghiêng cao 20m Khi tới chân dốc vật có vận tốc 15 m/s Lấy g = 10 m/s2 Tính công lực ma sát? Một ôtô khối lượng m chuyển động với vận tốc 36 km/h tắt máy xuống dốc( góc nghiêng 30 0, hết dốc 10s, hệ số ma sát dốc xe 0,05 Tính a Gia tốc xe dốc b Chiều dài dốc? 10 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Bài 13: Bơm không khí áp suất P1=1atm vào bóng da Cứ lần bơm có 143 cm không khí vào bóng Cho biết dung tích bóng 2,5l không đổi Trước bơm, bóng áp suất với không khí 1atm, trình bơm nhiệt độ không đổi Hỏi sau 14 lần bơm áp suất bên bóng bao nhiêu? QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH ĐỊNH LUẬT SAC-LƠ Bài 14: Có 0,1mol khí áp suất P1=2atm, nhiệt độ t1=0oC thể tích V1=1,12l; làm cho không khí nóng lên nhiệt độ t2=102oC giữ nguyên thể tích khối khí a Tính áp suất P2 b Vẽ đồ thị P-V trình nói ĐS: 1,13atm ĐS: 2,74atm Bài 15: Một lượng nước có nhiệt độ 100oC, áp suất P100=1atm bình kín Làm nóng bình đến nhiệt độ 150oC áp suất bao nhiêu? Bài 16: Một đèn dây tóc chứa khí trơ 27oC áp suất 0,6atm Khi đèn cháy sáng, áp suất khí đèn 1atm không làm vỡ đèn Tính nhiệt độ khí đèn cháy sáng coi áp suất không đổi Bài 17: Áp suất khí trơ bóng đèn tăng lên lần đèn sáng, nhiệt độ tắt 25oC sáng 323o C Bài 18: Khi đun nóng đẳng tích khối khí thêm 1oC, áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất khí ban đầu Tính nhiệt độ ban đầu khối khí Bài 19: Một lượng khí tích không đổi 0oC có áp suất 36cm Hg Hỏi nhiệt độ áp suất 100cm Hg PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG 13 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú o Bài 20: Nén 10 lít khí nhiệt độ 27 C cho thể tích lít nén nhanh nên nóng lên đến 60 oC Hỏi áp suất tăng lần? Bài 21: Có 12g khí chiếm thể tích lít oC Sau nung nóng đẳng áp khối lượng riêng khí 1,2g/l Tìm nhiệt độ sau nung? Bài 22: Chất khí xilanh động nhiệt có áp suất 0,8.105Pa nhiệt độ 50oC Sau bị nén, thể tích khí giảm lần áp suất tăng lên tới 7.10 5Pa Tính nhiệt độ khí cuối trình nén? Bài 23: Một xi lanh có chứa khối khí tích lít, áp suất 1atm, nhiệt độ 27oC a Sau nén thể tích giảm lần, áp suất tăng tới lần Tính nhiệt độ cuối trình nén? b Do bình hở nên khối khí thoát lít nhiệt độ khối khí 27oC Tính áp suất khối khí? ĐS: a 177oC b 1,5atm Bài 24: Một bình thép dung tích 50 lít chứa khí hiđro áp suất 5MPa nhiệt độ 37oC Dùng bình bơm bóng bay, biết dung tích bóng bay 10 lít ; áp suất 1,05.105Pa, nhiệt độ bóng bay 12oC ĐS:218 Bài 25: Một xilanh động nhiệt có chứa hỗn hợp khí tích 2dm3, áp suất 1atm, nhiệt độ 47oC Sau pittông nén khí, áp suất tăng tới 1,6at, nhiệt độ cuối trình nén 480oK Tính thể tích hỗn hợp khí cuối trình nén? Bài 26: Một khối khí lí tưởng ban đầu tích 20lít, áp suất 1atm, nhiệt độ 300oK biến đổi trạng thái qua hai trình liên tiếp biểu diễn đồ thị hệ trục (p,V) hình bên 14 p(atm) Trần Phú (3) Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT (1) a Tính nhiệt độ khối khí cuối (2) trình (2) (3) V (l) b Vẽ đồ thị biểu diễn trình nói 20 30 hệ trục (T,p) (T,V) Bài 27: Sự biến đổi trạng thái (2) khối khí lí tưởng mô tả hình p(at) (1) vẽ Cho V1=3lít, V3=6lít (3) a Xác định áp suất, thể tích, nhiệt độ T (oK) trạng thái 600 b Vẽ lại đồ thị hệ trục (V,p) (T,V) ĐS: T1=300oK ; p2=2atm Bài 28: Vẽ lại đồ thị sau hệ tọa độ lại: p (1) (2) (3) p (1) p V T (2) (3) V p T V V T Bài 29: Một khối khí nhiệt độ t=27oC, áp suất 1atm, V=30l thực qua trình biến đổi liên tiếp: - Đun nóng đẳng tích để nhiệt độ khí 277oC - Giãn nở đẳng nhiệt để thể tích sau 45l a Tính áp suất sau khối khí b Biễu diễn đồ thị trình biến đổi trạng thái hệ tọa độ (P,V), (P,T) 15 T Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Bài 30: Một khối khí xi lanh ban đầu có V=4, l 27 oC áp suất 2atm biến đổi theo chu trình gồm giai đoạn: Giai đoạn 1: giãn nở đẳng áp, thể tích khí tăng lên 6,3l Giai đọan 2: nén đẳng nhiệt Giai đoạn 3: làm lạnh đẳng tích để trở trạng thái ban đầu a Xác định thông số lại b Vẽ đồ thị biểu diễn chu trình hệ tọa độ (P,V) (P,T) Bài 31: Một khối khí có P1 = 1atm, V1= 4l, t1=27oC biến đổi theo chu trình sau: • Đẳng tích, áp suất tăng lần • Đẳng áp, thể tích tăng lần • Đẳng tích, t4=t2 • Đẳng áp trở trạng thái ban đầu a Tìm thông số lại b Vẽ đồ thị hệ tọa độ Bài 32: Trước nén không khí xi lanh động P=1atm, nhiệt độ t1= 40oC Sau nén V2 giảm lần, P2=10atm Tìm nhiệt độ sau nén Bài 33: Không khí mặt đất có P 1=76cm Hg, t=27oC, d=1,29kg/m3 Ở đỉnh núi có P 2=40cmHg, t2=5oC khối lượng không khí núi bao nhiêu? Bài 34: Một xi lanh đặt thẳng đứng diện tích tiết diện mặt bêtông S=90cm2 chứa không khí nhiệt độ 27 oC Ban đầu xi lanh đậy pitông trượt không ma sát dọc theo mặt xi lanh Một cầu có khối lượng 580N đặt lên pittông dịch chuyển xuống đoạn l=12cm dừng lại Tính nhiệt độ khí xi lanh sau pittong dừng lại, biết Po=105 N/m2 16 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú PT Trạng thái – PT Claperon-Mendeleev (NC) Bài 35.Khí cầu có dung tích 328m3 bơm khí hidro Khi bơm xong, hidro khí cầu có nhiệt độ 27 oC, áp suất 0,9atm Hỏi phải bơm lâu giây bơm 2,5g hidro vào khí cầu ĐS: 9600s Bài 36.Không khí tích 240cm xilanh có pittông đóng kín đặt nằm ngang, diện tích pittông 24cm Áp suất không khí xi lanh áp suất bên 100kPa Cần lực để nén kéo pittông vào 2cm? Coi trình đẳng nhiệt, bỏ qua ma sát ĐS: 60N ; 40N Bài 37.Ở thời kì nén động kì, nhiệt độ tăng từ 47oC lên 367oC; thể tích giảm từ 1,8l xuống 0,3l Hỏi áp suất chuyển từ 100kPa đến giá trị bao nhiêu? ĐS: 1,2.106Pa Bài 38.Vận động viên leo núi cần hít vào 2g không khí điều kiện tiêu chuẩn nhịp thở Hỏi núi cao có áp suất 79,8kPa nhiệt độ -13oC thể tích cần hít vào bao nhiêu, với khối lượng không khí cần hít nhịp thở nhau? Cho khối lượng riêng không khí điều kiện tiêu chuẩn 1,29kg/m3 ĐS: 1,87l Bài 39.Ở độ cao 10km cách mặt đất áp suất không khí 30,6kPa, nhiệt độ 230K Tính khối lượng riêng mật độ phân tử Cho khối lượng mol không khí 28,8g/mol Bài 40.Một bình chứa khí 27 oC 40atm Hỏi nửa lượng khí thoát khỏi bình áp suất bình bao nhiêu? Biết nhiệt độ 12oC 17 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Chương VI Cơ Sở Nhiệt Động Lực Học NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG Bài 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 2kg nước đá 0oC để chuyển thành nước 20oC Cho nhiệt nóng chảy riêng nước đá L=3,4.105J/kg Bài 2: Một 100g chì truyền nhiệt lượng 260J, tăng nhiệt độ từ 25oC lên tới 45oC Tính nhiệt dung riêng chì Bài 3: Một cốc nhôm có khối lượng 100g chứa 300g nước nhiệt độ 20oC Người ta thả vào cốc nước thìa đồng có khối lượng 75g vừa rút khỏi nồi nước sôi 100 oC Xác định nhiệt độ nước cốc có cân nhiệt? Bỏ qua hao phí nhiệt Bài 4: Một bình nhiệt lượng kế đồng thau khối lượng 150g chứa 275 g nước nhiệt độ 22 oC Một miếng kim loại có khối lượng 220g nung tới 113 oC thả vào bình Tính nhiệt độ của nước có cân nhiệt Cho biết nhiệt dung riêng miếng kim loại 837J/kg.độ, đồng thau 380J/kg.độ, nước 4200J/kg.độ, nhôm 880J/kg.độ Bài 5: Một nhiệt lượng kế đồng, khối lượng m1=100g có chứa m2=375g nước, nhiệt độ 25oC Bỏ vào nhiệt lượng kế vật kim loại khối lượng m3=400g 90oC Nhiệt độ sau hệ cân 30oC Tìm nhiệt dung riêng kim loại tạo nên vật? CÁC NGUYÊN LÍ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC Bài 6: Một người có khối lượng 60kg nhảy từ cầu nhảy độ cao 5m xuống bể bơi Tính độ biến thiên nội 18 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú nước bể bơi Bỏ qua hao phí lượng thoát khối lượng bể bơi Lấy g=10m/s2 ĐS: ∆U=A=3000J Bài 7: Người ta thực công 200J để nén khí xilanh Tính độ biến thiên nội khí, biết khí truyền môi trường xung quanh nhiệt lượng 50J ĐS: ∆U=150J Bài 8: Người ta thực công 50J để nén đẳng nhiệt lượng khí lí tưởng xilanh Tính nhiệt lượng tỏa trình nén? Bài 9: Một bình kín chứa 2g khí lí tưởng 20oC, đun nóng để áp suất khí tăng lên gấp lần a Tính nhiệt độ khí sau đun? b Tính độ biến thiên nội khối khí? Cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích khí 12,3.103J/kg.K Bài 10: (*) Một lượng khí lí tưởng xilanh đậy kín pit-tông chuyển động không ma sát bên Áp suất khối khí giữ không đổi 10 N/m2 Người ta cung cấp nhiệt lượng Q=10J cho lượng thể tích tăng thêm 40cm3 Tính độ biến thiên nội khí? ĐS: ∆U=6J Chương VII Chất Rắn Chất Lỏng- Sự Chuyển thể SỰ BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN 19 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Dạng 1: Biến dạng vật rắn Trường THPT Trần Phú - Hệ số đàn hồi: Fđh=k.∆l ; k=ES/lo (lo: chiều dài ban đầu; ∆l: chiều dài dãn thêm) - Giới hạn bền: Fb=σb.S Bài Tính đường kính nhỏ sợi dây nhôm cho chịu tải trọng 10kg? Cho giới hạn bền nhôm 1,8.108Pa ĐS: d=0,833mm Bài Một dây kim loại có đường kính d=4mm treo vật nặng tối đa 400kg Tìm giới hạn bền vật liệu tạo nên dây đó? ĐS: 109/π Pa Bài Một vật khối lượng 1kg treo vào lò xo làm dãn thêm 2cm Tính độ cứng? ĐS: 500N/m Bài Dây kim loại có đường kính 0,8mm dài 1,8m treo vật nặng 2,5kg làm dây dãn đoạn 1mm Xác định suất Young E? ĐS: 9.109Pa Bài Một thép dài 1m có tiết diện 2cm Khi chịu tác dụng lực kéo F thép dài thêm 2mm Thanh thép có suất đàn hồi E=2.1011Pa giới hạn bền 6,86.10 8Pa Hãy xác định lực kéo F lực kéo cực đại Fmax để thép không bị đứt? ĐS:80000N ; 13,72.104N Bài Thanh trụ đường kính 5cm nhôm có E=7.10 10Pa chống thẳng đứng để đỡ mái hiên Mái hiên nén lên lực 3450N Tính độ biến dạng tỉ đối? ĐS: 20 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú Bài Một đàn hồi có đường kính 2cm thép có suất Young E=2.1011Pa Nếu nén với lực F=1,57.10 5N độ co tương đối bao nhiêu? ĐS: 25% Bài Dây đồng thau có đường kính 6mm Suất Young đồng thau 9.1010Pa Tính lực kéo làm dãn 0,2% chiều dài dây? ĐS: 5,1kN Bài Hai nhôm đồng có kích thước Nếu lực tác dụng lên nhôm, làm dãn 2mm với lực ấy, đồng dãn Cho E đồng=11.1010Pa, Enhôm=7.1010Pa ĐS: 3,6mm Dạng 2: Sự nở nhiệt vật rắn Nở dài : l=lo(1+αt) Nở khối: V=Vo(1+3αt)=Vo(1+βt) Bài 10.Cây thước dài 1m làm mẫu làm platin, gia công 27oC Nếu nhiệt độ 50oC chiều dài mét mẫu bao nhiêu? Cho hệ số nở dài platin α=9.10-6K-1 ĐS: 1,000207m Bài 11.Một dây đồng dài l=1m, tiết diện S=2mm2 20oC a Tính lực kéo để dây dãn thêm 0,5mm? b Nếu không kéo phải tăng nhiệt độ đến để dãn câu a? Biết E=1,2.1011N/m2, α=18.10-6K-1 ĐS: 120N ; 47,78oC Bài 12.Ở 0oC, kẽm có chiều dài 200mm, đồng có chiều dài 201mm Tiết diện ngang chúng Hỏi: a Ở nhiệt độ chiều dài chúng nhau? 21 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú b Ở nhiệt độ thể tích chúng nhau? Biết αkẽm=2,9.10-5K-1 , αđồng=1,7.10-5K-1 ĐS: 420oC ; 140oC Bài 13.Một ray dài 10m lắp đường sắt 20oC Phải để hở đầu bề rộng để nhiệt độ nóng đến 60oC đủ chỗ cho ray dãn ra? Biết α=12.10-6K-1 ĐS: 4,8mm Bài 14.Một cầu đồng đường kính 10cm 20 oC Tính đường kính cầu 320oC? Biết α=1,7.10-5K-1 ĐS: 10,05cm o Bài 15.Chì có khối lượng riêng 11g/cm 20 C Tính khối lượng riêng chì 100oC? Cho αchì=3.10-5K-1 ĐS: 10,92g/cm3 Bài 16.Một hợp kim có khối lượng riêng 10g/cm 20oC 9,8g/cm3 200oC Tính hệ số nở dài hợp kim nói ĐS: 3,7.10-5 BÀI TẬP SỨC CĂNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG Dạng 1: Lực căng mặt Áp dụng F=σl Chú ý: - vật dính ướt hay không dính ướt - toán có mặt thoáng - đường giới hạn chất lỏng đường (chỉ xét đường tiếp xúc vật chất lỏng) Bài 17.Một khung hình chữ nhật thép đặt nằm ngang, cạnh CD linh động Trong khung có căng màng xà phòng Biết σ=0,004N/m CD=10cm a Tính lực căng mặt màng xà phòng tác dụng lên CD? 22 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú b Muốn CD đứng yên phải tác dụng lên lực nào? ĐS: 8.10-3N Bài 18.Một vòng dây đường kính 8cm dìm nằm ngang mẫu dầu thô Khi kéo vòng dây khỏi dầu, người ta đo lực phải tác dụng thêm lực căng mặt 9,2.10 N Tính hệ số căng mặt dầu? ĐS: 18,4.10-3N/m Bài 19.Uốn cong thép thành vòng tròn đường kính D=10cm, buộc sợi nhúng vào xà phòng, phá vỡ màng xà phòng tâm tạo thành vòng hình tròn rỗng có đường kính d=2cm Tính lực căng mặt màng xà phòng tác dụng lên vành kim loại vòng bên trong? Cho hệ số căng mặt xà phòng σ=40.10-3N/m ĐS: 0.0252N; 5,024.10-3N Bài 20.Một cầu bán kính R=1mm có mặt hoàn toàn không bị nước làm ướt Tính lực căng mặt lớn tác dụng lên cầu đặt lên mặt nước Khối lượng cầu để không chìm Cho σ=0,073N/m Khối lượng riêng nước 1000kg/m3 ĐS: 47,9.10-6kg Bài 21.Một mẩu gỗ hình lập phương khối lượng 20g đặt lên mặt nước Mẩu gỗ có cạnh dài 30mm dính ướt nước hoàn toàn Nước có khối lượng riêng 100kg/m Hệ số căng mặt 0,072N/m Tính độ ngập sâu nước gỗ? ĐS: 2,3cm Bài 22.Cần dùng lực để nâng vòng nhôm đặt ngang nước khỏi mặt nước Vòng nhôm giống vành trụ có chiều cao h=10mm, đường kính d 1=50mm, đường kính d2=52mm Biết khối lượng riêng nhôm D=2,6.103kg/m3, hệ số căng mặt nước 0,073N/m 23 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú ĐS: 1,6234N Dạng 2: Hiện tượng mao dẫn Cột chất lỏng cân bằng: P=F⇔ mg=σ.l (l chu vi mặt cắt ống mao dẫn) ⇔ V.D.g= σ.l ⇔ S.h.Dg=σ.l ⇔ π 4σ d2 h.Dg=σ.πd ⇔ h= Ddg Bài 23.Một ống mao dẫn có r=0,2mm nhúng vào nước có σ=0,073N/m a Tính độ cao cột nước dâng lên ống? b Đem nhúng ống mao dẫn vào rượu chiều cao cột rượu dâng lên ống 70mm Tìm suất căng mặt rượu Biết Dr=0,7g/cm3, Dn=1g/cm3 ĐS: 0,073m ; 0,049N/m Bài 24.Ống mao dẫn hình vuông có tiết diện cạnh 0,2mm nhúng vào nước có σ=0,073N/m Tính độ cao cột nước dâng lên ống? Bài 25.Hai ống mao dẫn có đường kính khác nhúng vào ête, sau nhúng vào dầu hỏa Ta thấy độ cao cột ête dầu hỏa 2,4mm 3mm Biết D ête=700kg/m3, Ddầu=800kg/m3, σête=0,017N/m Tính σdầu? ĐS: 0,03N/m Bài 26.Ống mao dẫn thẳng đứng có bán kính r=0,2mm nhúng Hg Coi Hg hoàn toàn không làm dính ướt thành ống bên Cho hệ số căng mặt Hg 0,47N/m Tính độ hạ mức Hg ống? ĐS: 35mm Bài 27.Tìm chiều dài cột nước dâng lên ống mao dẫn có đường kính 0,6mm cắm nước Biết hệ số căng mặt nước 0,073N/m khối lượng riêng nước 1000kg/m3 Xét hai trường hợp: 24 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú a Cắm vuông góc mặt nước b Cắm nghiêng với mặt nước góc 30o ĐS: 0,049m ; 0,098m Dạng 3: Ống mao quản hở hai đầu Cột chất lỏng cân bằng: P=F ⇔ mg=σ.2l (có hai mặt dưới) d2 ⇔ V.D.g= σ.2l ⇔ S.h.Dg=σ.2l ⇔ π h.Dg=σ.2πd ⇔ h= 8σ Ddg Bài 28.Một ống mao quản thành mỏng, hở hai đầu, bán kính 0,5mm, dựng thẳng đứng Đổ đầy nước vào ống, sau chảy ra, nước lại ống có độ cao h = 58,4mm Tính σ? Biết nước làm dính ướt hoàn toàn ống, D=103kg/m3, g=10m/s2 ĐS:0,073N/m Bài 29 Một ống mao dẫn hở hai đầu có đường kính d=1mm, đổ đầy nước dựng thẳng đứng Hãy xác định độ cao cột nước lại ống? Cho σ=7,25.10-2N/m, D=103kg/m3, g=10m/s2 ĐS: 58.10-3m Bài 30.Rượu dâng lên ống mao dẫn 15mm, glixêrin 20mm Biết khối lượng riêng rượu 800kg/m 3, glixêrin 800kg/m3 So sánh hệ số căng mặt rượu glixêrin SỰ CHUYỂN THỂ Bài 31.Một khối nước đá -50oC hấp thu nhiệt lượng để lên đến 0oC bắt đầu tan chảy Nhiệt lượng cần thiết để làm tan chảy hết khối nước đá 336kJ Sau khối nước đá tan tiếp 25 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú o tục lên đến 100 C hóa Sau thời gian cung cấp nhiệt lượng để hóa 1940kJ, khối lượng nước lại bao nhiêu? Cho nhiệt nóng chảy nước đá 336kJ/kg nhiệt hóa 2261kJ/kg ĐS: 0,142kg o Bài 32.Hơi nước nhiệt độ 100 C, sau qua buồng ngưng tụ nhiệt độ hạ xuống 50oC Nước làm lạnh vào buồng ngưng tụ có nhiệt độ 10oC 30oC Tính khối lượng nước cần dùng để làm ngưng tụ 1kg nước? Cho nhiệt dung riêng nước c=4200J/kgK nhiệt ngưng tụ 2261kJ/kg Bài 33.Một bếp điện làm hóa 0,5lit nước 100oC 10 phút Xác định công suất bếp ĐS:1,9kW Bài 34.Tính khối lượng nước tạo thành 2kg nước 50oC nhận 2MJ nhiệt lượng ĐS:0,25kg Bài 35.Cần nhiệt lượng để đưa 5kg nước đá từ -10 oC đến 10oC? ĐS: 1989,5kJ ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ - Độ ẩm tuyệt đối: a (g/m3) khối lượng nước tính gam chứa 1m3 không khí a = m/V - Độ ẩm cực đại: A (g/m ) nhiệt độ xác định độ ẩm cực đại có giá trị khối lượng nước bão hòa tính gam chứa 1m3 không khí = Dbh (Tra bảng giá trị A) - Độ ẩm tương đối: nhiệt độ xác định: f = a/A.100% - Điểm sương: nhiệt độ mà nước không khí trở thành bão hòa Bài 36.Một phòng có kích thước 3x4x4m chứa 0,8kg nước 26 Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú a Tính độ ẩm tuyệt đối b Tính độ ẩm tương đối Biết nhiệt độ phòng 27oC độ ẩm cực đại tương ứng A=25,8g/m3 ĐS: a=16,7g/m3; f=64,7% Bài 37.Nhiệt độ không khí phòng 20 oC, điểm sương 10oC Thể tích phòng 200cm3 Tính: a Độ ẩm tuyệt đối b Độ ẩm tương đối c Lượng nước có phòng ĐS: a20=A10=9,4g/m3; f20=54,3%; m=18,8.10-4g Bài 38.Trong phòng có kích thước 3x5x10m nhiệt độ 20oC điểm sương 10oC Tính: a Độ ẩm tương đối b Lượng nước có phòng ĐS: 54,3% ; 1410g Bài 39.Phòng tích 50m Không khí phòng 25 oC có độ ẩm tương đối f=80% Tính độ ẩm tuyệt đối khối lượng nước chứa phòng? Biết 25oC khối lượng riêng nước bão hòa Dbh=23g/m3 ĐS: 18,4g/m3 ; 0,92kg Bài 40.Phòng tích 40m3 Không khí phòng có độ ẩm f=40% Muốn tăng độ ẩm tới 60% phải làm bay gam nước? Coi nhiệt độ không đổi 20oC Dbh=17,3g/m3 ĐS: 138,4g 27