Lý thuyết Động năng chi tiết nhất

Động năng là một trong những phần kiến thức của chương IV môn Vật lý 10 nghiên cứu về các định luật bảo toàn. gửi tới các bạn bài lý thuyết và một số câu hỏi bài Động năng. Hy vọng bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu sâu hơn về các kiến thức Động năng!

A. Tóm tắt lý thuyết động năng

1. Một số đặc điểm của năng lượng 

- Năng lượng bao gồm những đặc điểm sau đây:

+ Là một trong những dạng vật chất đặc biệt tồn tại trong mọi vật hiện hữu ở cuộc sống.

+ Là một đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh ra công của một vật.

- Các dạng mà năng lượng tồn tại như là cơ năng, năng lượng từ trường, năng lượng điện trường, nội năng,...

- Năng lượng không có khả năng sinh ra và mất đi một cách tự nhiên, năng lượng chỉ di chuyển giữa các vật với nhau và di chuyển giữa các dạng tồn tại với nhau.

2. Khái niệm về động năng. Công thức tính động năng.

a, Khái niệm động năng. Động năng là gì?

- Khi một vật đang trong trạng thái chuyển động, nếu nó sinh ra được năng lượng thì năng lượng ấy được gọi là động năng. 

- Công thức động năng:

\(W_{đ}=\dfrac{1}{2}.m.v^2\)

- Phân tích các thành phần trong công thức, ta có:

+ Khối lượng của vật được kí hiệu là m, tính theo đơn vị là (kg)

+ Vận tốc của vật được kí hiệu là v, tính theo đơn vị là (m/s)

+ Động năng của vật được kí hiệu là \(W_{đ}\), tính theo đơn vị là (J)

b, Tính chất của động năng

- Động năng của một vật bao gồm những tính chất như sau:

+ Động năng là một đại lượng vô hướng. Vì vậy mối quan hệ giữa động năng và hướng vận tốc của vật là không phụ thuộc. Động năng chỉ phụ thuộc vào đặc điểm độ lớn của vận tốc của vật.

+ Vì khối lượng của một vật luôn là một giá trị dương nên động năng của một vật luôn luôn là một giá trị lớn hơn 0 (động năng không nhận giá trị âm).

+ Động năng của một vật chỉ mang tính tương đối, không mang tính tuyệt đối.

- Đơn vị động năng là Jun, được kí hiệu là (J)

3. Công của lực tác dụng và độ biến thiên động năng

- Một vật trong trạng thái bị tác dụng bởi một ngoại lực \(\overrightarrow{F}\). Ngoại lực này làm vận tốc của vật bị thay đổi từ \(v_{1} \rightarrow v_{2}\) thì được gọi là biến thiên động năng của vật khi vật thay đổi vận tốc từ \(v_{1} \rightarrow v_{2}\)

- Ta có công thức sau: \(A=\dfrac{1}{2}.m.v_{2}^2-\dfrac{1}{2}.m.v_{1}^2\)

Phân tích các yếu tố trong biểu thức, ta có:

+ \(\dfrac{1}{2}.m.v_{2}^2\) là biểu thức tính giá trị động năng sau của vật.

+ \(\dfrac{1}{2}.m.v_{1}^2\) là biểu thức tính giá trị động năng trước của vật.

+ Khi vật trong trạng thái bị tác dụng bởi các ngoại lực sinh ra một công, công đó kí hiệu là A.

Một vật sinh công đang trong trạng thái chịu tác dụng của một lực thì ta có những trường hợp sau đây:

+ Khi công được sinh ra trong quá trình lực tác dụng lên vật là một công dương thì sẽ kéo theo tăng động năng của vật (có nghĩa là vật có thêm công hoặc vật sinh công âm).

+ Khi công được sinh ra trong quá trình tác dụng lên vật là một công âm thì sẽ kéo theo giảm động năng của vật (có nghĩa là vật sinh công dương).

B. Các dạng bài tập động năng

1. Bài tập tự luận

Bài 1: 1100kg là khối lượng của một vật đang trong trạng thái di chuyển với một vận tốc là 24m/s, có xu hướng hãm phanh di chuyển chậm dần đều. Hỏi:

a, Sau khi vận tốc của vật thay đổi từ 24m/s xuống còn 10m/s, độ biến thiên động năng của vật là bao nhiêu?

b, Sau khi vật đi thêm được một quãng đường có độ dài là 60m, hỏi lực hãm trung bình là bao nhiêu?

Bài 2: 100g là khối lượng của một đang ở trong trạng thái rơi tự do (không xác định vận tốc ban đầu) với gia tốc rơi tự do được cho bằng \(g=10m/s^2\). Hỏi:

a, Để vật có động năng là 5J thì phải mất một khoảng thời gian là bao lâu tính từ lúc bắt đầu rơi?

b, Để vật có động năng là 4J thì vật rơi được một quãng đường là bao nhiêu?

Bài 3: 5 tấn là khối lượng của một đoàn tàu đang trong trạng thái chuyển động với một vận tốc là 10m/s thì hãm phanh. Trong lúc hãm phanh sinh ra một lực hãm có độ lớn là 5000N. Sau khi hãm phanh, tàu di chuyển được thêm một quãng đường rồi mới dừng hẳn. Hỏi lực hãm sinh ra một công là bao nhiêu và quãng đường mà tàu đi được sau khi bị hãm phanh là bao nhiêu?

Bài 4: 2m/s là vận tốc ban đầu của một vật có khối lượng là 1kg trong trạng thái chuyển động trên một tấm ván được đặt nằm ngang với khối lượng là 3kg. Biết rằng 0,2 là hệ số ma sát giữa tấm ván ngang và vật. Khi bỏ qua lực ma sát giữa tấm ván ngang và sàn thì vật đi được một quãng đường trên tấm ván là bao nhiêu?

Bài 5: 6km/h là vận tốc của một xe có khối lượng là 2 tấn đang trong trạng thái di chuyển trên một quãng đường AB có phương song song với mặt đất. BIết rằng gia tốc rơi tự do được cho bằng \(g=10m/s^2\) và 0,2 là hệ số ma sát, hãy tính:

a, Động cơ sinh ra một lực kéo là bao nhiêu?

b, Sau khi xe đi được đến điểm B thì bắt đầu một dốc BC với một vận tốc tại điểm C của con dốc là 72km/h. Biết rằng con dốc BC này tạo với mặt đất một góc là \(30^0\) và lực ma sát được bỏ qua, hỏi con dốc BC có độ dài là bao nhiêu?

c, Sau khi xuống dốc BC, xe tiếp tục trong trạng thái di chuyển thêm một quãng đường có độ dài là 200m và phương song song với mặt đất rồi mới dừng lại hẳn. Hỏi trên quãng đường dài 200m, hệ số ma sát là bao nhiêu?

2. Một số câu hỏi trắc nghiệm

Câu 1: Động nặng là một đại lượng mang những đặc điểm là:

A. Là một đại lượng vô hướng và nhận tất cả mọi giá trị (giá trị âm, giá trị dương và giá trị bằng 0)

B. Là một đại lượng vectơ, hướng cùng với hướng của vectơ vận tốc và luôn mang giá trị dương

C. Là một đại lượng vô hướng, luôn mang giá trị dương

D. Là một đại lượng vectơ, hướng ngược với hướng của vectơ vận tốc và luôn mang giá trị dương

Câu 2: Chọn nhận định sai trong các nhận định sau đây:

A. Độ lớn động năng của vật là không đổi khi vật trong trạng thái chuyển động với một gia tốc là không đổi

B. Độ lớn động năng của vật là không đổi khi vật trong trạng thái chuyển động tròn đều

C. Độ lớn động năng của vật là không đổi khi vật trong trạng thái chuyển động thẳng đều

D. Độ lớn động năng của vật là không đổi khi vật trong trạng thái chuyển động với một vận tốc là không đổi

Câu 3: Chọn nhận định đúng trong các nhận định sau:

A. Khi vật có xu hướng tăng vận tốc lên hai lần thì gia tốc của vật cũng sẽ tăng lên hai lần

B. Khi vật có xu hướng tăng vận tốc lên hai lần thì động lượng của vật cũng sẽ tăng lên hai lần

C.  Khi vật có xu hướng tăng vận tốc lên hai lần thì động năng của vật cũng sẽ tăng lên hai lần

D.  Khi vật có xu hướng tăng vận tốc lên hai lần thì thế năng của vật cũng sẽ tăng lên hai lần

Câu 4: 4kg và 18J lần lượt là khối lượng và độ lớn động năng của một vật. Vật đó đang trong trạng thái chuyển động với một vận tốc là:

A. 9m/s                                                              B. 12m/s

C. 6m/s                                                             D. 3m/s

Câu 5: 500g là khối lượng của một vật đang ở trong trạng thái rơi tự do xuống đất từ một độ cao là 100m. Biết rằng gia tốc rơi tự do được cho bằng \(g=10m/s^2\), tại độ cao là 50m so với vị trí mặt đất, vật có động năng là:

A. 250J                                                              B. 1000J

C. 50000J                                                          D. 500J

Câu 6: 4N và 8J lần lượt là trọng lượng và độ lớn động năng của một vật. Vật đó đang trong trạng thái chuyển động với một vận tốc là:

A. 0,45m/s                                                       B. 2m/s

C. 0,4m/s                                                        D. 6,3m/s

Tham khảo thêm >>> Giải bài tập sách giáo khoa Vật lý 10 bài 25: Động năng

Với bài viết về Động năng, đã đem lại cho các bạn bài tổng hợp lý thuyết liên quan đến động năng và các dạng bài tập tự luận và trắc nghiệm đầy đủ nhất. Nếu có đóng góp hay thắc mắc gì cho bài động năng, hãy để lại comment dưới phần bình luận nhé!