Tổng hợp các bài tập vật lý 10 nâng cao là phần bài tập được Kiến Guru biên soạn, gồm 9 bài nâng cao theo từng mức độ, dành cho các bạn học sinh trung bình khá trở lên. Sau mỗi bài đều có hướng dẫn giải giúp cho các bạn hiểu bài hơn và rút kinh nghiệm khi làm các bài tập khác. Các bạn cùng tham khảo nhé
I. Vật lý 10 nâng cao bài 1:
Một vật nặng 1kg rơi tự do từ độ cao h = 60m xuống đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10m/s2.
a] Tính độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian 0,5 s kể từ khi thả vật.
b] Tìm vị trí tại đó động năng bằng thế năng.
Hướng dẫn giải
a] Vận tốc của vật sau 0,5s: v = gt = 5m/s
Động lượng của vật sau 0,5s: p = mv = 5kg.m/s
Độ biến thiên động lượng của vật: Δp = p - p0 = 5kg.m/s
b] Chọn mốc thế năng tại mặt đất
Cơ năng ban đầu của vật: W1 = Wt1 = mgz1
Cơ năng tại vị trí động năng bằng thế năng: W2 = Wt2 + Wd2 = 2W12 = 2mgz2
Áp dụng ĐLBT cơ năng: W2 = W1 ⇒ z2 = z1 : 2 = 30m
II. Vật lý 10 nâng cao bài 2:
Một quả bóng có dung tích không đổi 2,5 lít. Người ta bơm không khí ở áp suất 105Pa vào bóng. Mỗi lần bơm được 100cm3 không khí. Coi quả bóng trước khi bơ không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi. Tính áp suất của khối khí trong quả bóng sau 45 lần bơm
Hướng dẫn giải
Thể tích khí đưa vào quả bóng: V1 = N.ΔV = 45.0,1 = 4,5 l
Áp dụng Định luật Bôi-lơ-Ma-ri-ôt:
III. Vật lý 10 nâng cao bài 3:
Nêu định luật vạn vật hấp dẫn và viết biểu thức, giải thích các đại lượng?
Hướng dẫn giải
1] Định luật. Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
2] Hệ thức:
Trong đó:
m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm
r là khoảng cách giữa hai chất điểm [m]
G = 6,67.10-11 Nm2/kg2 gọi là hằng số hấp dẫn và không đổi đối với mọi vật.
IV. Vật lý 10 nâng cao bài 4
Dưới tác dụng của lực F = 2000N theo phương ngang. Một ô tô chuyển động thẳng đều trên đường nằm ngang. Hệ số ma sát lăn giữa xe và mặt đường là 0,04. Lấy g = 10 [m/s2]. Tính khối lượng của xe ?
Hướng dẫn giải
Cho biết: F = 2000 [N], μ = 0,04, lấy g = 10 [m/s2], a = 0 Tìm m = ?
Giải: Áp dụng định luật II Niu Tơn:
Lực ma sát:
Thay [b] vào [a]
V. Vật lý 10 nâng cao bài 5:
Đặt một quả cầu khối lượng m = 2kg tựa trên hai mặt phẳng tạo với mặt nằm ngang các góc α1 = 30º, α1 = 60º như hình vẽ. Hãy xác định áp lực của mặt cầu lên hai mặt phẳng đỡ Bỏ qua ma sát và lấy g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải
Cho biết: m = 2[kg], α1 = 30º, α1 = 60º
Lấy g = 10 [m/s2] Tính: Nx = ?; Ny = ?
Chọn trục tọa độ Oxy như hình vẽ.
VI. Vật lý 10 nâng cao bài 6:
Em hãy viết biểu thức tính độ lớn lực đàn hồi của lò xo và giải thích ý nghĩa mỗi kí hiệu trong công thức ?
Hướng dẫn giải
Fđh = k|Δl| = k|l - l0|
k là độ cứng của lò xo
l0 là chiều dài tự nhiên của lò xo
l là chiều dài của lò xo tại vị trí cần tính lực đàn hồi của lò xo
VII. Vật lý 10 nâng cao bài 7:
Một vật có khối lượng m = 5kg trượt trên mặt phẳng nằm ngang nhờ lực kéo F như hình vẽ. Cho biết: độ lớn lực kéo F = 20N; g = 10m/s2.
Hướng dẫn giải
a] [2 điểm]
+ Vẽ hình, biểu diễn tất cả mọi lực tác dụng lên vật:
+ Viết phương trình định luật II Niu-tơn:
+ Chiếu pt [1] lên trục Ox ta được: F = m.a
b] [2 điểm]
+ Vẽ hình, biểu diễn tất cả mọi lực tác dụng lên vật
+ Viết phương trình định luật II Niu-tơn
+ Chiếu pt [2] lên trục Oy: N – P = 0
→ N = P = m.g = 5.10 = 50N
+ Độ lớn lực ma sát: Fms = μ.N = 0,2.50 = 10N
+ Chiếu pt [2] lên trục Ox: F – Fms = ma
a] Tính gia tốc của vật, khi bỏ qua mọi ma sát ?
b] Tính gia tốc của vật, khi hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng là μ = 0,2?
VIII. Vật lý 10 nâng cao bài 8:
Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m có chiều dài tự nhiên là 50 cm. Treo vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng 0,5 kg, lấy g = 10m/s2. Xác định chiều dài của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng.
Hướng dẫn giải
Tại VTCB ta có:
→ mg = k [l – l0]
↔ 0,5.10 = 100[l - 0,5]
→ l = 0,55[m] = 55[cm]
IX. Vật lý 10 nâng cao bài 9:
Một vật có khối lượng 20kg được treo vào một sợi dây chịu được lực căng đến 210N. Nếu cầm dây mà kéo vật chuyển động lên cao với gia tốc 0,25m/s2 thì dây có bị đứt không? Lấy g = 10m/s2
Hướng dẫn giải
Sử dụng định luật II Niutơn thu được kết quả : T = P + ma = m[g +a].
Thay số ta được: T = 20[10 + 0,25] = 205N.
Sức căng của dây khi vật chuyển động nhỏ hơn 210N nên dây không bị đứt.
Phần tổng hợp các bài tập vật lý 10 nâng cao mà Kiến Guru tổng hợp qua 9 bài trên các bạn cảm thấy như thế nào? Các bạn nào muốn lấy điểm 9-10 thì hãy làm đi làm lại nhiều lần các dạng bài như thế này để tăng khả năng tính toán và kĩ năng giải để của mình hơn nhé. Chúc các bạn ôn tập thật tốt để chuẩn bị cho các kì thi nhé
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Sách Bài Tập Vật Lí 8 – Bài 15: Công suất giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:
A. Công suất của Long lớn hơn vì gàu nước của Long nặng gấp đôi.
B. Công suất của Nam lớn hơn vì thời gian kéo nước của Nam chỉ bằng một nửa thời gian kéo nước của Long.
C. Công suất của Nam và Long là như nhau.
D. Không thể so sánh được.
Lời giải:
Chọn C
Vì gàu nước của Long nặng gấp đôi gàu nước của Nam mà thời gian kéo gàu nước của Nam bằng một nửa thời gian của Long nên công suất của Nam và Long là như nhau.
Tóm tắt:
t = 2 giờ = 2.3600s = 7200s; Nbước = 10000 bước;
A1 bước = A1 = 40 J;
Công suất P = ?
Lời giải:
Công mà người đó thực hiện được khi bước 10000 bước là:
A = 10000.A1 = 10000.40J = 400000J
Thời gian người đó thực hiện công là: t = 2.3600s = 7200s
Công suất của một người đi bộ là:
Lời giải:
Giả sử công suất của động cơ ô tô là P[W].
Thời gian làm việc t = 2h = 7200s.
Công của động cơ là A = P.t = 7200P [J].
Tóm tắt:
h = 25m; Dnước = D = 1000 kg/m3;
Lưu lượng 120 m3/phút [V = 120 m3; t = 1 phút]
Công suất P = ?
Lời giải:
Lưu lượng dòng nước là 120 m3/phút nên xét trong thời gian t = 1 phút = 60s thì lượng nước chảy có khối lượng là:
m = D.V = 1000.120 = 120000 kg
Trọng lượng của nước chảy trong một phút khi đó là:
P = 10.m = 10.120000 = 1200000 N.
Trong thời gian t = 1 phút, nước rơi từ độ cao h = 25m xuống dưới nên công thực hiện được trong thời gian đó là:
A = P.h = 1200000.25m = 30.106 J
Công suất của dòng nước là:
a] Công suất tối thiểu của động cơ thang máy phải là bao nhiêu?
b] Để đảm bảo an toàn, người ta dùng một động cơ có công suất lớn gấp đôi mức tối thiểu trên. Biết rằng giá 1kWh điện là 800 đồng. Hỏi chi phí mỗi lần lên thang máy là bao nhiêu? [1kWh = 3 600 000J]
Tóm tắt:
Nt = 10 tầng, h1 tầng = h1 = 3,4m;
Nng = 20 người; m1 ng= m1 = 50kg;
t = 1 phút = 60 s
a] Công suất P = ?
b] Giá 1kWh = 800 đồng; P’ = 2P; Chi phí T = ? đồng
Lời giải:
a] Để lên tầng thứ 10, thang máy phải vượt qua 9 tầng. Như vậy phải lên cao một độ cao: h = 9.h1 = 9.3,4 = 30,6m.
Khối lượng của 20 người là: m = 50.m1 = 50. 20 = 1000kg.
Trọng lượng của 20 người là: P =10.m = 10.1000 = 10000N.
Vậy công phải tiêu tốn cho mỗi lần thang lên tối thiểu là:
A = P. h = 10000.30,6 = 306000J
Công suất tối thiểu của động cơ thang máy phải là:
b] Người ta dùng một động cơ có công suất lớn gấp đôi mức tối thiểu trên nên công của động cơ sinh ra là:
A’ = P’.t = 2.P.t = 2.A = 2.306000 = 612000J = 0,17 kWh
Số tiền chi phí cho mỗi lần thang máy đi lên:
T = 0,17.800 = 136 [đồng]
Tóm tắt:
F = 80N; S = 4,5km = 4500m; t = 0,5 giờ = 1800s
Công A = ?; Công suất P = ?
Lời giải:
Công của con ngựa là:
A = F.S = 80N.4500m = 360000J
Công suất trung bình của con ngựa là:
A. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 kW trong 1 giờ
B. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 kW trong 1 giây
C. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 kJ trong 1 giờ
D. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 J trong 1 giây
Lời giải:
Chọn D
Điều ghi trên máy có ý nghĩa máy kéo có thể thực hiện công 7 360 J trong 1 giây.
A. 1500 W
B. 750 W
C. 600 W
D. 300 W
Lời giải:
Chọn C.
Vì công suất của cần trục sản ra là:
A. P1 > P2
B. P1 = P2
C. P1 < P2
D. Không đủ dữ kiện để so sánh.
Tóm tắt:
P = 4000N; h1 = 2m; t1 = 4 giây
P2 = 2000N; h2 = 4m; t2 = 2 giây
So sánh công suất P1 ? P2
Lời giải:
Chọn C.
Vì công suất cần cẩu thứ nhất thực hiện được là:
Công suất cần cẩu thứ hai thực hiện được là:
Vậy: P1 < P2
Tóm tắt:
h = 120m; lưu lượng a = 50m3/s;
D = 1000kg/m3; H = 20%; Pđ = 60W
Pmax = ?
Lời giải:
Lưu lượng nước 50 m3/ s nên trong 1 giây, trọng lượng của nước chảy là:
P = 10.m = 10.V.D = 10.50.1000 = 500000 N
Công mà thác nước thực hiện trong 1 giây là:
A = P.h = 500000.120 = 60000000J = 6.107 J
Công suất cực đại của thác nước:
Máy phát điện sử dụng được 20% công suất của thác nên công suất có ích mà ta khai thác:
Số bóng đèn:
a] Tính công suất do cần cẩu sản ra.
b] Cần cẩu này chạy bằng điện, với hiệu suất 65%. Hỏi, để bốc xếp 300 contennơ, thì cần bao nhiêu điện năng?
Tóm tắt:
m = 10 tấn = 10000kg; h = 5m; t = 20s
a] Công suất P = ?
b] H = 65%; N = 300 contennơ; Atp = ?
Lời giải:
a] Công suất do cần cẩu sản ra:
b] Công đưa N = 300 contennơ lên cao 5m là:
Aci = N.P.h = 10.m.N.h = 10.10000.300.5 = 15.107 J.
Điện năng cần tiêu thụ: