Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúChương IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

ĐỘNG LƯỢNG- ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

A. Lí thuyết1. Động lượng

- Biều thức:

- Đặc điểm:+ Động lượng là một đại lượng vectơ, có hướng cùng hướng vận tốc của vật+ Độ lớn: p = mv+ Đơn vị: Kg.m/s2. Dạng khác của định luật II Niu – Tơn:

(3)

Chú ý: Nếu các vectơ , cùng phương, thì chuyển (3)

thành biểu thức đại số:F.t = p = p2 – p1 (4)

- Các đại lượng F, p, p2, p1, v1, v2 là những đại lượng đại số, có “dấu” phụ thuộc vào chiều dương.- Vectơ nào cùng chiều dương thì có giá trị dương- Vectơ nào ngược chiều dương thì có giá trị âm3. Giải bài toán va chạm bằng định luật bảo toàn động lượng

Biểu thức:

là động lượng của hệ trước va chạm, là động lượng của

hệ sau va chạm

B. Bài tập

1

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúDạng: Tính độ biến thiên động lượng và lực tác dụng lên vật

Dùng công thức:

1. Một quả cầu rắn có khối lượng 500g bay đập vào tường theo phương vuông góc với tường, rồi bật ngược lại với cùng vận tốc v = 4 m/sa. Tính độ biến thiên động lượng của quả cầu trong trong khoảng thời gian va chạm là 0.02s?b. Tính lực mà tường tác dụng lên quả cầu trong khoảng thời gian ấy?2. Một vật m = 1 kg rơi tự do và chạm đất sau 0,5s. Tính độ biến thiên động lượng của vật?3. Một viên đạn khối lượng 10g đang bay ngang với vận tốc 1100 m/s thì gặp bức tường. Sau khi xuyên qua tường, vận tốc của đạn còn là 500 m/s. Tính độ biến thiên động lượng và lực tường tác dụng lên viên đạn, biết thời gian xuyên thủng tường là 0,01s?

Dạng: Giải bài toán va chạm

4. Hai viên bi khối lượng lần lượt m1 = 5kg và m2 = 8 kg, chuyển động ngược chiều nhau trên cùng một đường thẳng quỹ đạo và va chạm vào nhau. Bỏ qua ma sát giữa các viên bi và mặt phẳng tiếp xúc. Vận tốc của m1 là 3m/s.a. Sau va chạm, cả hai viên bi đều đứng yên. Tính vận tốc viên bi 2 trước va chạm?b. Giả sử sau va chạm, bi 2 đứng yên còn bi 1 chuyển động ngược lại với vận tốc v1’ = 3 m/s. Tính vận tốc viên bi 2 trước va chạm?5. Một toa xe khối lượng 3,5 tấn chạy với vận tốc v1 = 5 m/s đến va chạm vào một toa xe đứng yên có khối lượng 5 tấn. Toa

2

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúthứ hai này chuyển động với vận tốc 3,6 m/s. Toa xe thứ nhất chuyển động như thế nào sau va chạm, với vận tốc bao nhiêu?6. Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1 = 300g và m2 = 2kg chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang ngược chiều nhau với các vận tốc v1 = 2 m/s và v2 = 0,8 m/s. Sau va chạm, hai xe dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc. Tìm độ lớn và chiều của vận tốc này, bỏ qua mọi lực cản.

Dạng: Chuyển động của tên lửa:7. Một tên lửa khối lượng tổng cộng m = 500kg đang chuyển động với vận tốc 200 m/s thì khai hỏa động cơ. Một lượng nhiên liệu, khối lượng 50kg, cháy và phụt tức thời ra phí sau với vận tốc 700 m/s.a. Tính vận tốc của tên lửa ngay sau khi lượng khí phụt ra?b. Sau đó phần vỏ của tên lửa chứa nhiên liệu, khối lượng 50 kg, tách ra khỏi tên lửa, chuyển động theo hướng cũ, nhưng vận tốc giảm còn 1/3. Tìm vận tốc của tên lửa lúc đó?Dạng: bài toán đạn nổ thành hai mảnh8. Một viên đạn có khối lượng m = 3kg đang bay thẳng đứng lên cao với vận tốc v = 471 m/s thì nổ thnàh hai mảnh. Mảnh lớn khối lượng m2 = 2kg bay lên cao theo hướng chếch lên cao hợp với đường thẳng đứng một góc 450 với vận tốc v1 = 500m/s. Hỏi mảnh kia bay theo hướng nào với vận tốc bao nhiêu?9. Một viên đạn pháo đang bay ngang với vận tốc v0 = 300 m/s thì 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 của mảnh hai sau khi nổ?b. Phương của mảnh hai?

CÔNG – CÔNG SUẤT

3

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúDạng: Tính công của một lực1. Kéo một vật khối lượng m = 50kg trượt trên sàn nhà được 5m dưới tác dụng của một lực F = 150N theo phương nằm ngang, hệ số ma sát giữa vật và sàn là 0,2.a. Tính công của lực F?b. Tính công của lực ma sát?2. Tác dụng một lực F = 600N vào một vật theo phương nằm ngang làm vật chuyển động đều trên sàn nhà được một đoạn 20m. Tính công của:a. Lực F?b. Lực ma sát?3. Kéo đều một vật khối lượng m = 10 tấn từ mặt đất lên cao theo phương thẳng đứng đến độ cao 8m. Lấy g = 10 m/s2. Tính công của:a. Lực F?b. Trọng lực?4. Một người kéo một hòm gỗ 60 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương ngang một góc 300, lực tác dụng lên dây là 180N. Tính công của lực đó khi hòm trượt 25m. Và tính công của trọng lực?5. Một xe tải khối lượng 4 tấn, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được 200m thì vận tốc đạt được là 72 km/h. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là 0,05.Tính công của các lực tác dụng lên xe? g = 10 m/s2.

Dạng: Tính công suất

- Công suất trung bình: P =

- Công suất tức thời: P = F.v

4

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú6. Một vật có khối lượng 4 kg rơi tự do từ đô cao 10m xo với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí. a. Hỏi trong thời gian 1,2s trọng lực đã thực hiện một công bao nhiêu?b. Tính công suất trung bình cùa trọng lực trong 1,2s?7. Một cần cẩu nâng một vật nặng 4 tấn.a. Lực nâng của cần cẩu phải bằng bao nhiêu để vật đạt gia tốc không đổi bằng 0,5 m/s2.b. Tính công suất của cần cẩu khi vật lên tới độ cao 9m?b. Tính công suất trung bình của cần cẩu trong khoảng thời gian đó? g = 10 m/s2.8. Một ôtô chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 72 km/h. Công suất của động cơ là 75W.a. Tìm lực phát động của động cơ?b. Tính công của lực phát động khi ôtô chạy được quãng đường 12km?

ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ VỀ ĐỘNG NĂNGA. Lý thuyết

Định lí động năng: A = Wđ2 – W đ1

- A: công của tất cả các lực tác dụng lên vật+ Nếu chỉ có một lực tác dụng lên vật thì A là công của lực đó.+ Nếu vật chuyển động phương ngang dưới tác dụng của một lực kéo và lực cản đều theo phương ngang, thì A = AF + AFc

1. Một ôtô tăng tốc trong hai trường hợp: Từ 10km/h đến 18 km/h và từ 54 km/h lên 62 km/h. Hãy so sánh xem công thực hiện trong hai trường hợp có bằng nhau không? Tại sao?2. Một ôtô khối lượng 4 tấn đang chạy với vận tốc 36 km/h thì lái xe thấy có chướng ngại vật ở cách 10m và đạp phanh.

5

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúa. Đường khô lực hãm bằng 22000N. Xe dừng cách chướng ngại vật bao nhiêu?b. Đường ướt, lực hãm bằng 8000N. Tính động năng và vận tốc của ôtô khi va vào chướng ngại vật?3. Một vật khối lượng 100 kg đang nằm yên trên một mặt phẳng ngang không ma sát. Lúc t = 0, người ta tác dụng lên vật một lực kéo F = 500N không đổi. Sau một khoảng thời gian, vật đi được quãng đường 10m. Tính vận tốc của vật tại đó nếu:a. F nằm ngang.b. F hợp với phương ngang góc với sin= 0,64. Một ôtô khối lượng 4 tấn đang chuyển động trên 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 được 10m thì dừng. Tính độ lớn trung bình của lực hãm. Xác định khoảng thời gian từ lúc hãm đến lúc xe dừng?5. Một viên đạn khối lượng 10g bắn vào một tấm gỗ dày 10cm với vận tốc 400 m/s. Khi xuyên qua tấm gỗ nó còn tiếp tục chuyển động với vận tốc 200 m/s. Tính lực cản của gỗ.6*. Một búa máy có khối lượng 500 kg rơi từ độ cao 2m vào một cọc bê tông, làm cọc ngập sâu vào đất 0,1m. Tính lực cản của đất vào cọc?

THẾ NĂNG – CƠ NĂNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

Bài toán: Công của trọng lực- Công của lực đàn hồi

* Công của trọng lực: A = mg(h1 – h2)

+ h1: độ cao ban đầu (m)

6

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú+ h2: độ cao lúc sau (m)

* Công của lực đàn hồi: A =

* x1: Độ biến dạng ban đầu của vật(m)* x2: Độ biến dạng lúc sau của vật(m)Bài tập1. Tính công của trọng lực thực hiện khi vật m = 2kg di chuyển từ C đến A trong hai trường hợp: a) Trượt không ma sát trên mặt phẳng nghiêngb) Đi trên đường thẳng từ C đến B Cho BC =10cm. lấy g=10m/s2

2. Lò xo có độ cứng K= 100N/m. tính công của lực đàn hồi của lò xo khi nó dãn thêm từ 10cm từ:a) Chiều dài tự nhiênb) Từ vị trí lò xo đã dãn 10cmc) Từ vị trí đang nén 10cm Bài toán: Thế năng - Chọn gốc thế năng

+ Thường chọn gốc thế năng tại mặt đất

+ Hoặc chọn theo yêu cầu của đề bài

- Công thức: Wt = mgz

Bài tập

1) Vật có khối lượng m= 100g ở cách mặt đất 100cm. Tính thế năng của vật khi chọn gốc thế năng ở đất.

7

C

A

B

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú2) Một buồng cáp treo chở người có khối lượng tổng cộng 800kg đi từ vị trí xuất phát cách mặt đất 10m tới một trạm dừng chân trên núi ở độ cao 550m, sau đó lại đi tiếp tới một trạm khác ở độ cao 1300m.a) Tìm thế năng trọng trường của vật tại vị trí xuất phát và tại các trạm dừng. Lấy mặt đất làm mức không. Lấy trạm dừng thứ nhất làm mức không.b) Tính công do trọng lực thực hiện khi buồng cáp treo di chuyển:_ Từ vị trí xuất phát tới trạm dừng thứ nhất._ Từ trạm dừng thứ nhất tới trạm dừng tiếp theo.Công này có phụ thuộc việc chọn mức không như ở câu a) không?

Bài toán: Cơ năng của vật trong trọng trường – Định luật bảo toàn cơ năng

- Chọn gốc thế năng- Chọn hai điểm có các dữ kiện về vận tốc hoặc về độ cao để áp dụng định luật bảo toàn cơ năng: WA = WB

- Sau đó tìm vận tốc hoặc tìm độ cao* Lưu ý: định luật bảo toàn cơ năng chỉ được áp dụng khi vật chỉ chịu tác dụng của trọng lựcBài tập

1. Một viên đá có khối lượng 100g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 10m/s từ mặt đất. Lấy g = 10 m/s2. Bỏ qua sức cản của không khí

8

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúa) Tính động năng của viên đá lúc ném. Suy ra cơ năng của viên đá?b) Tìm độ cao cực đại mà viên đá đạt được.c) Ở độ cao nào thì thế năng của viên đá bằng động năng của nó?2. 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. Bỏ qua sức cản của không khí. Lấy g = 10 m/s2

a) Chọn gốc thế năng tại mặt đất tính 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?3. Một viên bi được thả không ma sát từ mặt phẳng nghiêng cao 20cm. Tìm vận tốc của viên bi tại chân mặt phẳng nghiêng? Lấy g = 10 m/s2

4. Một quả cầu nhỏ lăn không vận tốc đẩu, không ma sát trên mặt phẳng nghiêng AB, = 300, AB = 20 cm, g = 10 m/s2. Tính vận tốc của vật tại B?5. Hai vật có khối lượng m1 = 1,2 kg, m2 = 1,75 kg được nối với nhau bằng sợi dây qua ròng rọc nhẹ. Buông tay cho các vật chuyển động. Dùng định luật bảo toàn cơ năng để tính vận tốc của mỗi vật sau khi đi được quãng đường 1,2m. Bỏ qua mọi ma sát. 6. Một con lắc đơn có chiều dài l = 1m. Kéo cho dây làm với đường thẳng đứng góc = 450 rồi thả tự do. Tìm vận tốc của con lắc khi nó đi qua:a) Vị trí ứng với góc =300.b) Vị trí cân bằng7. Một con lắc đơn có chiều dài 1m, kéo cho dây làm với đường thẳng đứng một góc 450 rối thả nhẹ. Tính vận tốc của con lắc khi:

9

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúa. Sợi dây qua vị trí cân bằng.b. Sợi dây hợp với đường thẳng đứng một góc 300

c. Tính lực căng dây khi qua vị trí cân bằng. Cho khối lượng vật m = 50g. Cho g = 10 m/s2

Bài toán: Hệ chịu tác dụng của lực ma sát( hoặc lực cản của không khí,…) – Cơ năng không bảo toànPhương pháp giải

- Chọn gốc thế năng

- Các lực nói trên gọi là lực không thế

Sử dụng công thức: Công của lực không thế = độ biến thiên cơ năng

của vật:

A = W2 – W1

+ W1: cơ năng của vật ở trạng thái đầu

+ W2: cơ năng của vật ở trạng thái cuối

+ A: công của các lực không thế

1. Một ôtô đang chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 90 km/h tới một điểm A thì lên dốc. Góc nghiêng của dốc so với mặt phẳng ngang là 300. Lấy g = 10 m/s2

Hỏi ôtô đi lên dốc một đoạn bao nhiêu mét thì dừng lại? Xét hai trường hợp:a. Trên mặt dốc không có ma sát.b. Hệ số ma sát của mặt dốc bằng 0,433.2. Vật có khối lượng 10 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt nghiêng cao 20m. Khi tới chân dốc thì vật có vận tốc 15 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Tính công của lực ma sát?3. Một ôtô khối lượng m đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì tắt máy và xuống dốc( góc nghiêng 300, đi hết dốc trong 10s, hệ số ma sát giữa dốc và xe là 0,05. Tính a. Gia tốc của xe trên dốcb. Chiều dài con dốc?

10

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú5. Một vật trượt trên mặt phẳng nghiêng AB = 2m, sau đó tiếp tục chuyển động trên mặt ngang BC. Cho AH = 1m, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng và ngang là 0,1 a. Tính vận tốc của vật tại B?b. Quãng đường vật đi được trên mặt ngang BC cho đến khi dừng?4. Từ một đỉnh tháp có chiều cao 20m người ta ném một hòn đá nặng 50g lên cao với vận tốc đầu 18m/s. Khi rơi tới mặt đất, hòn đá có vận tốc 20 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Tính công của lực cản của không khí?

Chương V

CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ

Bài 1. : Tính số phân tử H2O trong 1g nước.Bài 2. Một bình kín chứa 2 g Heli.

a. Tính số nguyên tử heli có trong bình.b. Thể tích của bình chứa heli ở điều kiện chuẩn.

Bài 3. Tính số phân tử nitơ có trong 24 g Nitơ.Bài 4. Tính khối lượng của một phân tử hidro.

11

NHIỆT HỌC

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 5. Xác định số nguyên tử có trong 1m3 đồng. Biết khối

lựơng mol của đồng là µ=63,5g/mol, và khối lượng riêng của đồng là 9.106g/m3.

QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT. ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ – MA-RI-ỐT

Bài 6: Một xi lanh chứa 250cm3 khí ở áp suất 3.105Pa. Pit-tông nén khí trong xilanh xuống còn 150cm3. Tính áp suất của khí trong xilanh lúc này, coi nhiệt độ không đổi.

ĐS: 5.105PaBài 7: Một bình có dung tích 2,5lit. Người ta bơm không khí ở áp suất 105Pa vào bình. Mỗi lần bơm được 125cm3 không khí. Tính áp suất của không khí trong bình sau 50 lần bơm. Coi bình trước khi bơm không có không khí và trong khi bơm nhiệt độ của không khí không thay đổi. ĐS: 2,5.105PaBài 8: Ở nhiệt độ không đổi, dưới áp suất 104 Pa, một lượng khí có thể tích 10l. Tính thể tích lượng khí đó dưới áp suất 5.104Pa.Bài 9: Khi nén đẳng nhiệt từ thể tích 6l đến 4l, áp suất khí tăng lên 0,75atm. Tìm áp suất ban đầu của khíBài 10: Khi nén đẳng nhiệt từ thể tích 10l đến thể tích 6l, áp suất tăng thêm 0,5at. Tìm áp suất ban đầu của chất khíBài 11: Nếu áp suất của một khối khí thay đổi 2.105 Pa thì thể tích biến đổi 3l. Nếu áp suất biến đổi 5.105 Pa thì thể tích biến đổi 5l. Tính áp suất và thể tích ban đầu của khối khí, biết nhiệt độ không đổi.Bài 12: Một ống bơm không khí, ở áp suất 1atm vào một quả bóng cao su. Mỗi lần bơm được 125 cm3. Hỏi sau khi bơm 40 lần thì áp suất trong bóng là bao nhiêu. Cho rằng trước khi bơm không có không khí trong bóng. Nhiệt độ không đồi trong quá trình bơm, dung tích của quả bóng là 2,5 lít.

12

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 13: Bơm không khí ở áp suất P1=1atm vào quả bóng da. Cứ mỗi lần bơm có 143 cm3 không khí vào bóng. Cho biết dung tích của quả bóng là 2,5l không đổi. Trước khi bơm, bóng cùng áp suất với không khí là 1atm, và trong quá trình bơm nhiệt độ không đổi. Hỏi sau 14 lần bơm áp suất bên trong quả bóng là bao nhiêu?

QUÁ TRÌNH ĐẲNG TÍCH. ĐỊNH LUẬT SAC-LƠ

Bài 14: Có 0,1mol khí ở áp suất P1=2atm, nhiệt độ t1=0oC thể tích V1=1,12l; làm cho không khí nóng lên nhiệt độ t2=102oC và giữ nguyên thể tích khối khí.a. Tính áp suất P2

b. Vẽ đồ thị P-V quá trình nói trênĐS: 1,13atm ĐS: 2,74atm

Bài 15: Một lượng hơi nước có nhiệt độ 100oC, áp suất P100=1atm trong bình kín. Làm nóng bình đến nhiệt độ 150oC thì áp suất bằng bao nhiêu?Bài 16: Một đèn dây tóc chứa khí trơ 27oC và dưới áp suất 0,6atm. Khi đèn cháy sáng, áp suất khí trong đèn là 1atm và không làm vỡ đèn. Tính nhiệt độ khí trong đèn khi cháy sáng và coi áp suất không đổi.Bài 17: Áp suất khí trơ trong bóng đèn tăng lên bao nhiêu lần khi đèn sáng, nếu nhiệt độ khi tắt là 25oC và khi sáng là 323o C.Bài 18: Khi đun nóng đẳng tích một khối khí thêm 1oC, thì áp suất khí tăng thêm 1/360 áp suất khí ban đầu . Tính nhiệt độ ban đầu của khối khí.Bài 19: Một lượng khí có thể tích không đổi ở 0oC có áp suất là 36cm Hg. Hỏi ở nhiệt độ nào thì áp suất của nó là 100cm Hg.

PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA KHÍ LÍ TƯỞNG

13

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 20: Nén 10 lít khí ở nhiệt độ 27oC cho thể tích chỉ còn 4 lít vì nén nhanh nên nóng lên đến 60oC. Hỏi áp suất tăng bao nhiêu lần?Bài 21: Có 12g khí chiếm thể tích 4 lít ở 7oC. Sau khi nung nóng đẳng áp khối lượng riêng của khí là 1,2g/l. Tìm nhiệt độ sau khi nung?Bài 22: Chất khí trong xilanh của một động cơ nhiệt có áp suất 0,8.105Pa và nhiệt độ 50oC. Sau khi bị nén, thể tích của khí giảm đi 5 lần còn áp suất tăng lên tới 7.105Pa. Tính nhiệt độ của khí ở cuối quá trình nén?Bài 23: Một xi lanh có chứa khối khí có thể tích 6 lít, áp suất 1atm, ở nhiệt độ 27oC. a. Sau khi nén thể tích giảm đi 4 lần, áp suất tăng tới 6 lần.

Tính nhiệt độ ở cuối quá trình nén?b. Do bình hở nên khối khí thoát ra ngoài chỉ còn 2 lít và nhiệt

độ của khối khí vẫn là 27oC. Tính áp suất khối khí?ĐS: a. 177oC b. 1,5atm

Bài 24: Một bình bằng thép dung tích 50 lít chứa khí hiđro ở áp suất 5MPa và nhiệt độ 37oC. Dùng bình này bơm được bao nhiêu bóng bay, biết dung tích mỗi quả bóng bay là 10 lít ; áp suất mỗi quả 1,05.105Pa, nhiệt độ bóng bay là 12oC.

ĐS:218Bài 25: Một xilanh của động cơ nhiệt có chứa một hỗn hợp khí có thể tích 2dm3, áp suất 1atm, ở nhiệt độ 47oC. Sau khi pit-tông nén khí, áp suất tăng tới 1,6at, nhiệt độ ở cuối quá trình nén là 480oK. Tính thể tích của hỗn hợp khí ở cuối quá trình nén?Bài 26: Một khối khí lí tưởng ban đầu có thể tích 20lít, áp suất 1atm, nhiệt độ 300oK biến đổi trạng thái qua hai quá trình liên tiếp được biểu diễn bằng đồ thị trong hệ trục (p,V) như hình bên.

14

p(atm)

V (l)

(3)

(2)(1)1

2

20 30

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúa. Tính nhiệt độ của khối khí ở cuối

quá trình (2) và (3)b. Vẽ đồ thị biểu diễn 2 quá trình nói

trên trong hệ trục (T,p) và (T,V)Bài 27: Sự biến đổi trạng thái của một khối khí lí tưởng được mô tả như hình vẽ. Cho V1=3lít, V3=6lít.a. Xác định áp suất, thể tích, nhiệt độ

của từng trạng thái.b. Vẽ lại đồ thị trong hệ trục (V,p) và

(T,V)ĐS: T1=300oK ; p2=2atm

Bài 28: Vẽ lại đồ thị sau trong các hệ tọa độ còn lại:

Bài 29: Một khối khí ở nhiệt độ t=27oC, áp suất là 1atm, V=30l thực hiện qua 2 quá trình biến đổi liên tiếp:

- Đun nóng đẳng tích để nhiệt độ khí là 277oC- Giãn nở đẳng nhiệt để thể tích sau cùng là 45l

a. Tính áp suất sau cùng của khối khí.b. Biễu diễn đồ thị các quá trình biến đổi trạng thái trong các

hệ tọa độ (P,V), (P,T)

15

p

T

(2)

(3)

(1)

p

V(3)

(2)(1)

p

V

V

T

p

T

V

T

p(at)

T (oK)

(2)

(3)(1)1

600

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 30: Một khối khí trong xi lanh ban đầu có V=4, l và 27oC và áp suất 2atm được biến đổi theo một chu trình gồm 3 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 về trạng thái ban đầu.a. Xác định các thông số còn lại.b. Vẽ đồ thị biểu diễn chu trình trong hệ tọa độ (P,V) (P,T)Bài 31: Một khối khí có P1 = 1atm, V1= 4l, t1=27oC biến đổi theo một chu trình sau:

Đẳng tích, áp suất tăng 2 lần. Đẳng áp, thể tích tăng 2 lần. Đẳng tích, t4=t2. Đẳng áp trở về trạng thái ban đầu.

a. Tìm các thông số còn lại.b. Vẽ đồ thị trong các hệ tọa độ.

Bài 32: Trước khi nén không khí trong xi lanh của một động cơ P=1atm, nhiệt độ t1= 40oC. Sau khi nén V2 giảm 6 lần, P2=10atm. Tìm nhiệt độ sau khi nén.Bài 33: Không khí tại mặt đất có P1=76cm Hg, t=27oC, d=1,29kg/m3. Ở tại đỉnh ngọn núi có P2=40cmHg, t2=5oC thì khối lượng không khí ở núi bằng bao nhiêu?Bài 34: Một xi lanh được đặt thẳng đứng diện tích tiết diện mặt bêtông S=90cm2 chứa không khí ở nhiệt độ 27oC. Ban đầu xi lanh được đậy bằng một pitông trượt không ma sát dọc theo mặt trong của xi lanh. Một quả cầu có khối lượng 580N đặt lên pittông thì nó dịch chuyển xuống một đoạn l=12cm rồi dừng lại. Tính nhiệt độ của khí trong xi lanh sau khi pittong dừng lại, biết Po=105 N/m2.

PT Trạng thái – PT Claperon-Mendeleev (NC)

16

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 35.Khí cầu có dung tích 328m3 được bơm khí hidro. Khi bơm xong, hidro trong khí cầu có nhiệt độ 27oC, áp suất 0,9atm. Hỏi phải bơm bao nhiêu lâu nếu mỗi giây bơm được 2,5g hidro vào khí cầu.

ĐS: 9600sBài 36.Không khí có thể tích 240cm3 trong xilanh có pittông đóng kín đặt nằm ngang, diện tích pittông là 24cm2. Áp suất không khí trong xi lanh bằng áp suất bên ngoài và bằng 100kPa. Cần một lực bao nhiêu để nén và kéo pittông ra vào 2cm? Coi các quá trình là đẳng nhiệt, bỏ qua ma sát.

ĐS: 60N ; 40NBài 37.Ở thời kì nén của một động cơ 4 kì, nhiệt độ tăng từ 47oC lên 367oC; thể tích giảm từ 1,8l xuống còn 0,3l. Hỏi áp suất sẽ chuyển từ 100kPa đến giá trị bao nhiêu?

ĐS: 1,2.106PaBài 38.Vận động viên leo núi cần hít vào 2g không khí ở điều kiện tiêu chuẩn trong một nhịp thở. Hỏi khi trên núi cao có áp suất 79,8kPa và nhiệt độ -13oC thì thể tích cần hít vào là bao nhiêu, với khối lượng không khí cần hít trong mỗi nhịp thở là như nhau? Cho khối lượng riêng không khí ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,29kg/m3.

ĐS: 1,87lBài 39.Ở độ cao 10km cách mặt đất thì áp suất không khí là 30,6kPa, nhiệt độ 230K. Tính khối lượng riêng và mật độ phân tử. Cho khối lượng mol không khí là 28,8g/mol.Bài 40.Một bình chứa khí ở 27oC và 40atm. Hỏi khi một nửa lượng khí thoát ra khỏi bình thì áp suất bình còn bao nhiêu? Biết nhiệt độ khi đó là 12oC.

Chương VI

17

Cơ Sở Nhiệt Động Lực Học

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú

NỘI NĂNG VÀ SỰ BIẾN THIÊN NỘI NĂNG

Bài 1: Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho 2kg nước đá ở 0oC để chuyển nó thành nước ở 20oC. Cho nhiệt nóng chảy riêng của nước đá L=3,4.105J/kg.Bài 2: Một 100g chì được truyền nhiệt lượng 260J, thì tăng nhiệt độ từ 25oC lên tới 45oC. Tính nhiệt dung riêng của chì.Bài 3: Một cốc nhôm có khối lượng 100g chứa 300g nước ở nhiệt độ 20oC. Người ta thả vào cốc nước một chiếc thìa đồng có khối lượng 75g vừa rút ra khỏi nồi nước sôi 100oC. Xác định nhiệt độ của nước trong cốc khi có sự cân bằng nhiệt? Bỏ qua hao phí nhiệt ra ngoài. Bài 4: Một bình nhiệt lượng kế bằng đồng thau khối lượng 150g chứa 275 g nước ở nhiệt độ 22oC. Một miếng kim loại có khối lượng 220g được nung tới 113oC và thả vào bình. Tính nhiệt độ của của nước khi có sự cân bằng nhiệt. Cho biết nhiệt dung riêng của miếng kim loại là 837J/kg.độ, của đồng thau là 380J/kg.độ, của nước là 4200J/kg.độ, của nhôm là 880J/kg.độBài 5: Một nhiệt lượng kế bằng đồng, khối lượng m1=100g có chứa m2=375g nước, nhiệt độ 25oC. Bỏ vào nhiệt lượng kế một vật bằng kim loại khối lượng m3=400g ở 90oC. Nhiệt độ sau cùng của hệ khi cân bằng là 30oC. Tìm nhiệt dung riêng của 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 ở độ cao 5m xuống một bể bơi. Tính độ biến thiên nội năng của

18

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phúnước trong bể bơi. Bỏ qua các hao phí năng lượng thoát ra ngoài khối lượng trong bể bơi. Lấy g=10m/s2.

ĐS: U=A=3000JBài 7: Người ta thực hiện một công là 200J để nén khí trong một xilanh. Tính độ biến thiên nội năng của khí, biết khí truyền ra môi trường xung quanh nhiệt lượng 50J

ĐS: U=150JBài 8: Người ta thực hiện một công 50J để nén đẳng nhiệt một lượng khí lí tưởng trong xilanh. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình nén?Bài 9: Một bình kín chứa 2g khí lí tưởng ở 20oC, được đun nóng để áp suất khí tăng lên gấp 2 lần.a. Tính nhiệt độ của khí sau khi đun?b. Tính độ biến thiên nội năng của khối khí?

Cho biết nhiệt dung riêng đẳng tích của khí bằng 12,3.103J/kg.K

Bài 10: (*) Một lượng khí lí tưởng trong xilanh được đậy kín bằng một pit-tông chuyển động không ma sát bên trong. Áp suất khối khí luôn được giữ không đổi bằng 105 N/m2. Người ta cung cấp một nhiệt lượng Q=10J cho lượng khi thì thể tích tăng thêm 40cm3. Tính độ biến thiên nội năng của khí?

ĐS: U=6J

Chương VII

SỰ BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN

19

Chất Rắn Chất Lỏng- Sự Chuyển thể

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú

Dạng 1: Biến dạng cơ của vật rắn

- Hệ số đàn hồi: Fđh=k.l ; k=ES/lo (lo: chiều dài ban đầu; l: chiều dài dãn thêm)- Giới hạn bền: Fb=b.S

Bài 1. Tính đường kính nhỏ nhất của một sợi dây nhôm sao cho nó có thể chịu được tải trọng 10kg? Cho giới hạn bền của nhôm là 1,8.108Pa.

ĐS: d=0,833mmBài 2. Một dây kim loại có đường kính d=4mm có thể treo một vật nặng tối đa là 400kg. Tìm giới hạn bền của vật liệu tạo nên dây đó?

ĐS: 109/ PaBài 3. Một vật khối lượng 1kg treo vào lò xo làm nó dãn thêm 2cm. Tính độ cứng?

ĐS: 500N/mBài 4. Dây kim loại có đường kính 0,8mm và dài 1,8m treo vật nặng 2,5kg làm dây dãn ra một đoạn 1mm. Xác định suất Young E?

ĐS: 9.109PaBài 5. Một thanh thép dài 1m có tiết diện 2cm2. Khi chịu tác dụng của lực kéo F thanh thép dài thêm 2mm. Thanh thép có suất đàn hồi E=2.1011Pa và giới hạn bền là 6,86.108Pa. Hãy xác định lực kéo F và lực kéo cực đại Fmax để thanh thép không bị đứt?

ĐS:80000N ; 13,72.104NBài 6. Thanh trụ đường kính 5cm bằng nhôm có E=7.1010Pa được chống thẳng đứng để đỡ mái hiên. Mái hiên nén lên thanh lực 3450N. Tính độ biến dạng tỉ đối?

ĐS:

20

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBài 7. Một thanh đàn hồi có đường kính 2cm bằng thép có suất Young E=2.1011Pa. Nếu nén thanh với lực F=1,57.105N thì độ co tương đối của thanh là bao nhiêu?

ĐS: 25%Bài 8. Dây đồng thau có đường kính 6mm. Suất Young của đồng thau là 9.1010Pa. Tính lực kéo làm dãn 0,2% chiều dài của dây?

ĐS: 5,1kNBài 9. Hai thanh nhôm và đồng có cùng kích thước. Nếu một lực tác dụng lên thanh nhôm, làm thanh dãn 2mm thì với lực ấy, thanh đồng dãn bao nhiêu. Cho Eđồng=11.1010Pa, Enhôm=7.1010Pa.

ĐS: 3,6mm

Dạng 2: Sự nở vì nhiệt của vật rắnNở dài : l=lo(1+t)Nở khối: V=Vo(1+3t)=Vo(1+t)

Bài 10.Cây thước dài 1m làm mẫu được làm bằng platin, gia công ở 27oC. Nếu nhiệt độ là 50oC thì chiều dài của mét mẫu là bao nhiêu? Cho hệ số nở dài của platin là =9.10-6K-1

ĐS: 1,000207mBài 11.Một dây đồng dài l=1m, tiết diện S=2mm2 ở 20oC.

a. Tính lực kéo để dây dãn thêm 0,5mm?b. Nếu không kéo thì phải tăng nhiệt độ đến bao nhiêu để nó dãn ra như câu a? Biết E=1,2.1011N/m2, =18.10-6K-1

ĐS: 120N ; 47,78oCBài 12.Ở 0oC, một thanh kẽm có chiều dài 200mm, thanh đồng có chiều dài 201mm. Tiết diện ngang của chúng bằng nhau. Hỏi:

a. Ở nhiệt độ nào thì chiều dài của chúng bằng nhau?b. Ở nhiệt độ nào thì thể tích của chúng bằng nhau?

21

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBiết kẽm=2,9.10-5K-1 , đồng=1,7.10-5K-1

ĐS: 420oC ; 140oCBài 13.Một thanh ray dài 10m được lắp trên đường sắt ở 20oC. Phải để hở 2 đầu một bề rộng bao nhiêu để nhiệt độ nóng đến 60oC thì vẫn đủ chỗ cho thanh ray dãn ra? Biết =12.10-6K-1

ĐS: 4,8mmBài 14.Một quả cầu bằng đồng đường kính 10cm ở 20oC. Tính đường kính quả cầu ở 320oC? Biết =1,7.10-5K-1

ĐS: 10,05cmBài 15.Chì có khối lượng riêng 11g/cm3 ở 20oC. Tính khối lượng riêng của chì ở 100oC? Cho chì=3.10-5K-1

ĐS: 10,92g/cm3

Bài 16.Một hợp kim có khối lượng riêng 10g/cm3 ở 20oC và 9,8g/cm3 ở 200oC. Tính hệ số nở dài của hợp kim nói trên.

ĐS: 3,7.10-5

BÀI TẬP SỨC CĂNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG

Dạng 1: Lực căng mặt ngoài

Áp dụng F=l. Chú ý: - vật dính ướt hay không dính ướt- bài toán có mấy mặt thoáng- đường giới hạn của chất lỏng là đường nào (chỉ xét đường tiếp xúc giữa vật và chất lỏng)Bài 17.Một khung hình chữ nhật bằng thép đặt nằm ngang, cạnh CD linh động. Trong khung có căng một màng xà phòng. Biết =0,004N/m. CD=10cm.

a. Tính lực căng mặt ngoài do màng xà phòng tác dụng lên CD?b. Muốn CD đứng yên thì phải tác dụng lên nó một lực như thế nào?

22

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúĐS: 8.10-3N

Bài 18.Một vòng dây đường kính 8cm được dìm nằm ngang trong một mẫu dầu thô. Khi kéo vòng dây khỏi dầu, người ta đo được lực phải tác dụng thêm do lực căng mặt ngoài là 9,2.10 -

3N. Tính hệ số căng mặt ngoài của dầu?ĐS: 18,4.10-3N/m

Bài 19.Uốn cong một thanh thép thành vòng tròn đường kính D=10cm, buộc các sợi chỉ và nhúng vào xà phòng, phá vỡ màng xà phòng ở tâm tạo thành một vòng chỉ hình tròn rỗng có đường kính d=2cm. Tính lực căng mặt ngoài của màng xà phòng tác dụng lên vành kim loại ngoài và vòng chỉ bên trong? Cho hệ số căng mặt ngoài của xà phòng =40.10-3N/m

ĐS: 0.0252N; 5,024.10-3NBài 20.Một quả cầu bán kính R=1mm có mặt ngoài hoàn toàn không bị nước làm ướt. Tính lực căng mặt ngoài lớn nhất tác dụng lên quả cầu khi nó được đặt lên mặt nước. Khối lượng quả cầu là bao nhiêu để nó không chìm. Cho =0,073N/m. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.

ĐS: 47,9.10-6kgBài 21.Một mẩu gỗ hình lập phương khối lượng 20g được đặt lên mặt nước. Mẩu gỗ có cạnh dài 30mm và dính ướt nước hoàn toàn. Nước có khối lượng riêng là 100kg/m3. Hệ số căng mặt ngoài là 0,072N/m. Tính độ ngập sâu trong nước của gỗ?

ĐS: 2,3cmBài 22.Cần dùng một lực bao nhiêu để nâng một vòng nhôm đặt ngang trong nước ra khỏi mặt nước. Vòng nhôm giống như vành trụ có chiều cao h=10mm, đường kính trong d1=50mm, đường kính ngoài d2=52mm. Biết khối lượng riêng của nhôm D=2,6.103kg/m3, hệ số căng mặt ngoài của nước 0,073N/m.

ĐS: 1,6234NDạng 2: Hiện tượng mao dẫn

23

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần Phú

Cột chất lỏng cân bằng: P=F mg=.l (l là chu vi mặt cắt trong ống mao dẫn)

V.D.g= .l S.h.Dg=.l .h.Dg=.d h=

Bài 23.Một ống mao dẫn có r=0,2mm nhúng vào trong nước có =0,073N/m

a. Tính độ cao cột nước dâng lên trong ống?b. Đem nhúng ống mao dẫn trên vào rượu thì chiều cao cột rượu dâng lên trong ống là 70mm. Tìm suất căng mặt ngoài của rượu. Biết Dr=0,7g/cm3, Dn=1g/cm3

ĐS: 0,073m ; 0,049N/mBài 24. Ống mao dẫn hình vuông có tiết diện trong cạnh 0,2mm nhúng vào trong nước có =0,073N/m. Tính độ cao cột nước dâng lên trong ống?Bài 25. Hai ống mao dẫn có đường kính khác nhau được nhúng vào ête, sau đó nhúng vào dầu hỏa. Ta thấy độ cao của cột ête và dầu hỏa là 2,4mm và 3mm. Biết Dête=700kg/m3, Ddầu=800kg/m3, ête=0,017N/m. Tính dầu?

ĐS: 0,03N/mBài 26. Ống mao dẫn thẳng đứng có bán kính r=0,2mm nhúng trong Hg. Coi Hg hoàn toàn không làm dính ướt thành ống bên trong. Cho hệ số căng mặt ngoài của Hg là 0,47N/m. Tính độ hạ mức Hg trong ống?

ĐS: 35mmBài 27. Tìm chiều dài cột nước dâng lên trong ống mao dẫn có đường kính trong là 0,6mm khi cắm trong nước. Biết hệ số căng mặt ngoài của nước là 0,073N/m và khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3. Xét hai trường hợp:

a. Cắm vuông góc mặt nướcb. Cắm nghiêng với mặt nước một góc 30o

24

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúĐS: 0,049m ; 0,098m

Dạng 3: Ống mao quản hở hai đầu

Cột chất lỏng cân bằng: P=F mg=.2l (có hai mặt trên và dưới)

V.D.g= .2l S.h.Dg=.2l .h.Dg=.2d h=

Bài 28.Một ống mao quản thành rất mỏng, hở hai đầu, bán kính 0,5mm, dựng thẳng đứng. Đổ đầy nước vào ống, sau khi chảy ra, nước còn lại trong ống có độ cao h = 58,4mm. Tính ? 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, được đổ đầy nước và dựng thẳng đứng. Hãy xác định độ cao của cột nước còn lại trong ống? Cho =7,25.10-2N/m, D=103kg/m3, g=10m/s2

ĐS: 58.10-3mBài 30.Rượu dâng lên trong ống mao dẫn 15mm, còn glixêrin là 20mm. Biết khối lượng riêng của rượu là 800kg/m3, của glixêrin là 800kg/m3. So sánh hệ số căng mặt ngoài của rượu và glixêrin.

SỰ CHUYỂN THỂ

Bài 31.Một khối nước đá ở -50oC hấp thu nhiệt lượng để lên đến 0oC rồi bắt đầu tan chảy. Nhiệt lượng cần thiết để làm tan chảy hết khối nước đá là 336kJ. Sau đó khối nước đá đã tan tiếp tục lên đến 100oC và hóa hơi. Sau một thời gian cung cấp nhiệt lượng để hóa hơi là 1940kJ, khối lượng nước còn lại bao nhiêu?

25

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúCho nhiệt nóng chảy của nước đá là 336kJ/kg và nhiệt hóa hơi là 2261kJ/kg

ĐS: 0,142kgBài 32.Hơi nước ở nhiệt độ 100oC, sau khi đi qua buồng ngưng tụ thì nhiệt độ hạ xuống 50oC. Nước làm lạnh đi vào buồng ngưng tụ có nhiệt độ 10oC đi ra là 30oC. Tính khối lượng nước cần dùng để làm ngưng tụ 1kg hơi nước? Cho nhiệt dung riêng của nước c=4200J/kgK và nhiệt ngưng tụ là 2261kJ/kg.Bài 33.Một bếp điện làm hóa hơi 0,5lit nước ở 100oC trong 10 phút. Xác định công suất của bếp.

ĐS:1,9kWBài 34.Tính khối lượng hơi nước tạo thành nếu 2kg nước ở 50oC nhận 2MJ nhiệt lượng

ĐS:0,25kgBài 35.Cần bao nhiêu nhiệt lượng để đưa 5kg nước đá từ -10oC đến 10oC?

ĐS: 1989,5kJ

ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ

- Độ ẩm tuyệt đối: a (g/m3) là khối lượng hơi nước tính ra gam chứa trong 1m3 không khí

a = m/V- Độ ẩm cực đại: A (g/m3) ở một nhiệt độ xác định độ ẩm cực đại có giá trị bằng khối lượng hơi nước bão hòa tính ra gam chứa trong 1m3 không khí = Dbh (Tra bảng giá trị của A)- Độ ẩm tương đối: ở một nhiệt độ xác định: f = a/A.100%- Điểm sương: nhiệt độ mà tại đó hơi nước trong không khí trở thành bão hòa

Bài 36.Một phòng có kích thước 3x4x4m chứa 0,8kg hơi nướca. Tính độ ẩm tuyệt đốib. Tính độ ẩm tương đối

26

Giáo án phụ đạo Vật lí 10 CB Trường THPT Trần PhúBiết nhiệt độ phòng là 27oC và độ ẩm cực đại tương ứng là A=25,8g/m3

ĐS: a=16,7g/m3; f=64,7%Bài 37.Nhiệt độ không khí trong phòng là 20oC, điểm sương là 10oC. Thể tích phòng là 200cm3. Tính:

a. Độ ẩm tuyệt đốib. Độ ẩm tương đốic. Lượng hơi nước có trong phòng

ĐS: a20=A10=9,4g/m3; f20=54,3%; m=18,8.10-4gBài 38.Trong phòng có kích thước 3x5x10m ở nhiệt độ 20oC và điểm sương là 10oC. Tính:

a. Độ ẩm tương đốib. Lượng hơi nước có trong phòng

ĐS: 54,3% ; 1410gBài 39.Phòng có thể tích 50m3. Không khí trong phòng ở 25oC có độ ẩm tương đối f=80%. Tính độ ẩm tuyệt đối và khối lượng hơi nước chứa trong phòng? Biết ở 25oC khối lượng riêng hơi nước bão hòa là Dbh=23g/m3.

ĐS: 18,4g/m3 ; 0,92kgBài 40.Phòng có thể tích 40m3. Không khí trong phòng có độ ẩm f=40%. Muốn tăng độ ẩm tới 60% thì phải làm bay hơi bao nhiêu gam nước? Coi nhiệt độ không đổi là 20oC. Dbh=17,3g/m3.

ĐS: 138,4g

27