Cơ năng tại vị trí được ném là:

 `W_[10 m] = W_[đ (10m)] + W_[t (10m)] = 1 / 2 mv_[10 m]^2 + mgz_[10m]`

                  `= 1 / 2 . m . 20^2 + 10m . 10 = 300 m`

BTCN tại vị trí bắt đầu ném và nơi thế năng bằng động năng:

  `W_[10 m] = W = W_t + W_đ` mà `W_t = W_đ`

`=> W_[10 m] = 2W_t`

`=> 300m = 2 . mgz`

`=> 300m = 2 . 10m . z`

`=> z = 15` `(m)`

Chọn D.

Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên, gốc tọa độ tại mặt đất, gốc thời gian là lúc 2 vật cùng chuyển động. Phương trình chuyển động của 2 vật là:

x₁ = 10.t – 0,5.10.t² = 10t – 5t², v₁ = 10 – 10.t

x₂ = H_1max – 10t – 0,5.10.t²

Vật 1 lên đến độ cao cực đại thì v₁ = 0

→ 10 – 10t = 0 → t = 1 s

 → H_max = 10.1 – 5.1² = 5 m

Hai vật gặp nhau: x₁ = x₂

→  10t – 5t² = 5 – 10t – 5t² t = 0,25 s.

a) Phương trình vận tốc của vật:

b) Tại độ cao 10m vật có thể đi lên hoặc đi xuống. Độ lớn vận tốc trong hai trường hợp là như nhau.

c) Thời gian vận chuyển động từ lúc ném đến lúc trở về vị trí ban đầu bằng 2 lần thời gian vật chuyển động lên đến điểm cao nhất:

a) Thế năng trọng trường tại vị trí ném: \(W_{t1}=mgh_1=2.10.10=200(J)\)

Động năng: \(W_{đ1}=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.2.20^2==400(J)\)

Ở độ cao cực đại thì thế năng bằng cơ năng \(\Rightarrow W_{t2}=W=W_{đ1}+W_{t1}=400+200=600(J)\)

Lúc chạm đất, h = 0 \(\Rightarrow W_t=0\)

Sau khi ném 1s, độ cao của vật đạt được: \(h=10+20.1-\dfrac{1}{2}.10.1^2=25m\)

Thế năng lúc này: \(W_{t3}=m.g.h=2.10.25=500(J)\)

b) Độ cao cực đại của vật: \(h_{max}=\dfrac{W}{mg}=\dfrac{600}{2.10}=30(m)\)

Công của trọng lực từ lúc ném đến khi thế năng cực đại là: \(A_1=-2.10.(30-10)=400(J)\)

Công của trọng lực từ lúc ném đến khi chạm đất: \(A_2=2.10.10=200(J)\)

 Độ cao cực đại:

\(mgz_{max}=mgz_1+\dfrac{1}{2}m\upsilon^2\Rightarrow z_{max}=z+\dfrac{\upsilon^2}{2g}=20\left(m\right)\)

Câu 1.

Cơ năng: 

\(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgh=\dfrac{1}{2}\cdot m\cdot6^2+m\cdot10\cdot0=18m\left(J\right)\)

Tại độ cao max có cơ năng: \(W'=mgh_{max}=10mh_{max}\left(J\right)\)

Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)

\(\Rightarrow18m=10mh_{max}\)

\(\Rightarrow h_{max}=1,8m\)

Câu 2.

Cơ năng vật: 

\(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgz=\dfrac{1}{2}\cdot m\cdot0^2+10m\cdot20=200m\left(J\right)\)

Tại một điểm trên mặt đất vật có cơ năng \(\left(z=0m\right)\):

\(W'=\dfrac{1}{2}mv'^2\)

Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)\(\Rightarrow200m=\dfrac{1}{2}mv'^2\)

Vận tốc vật khi vừa chạm đất:

\(v'=\sqrt{2\cdot200}=20m\)/s

\(a,\) Lực hút của Trái Đất đã thực hiện công

\(b,\) \(500g=0,5kg\)

Ta có \(P=10.m=10.0,5=5N\)

Công của lực trên là :

\(A=P.h=5.20=100\left(J\right)\)

\(c,\) Ta có \(P\left(hoa\right)=\dfrac{A}{t}\Rightarrow t=\dfrac{A}{P\left(hoa\right)}=\dfrac{100}{50}=2\left(s\right)\)

Tóm tắt:

\(m=500g=0,5kg\)

\(h=20m\)

\(P_{\left(hoa\right)}=50W\)

_______________________

a, Lực nào đã thực hiện công?

\(b,A=?\)

\(c,t=?\)

Giải

a, Lực đã thực hiện công là trọng lực.

b, Công của lực trên là:

\(A=P.h=m.10.h=0,5.10.20=100\left(J\right)\)

c, Thời gian rơi của vật là:

\(P_{\left(hoa\right)}=\dfrac{A}{t}\Rightarrow t=\dfrac{A}{P}=\dfrac{100}{50}=2\left(s\right)\)

Đáp án C

Chọn gốc tọa độ tại mặt đất, chiều dương hướng lên.

Phương trình vận tốc là v_t = v_o – gt = 15 – 10t

Tọa độ x_T = h + v_ot + 0,5gt² = 20 + 15t – 5t²

Tại đỉnh T có:

v_T = 0 = 15 – 10t → t_T = 1,5s

x_T = 20 + 15.1,5 – 5.1,5² = 31,25 m

→ Quãng đường của vật đi từ vị trí cao nhất đến mặt đất là s₂ = 31,25 m.

Quãng đường vật đi từ lúc ném đến lúc đạt độ cao cực đại là s₁ = s₂ – h = 31,25 – 20 = 11,25 m.

Tổng quãng đường vật đi được là s = s₁ + s₂ = 11,25 + 31,25 = 42,5 m.

Khi chạm đất thì -5t² + 15t + 20 = 0 → t = 4s

Tốc độ vật ngay trước khi chạm đất là |v_G| = |15 – 10.4| = 25 m/s