Đăng nhập Đăng ký

ID: 18970

Nhận biết (M1)
(1) Định nghĩa hệ nhiệt động, nội năng của hệ nhiệt động. Trình bày về công ( $\displaystyle A$ ) và nhiệt $\displaystyle (Q)$ trong quá trình nhiệt động.
(2) Một vật nhỏ khối lượng $\displaystyle m=0,50 \mathrm{~kg}$ được nén vào một lò xo nhẹ nằm ngang (có độ cứng $\displaystyle k=200 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$ ) làm lò xo co lại một đoạn $\displaystyle \Delta x=0,20 \mathrm{~m}$ so với vị trí tự nhiên. Người ta buông nhẹ vật để nó trượt dọc theo mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát trượt $\displaystyle \mu=0,25$ . Áp dụng định lý về động năng, hãy tính quãng đường mà vật trượt được trên mặt phẳng ngang kể từ lúc buông tay cho đến khi nó dừng lại hoàn toàn.

Đáp án đúng:
1) Lý thuyết Nhiệt học.
) Định nghĩa hệ nhiệt động và nội năng:
+ Hệ nhiệt động: Là một tập hợp gồm rất nhiều các vi hạt (nguyên tử, phân tử) có khả năng trao đổi năng lượng (nhiệt và công) và vật chất với môi trường xung quanh;
+ Nội năng của hệ nhiệt động: Nội năng $\displaystyle (U)$ của hệ nhiệt động là phần năng lượng gắn liền với trạng thái bên trong của hệ. Nó bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt hỗn loạn của tất cả các phân tử và thế năng tương tác giữa các phân tử đó.
) Công và nhiệt trong quá trình nhiệt động:
+ Công $\displaystyle A$ : Là phần năng lượng được trao đổi giữa hệ nhiệt động và môi trường ngoài thông qua quá trình dịch chuyển có trật tự của các ranh giới hệ (quá trình thay đổi thể tích vĩ mô, biến dạng đàn hồi...). Đây là phương thức truyền năng lượng gắn liền với biến đổi cơ học;
+ Nhiệt $\displaystyle (Q)$ : Là phần năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác chỉ do sự chênh lệch nhiệt độ giữa chúng thông qua các va chạm vi mô hỗn loạn của phân tử (truyền nhiệt). Phương thức này không kèm theo bất kỳ một công cơ học nào.
2) Bài tập Cơ học.
) Phân tích hiện tượng và công của các lực:
+ Gọi $\displaystyle d$ là tổng quãng đường vật trượt được từ vị trí buông tay đến khi dừng lại hoàn toàn;
+ Động năng ban đầu của vật $\displaystyle W_{\mathrm{d} 1}=0$ , động năng lúc dừng lại $\displaystyle W_{\mathrm{d} 2}=0 \Rightarrow \Delta W_{\mathrm{d}}=0$ ;
+ Các lực thực hiện công lên vật trong toàn bộ quá trình dịch chuyển bao gồm lực đàn hồi của lò xo và lực ma sát trượt;
+ Công do lực đàn hồi thực hiện khi đẩy vật từ vị trí bị nén $\displaystyle \Delta x$ về vị trí tự nhiên là $\displaystyle A_{\mathrm{dh}}=\frac{1}{2} k(\Delta x)^{2}-0=\frac{1}{2} k(\Delta x)^{2} ;$
+ Công do lực ma sát trượt thực hiện trên toàn bộ quãng đường $\displaystyle d$ là $\displaystyle A_{\mathrm{ms}}=-F_{\mathrm{ms}} \cdot d= -\mu m g d$ .
) Áp dụng định lý động năng:
+ $\displaystyle \Delta W_{\mathrm{d}}=A_{\mathrm{dh}}+A_{\mathrm{ms}} \Rightarrow 0=\frac{1}{2} k(\Delta x)^{2}-\mu m g d ;$
+ Suy ra biểu thức quãng đường $\displaystyle d=\frac{k(\Delta x)^{2}}{2 \mu m g}$ ;
+ Thay các số liệu: $\displaystyle k=200 \mathrm{~N} / \mathrm{m}, \Delta x=0,20 \mathrm{~m}, m=0,50 \mathrm{~kg}, \mu=0,25, g=9,8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ ;
+ Tính toán không làm tròn: $\displaystyle d=\frac{200 \cdot(0,20)^{2}}{2 \cdot 0,25 \cdot 0,50 \cdot 9,8}=\frac{200 \cdot 0,040}{0,25 \cdot 9,8}=\frac{8,0}{2,45}=\frac{800}{245}= \frac{160}{49}(\mathrm{~m}) ;$
+ Giá trị gần đúng: $\displaystyle d \approx 3,2653(\mathrm{~m})$ .

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi