Giải bài tập 26 Cơ năng và định luật bảo toàn năng lượng
Giải bài 26 Cơ năng và định luật bảo toàn năng lượng - Sách vật lý lớp 10 kết nối tri thức
Trong bài tập này, chúng ta sẽ tìm hiểu về sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng. Một số câu hỏi được đặt ra để giúp bạn hiểu rõ hơn về vấn đề này.
I. Sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng
Câu hỏi 1. Khi nước chảy từ thác xuống:
a. Lực nào làm cho nước chảy từ đỉnh thác xuống dưới?
b. Lực nào sinh công trong quá trình này?
c. Động năng và thế năng của nước thay đổi như thế nào?
d. Mối liên hệ giữa độ tăng động năng và độ giảm thế năng là gì?
Hướng dẫn giải: Khi nước chảy từ trên thác xuống:
a) Lực hấp dẫn của Trái Đất làm cho nước chảy từ đỉnh thác xuống dưới.
b) Lực sinh công trong quá trình này là lực hấp dẫn của Trái Đất.
c) Động năng của nước tăng dần, thế năng giảm dần.
d) Độ tăng động năng bằng độ giảm thế năng.
Câu hỏi 2. Từ một điểm ở độ cao h so với mặt đất, ném một vật có khối lượng m với vận tốc ban đầu là $v_{0}$:
a. Khi vật đi lên có những lực nào tác dụng lên vật? Lực đó sinh công cản hay công phát động?
b. Trong quá trình vật đi lên rồi rơi xuống thì dạng năng lượng nào tăng, dạng năng lượng nào giảm? Mối liên hệ giữa độ tăng động năng và độ giảm thế năng là gì?
Hướng dẫn giải:
a. Khi vật đi lên, vật sẽ chịu lực hút trái đất, lực đẩy của tay, lực cản của không khí. Lực đẩy của tay sinh công phát động, lực cản của không khí và lực hút trái đất sinh công cản.
b. Trong quá trình vật đi lên, thế năng tăng, động năng giảm.
Bài tập và hướng dẫn giải
Câu hỏi 1. Trên hình 26.1 là đường đi của tàu lượn siêu tốc. Hãy phân tích sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng đoạn đường.
Câu hỏi 2. Trong các quá trình hoạt động của tàu lượn, ngoài động năng và thế năng còn có dạng năng lượng nào khác tham gia vào quá trình chuyển hoá ?
II. Định luật bảo toàn cơ năng
Câu hỏi 1. Khi vật chuyển động trên cung AO thì :
a. Những lực nào sinh công ? Công nào là công phát động, công nào là công cản ?
b. Động năng và thế năng của vật thay đổi như thế nào
Câu hỏi 2. Trả lời những câu hỏi trên cho quá trình vật chuyển động trên cung OB
Câu hỏi 3. Nếu bỏ qua ma sát thì A và B cùng nằm trên cùng một độ cao. Hiện tượng này chứng tỏ điều gì ?
2. Định luật bảo toàn cơ năng
Câu hỏi 1. Hình 26.3 mô tả một vận động viên trượt ván trong máng . Bỏ qua mọi ma sát hãy phân tích sự bảo toàn cơ năng của vận động viên này.
Phần thảo luận :
Chế tạo mô hình minh họa định luật bảo toàn năng lượng.
- Dụng cụ: một viên bi, hai thanh kim loại nhẵn, hai giá đỡ có vít điều chỉnh độ cao.
- Chế tạo: Dùng hai thanh kim loại uốn thành đường ray và gắn lên giá đỡ để tạo được mô hình như Hình 26.6.
Thí nghiệm:
- Thả viên bi từ điểm A trên đường ray.
- Viên bi có thể chuyển động tới điểm D không? Tại sao? Làm thí nghiệm để kiểm tra.
Câu hỏi 1. Một vật thả cho rơi tự do từ độ cao h= 10m so với mặt đất. Bỏ qua mọi ma sát, ở độ cao nào thì vật có động năng bằng thế năng ?
Câu hỏi 2. Thả một vật có khối lượng m= 0.5kg từ độ cao $h_{1}$= 0.8m so với mặt đất. Xác định động năng và thế năng của vật ở độ cao $h_{2}$= 0.6m. Lấy g= 9.8 m/$s^{2}$
Phần em có thể
Câu hỏi 1. Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải thích một số tình huống trong đời sống, kĩ thuật.
Câu hỏi 2. Giải thích được vì sao vận động viên nhảy sào có thể nhảy lên được tới hơn 6 m, trong khi đó vận động viên nhảy cao chỉ nhảy được tới hơn 2 m.