Giải bài tập vật lí lớp 10 cánh diều bài Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Giải bài tập vật lí lớp 10: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Trong sách cánh diều vật lí lớp 10 có phần giải bài tập về bảo toàn và chuyển hóa năng lượng. Các câu hỏi được trình bày một cách chi tiết, dễ hiểu để giúp các em học sinh nắm vững kiến thức trong bài học.
Một ví dụ trong sách là việc xây dựng móng chắc chắn bằng cách đóng các cọc bé tông. Khi máy đóng cọc nâng búa lên cao và thả rơi xuống, năng lượng thế của búa máy được chuyển đổi thành công làm cho cọc bé tông lún xuống. Mối quan hệ giữa động năng của búa máy và khối lượng, độ cao trước khi thả rơi là càng lớn thì động năng truyền sang cọc càng lớn.
Thông qua các câu hỏi và suy luận, sách hướng dẫn cách so sánh thế năng và công của vật ở độ cao h với công của người tác động lực nâng vật lên đến độ cao này. Bằng cách giải thích chi tiết và dễ hiểu, sách giúp học sinh hiểu rõ hơn về bảo toàn năng lượng và chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng vật lí.
Bài tập và hướng dẫn giải
Luyện tập 1: Phan-xi-Păng là ngon núi cao nhất trongg ba nước Việt Nam, Lào, Campuchia, được mệnh danh là nóc nhà của Đông Dương . Lên đến đỉnh núi cao 3147m này là ước mơ của nhiều bạn trẻ. Tính thế năng của người leo níu có khối lượng 70kg khi leo lên đỉnh núi Phan-xi-Păng.
Câu hỏi 3: Từ liên hệ (i), (ii), hãy suy luận để rút ra kết luận : động năng Wđ của vật cố giá trị bằng công A của lực tác dụng lên nó.
Vận dụng 1: So sánh động năng của ô tô nặng 1000 kg chuyển động với tốc độ 4,0 m/s và động năng của xe máy nặng 100 kg chuyển động của tốc độ 15 m/s.
II. Cơ năng
Câu hỏi 4: Năng lượng hao phí trong quá trình toa tàu chuyển động tồn tại ở dạng nào?
Câu hỏi 5: Bạn chà xát hai bàn tay vào nhau liên tục cho đến khi lòng bàn tay ấm lên. Năng lượng nhiệt mà bạn cảm nhận được được chuyển hóa từ dạng năng lượng nào?
Câu hỏi 6: Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng trong các trường hợp đơn giản. Trong các trường hợp này có sự hao phí năng lượng không? Bạn có thể sử dụng các trường hợp ở hình 2.4 hoặc tự đưa ra các tình huống khác.
Câu hỏi 7: Cơ năng là gì ?
Câu hỏi 8: Điều kiện để cơ năng của vật được bảo toàn là gì ?
Vận dụng 2: Giải lại bài tập minh họa với m=10kg. Chứng minh rằng tốc độ lớn nhất của quả lắc không phụ thuộc vào khối lượng của nó.
Luyện tập 2: Nhảy cầu là một môn thể thao. Vận động viên nhảy lên đạt điểm cao nhất cách mặt nước 10m, rồi rơi xuống. Trong quá trình rơi, vận động viên thực hiện các động tác nhào lộn đẹp mắt trước khi chạm nước. Nước trong bể có vai trò như thế nào trong việc đảm bảo an toàn cho vận động viên?
Luyện tập 3: Một em bé có khối lượng 20kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2m. Khi tới chân cầu trượt, em bé có tốc độ là 4m/s. Cơ năng của em bé có được bảo toàn không ? Tại sao ?
III. Sự ảo toàn và chuyển hóa năng lượng, hiệu suất
Câu hỏi 9: Lấy ví dụ về sự chuyển hóa năng lượng dự trữ thành năng lượng hoạt động trong cuộc sống và sản xuất nông nghiệp, công nghiệp.
Luyện tập 4: Máy tời đang hoạt động với công suất 1000 W đưa 100 kg vật liệu lên đều tới độ cao 16m trong 20s. Tính hiệu suất của máy tời.
Luyện tập 5 : Với mỗi động cơ ở bảng 2.1, chỉ ra các dạng năng lượng cung cấp, dạng năng lượng cố ích, dạng năng lượng hao phí tạo ra và biểu diễn dưới dạng lược đồ như hình 2.7.
Vận dụng 3: Chế tạo mô hình đơn giản và minh họa định luận bảo toàn năng lượng, liên quan đến một số dạng năng lượng khác nhau.