Kỉ lục nhảy sào thế giới hiện nay là 6,17 m do vận động viên người Thụy Điển Amand Duplantis lập năm 2020, kỉ lục nhảy cao thế giới hiện nay là 2,45 m do vận động viên người Cuba Javier Sotomayor lập năm 1993. Tại sao vận động viên nhảy sào có thể nhảy cao hơn vận động viên nhảy cao nhiều đến thế?
Bài 26. Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng
Mở đầu (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 102)
Thảo luận (1)
Câu hỏi 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 102)
1. Khi nước chảy từ thác nước 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 nó thay đổi như thế nào?d) Hãy dự đoán về mối liên hệ giữa độ tăng động năng và độ giảm thế năng?2. Từ một điểm ở độ cao h so với mặt đất, ném một vật có khối lượng m lên cao với vận tốc ban đầu v0a) 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 dạn...
Đọc tiếp
1. Khi nước chảy từ thác nước 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 nó thay đổi như thế nào?
d) Hãy dự đoán về mối liên hệ giữa độ tăng động năng và độ giảm thế năng?
2. Từ một điểm ở độ cao h so với mặt đất, ném một vật có khối lượng m lên cao với vận tốc ban đầu v0
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? Hãy dự đoán về mối liên hệ giữa độ tăng của động năng và độ giảm của thế năng.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1.
a) Lực làm cho nước chảy từ đỉnh thác xuống dưới là trọng lực
b) Lực sinh công trong quá trình này là trọng lực
c) Tại đỉnh tháp thế năng cực đại, động năng bằng 0, càng xuống dưới thì thế năng giảm và động năng tăng
d) Độ tăng động năng bằng độ giảm thế năng.
2.
a) Khi vật đi lên thì có lực cản của không khí tác dụng lên vật, lực đó sinh công cản
b) Trong quá trình đi lên, thế năng tăng và động năng giảm. Khi vật rơi xuống thì thế năng giảm và động năng tăng
Động năng và thế năng có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau nên độ tăng của động năng và độ giảm thế năng bằng nhau.
(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)
Câu hỏi 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 102)
1. Trên Hình 26.1 là một phần đường đi của tàu lượn siêu tốc. Em hãy phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng đoạn đường.2. Trong các quá trình hoạt động của tàu lượn siêu tốc, ngoài động năng và thế năng còn có dạng năng lượng nào khác tham gia quá trình chuyển hóa?
Đọc tiếp
1. Trên Hình 26.1 là một phần đường đi của tàu lượn siêu tốc. Em hãy phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của tàu lượn trên từng đoạn đường.
2. Trong các quá trình hoạt động của tàu lượn siêu tốc, ngoài động năng và thế năng còn có dạng năng lượng nào khác tham gia quá trình chuyển hóa?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1.
Chọn mốc tại mặt đất, chiều dương là chiều chuyển động của tàu
+ Từ A – B: Động năng giảm, thế năng tăng đến giá trị cực đại
+ Từ B – C: Động năng tăng, thế năng giảm
+ Từ C – D: Động năng giảm, thế năng tăng
+ Từ D – E: Động năng tăng, thế năng giảm
2.
Trong quá trình hoạt động của tàu lượng siêu tốc, ngoài động năng và thế năng tham gia vào quá trình chuyển hóa thì còn có nhiệt năng.
(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)
Câu hỏi 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 103)
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?2. Trả lời những câu hỏi trên trong quá trình vật chuyển động trên cung OB.3. Nếu bỏ qua ma sát thì A và B luôn nằm trên cùng một độ cao. Hiện tượng này chứng tỏ điều gì?
Đọc tiếp
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?
2. Trả lời những câu hỏi trên trong quá trình vật chuyển động trên cung OB.
3. Nếu bỏ qua ma sát thì A và B luôn nằm trên cùng một độ cao. Hiện tượng này chứng tỏ điều gì?
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải1.
a) Khi vật chuyển động trên cung AO thì lực sinh công là lực ma sát, lực kéo
Công phát động là công của lực đẩy, công cản là công của lực ma sát
b) Chọn mốc thế năng tại O
Từ A đến O, thế năng giảm dần và động năng tăng dần
2.
a) Khi vật chuyển động trên cung OB thì lực sinh công là lực ma sát, lực kéo
Công phát động là công của lực đẩy, công cản là công của lực ma sát
b) Chọn mốc thế năng tại O
Từ O đến B, thế năng tăng dần và động năng giảm dần
3.
Nếu bỏ qua ma sát thì A và B luôn nằm trên cùng một độ cao. Hiện tượng này chứng tỏ cơ năng luôn được bảo toàn, động năng và thế năng luôn chuyển hóa qua lại lẫn nhau.
(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)
Câu hỏi 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 103)
Hình 26.3 mô tả vận động viên tham gia trượt ván trong máng. Bỏ qua mọi ma sát, hãy phân tích sự bảo toàn cơ năng của vận động viên này.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiChọn mốc thế năng tại mặt đất
Khi vận động viên trượt từ đỉnh máng xuống chân máng, độ cao giảm và vận tốc tăng nên thế năng giảm và động năng tăng
Nhưng khi từ chân máng lên đến đỉnh máng thì độ cao tăng và vận tốc giảm nên thế năng tăng và động năng giảm
Khi bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của vận động này được bảo toàn.
(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)
Hoạt động (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 105)
Chế tạo mô hình minh họa định luật bảo toàn năng lượngDụng 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 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 kiểm tra.
Đọc tiếp
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 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 kiểm tra.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiNếu bỏ qua mọi ma sát, trong quá trình chuyển động của viên bi thì cơ năng được bảo toàn, viê bi có thể chuyển động tới điểm D
Nhưng thực tế vẫn có lực ma sát trong quá trình chuyển động của viên bi, vì vậy viên bi rất khó để lên được tới điểm D
(Trả lời bởi Kiều Sơn Tùng)
Câu hỏi (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 105)
1. Một vật được thả cho rơi tự do từ độ cao h = 10 m so với mặt đất. Bỏ qua mọi ma sát. Ở độ cao nào thì vật có động năng bằng thế năng?
2. Thả một vật có khối lượng m = 0,5 kg từ độ cao h1 = 0,8 m so với mặt đất. Xác định động năng và thế năng của vật ở độ cao h2 = 0,6 m. Lấy g = 9,8 m/s2.
Thảo luận (2)Hướng dẫn giải1.
Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Gọi h1 là độ cao động năng bằng thế năng
Khi động năng bằng thế năng, ta có:
\(\begin{array}{l}W = {W_d} + {W_t} = 2{W_t}\\ \Leftrightarrow mgh = 2mg{h_1} \Leftrightarrow {h_1} = \frac{h}{2}\\ \Rightarrow {h_1} = \frac{{10}}{2} = 5(m)\end{array}\)
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Em có thể 1 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 105)
Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải thích một số tình huống trong đời sống, kĩ thuật.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTrò chơi xích đu: khi được cung cấp 1 năng lượng ban đầu, người chơi có thể chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng, thế năng và động năng liên tục chuyển hóa cho nhau.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Em có thể 2 (SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trang 105)
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.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiVì vận động viên nhảy sào sử dụng dụng cụ là chiếc sào, khi sào được cắm xuống đất, đồng thời sào có tính đàn hồi, sẽ cung cấp cho vận động viên một năng lượng lớn (thế năng đàn hồi + động năng ban đầu) nên vận động viên sẽ đạt được độ cao lớn hơn so với vận động viên nhảy xa.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)