Giải thích được hoạt động của máy đóng cọc dựa trên sự chuyển hóa động năng và thế năng của vật.
Một vật trượt từ đỉnh dốc A tới chân dốc B, tiếp tục chuyển động trên mặt đường nằm ngang tới C mới dừng lại (H.27.3). Câu nào sau đây nói về sự chuyển hóa năng lượng của vật là đúng?
A. Từ A đến B, chỉ có sự chuyển hóa tự động năng thành thế năng.
B. Từ A đến B, chỉ có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng và nhiệt năng.
C. Từ B đến C, chỉ có sự chuyển hóa từ động năng thành nhiệt năng.
D. Từ B đến C, chỉ có sự chuyển hóa từ động năng thành thế năng và nhiệt năng.
Chọn C
Vì từ A đến B có sự chuyển hóa từ thế năng thành động năng nên câu A và B sai. Từ B đến C chỉ có sự chuyển hóa từ động năng thành nhiệt năng nên câu D sai, chỉ có câu C là đúng.
Phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong một số hoạt động của đời sống hằng ngày.
Chơi xích đu ở công viên: người chơi cần phải tác dụng 1 lực để xích đu có thể chuyển động được, khi đó xích đu có động năng, động năng chuyển dần thành thế năng khi xích đu lên cao dần. Sau đó xích đu lại đi xuống, thế năng lại chuyển hóa thành động năng, cứ như vậy quá trình lặp đi lặp lại.
Sơ đồ chuyển hóa năng lượng: động năng – thế năng – động năng - …
Trong trường hợp này có sự hao phí năng lượng:
+ Năng lượng âm: xích đu ma sát với trục quay phát ra âm thanh.
+ Năng lượng nhiệt: xích đu ma sát với trục quay làm nóng trục quay và dây xích.
Một người kéo một vật bằng kim loại lên dốc, làm cho vật chuyển động vừa nóng lên. Nếu bỏ qua sự truyền năng lượng ra môi trường xunh quanh thì công của người này đã hoàn toàn chuyển hóa thành
A. động năng của vật
B. động năng và nhiệt năng của vật.
C. động năng và thế năng của vật.
D. động năng, thế năng của nhiệt năng của vật
Chọn D
Vì khi người này tác dụng lực kéo làm cho xe chuyển động tức là đã thực hiện công. Sau đó vật kim loại lên dốc, ở một độ cao h nào đó so với mặt đất thì vật đã có thế năng, đồng thời vật chuyển động và nóng lên tức là vật vừa có động năng và nhiệt năng. Như vậy công đã chuyển hóa hoàn toàn thành động năng, thế năng và nhiệt năng của vật.
Trường hợp nào sau đây không có sự chuyển hóa từ cơ năng sang nhiệt năng hoặc ngược lại?
A. Một vật vừa rơi từ trên cao xuống vừa nóng lên.
B. Búa máy đạp vào cọc bê tông làm cọc bê tông lún xuống và nóng lên.
C. Miếng đồng thả vào nước đang sôi, nóng lên.
D. Động cơ xe máy đang chạy
Chọn C
Vì miếng đồng thả vào nước đang sôi rồi nóng lên là do miếng đồng đã nhận nhiệt lượng do nước tỏa ra chứ không có sự chuyển hóa từ cơ năng sang nhiệt năng hoặc ngược lại.
Để đóng một cái cọc có khối lượng m1 = 10kg xuống nền đất người ta dung một búa máy. Khi hoạt động, nhờ có một động cơ công suất ℘ = 1 , 75 k W , sau 5s búa máy nâng vật nặng khối lượng m2 = 50kg lên đến độ cao h0 = 7m so với đầu cọc, và sau đó thả rơi xuống nện vào đầu cọc. Mỗi lần nện vào đầu cọc vật nặng nảy lên h = 1m. Biết khi va chạm, 20% cơ năng ban đầu biến thành nhiệt và làm biến dạng các vật. Hãy tính:
a. Động năng vật nặng truyền cho cọc.
b. Lực cản trung bình của đất.
c. Hiệu suất của động cơ búa máy. Lấy g =10m/s2.
a. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: Wt2 = Q + Wđ1 + Wđ’2
Sau đó động năng W’đ2 của vật nặng lại chuyển động thành thế năng W’t2 khi nó nảy lên độ cao h: Wđ’2 = W’t2
Từ đó động năng Wđ1 vật nặng truyền cho cọc:
Wđ1 = Wt2 – Q – W’t2
Theo bài ra: Wt2 = m2gh0; W’t2 = m2gh;
Q = 0,2 Wđ2 = 0,2Wt2 = 0,2 m2 gh0;
Wđ1 = m2g (h0 – 0,2h0 – h).
Mà m2 = 50kg; g = 10m/s2; h0 = 7m; h = 1m Wđ1 = 2300J
b. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khi cọc lún xuống, động năng Wđ1 và thế năng Wt1 của nó giảm (chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu), biến thành nội năng của cọc và đất (nhiệt và biến dạng), độ tăng nội năng này lại bằng công Ac của lực cản của đất;
Ta có: Wđ1 + Wt1 = Ac.
Theo đề bài ta có: Wđ1 = 2300J; Wt1 = m1g.s;
Ac = Fc . s (Fc là lực cản trung bình của đất), với s = 10cm = 0,1m.
Fc = 23100N.
c. Hiệu suất của động cơ: H = A c i A t p
Công có ích Acó ích của động cơ là công kéo vật nặng m2 lên độ cao h0 = 7m kể từ đầu cọc, công này biến thành thế năng Wt2 của vật nặng:
Acó ích = m2gh0. Công toàn phần của động cơ tính bằng công thức:
At phần = ℘ . t, với ℘ = 1,75kW = 1750W.
T = 5s. H = 40%.
- Quan sát sơ đồ hình 32-1, hãy cho biết sự chuyển hóa vật chất và năng lượng ở tế bào gồm những quá trình nào ?
- Phân biệt trao đổi chất ở tế bào với sự chuyển hóa vật chất và năng lượng.
- Năng lượng giải phóng ở tế bào được sử dụng vào những hoạt động nào ?
- Qua sơ đồ hình 32-1, sự chuyển hóa vật chất và năng lượng ở tế bào gồm 2 quá trình: đồng hóa và dị hóa.
- Phân biệt trao đổi chất ở tế bào với sự chuyển hóa vật chất và năng lượng:
+ Trao đổi chất ở tế bào là sự tế bào nhận chất dinh dưỡng và khí Oxi từ máu và nước mô; đồng thời thải các chất thải ra môi trường ngoài
+ Sự chuyển hóa vật chất và năng lượng là biểu hiện bên trong của quá trình trao đổi chất. Nó gồm 2 quá trình: tổng hợp chất, tích lũy năng lượng, đồng thời xảy ra quá trình oxi hóa để phân giải chất và giải phóng năng lượng.
- Năng lượng được giải phóng dùng để thực hiện các hoạt động sống của tế bào như sinh công, tổng hợp chất mới và sinh ra nhiệt…
Hình 5.3 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa li độ. Hãy phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng bằng đồ thị.
Khi vật di chuyển từ biên âm đến vị trí cân bằng thì thế năng giảm động năng tăng và ngược lại.
Khi vật đi chuyển từ vị trí cân bằng đến biên dương thì thế năng tăng động năng giảm và ngược lại.
Vật đạt động năng cực đại khi ở vị trí cân bằng và cực tiểu khi ở vị trí biên còn thế năng thì ngược lại.
Ta có bảng sau:
I |
II |
A. Động cơ điện hoạt động dựa vào B. Nam châm điện hoạt động dựa vào C. Nam châm vĩnh cửu hoạt động dựa vào D. Động cơ điện là động cơ trong đó E. Động cơ nhiệt là động cơ trong đó |
a. sự nhiễm từ của sắt thép b. năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển thành cơ năng c. tác dụng của từ trường lên dòng điện đặt trong từ trường e. khả năng giữ được từ tính lâu dài của thép sau khi bị nhiễm từ f. điện năng chuyển hóa thành cơ năng |
Chọn phương án đúng khi ta ghép các nội dung từ cột I với các nội dung cột II
A. A → d
B. D → f
C. B → a
D. C → c
Đáp án: B
Ta có, các nội dung cột I ghép tương ứng với các nội dung cột II là:
A → c
B → d
C → e
D → f
E → b
Ta suy ra các phương án:
A, C, D - sai
B - đúng
Hãy ghép mỗi phần câu a), b), c), d), e) với mỗi phần 1, 2, 3, 4, 5, 6 để được câu có nội dung đúng
a) Động cơ điện hoạt động dựa vào
b) Nam châm điện hoạt động dựa vào
c) Nam châm vĩnh cửu được chế tạo dựa vào
d) Động cơ điện là động cơ trong đó
e) Động cơ nhiệt là động cơ trong đó
1. Sự nhiễm điện từ của sắt, thép
2. Năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển thành cơ năng
3. Tác dụng của từ trường lên dòng điện đặt trong từ trường
4. Tác dụng từ của dòng điện
5. Khả năng giữ được tính lâu dài của thép sau khi bị nhiễm từ
6. Điện năng chuyển hóa thành cơ năng