Giải bài Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng - Sách cánh diều vật lí 10. Phần dưới sẽ hướng dẫn giải bài tập và trả lời các câu hỏi trong bài học. Cách làm chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng các em học sinh nắm tốt kiến thức bài học..
Mở đầu:
Trong xây dựng, để có công trình bên vững thi cần xây nên móng chắc chăn băng cách đóng những cọc bé tông đúc sẵn ngập sâu xuống nên đất Mỗi máy đóng cọc đều có bộ phận búa máy được nâng lên nhờ sức thuy lực. hơi nước hoặc động cơ điêzen. Khi đạt tới điểm cao nhất. búa máy sẽ được thả cho rơi xuống, va chạm mạnh vào cọc bề tông và làm nó lún xuống (hình 2.1). Như vậy. búa máy khi ở trên cao có dự trữ năng lượng (thế năng) để sinh công làm địch chuyến cọc. Động năng mà búa máy truyền sang cọc có liên hệ gì với khối lượng của búa máy và độ cao của nó trước khi thả rơi?
Trả lời: Khối lượng của búa và độ cao trước khi thả rơi càng nặng và cao thì động năng mà búa máy truyền sang cọc càng lớn.
I. Thế năng và động năng
Câu hỏi 1: Tìm từ thích hợp với chỗ "?" trong suy luận dưới đây:
Thế năng của búa máy càng "?" thì lực của máy đóng cọc thực hiện công càng "?" cọc lún xuống càng sâu.
Trả lời: Thế năng của búa máy càng lớn thì lực của máy đóng cọc thực hiện công càng lớn cọc lún xuống càng sâu
Câu hỏi 2: So sánh thế năng trong trường của vật ở độ cao h với công của người tác dụng lực nâng vật lên đến độ cao này.
Trả lời: Thế năng trong trường của vật ở độ cao h với công của người tác dụng lực nâng vật lên đến độ cao này là bằng nhau.
B. 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.