Title VẬT LÝ 10 CTST-HS-VI - BÀI 17 (P3) CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG.pdf ✅

BÀI 17 (P3): CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG  Định nghĩa cơ năng, sự chuyển hoá năng lượng:  Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng (1)................ động năng và thế năng trọng trường của vật theo công thức (2)................  Tại A và E thế năng cực (3)................, động năng cực (4).................  Tại B thế năng cực (5)................, động năng cực (6).................  Từ A – B và C – D (chuyển động từ thấp lên cao) (7)................ giảm, (8)................ tăng.  Từ B – C và D – E (chuyển động từ cao xuống thấp) (9)................ tăng, (10)................ giảm.  Sự bảo toàn cơ năng của vật chu yển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực:  Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn, ta có công thức (11)................  Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường (bỏ qua ma sát):  Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại (động năng và thế năng (12)................ lẫn nhau).  Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại. Ví dụ 1: Nhà máy điện sản xuất điện năng từ dòng nước chảy từ trên cao xuống (Hình 17.1). Trong quá trình đó, có những dạng năng lượng cơ học nào xuất hiện? Chúng có thể chuyển hóa qua lại với nhau không? Trong những điều kiện nào thì tổng của các dạng năng lượng cơ học đó được bảo toàn? Chú ý  Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của (13)................ hoặc (14)................ hoặc cả hai mà thôi. Nếu vật còn chịu thêm tác dụng của các lực không thế (lực cản, lực ma sát.... thì khi giải các bài toán ta sẽ dùng định lý (15)................ .
Trong quá trình sản xuất điện năng từ dòng nước chảy trên cao xuống, có những dạng năng lượng cơ học xuất hiện là động năng, thế năng trọng trường. Động năng và thế năng chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Trong điều kiện bỏ qua lực cản không khí thì cơ năng được bảo toàn. Ví dụ 2: Phân tích sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong một số hoạt động của đời sống hàng ngày. Ném quả bóng từ dưới lên, ban đầu quả bóng có động năng cực đại, thế năng bằng không, khi quả bóng lên vị trí cao nhất thì động năng bằng không, thế năng thì cực đại. Nước chảy từ trên cao xuống, ban đầu thế năng cực đại, động năng bằng không, khi chảy đến chân thì động năng cực đại còn thế năng bằng không. Ví dụ 3: Một thùng hàng bắt đầu trượt xuống từ đỉnh của một máng nghiêng nhẵn (ma sát không đáng kể). Nếu tăng góc nghiêng của máng thì tốc độ của thùng hàng tại chân máng thay đổi như thế nào? Do ma sát không đáng kể nên cơ năng của thùng hàng được bảo toàn. Khi tăng góc nghiêng của máng, thế năng ban đầu của thùng hàng tăng lên, cơ năng của thùng hàng vì thế cũng tăng. Do đó, động năng của thùng hàng tại chân máng trượt cũng tăng theo, suy ra tốc độ thùng hàng tại chân máng tăng. Ví dụ 4: Vì sao các búa máy đóng cọc được chế tạo rất nặng và khi hoạt động, búa được kéo lên rất cao so với đầu cọc? Thế năng của búa máy so với đầu cọc tỉ lệ thuận với khối lượng và độ cao của búa so với đầu cọc. Nếu bỏ qua mọi lực cản, động năng cực đại của búa bằng thế năng ban đầu của nó. Động năng của búa trước khi va chạm với đầu cọc càng lớn thì cọc càng dễ cắm sâu vào đất. Ví dụ 5: Một người nâng tạ lên cao sao cho tốc độ của tạ là không đổi trong suốt quá trình chuyển động. Chọn gốc thế năng trọng trường tại mặt đất. Trong các đại lượng: động năng, thế năng, cơ năng, đại lượng nào của tạ không thay đổi trong quá trình trên?

BÀI TẬP MẪU PHÂN DẠNG Câu 1: Một vật đươc ném thẳng đứng lên cao từ mặt đất với vận tốc đầu 8 m/s. Vận tốc của vật khi có động năng bằng thế năng là bao nhiêu? Câu 2: Một vật có khối lượng 1 kg ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 6 m/s . Lấy 2 g = 10 m/s . Ở độ cao nào thì thế năng bằng động năng? Câu 3: Ở độ cao 20 m, một vật được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc ban đầu 0 v 10 m/s. = Lấy 2 g = 10 m/s . Bỏ qua sức cản không khí. Hãy tính độ cao mà ở đó thế năng bằng động năng của vật? Câu 4: Nhảy cầu là một mon thể thao. Vận động viên nhảy lên, đạt điểm cao nhất cách mặt nước 10 m rồi rơi xuống. Trong quá trình rơi, vận động viên thực hiện các động tác nhào lộn đẹp mắt trước khi chạm nước như hình bên. Em hãy ước lượng tốc độ của vận động viên khi chạm nước. Nước trong bể có vai trò như thế nào trong việc đảm bảo an toàn cho vận động viên? Câu 5: Một em bé có khối lượng 20 kg trượt từ đỉnh cầu trượt cao 2 m. Khi tới chân cầu trượt, em bé có tốc độ là 4 m/s. Cơ năng của em bé có bảo toàn không? Tại sao? Câu 6: [KTTT] Một quả bóng nhỏ được ném với vận tốc đầu 4 m/s theo phương nằm ngang ra khỏi mặt bàn ở độ cao 1 m so với mặt sàn. Lấy 2 g = 9,8 m/s và bỏ qua ma sát. Tính vận tốc của quả bóng khi nó chạm mặt sàn. Câu 7: Khi tàu vũ trụ Apollo đổ bộ xuống Mặt Trăng vào ngày 20/7/1969, phi hành gia Neil Armstrong đã được trải nghiệm hiệu ứng dấp dẫn yếu. Ông thực hiện cú nhảy từ bề mặt Mặt Trăng với vận tốc 1,51 m/s và đạt được độ cao 0,7 m. Tính gia tốc trọng trường ở bề mặt Mặt Trăng. Câu 8: Một vật có khối lượng 500 gram đang ở độ cao 30 m so với mặt đất. Lấy 2 g = 10 m/s . Chọn mốc thế năng ở mặt đất. a. Tính thế năng của vật ở độ cao 30 m. b. Thả cho vật rơi tự do. Tính động năng và thế năng của vật khi chạm đất. c. Khi vật có động năng 75 J thì thế năng của vật là bao nhiêu? Câu 9: Một học sinh của trung tâm bôi dưỡng kiến thức Hà Nội đang chơi đùa ở sân thượng trung tâm có độ cao 45 m, liền cầm một vật có khối lượng 100 gram thả vật rơi tự do xuống mặt đất. Lấy 2 g = 10 m/s . a. Tính vận tốc của vật khi vật chạm đất. b. Tính độ cao của vật khi Wđ t = 2W . c. Tính vận tốc của vật khi đ t 2W 5W = . d. Xác định vị trí để vận có vận tốc 20 m/s.