Tiêu đề VẬT LÝ 10 KNTT-HS-IV - BÀI 26 CƠ NĂNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VÀ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG.pdf ✅

BÀI 26: 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)................ .

Động năng của tạ không thay đổi vì tốc độ tạ không đổi. Thế năng của quả tạ tăng vì độ cao của tạ so với gốc thế năng tăng. Do đó, cơ năng của tạ cũng tăng. Ví dụ 6: Làm thế nào để một quả bóng sau khi đập xuống sàn nhà có thể nảy lên cao hơn so với vị trí ban đầu? Ta cần cung cấp một vận tốc đầu trước khi ném quả bóng thẳng đứng xuống sàn. Khi đó, cơ năng của quả bóng bao gồm thế năng và động năng tại vị trí ban đầu. Thế năng cực đại của quả bóng chính bằng cơ năng của quả bóng và lớn hơn thế năng của quả bóng tại vị trí ban đầu. Do đó, quả bóng có thể nảy lên cao hơn. Ví dụ 7: Trên các đồi cát tại Mũi Né, thành phố Phan Thiết, du khách thường sử dụng tấm ván để trượt từ trên một đoạn đồi cao xuống dưới. Để tạo trải nghiệm trượt tốt, du khách thường được khuyên di chuyển lên các đoạn đồi cao và tốc độ trượt sẽ nhanh hơn. Giải thích nguyên nhân cho cách làm trên. Ngoài ra, còn có cách nào khác để tăng tốc độ trượt? Đoạn đồi cao thì thế năng ban đầu của người trượt cũng lớn, khiến cho trong quá trình trượt, năng lượng được chuyển hóa thành động năng lớn hơn. Động năng lớn thì tốc độ trượt sẽ lớn, tạo cảm giác trượt và chuyển động tốt hơn. Ngoài ra, ta có thể sử dụng tấm ván trượt mỏng nhẹ, mặt nhẵn làm giảm ma sát trượt, giảm hao phí nhiệt năng trong quá trình chuyển động để trượt cát đạt tốc độ cao. Ví dụ 7: Tại sao trong môn nhảy cao, các vận động viên đều phải chạy đà trước khi giậm nhảy? Quá trình chạy đà có tác dụng tăng tốc độ đầu nhằm tăng động năng ban đầu của người vận động viên. Khi động năng ban đầu lớn thì thế năng cực đại của vận động viên cũng lớn. Điều này giúp vận động viên đạt thành tích cao hơn.
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.