Giải vật lí 10 bài 26: Thế năng
Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 26: Thế năng - sách giáo khoa vật lí 10. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 10 bài 26: Thế năng nhé.
[toc:ul]
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
I. Thế năng trọng trường
1. Trọng trường
Trọng trường là trường không gian mà trong đó vật chịu tác dụng của trọng lực.
Nói cách khác, biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m.
Công thức tính trọng lực của vật: $\overrightarrow{P} = m.\overrightarrow{g}$
2. Thế năng trọng trường
a) Định nghĩa
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuôc vào vị trí của vật trong trọng trường.
b) Biểu thức
Khi một vật khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của trái đất) thì thế năng trong trường của vật được định nghĩa bằng công thức:
Wt = mgz
c) Mối liên hệ giữa công của trọng lực và biến thiên thế năng
Xét vật khối lượng m rơi từ điểm M có độ cao zM tới điểm N có độ cao zN, công của trọng lực trong quá trình đó là:
AMN = Wt M – Wt N
Kết luận: Khi một vật chuyển động trong từ trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.
Hệ quả: Khi vật chuyển động trong trọng trường thì:
- Nếu vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương;
- Nếu vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm.
Chú ý: Thế năng trọng trường còn được gọi là thế năng hấp dẫn.
II. Thế năng đàn hồi
1. Công của lực đàn hồi
Công của lực đàn hồi được tính theo công thức:
$A = \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2}$
Trong đó:
A: Công của lực đàn hồi (J).
K: hệ số cứng của lò xo (N/m)
$\Delta l $: Độ biến dạng của lò xo (m)
2. Thế năng đàn hồi
Thế năng đàn hồi là năng lượng của một vật khi chịu tác dụng của lực đàn hồi.
$W_{t} = \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2}$
II. GIẢI BÀI TẬP
Giải câu 1: Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng...
Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng:
a) trọng trường
b) đàn hồi
Bài giải:
a) Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.
Ý nghĩa: Đặc trưng cho khả năng sinh công của trọng lực.
b) Thế năng đàn hồi là năng lượng của một vật khi chịu tác dụng của lực đàn hồi.
Ý nghĩa: đặc trưng cho khả năng sinh công của vật khi bị biến dạng đàn hồi
Giải câu 2: Khi một vật từ độ cao z, với cùng...
Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì
A. Độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.
B. Thời gian rơi bằng nhau.
C. Công của trọng lực bằng nhau.
D. Gia tốc rơi bằng nhau.
Hãy chọn câu sai.
Bài giải:
Chọn đáp án B.
Giải thích: Quãng đường vật đi khác nhau thì thời gian rơi phải khác nhau.
Giải câu 3: Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng...
Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2. Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu?
A. 0,102 m.
B. 1,0 m.
C. 9,8 m.
D. 32 m.
Bài giải:
Chọn đáp án A
Giải thích: Thế năng hấp dẫn của vật là Wt = 1 J = mgz
Độ cao của vật là: z = $\frac{W_{t}}{mg} = \frac{1}{1.9,8} = 0,102 m$
Giải câu 4: Một vật khối lượng m gắn vào đầu...
Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn $\Delta l$ ($\Delta l$ < 0) thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?
A. $+ \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2}$
B. $ \frac{1}{2}.k.(\Delta l)$
C. $- \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2}$
D. $+ \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2}$
Bài giải:
Chọn đáp án A
Giải câu 5: Trong hình 26.5, hai vật cùng khối...
Trong hình 26.5, hai vật cùng khối lượng nằm ở hai vị trí M và N sao cho MN nằm ngang. So sánh thế năng tại M và N.
Bài giải:
Từ hình vẽ, ta thấy M, N có cùng độ cao nên Wt M = W t N
Giải câu 6: Lò xo có độ cứng k = 200 N/m...
Lò xo có độ cứng k = 200 N/m, một đầu cố định đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi bị lo xo nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối của vật không?
Bài giải:
Từ công thức tính thế năng đàn hồi, ta thấy thế năng đàn hồi của vật không phụ thuộc vào khối lượng của vật.
Thế năng đàn hồi của vật: $W_{t} = \frac{1}{2}.k.(\Delta l)^{2} = \frac{1}{2}.200.(2.10^{-2})^{2} = 4.10^{-2} J$