Giải chi tiết khoa học tự nhiên 9 KNTT bài 2 Động năng. Thế năng

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O? 

Bài làm chi tiết:

- Tại vị trí cao nhất A,  động năng của người chơi đạt giá trị nhỏ nhất do tại đó tốc độ nhỏ nhất.

- Tại vị trí thấp nhất O, động năng của người chơi đạt giá trị lớn nhất do tại đó tốc độ lớn nhất.

=> Động năng của người chơi giảm dần trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O.

I. ĐỘNG NĂNG

Hoạt động: Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng lớn nhất. Hãy lí giải câu trả lời của em.

Bài làm chi tiết:

- Máy bay đang chuyển động trên bầu trời có động năng lớn nhất.

- Giải thích: Vì động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của vật nên máy bay đang chuyển động trên bầu trời có khối lượng và tốc độ lớn nhất trong 3 vật sẽ có động năng lớn nhất.

Câu hỏi 1: Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?

Bài làm chi tiết:

Áp dụng công thức:  

Khi tốc độ của xe tăng lên gấp đôi: v’ = 2v

Vậy động năng của xe ô tô tăng 2² = 4 lần.

Câu hỏi 2: Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10m/s.

Bài làm chi tiết:

Động năng của quả bóng đá là:

J.

Câu hỏi 3: Trả lời câu hỏi phần mở bài.

Bài làm chi tiết:

- Tại vị trí cao nhất A,  động năng của người chơi đạt giá trị nhỏ nhất do tại đó tốc độ nhỏ nhất.

- Tại vị trí thấp nhất O, động năng của người chơi đạt giá trị lớn nhất do tại đó tốc độ lớn nhất.

=> Động năng của người chơi giảm dần trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O.

II. THẾ NĂNG

Hoạt động: Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hố chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3).

Bài làm chi tiết:

Máy phát điện được đặt càng thấp hơn so với mực nước hồ chứa thì nước trong hồ có năng lượng tích trữ càng lớn và cung cấp cho tua-bin càng nhiều năng lượng để tạo ra điện. 

Câu hỏi 1: So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.

Bài làm chi tiết:

Ta có: 

Xét hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng h₁ = h₂, khi khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng vật thứ hai (m₁ = 3m₂) thì thế năng trọng trường của vật thứ nhất sẽ gấp 3 lần thế năng trọng trường của vật thứ hai.

Câu hỏi 2: Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 550 N trên vai, đứng trên sân thượng tòa nhà cao 20 m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:

a) Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà.

b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất.

Bài làm chi tiết:

a) Chọn mốc thế năng tại sân thượng, thế năng trọng trường của bao xi măng là:

(J)

b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất, thế năng trọng trường của bao xi măng là:

(J)