Cho ví dụ về một vật có đầy đủ các dạng của cơ năng

Table of Contents

- Khi một vật có khả năng thực hiện công, ta nói vật đó có cơ năng.

- Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn và ngược lại, đơn vị jun.

II. Thế năng

1. Thế năng trọng trường

a. Khái niệm

- Cơ năng của một vật có được khi vật ở một độ cao so với mặt đất (hoặc một vị trí khác được chọn làm mốc) gọi là thế năng trọng trường.

Ví dụ: Quyển sách đặt trên bàn:

+ Nếu chọn mặt bàn làm mốc thì thế năng trọng trường của quyển sách bằng không vì quyển sách không có độ cao so với mặt bàn.

+ Nếu chọn mặt đất làm mốc thì quyển sách có thế năng trọng trường vì quyển sách ở một độ cao h so với mặt đất.

b. Đặc điểm

- Vật có khối lượng càng lớn và ở vị trí càng cao so với mặt đất thì thế năng trọng trường của vật càng lớn và ngược lại.

2. Thế năng đàn hồi

a. Khái niệm

Cơ năng của vật có được khi vật bị biến dạng đàn hồi gọi là thế năng đàn hồi.

Ví dụ: Khi kéo dây cung, ta đã cung cấp cho cung một thế năng đàn hồi. Khi buông tay, dây cung thực hiện công làm cho mũi tên bay vút ra xa.

b. Đặc điểm

Khi vật biến dạng đàn hồi, độ biến dạng đàn hồi của vật càng lớn thì thế năng đàn hồi của vật cũng càng lớn và ngược lại.

III. Động năng

1. Khái niệm

Cơ năng mà vật có được do chuyển động gọi là động năng.

Ví dụ: Chiếc ô tô đang chạy ngoài đường với tốc độ 50 km/h so với cây bên đường, vì vậy chiếc ô tô có động năng.

2. Đặc điểm

Vật có khối lượng càng lớn và tốc độ càng nhanh thì động năng càng lớn và ngược lại.

Chú ý:

Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng. Một vật có thể vừa có động năng vừa có thế năng. Cơ năng của vật lúc đó bằng tổng động năng và thế năng của nó.

Ví dụ: Chú chim Red (trong bộ phim Những chú chim nổi giận) đang bay trên không trung, vừa có động năng vì có tốc độ v vừa có thế năng trọng trường vì có độ cao h so với mặt đất.

IV. Kiến thức nâng cao

Thế năng (trọng trường): Wt = Ph = 10.m.h (m là khối lượng của vật (kg), h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm mốc(m)).

Động năng: đ (v là tốc độ của vật (m/s)).

V. Phương pháp giải các dạng bài tập thường gặp

1. Nhận biết các dạng cơ năng

Khi vật ở độ cao h so với vật được chọn làm mốc (thường là mặt đất): Vật có thế năng hấp dẫn.

Khi vật bị biến dạng đàn hồi: Vật có thế năng đàn hồi.

Khi vật đang chuyển động so với vật mốc: Vật có động năng.

2. So sánh thế năng, động năng của các vật

Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng của vật và độ cao của vật so với vật được chọn làm mốc tính độ cao: vật có khối lượng càng lớn, độ cao càng lớn thì có thế năng hấp dẫn càng lớn và ngược lại.

Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng đàn hồi của vật: vật có độ biến dạng càng lớn thì có thế năng đàn hồi càng lớn và ngược lại.

Động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của vật đối với vật chọn làm mốc: vật có khối lượng càng lớn, tốc độ càng lớn thì có động năng càng lớn và ngược lại.

Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì có cơ năng (thế năng, động năng) càng lớn và ngược lại.

Bài tập luyện tập cơ năng của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1: Hãy cho biết các trường hợp dưới đây tồn tại những dạng cơ năng nào?

a) Xe tải đang chạy trên đường.

b) Máy bay đang bay trên bầu trời.

c) Lò xo bị ép đặt ngay trên mặt đất.

d) Nước được ngăn trên đập cao.

e) Đồng hồ vừa được lên dây cót.

f) Quả bóng được ném lên cao.

g) Con chim đang đậu trên cành cây.

a) Động năng.

b) Vừa có thế năng trọng trường vừa có động năng.

c) Thế năng đàn hồi.

d) Thế năng trọng trường.

e) Thế năng đàn hồi.

f) Vừa có thế năng trọng trường vừa có động năng.

g) Thế năng trọng trường.

Câu 2: Một mũi tên được bắn đi từ cái cung là nhờ năng lượng của cánh cung hay mũi tên? Năng lượng đó thuộc dạng nào của cơ năng?

Một mũi tên được bắn đi từ cái cung là nhờ năng lượng của cánh cung. Năng lượng đó thuộc dạng thế năng đàn hồi.  

Câu 3: Hai vật đang rơi có khối lượng như nhau. Hỏi thế năng và động năng của chúng ở cùng một độ cao có như nhau không? Vì sao?

Vì khối lượng hai vật bằng nhau nên thế năng của hai vật bằng nhau nhưng chưa biết tốc độ của hai vật nên chưa thể so sánh động năng của hai vật được.  

Câu 4: So sánh thế năng, động năng và cơ năng của hai chiếc xe có cùng khối lượng, và đang chuyển động trên cùng một con đường. Biết xe thứ nhất có vận tốc là 80 km/h, xe thứ hai có vận tốc là 100 km/h.

Thế năng của hai xe bằng 0 nhưng m1 = m2 và v2 > v1 nên động năng và cơ năng của xe hai lớn hơn động năng và cơ năng của xe một.  

Giáo Viên: Phù Thị Tiến

Đơn vị: Trường THCS - THPT Nguyễn Khuyến

- Thế năng trọng trường:Năng lượng của vật  có được khi vật ở một độ cao so với mặt đất, hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc  gọi là thế năng trọng trường.
Thế năng trọng trường phụ thuộc vào: khối lượng và độ cao của vật so với vật mốc.
- Thế năng đàn hồi:Năng lượng của vật có được khi vật bị  biến dạng đàn hồi  gọi là thế năng đàn hồi.
Thế năng đàn hồi phụ thộc vào độ biến dạng đàn hồi .
- Động năng:Năng lượng  của vật do chuyển động mà có gọi là động năng.
Đông năng phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của vật.
Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng.
Cơ năng của một vật bằng tổng thế năng và động năng của nó.
Câu 1:
a. Khi nói ‘Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng.’ là đúng hay sai? Vì sao ?
Bất kì vật nào cũng có nhiệt năng. Vì các phân tử cấu tạo nên vật chuyển động không ngừng.
b. Nhúng một đầu chiếc thìa bằng bạc vào một cốc nước sôi ta có cảm giác tay bị nóng lên? Tại sao?
Thìa bạc đã truyền nhiệt từ nước nóng sang tay ta.
Câu 2:
a. Cơ năng của vật như thế nào được gọi là thế năng hấp dẫn, động năng?
Cơ năng của vật phụ thuộc vào độ cao của vật so với mặt đất hoặc so với một vị trí khác được chọn làm mốc để tính độ cao gọi là thế năng hấp dẫn.
b. Hãy cho ví dụ vật vừa có đồng thời cả thế năng và động năng?
Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là động năng. Vật có khối lượng càng lớn, chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn.
Câu 3: Hai vật có cùng khối lượng và đang rơi. Trong quá trình rơi em hãy so sánh cơ năng của hai vật khi ở cùng một độ cao.
Nếu hai vật cùng khối lượng và được thả rơi ở cùng một vị trí ban đầu thì trong quá trình rơi, cơ năng của hai vật ở cùng một độ cao sẽ bằng nhau. Nhưng nếu hai vật được thả từ vị trí ban đầu khác nhau thì trong quá trình rơi, cơ năng của hai vật ở cùng một độ cao sẽ không bằng nhau.
Câu 4:
a. Nêu ví dụ vật có thế năng hấp dẫn, vật có thế năng đàn hồi.
Vật có thế năng hấp dẫn: một viên gạch đang ở trên cao.
Vật có thế năng đàn hồi: cây cung đang giương.
b. Nêu ví dụ một vật có cả động năng và thế năng.
Một chiếc máy bay đang bay trên trời.
Câu 5: Buông tay để quả bóng rơi xuống đất. khi quả bóng đang rơi xuống đất, động năng và thế năng của quả bóng chuyển hoá như thế nào? Ở vị trí nào quả bóng có thế năng nhỏ nhất?
Khi quả bóng đang rởi xuống đất thì động năng quả bóng tăng, thế năng quả bóng giảm.
Khi chạm mặt đất, thế năng của quả bóng nhỏ nhất.
Câu 6: Hãy phân tích sự chuyển hoá cơ năng trong các trường hợp sau đây:
a. Con lắc đang chuyển dộng từ vị trí cân bằng lên cao.
Động năng chuyển hoá thành thế năng.
b. Một hòn bi đang lăn từ trên một máng nghiêng xuống.
Thế năng chuyển hoá thành động năng.
Câu 7: Một mũi tên đang bay trên cao có những dạng năng lượng nào mà em đã được học?
Một mũi tên đang bay trên cao sẽ tồn tại hai dạng năng lượng là thế năng hấp dẫn và động năng.
Câu 8: một lò xo treo vật m1, thì dãn một đoạn x1, cũng lò xo ấy khi treo vật m2, thì dãn ra một đoạn x2. Biết khối lượng vật m1 < m2. Hỏi:
a. Cơ năng của lò xo ở dạng nào?
Vì lò xo bị giãn nên lò xo có thế năng đàn hồi.
b. Trong trường hợp nào lò xo có thế năng lớn hơn?
Vì x1 < x2 nên thế năng khi treo vật m2 lớn hơn.
Câu 9:
a. Hãy phân tích sự chuyển hoá cơ năng khi một vật rơi ở độ cao nào đó đến khi chạm đất.
Trong quá trình rơi, thế năng giảm dần vì độ cao giảm dần, động năng tăng dần vì tốc độ tăng dần. thế năng chuyển hoá thành động năng. Khi vật chạm đất, thế năng bằng 0, động năng lớn nhất. Toàn bộ thế năng đã chuyển hoá thành động năng.
b. Máy bay đang bay có những dạng năng lượng nào?
Máy bay đang bay vừa có thế năng, vừa có động năng.
 

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn