Giải SGK Vật Lí 10 Bài 23 (Kết nối tri thức): Năng lượng. Công cơ học

Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 23: Năng lượng. Công cơ học

Video bài giảng Năng lượng. Công cơ học – Kết nối tri thức

Giải vật lí 10 trang 91 Tập 1 Kết nối tri thức

Khởi động trang 91 Vật Lí 10: Trong các động tác nâng tạ từ vị trí (1) sang vị trí (2), từ vị trí (2) sang vị trí (3), từ vị trí (3) sang vị trí (4) ở hình trên:

– Có những quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng nào?

– Động tác nào có thực hiện công, không thực hiện công

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học ở THCS

Trả lời:

– Trong các động tác nâng tạ đã có sự truyền và chuyển hóa từ động năng sang thế năng

– Động tác nâng tạ là thực hiện công, động tác đứng lên của vận động viên không thực hiện công.

I. Năng lượng

Câu hỏi 1 trang 91 Vật Lí 10: Khi đun nước bằng ấm điện thì có những quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng nào xảy ra?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tế

Định luật bảo toàn năng lượng: Trong quá trình chuyển động, cơ năng được bảo toàn

Trả lời:

Khi đun nước bằng ấm điện, điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng, cơ năng

Câu hỏi 2 trang 91 Vật Lí 10: Khi xoa hai tay vào nhau cho nóng thì có những quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng nào xảy ra ?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tế

Định luật bảo toàn năng lượng: Trong quá trình chuyển động, cơ năng được bảo toàn

Trả lời:

Khi xoa hai bàn tay vào nhau cho nóng thì cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

Câu hỏi 3 trang 91 Vật Lí 10: Một quả bóng cao su được ném từ độ cao h xuống đất cứng và bị nảy lên. Sau mỗi lần nảy lên, độ cao giảm dần, nghĩa là cơ năng giảm dần. Điều đó có trái với định luật bảo toàn năng lượng không? Tại sao? Hãy dự đoán xem còn có hiện tượng gì nữa xảy ra với quả bóng ngoài hiện tượng bị nảy lên và rơi xuống.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tế

Định luật bảo toàn năng lượng: Trong quá trình chuyển động, cơ năng được bảo toàn

Trả lời:

– Sau mỗi lần nảy lên, độ cao giảm dần, cơ năng giảm dần, điều này trái với định luật bảo toàn năng lượng. Do mỗi lần quả bóng đập xuống đất và nảy lên, một phần năng lượng đã bị chuyển hóa thành nhiệt năng, dẫn đến cơ năng không được bảo toàn

– Ngoài hiện tượng quả bóng bị nảy lên và rơi xuống thì còn có hiện tượng khác là khi quả bóng tiếp xúc với mặt đất cứng thì quả bóng bị biến dạng (bị lõm xuống)

Câu hỏi 4 trang 91 Vật Lí 10: Có sự truyền và chuyển hóa năng lượng nào trong việc bắn pháo hoa ?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học và liên hệ thực tế

Định luật bảo toàn năng lượng: Trong quá trình chuyển động, cơ năng được bảo toàn

Trả lời:

Khi pháo hoa nổ thì có sự chuyển hóa từ quang năng thành nhiệt năng

Giải vật lí 10 trang 92 Tập 1 Kết nối tri thức

Hoạt động trang 92 Vật Lí 10: Hãy thảo luận nhóm để tìm thêm ví dụ minh họa cho các quá trình chuyển hóa năng lượng sau đây:

a) Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

b) Nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng.

c) Quang năng chuyển hóa thành điện năng.

d) Quang năng chuyển hóa thành hóa năng.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học về các loại năng lượng và liên hệ thực tế

Trả lời:

a) Điện năng thành nhiệt năng: đun nước bằng ấm điện, sử dụng bàn là điện, máy sấy tóc,…

b) Nhiệt năng thành điện năng: một số máy móc năng lượng địa nhiệt, nhiệt điện đại dương,…

c) Quang năng thành điện năng: máy năng lượng mặt trời

d) Quang năng chuyển hóa thành hóa năng: bắn pháo hoa

Giải vật lí 10 trang 93 Tập 1 Kết nối tri thức

II. Công cơ học

Hoạt động trang 93 Vật Lí 10: Hãy trao đổi với bạn để chứng minh rằng trong các ví dụ mô tả ở Hình 23.3 có sự truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.

Trả lời:

a) Động cơ điện đưa vật nặng chuyển động từ dưới đất lên cao

Khi kéo vật lên cao, lực kéo đã làm vật từ trạng thái đứng yên (v = 0; Wđ = 0) sang trạng thái chuyển động (vận tốc tăng, động năng tăng). Động năng của vật nhận được năng lượng từ lực kéo của ròng rọc truyền sang.

=> Đã có sự truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.

b) Hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh bị đốt cháy đẩy pittông chuyển động.

Khi đốt cháy, pittông chuyển động, chứng tỏ nhiệt năng đã chuyển hóa thành động năng. Động năng của pittông nhận được là do pittông đã nhận được năng lượng nhiệt từ xilanh.

=> Đã có sự truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.

Câu hỏi 1 trang 93 Vật Lí 10: Hãy trả lời câu hỏi ở phần khởi động

Phương pháp giải:

Việc truyền năng lượng cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm thay đổi trạng thái chuyển động được gọi là công cơ học

Trả lời:

– Trong các động tác nâng tạ đã có sự truyền và chuyển hóa từ động năng sang thế năng

– Động tác nâng tạ là thực hiện công, động tác đứng lên của vận động viên không thực hiện công

Câu hỏi 2 trang 93 Vật Lí 10: Khi cho một miếng đồng tiếp xúc với ngọn lửa thì ngọn lửa truyền năng lượng cho miếng đồng làm cho nó nóng lên. Quá trình truyền năng lượng này có phải là thực hiện công hay không? Tại sao?

Phương pháp giải:

Việc truyền năng lượng cho vật bằng cách tác dụng lực lên vật làm thay đổi trạng thái chuyển động được gọi là công cơ học

Trả lời:

Khi cho một miếng đồng tiếp xúc với ngọn lửa thì ngọn lửa truyền năng lươgj cho miếng đồng làm cho miếng đồng nóng lên. Trong quá trình xảy ra, không có một lực nào tác dụng lên miếng đồng mà chỉ có sự truyền năng lượng nên quá trình truyền năng lượng này không phải là thực hiện công.

Giải vật lí 10 trang 95 Tập 1 Kết nối tri thức

Câu hỏi 1 trang 95 Vật Lí 10: Trường hợp nào sau đây trọng lực tác dụng lên ô tô thực hiện công phát động, công cản và không thực hiện công?

a) Ô tô đang xuống dốc.

b) Ô tô đang lên dốc.

c) Ô tô chạy trên đường nằm ngang.

Phương pháp giải:

Gọi góc hợp của lực với hướng chuyển động là α

+ Nếu $0\le \alpha <{90}^0$: công của lực là công phát động

+ Nếu $\alpha ={90}^0$: lực không sinh công

 

+ Nếu ${90}^0<\alpha \le {180}^0$: công của lực là công cản

Trả lời:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

a)

Ta thấy $0<\alpha <{90}^0$

 

=> Trọng lực tác dụng lên ô tô sinh công phát động

b)

Ta thấy ${90}^0<\alpha <{180}^0$

 

=> Trọng lực tác dụng lên ô tô sinh công cản

c)

Ta thấy $\alpha ={90}^0$

 

=> Trọng lực tác dụng lên ô tô không sinh công.

Câu hỏi 2 trang 95 Vật Lí 10: Một người kéo một thùng hàng khối lượng 80 kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp góc 300 so với phương nằm ngang. Biết lực tác dụng lên dây bằng 150 N. Tính công của lực đó khi hòm trượt đi được 29 m

Phương pháp giải:

Biểu thức tính công của một lực: A = F.s.cosα

Trong đó:

+ A: công của lực (J)

+ F: lực tác dụng lên vật sinh công (N)

+ s: quãng đường vật dịch chuyển (m)

+ α: góc hợp bởi giữa hướng chuyển động và $\overrightarrow{F}$

Trả lời:

Ta có: F = 150 N; s = 29 m; α = 300

Công của lực F là:

A = F.s.cosα = 150.29.cos300 = 3767,21 (J).

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 22: Thực hành: Tổng hợp lực

Bài 24: Công suất

Bài 25: Động năng, thế năng

Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng