Giải KHTN 9 Bài 3 (Kết nối tri thức): Cơ năng
Với lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Bài 3: Cơ năng sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi và làm bài tập KHTN 9 Bài 3.
Giải KHTN 9 Bài 3: Cơ năng
Trong quá trình rơi, động năng và thế năng của đầu búa chuyển hóa qua lại lẫn nhau như thế nào?
Lời giải:
Trong quá trình rơi, vận tốc của vật tăng nên động năng của vật tăng, độ cao của vật giảm nên thế năng của vật giảm.
I. Cơ năng
Lời giải:
Ví dụ: Con lắc đơn đang dao động quanh vị trí cân bằng
Trong quá trình dao động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên thì vận tốc của con lắc giảm nên động năng giảm, độ cao của vật tăng nên thế năng tăng
Lời giải:
Thế năng của vật ở độ cao 4 m là:
Ta có:
Cơ năng của vật không thay đổi mà toàn bộ thế năng của vật được chuyển hóa thành động năng nên ta có:
II. Sự chuyển hóa năng lượng
Hoạt động trang 19 KHTN 9: Thí nghiệm về sự chuyển hóa động năng – thế năng
Chuẩn bị: Con lắc đơn (gồm vật năng, sợi dây không dãn) được treo vào giá thí nghiệm.
- So sánh độ cao điểm B với độ cao điểm A.
- Quan sát vật nặng chuyển động qua lại điểm O sau một khoảng thời gian
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Có nhận xét gì về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của vật nặng?
2. Vì sao sau một khoảng thời gian chuyển động, độ cao của vật nặng giảm dần?
Lời giải:
1. Nhận xét: Khi động năng của con lắc đơn tăng thì thế năng của nó giảm và ngược lại
2. Sau một khoảng thời gian chuyển động, độ cao của vật nặng giảm dần vì lực cản của không khí
- Ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ đạo (1).
- Ném vật theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động theo quỹ đạo (2).
Lời giải:
- Khi ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ đạo (1) thì động năng của vật tăng, thế năng của vật giảm trong toàn bộ quá trình
- Khi ném vật theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động theo quỹ đạo (2) thì ban đầu động năng của vật giảm, thế năng của vật tăng. Đến độ cao cực đại thì vật bắt đầu rơi xuống, động năng của vật tăng, thế năng của vật giảm
a) Mô tả sự chuyển hóa năng lượng từ khi thả quả nặng đến khi quả nặng chạm sàn xe.
b) Cho độ cao ban đầu của quả nặng so với sàn xe là 8 cm, khối lượng của quả nặng là m1 = 20 g, khối lượng của xe là m2 = 50 g. Tính tốc độ của xe ngay khi quả nặng chạm sàn xe, nếu coi toàn bộ thế năng của quả nặng chuyển hóa thành động năng.
c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b. Hãy giải thích tại sao.
Lời giải:
a) Từ khi thả quả nặng đến khi chạm sàn thì động năng của vật tăng và thế năng của vật giảm
b) Thế năng của vật ở độ cao 8 cm là:
Ta có:
Cơ năng của vật không thay đổi mà toàn bộ thế năng của vật được chuyển hóa thành động năng nên ta có:
c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b vì trong thực tế có sự trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài.
Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Xem thêm các chương trình khác: