Giải KHTN 9 trang 19 Kết nối tri thức

Câu hỏi trang 19 KHTN 9: Một vật có khối lượng m = 1,5 kg được thả rơi từ độ cao h = 4 m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng ở mặt đất, tính tốc độ của vật ngay trước khi chạm đất. Biết toàn bộ thế năng của vật chuyển hóa thành động năng của vật

Lời giải:

Thế năng của vật ở độ cao 4 m là: $W_t=Ph=1,\mathrm{5.10.4}=60J$

Ta có: $W_C=W_d+W_t=0+60=60J$

Cơ năng của vật không thay đổi mà toàn bộ thế năng của vật được chuyển hóa thành động năng nên ta có:

$\begin{array}{l}{W}_d=60J\\ \Rightarrow \frac{1}{2}m{v}^2=60\Rightarrow v=\sqrt{\frac{60.2}{1,5}}=4\sqrt{5}m/s\end{array}$

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.

Tiến hành:

- Kéo vật nặng đến vị trí A ở độ cao h rồi thả nhẹ, vật nặng chuyển động đến vị trí thấp nhất O rồi tiếp tục đi lên, rồi dừng lại tại điểm B (Hình 3.2), rồi sau đó chuyển động ngược lại.

- 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

Câu hỏi trang 19 KHTN 9: Nếu bỏ qua lực cản của không khí, hãy mô tả sự chuyển hóa động năng và thế năng của các vật được ném với cùng tốc độ ban đầu (Hình 3.3) trong hai trường hợp:

- 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