Lý thuyết Định luật bảo toàn năng lượng (mới 2024 + Bài Tập) - Vật lí 9

Lý thuyết Vật lí 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

Bài giảng Vật lí 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

1. Sự chuyển hóa năng lượng trong các hiện tượng cơm nhiệt, điện

a. Biến đổi thế năng thành động năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng

- Trong các hiện tượng tự nhiên, thường có sự biến đổi giữa thế năng và động năng, cơ năng luôn giảm. Phần cơ năng hao hụt đi đã chuyển hóa thành nhiệt năng.

- Nếu cơ năng của vật tăng thêm là do vật ở bên ngoài hệ cung cấp, nếu hụt đi là đã truyền cho vật khác.

Ví dụ:

Thả viên bi trên máng trượt từ điểm A với độ cao h₁.

+ Khi bi lăn từ vị trí A đến vị trí B: Thế năng chuyển hóa thành động năng.

+ Khi bi lăn từ bị trí B đến vị trí C: Động năng chuyển hóa thành thế năng.

+ Thế năng của viên bi khi ở vị trí A lớn hơn thế năng của viên bi khi ở vị trí C, điều này có nghĩa là một phần năng lượng đã bị hao hụt (biến đổi thành nhiệt năng do ma sát với máng trượt)

⇒ Cơ năng biến đổi thành nhiệt năng.

b) Biến đổi cơ năng thành điện năng và ngược lại. Hao hụt cơ năng

- Trong động cơ điện phần lớn điện năng chuyển hóa thành cơ năng. Trong các máy phát điện, cơ năng có thể chuyển hóa thành điện năng.

- Phần năng lượng hữu ích thu được cuối cùng bao giờ cũng nhỏ hơn phần năng lượng ban đầu cung cấp cho máy.

- Phần năng lượng hao hụt đi đã biến đổi thành dạng năng lượng khác.

Ví dụ:

Máy phát điện và động cơ điện được nối với nhau bằng dây dẫn, hai quả nặng đều có cùng kích thước và khối lượng.

+ Nâng quả nặng bên trái đến độ cao h₁ sau đó thả ra ⇒ quả nặng chuyển động từ trên xuống dưới ⇒ máy phát điện hoạt động ⇒ tạo ra điện ⇒ động cơ điện quay ⇒ quả nặng bên phải đi lên đến độ cao h₂.

+ Khi quả nặng bên trái rơi xuống chỉ có một phần thế năng chuyển hóa thành điện năng còn một phần biến thành động năng của chính quả nặng.

+ Khi dòng điện làm quay động cơ điện kéo quả nặng bên phải lên thì chỉ có một phần điện năng chuyển hóa thành cơ năng, còn một phần thành nhiệt năng làm nóng dây dẫn.

2. Định luật bảo toàn năng lượng

Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác.

Ví dụ:

Hòn bi thép lăn từ trên máng nghiêng xuống.

+ Trong quá trình chuyển động trên máng nghiêng, thế năng của viên bi đã chuyển hóa dần thành động năng.

+ Khi hòn bi va chạm vào miếng gỗ, hòn bi đã truyền động năng cho miếng gỗ.

Trắc nghiệm Vật lí 9 Bài 60: Định luật bảo toàn năng lượng

Câu 1. Thả một quả bóng bàn rơi từ một độ cao nhất định, sau khi chạm đất quả bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu vì

A. quả bóng bị trái đất hút.

B. quả bóng đã thực hiện công.

C. thế năng của quả bóng đã chuyển thành động năng.

D. một phần cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích: Thả một quả bóng bàn rơi từ một độ cao nhất định, sau khi chạm đất quả bóng không nảy lên đến độ cao ban đầu vì một phần cơ năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

Câu 2. Một ô tô đang chạy thì đột ngột tắt máy, xe chạy thêm một đoạn rồi mới dừng hẳn là do

A. thế năng xe luôn giảm dần.

B. động năng xe luôn giảm dần.

C. động năng xe đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác do ma sát.

D. động năng xe đã chuyển hóa thành thế năng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích: Một ô tô đang chạy thì đột ngột tắt máy, xe chạy thêm một đoạn rồi mới dừng hẳn là do động năng xe đã chuyển hóa thành dạng năng lượng khác do ma sát.

Câu 3. Một quả bóng cao su đuợc ném từ độ cao h xuống nền đất cứng và bị nảy lên. Sau mỗi lân 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.

A. Có trái với định luật bảo toàn năng lượng, vì cơ năng đã bị biến mất.

B. Không trái với định luật bảo toàn năng lượng, vì một phần cơ năng của quả bóng đã biến thành nhiệt năng

C. Có trái với định luật bảo toàn năng lượng, vì tổng các dạng năng lượng lúc sau không bằng năng lượng ban dầu.

D. Cả A và C.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích: Không trái với định luật bảo toàn năng lượng, vì một phần cơ năng của quả bóng đã biến thành nhiệt năng khi quả bóng đập vào đất, một phần truyền cho không khí do ma sát biến thành nhiệt năng.

Câu 4. Nội dung nào sau đây thể hiện đầy đủ định luật bảo toàn năng lượng?

A. Năng lượng không tự sinh ra mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác.

B. Năng lượng không tự mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác.

C. Muốn thu được một dạng năng lượng này thì phải tiêu hao nhiều dạng năng lượng khác.

D. Cả A và B.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích: Năng lượng không tự sinh ra và mất đi mà chỉ biến đổi từ dạng này sang dạng khác.

Câu 5. Cho dòng điện chạy qua dây điện trở được nhúng vào trong một bình cách nhiệt đựng 10 lít nước (nhiệt dung riêng của nước là 4200 J/kg.K, bỏ qua sự mất mát nhiệt). Sau khi nước thu được nhiệt lượng là 3780kJ thì độ tăng nhiệt độ của nước là:

A. Δt = 11⁰ C.

B. Δt = 1,1⁰ C.

C. Δt = 90⁰ C.

D. Δt = 0,9⁰ C.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Nhiệt lượng mà nước nhận được làm cho nước nóng lên tính theo công thức:

Q = m.c.$\Delta t$

Độ tăng nhiệt độ của nước khi nhận được nhiệt lượng 3780 kJ = 3780 000 J là

$\Rightarrow \Delta t=\frac{Q}{m.c}=\frac{3780000}{10.4200}={90}^0$

Câu 6. Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại, điều gì luôn xảy ra với cơ năng?

A. Luôn được bảo toàn.

B. Luôn tăng thêm.

C. Luôn bị hao hụt.

D. Khi thì tăng, khi thì giảm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích: Trong các quá trình biến đổi từ động năng sang thế năng và ngược lại luôn cơ năng luôn bị hao hụt. Chỉ khi bỏ qua sự mất mát năng lượng thành các dạng năng lượng khác (nhiệt năng, nội năng…) thì cơ năng mới được bảo toàn.

Câu 7. Trường hợp nào dưới đây có sự chuyển hóa động năng thành thế năng và ngược lại?

A. Vật rơi từ trên cao xuống.

B. Vật lăn từ đỉnh dốc xuống.

C. Vật chuyển động trên mặt nằm ngang.

D. Vật được ném lên rồi rơi xuống.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

A – sai vì có sự chuyển hóa thế năng thành động năng.

B – sai vì có sự chuyển hóa thế năng thành động năng.

C sai vì vật có động năng chuyển hóa thành nhiệt năng.

Câu 8. Tạo cho quả bóng bàn một thế năng bằng cách đưa nó lên độ cao h rồi buông nhẹ, quả bóng bàn nảy trên sàn nhà và đạt độ cao h’ < h. Thế năng ban đầu cung cấp cho quả bóng bàn lớn hơn thế năng cuối cùng mà quả bóng bàn thu được. Sự hao hụt thế năng này là do đâu?

A. Do một phần động năng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng quả bóng bàn và mặt sàn.

B. Do thế năng có thể tự mất đi.

C. Do thế năng đã biến thành động năng.

D. Do thế năng là đại lượng không bảo toàn.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích: Tạo cho quả bóng bàn một thế năng bằng cách đưa nó lên độ cao h rồi buông nhẹ, quả bóng bàn nảy trên sàn nhà và đạt độ cao h’ < h. Thế năng ban đầu cung cấp cho quả bóng bàn lớn hơn thế năng cuối cùng mà quả bóng bàn thu được. Sự hao hụt là do một phần động năng đã chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng quả bóng bàn và mặt sàn.

Câu 9. Dạng năng lượng nào đã chuyển hóa thành điện năng trong một chiếc đồng hồ điện tử chạy pin?

A. Nhiệt năng.

B. Cơ năng.

C. Hóa năng.

D. Quang năng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích: Hóa năng dự trữ trong pin đã chuyển hóa thành điện năng trong một chiếc đồng hồ điện tử chạy pin.

Câu 10. Một vật rơi từ độ cao nào đó xuống đất. Trong khi rơi

A. thế năng của vật tăng còn động năng của vật giảm.

B. thế năng của vật giảm còn động năng của vật tăng.

C. thế năng và động năng của vật đều tăng.

D. thế năng và động năng của vật đều giảm.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích: Một vật rơi từ độ cao nào đó xuống đất. Trong khi rơi thế năng của vật giảm còn động năng của vật tăng.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Vật lí lớp 9 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 56: Các tác dụng của ánh sáng

Lý thuyết Tổng kết chương 3: Quang Học

Lý thuyết Bài 59: Năng lượng và sự chuyển hoá năng lượng

Lý thuyết Bài 61: Sản xuất điện năng - nhiệt điện và thuỷ điện

Lý thuyết Bài 62: Điện gió - Điện mặt trời - Điện hạt nhân