Lý thuyết KHTN 9 Bài 2 (Cánh diều): Cơ năng

Lý thuyết KHTN 9 Bài 2: Cơ năng

I. Động năng

Năng lượng vật có được do chuyển động được gọi là động năng.

Động năng được xác định bằng biểu thức: $W_{đ}=\frac{1}{2}m{v}^2$

Trong đó:

+ m là khối lượng vật (kg).

+ v là tốc độ của vật (m/s).

+ W_đ là động năng của vật (J).

Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì khả năng sinh công càng lớn, động năng của vật càng lớn.

II. Thế năng trọng trường

- Năng lượng vật có được do một độ cao nào đó được gọi là thế năng trọng trường.

Thế năng trọng trường được xác định bằng biểu thức: W_t = P.h

Trong đó:

+ P là trọng lượng của vật (N).

+ h là độ cao của vật so với mốc thế năng (m).

+ W_t là thế năng trọng trường của vật (J).

- Nếu vật ở mốc thế năng thì thế năng trọng trường của vật bằng không. Thế năng trọng trường có thể gọi tắt là thế năng.

- Vật ở càng cao thì thế năng của vật càng lớn, vật có năng lượng lớn.

III. Cơ năng

- Khi vật chuyển động ở một độ cao nào đó, vật vừa có động năng, vừa có thế năng.

- Ở mỗi vị trí, tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng, kí hiệu là W.

W = W_d + W_t

Động năng của vật có thể chuyển hóa thành thế năng và ngược lại. Nếu bỏ qua sự hao phí năng lượng trong quá trình chuyển động thì tổng động năng và thế năng của vật không đổi, tức là cơ năng của vật được bảo toàn.

Mở rộng: Thế năng đàn hồi xuất hiện khi vật bị biến dạng. Vật biến dạng càng nhiều thì có thế năng đàn hồi càng lớn.

Trắc nghiệm: Cơ năng

Phần I: Trắc nghiệm nhiều lựa chọn

Câu 1. Vật có cơ năng khi:

A. Vật có tính ì lớn

B. Vật có khối lượng lớn.

C. Vật có khả năng sinh công.

D. Vật có đứng yên.

Câu 2. Một viên bi lăn từ đỉnh mặt phẳng nghiêng như hình vẽ.

Ở tại vị trí nào viên bi có thế năng lớn nhất?

A. Tại A.

B. Tại B.

C. Tại C.

D. Tại A và C.

Câu 3. Động năng của một vật phụ thuộc vào yếu tố nào?

A. Khối lượng và tốc độ của vật.

B. Khối lượng và độ cao của vật.

C. Tốc độ và hình dạng của vật.

D. Độ cao và hình dạng của vật.

Câu 4. Nếu khối lượng của một vật tăng gấp đôi nhưng tốc độ giữ nguyên thì động năng của vật sẽ thay đổi như thế nào?

A. Tăng gấp đôi.

B. Không thay đổi.

C. Giảm đi một nửa.

D. Tăng gấp bốn.

Câu 5. Nếu tốc độ của một vật tăng lên gấp ba lần thì động năng của vật sẽ thay đổi như thế nào?

A. Tăng gấp ba lần.

B. Tăng gấp chín lần.

C. Không thay đổi.

D. Giảm đi một nửa.

Câu 6. Cơ năng của một vật được xác định bởi

A. tổng nhiệt năng và động năng.

B. tổng động năng và thế năng.

C. tổng thế năng và nhiệt năng.

D. tổng hoá năng và động năng.

Câu 7. Một vật được ném lên theo phương xiên góc với phương nằm ngang từ vị trí A, rơi xuống mặt đất tại vị trí D (Hình vẽ). Bỏ qua sức cản của không khí. Tại vị trí nào vật có thế năng lớn nhất?

A. Vị trí A.

B. Vị trí B.

C. Vị trí C.

D. Vị trí D.

Câu 8. Một vận động viên đẩy tạ ném quả tạ bay lên cao rồi rơi xuống như hình vẽ.

Khi quả tạ chuyển động

A. động năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.

B. thế năng chuyển dần thành động năng.

C. động năng chuyển dần thành thế năng.

D. thế năng tăng, đạt cực đại rồi giảm.

Câu 9. Đơn vị của cơ năng trong hệ SI là gì?

A. Niutơn (N).

B. Oát (W).

C. Jun (J).

D. Paxcan (Pa).

Câu 10. Một vật được ném lên cao theo phương thẳng đứng. Khi nào vật vừa có thế năng, vừa có động năng?

A. Cả khi vật đang đi lên và đang rơi xuống.

B. Chỉ khi vật đang đi lên.

C. Chỉ khi vật đang rơi xuống.

D. Chỉ khi vật lên tới điểm cao nhất.

Phần II: Trắc nghiệm đúng, sai

Câu 11. Động năng của một vật chuyển động.

Câu 12. Thế năng trọng trường là năng lượng của một vật khi nó ở một độ cao nhất định so với mặt đất.

Phần III: Trắc nghiệm trả lời ngắn

Câu 13. Một trung tâm bồi dưỡng kiến thức tổ chức một cuộc thi cho các học viên chạy. Có một học viên có trọng lượng 700 N chạy đều hết quãng đường 600 m trong 50 s. Hãy tính:

a) Khối lượng của học viên đó.

b) Tốc độ chạy của học viên đó.

c) Động năng của học viên đó khi chạy.

d) Động năng khi học viên đó không di chuyển.

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………

Câu 14.

a) Một vật có động năng là 20 J và khối lượng là 10 kg. Xác định tốc độ chuyển động của vật.

b) Một quả bóng có khối lượng 0,5 kg đang chuyển động với tốc độ 2 m/s. Xác định động năng của quả bóng.

c) Một vật có khối lượng 3 kg đang ở độ cao 4 m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng ở mặt đất, xác định thế năng trọng trường của vật.

d) Một xe tải có khối lượng 15 tấn đang chuyển động thẳng đều với tốc độ 72 km/h. Xác định động năng của xe tải.

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………

Câu 15. Một vật có khối lượng 50 kg. Tính thế năng của vật biết nó đang ở độ cao 20 m so với mặt đất nếu:

a) Chọn gốc thế năng ở mặt đất.

b) Chọn gốc thế năng ở trần nhà cao 10 m.

c) Chọn gốc thế năng ở đáy giếng sâu 10 m.

d) Chọn gốc thế năng ở độ cao 20 m so với mặt đất.

Đáp án:

a)…………………………………………………………………………………

b)…………………………………………………………………………………

c)…………………………………………………………………………………

d)…………………………………………………………………………………