Giải Khoa học tự nhiên 9 KNTT Bài 2. Động năng. Thế năng có đáp án
9 câu hỏi
Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O?
Khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O động năng của người chơi tăng dần (tại A động năng nhỏ nhất bằng 0, tại O động năng lớn nhất).
Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng lớn nhất. Hãy lí giải câu trả lời của em.
Động năng của máy bay ở hình 2.2 c là lớn nhất vì tốc độ máy bay chở khách của những chiếc máy bay thương mại là từ 890 km/h đến 945km/h lớn hơn tốc độ ô tô đang di chuyển trên đường cao tốc và lớn hơn tốc độ của quả bóng đang bay tới rổ.
Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?
Động năng của một xe ô tô tăng gấp 4 lần nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi.
Ta có: Động năng ban đầu: Wd=12m.v2
Động năng khi tốc độ xe tăng gấp đôi: Wd'=12m.2v2=12m.4v2=4Wd
Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10 m/s.
Động năng của quả bóng đá là: Wd=12m.v2=12.0,45.102=22,5J
Trả lời câu hỏi ở phần mở bài.
Tại vị trí A: tốc độ của người chơi bằng 0 nên động năng bằng 0.
Tại vị trí O: tốc độ của người chơi lớn hơn 0 nên động năng lớn hơn 0.
Vậy động năng của người chơi khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O là tăng dần.
Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng được tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chứa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3).
Nước trong hồ chứa ở càng cao thì thế năng càng lớn, khi dòng nước chảy xuống sẽ có sự chuyển hóa năng lượng từ thế năng sang động năng, động năng của dòng nước tăng dần khi xuống vị trí càng thấp. Vì vậy, khi đặt máy phát điện càng thấp so với mực nước hồ chứa sẽ thu được năng lượng dòng nước càng lớn, khi đó dòng nước sẽ tác dụng lực càng lớn lên tua – bin của máy phát điện làm tua – bin quay nhanh hơn, mạnh hơn, nhiều hơn giúp cho máy phát điện làm việc hiệu quả hơn.
So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai.
Thế năng trọng trường của vật thứ nhất là Wt1 = m1.g.h = 3.m2.g.h = 3Wt2
Thế năng trọng trường của vật thứ hai là Wt2 = m2.g.h
Vậy thế năng trọng trường của vật thứ nhất lớn gấp 3 lần thế năng trọng trường của vật thứ hai.
Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 500 N trên vai đứng trên sân thượng tòa nhà cao 20 m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:
a. Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà.
b. Chọn gốc thế năng tại mặt đất.
a. Thế năng trọng trường của bao xi măng khi chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà là Wt1 = P . h1 = 500 . 1,4 = 700 J
b. Thế năng trọng trường của bao xi măng khi chọn gốc thế năng tại mặt đất là
Wt2 = P . h2 = 500 . 21,4 = 10 700 J
Tính được động năng, thế năng của các vật và giải thích được nguyên lí tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng trọng trường trong nhà máy thủy điện.
- Động năng của các vật được tính theo công thức: Wd=12m.v2
- Thế năng của các vật được tính theo công thức: Wt=m.g.h
- Giải thích nguyên lí tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng trọng trường trong nhà máy thủy điện: Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ chứa nước. Nước trong hồ chứa càng nhiều và ở càng cao thì năng lượng được tích trữ càng lớn. Khi dòng nước chảy từ nơi tích trữ xuống có sự chuyển hóa từ thế năng sang động năng, năng lượng tích trữ càng lớn thì động năng của dòng nước càng lớn. Người ta thường, đặt máy phát điện ở vị trí thấp hơn nhiều so với mực nước hồ chứa để dòng nước có năng lượng lớn sẽ tác dụng lực lên tua – bin lớn làm máy phát điện hoạt động hiệu quả.
