So sánh động năng và thế năng lý 8 năm 2024

- Cơ năng của một vật có được khi vật ở một độ cao so với mặt đất (hoặc một vị trí khác được chọn làm mốc) gọi là thế năng trọng trường.

Ví dụ: Quyển sách đặt trên bàn:

+ Nếu chọn mặt bàn làm mốc thì thế năng trọng trường của quyển sách bằng không vì quyển sách không có độ cao so với mặt bàn.

+ Nếu chọn mặt đất làm mốc thì quyển sách có thế năng trọng trường vì quyển sách ở một độ cao h so với mặt đất.

2. Đặc điểm

- Vật có khối lượng càng lớn và ở vị trí càng cao so với mặt đất thì thế năng trọng trường của vật càng lớn và ngược lại.

2. Thế năng đàn hồi

1. Khái niệm

Cơ năng của vật có được khi vật bị biến dạng đàn hồi gọi là thế năng đàn hồi.

Ví dụ: Khi kéo dây cung, ta đã cung cấp cho cung một thế năng đàn hồi. Khi buông tay, dây cung thực hiện công làm cho mũi tên bay vút ra xa.

2. Đặc điểm

Khi vật biến dạng đàn hồi, độ biến dạng đàn hồi của vật càng lớn thì thế năng đàn hồi của vật cũng càng lớn và ngược lại.

III. Động năng

1. Khái niệm

Cơ năng mà vật có được do chuyển động gọi là động năng.

Ví dụ: Chiếc ô tô đang chạy ngoài đường với tốc độ 50 km/h so với cây bên đường, vì vậy chiếc ô tô có động năng.

2. Đặc điểm

Vật có khối lượng càng lớn và tốc độ càng nhanh thì động năng càng lớn và ngược lại.

Chú ý:

Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng. Một vật có thể vừa có động năng vừa có thế năng. Cơ năng của vật lúc đó bằng tổng động năng và thế năng của nó.

Ví dụ: Chú chim Red (trong bộ phim Những chú chim nổi giận) đang bay trên không trung, vừa có động năng vì có tốc độ v vừa có thế năng trọng trường vì có độ cao h so với mặt đất.

IV. Kiến thức nâng cao

Thế năng (trọng trường): Wt = Ph = 10.m.h (m là khối lượng của vật (kg), h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm mốc(m)).

Động năng: đ (v là tốc độ của vật (m/s)).

V. Phương pháp giải các dạng bài tập thường gặp

1. Nhận biết các dạng cơ năng

Khi vật ở độ cao h so với vật được chọn làm mốc (thường là mặt đất): Vật có thế năng hấp dẫn.

Khi vật bị biến dạng đàn hồi: Vật có thế năng đàn hồi.

Khi vật đang chuyển động so với vật mốc: Vật có động năng.

2. So sánh thế năng, động năng của các vật

Thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng của vật và độ cao của vật so với vật được chọn làm mốc tính độ cao: vật có khối lượng càng lớn, độ cao càng lớn thì có thế năng hấp dẫn càng lớn và ngược lại.

Thế năng đàn hồi phụ thuộc vào độ biến dạng đàn hồi của vật: vật có độ biến dạng càng lớn thì có thế năng đàn hồi càng lớn và ngược lại.

Động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của vật đối với vật chọn làm mốc: vật có khối lượng càng lớn, tốc độ càng lớn thì có động năng càng lớn và ngược lại.

Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì có cơ năng (thế năng, động năng) càng lớn và ngược lại.

Bài tập luyện tập cơ năng của trường Nguyễn Khuyến

Câu 1: Hãy cho biết các trường hợp dưới đây tồn tại những dạng cơ năng nào?

1. Xe tải đang chạy trên đường.

2. Máy bay đang bay trên bầu trời.

3. Lò xo bị ép đặt ngay trên mặt đất.

4. Nước được ngăn trên đập cao.

5. Đồng hồ vừa được lên dây cót.

6. Quả bóng được ném lên cao.

7. Con chim đang đậu trên cành cây.

ĐÁP ÁN

1. Động năng.

2. Vừa có thế năng trọng trường vừa có động năng.

3. Thế năng đàn hồi.

4. Thế năng trọng trường.

5. Thế năng đàn hồi.

6. Vừa có thế năng trọng trường vừa có động năng.

7. Thế năng trọng trường.

Câu 2: Một mũi tên được bắn đi từ cái cung là nhờ năng lượng của cánh cung hay mũi tên? Năng lượng đó thuộc dạng nào của cơ năng?

ĐÁP ÁN

Một mũi tên được bắn đi từ cái cung là nhờ năng lượng của cánh cung. Năng lượng đó thuộc dạng thế năng đàn hồi.

Câu 3: Hai vật đang rơi có khối lượng như nhau. Hỏi thế năng và động năng của chúng ở cùng một độ cao có như nhau không? Vì sao?

ĐÁP ÁN

Vì khối lượng hai vật bằng nhau nên thế năng của hai vật bằng nhau nhưng chưa biết tốc độ của hai vật nên chưa thể so sánh động năng của hai vật được.

Câu 4: So sánh thế năng, động năng và cơ năng của hai chiếc xe có cùng khối lượng, và đang chuyển động trên cùng một con đường. Biết xe thứ nhất có vận tốc là 80 km/h, xe thứ hai có vận tốc là 100 km/h.

ĐÁP ÁN

Thế năng của hai xe bằng 0 nhưng m1 = m2 và v2 > v1 nên động năng và cơ năng của xe hai lớn hơn động năng và cơ năng của xe một.

Giải bài 17.a, 17.b, 17.c phần bài tập bổ sung – Trang 80, 81 VBT Vật lí 8.

Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

2. Bài tập bổ sung

17.a

Hòn bi A được thả cho lăn từ trên cao theo một máng nghiêng xuống dưới (H.17.1). Trong quá trình lăn từ trên xuống, thế năng và động năng của viên bi thay đổi như thế nào? Nếu bỏ qua ma sát thì người ta nói, trong quá trình lăn đó cơ năng của hòn bi được bảo toàn. Điều đó có nghĩa là thế nào?

Phương pháp giải:

Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng: Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.

Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng cơ năng được bảo toàn.

Lời giải chi tiết:

Trong quá trình lăn từ trên xuống, thế năng của viên bi giảm dần và động năng của viên bi tăng dần. Khi chuyển động trên mặt nằm ngang thì động năng của viên bi không đổi nếu bỏ qua ma sát, thế năng của viên bi không đổi.

Nếu bỏ qua ma sát thì người ta nói, trong quá trình lăn đó cơ năng của hòn bi được bảo toàn. Điều đó có nghĩa là tổng động năng và thế năng của viên bi luôn không đổi.

Quảng cáo

17.b

Một người đi xe đạp thả cho xe đi từ đỉnh dốc xuống chân dốc. Đến chân dốc, xe đi thêm một quãng đường dài nữa rồi mới dừng lại. Hãy giải thích tại sao.

Phương pháp giải:

Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng: Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.

Lời giải chi tiết:

Chọn chân dốc là mốc thế năng.

Khi xe ở trên đỉnh dốc, xe ở một độ cao so với mốc, lúc đó xe có thế năng.

Khi người đó thả cho xe tự đi thì độ cao của xe so với mốc giảm dần( thế năng của xe giảm dần), đồng thời vận tốc của xe tăng dần ( động năng tăng dần)

Khi xe đi tới chân dốc, thế năng của nó bằng 0, thế năng chuyển thành động năng của xe.

Xe đi thêm một quãng đường dài nữa mới dừng lại do xuất hiện ma sát giữa xe và mặt đường, động năng của xe chuyển dần thành năng lượng khác và cơ năng ở đây không được bảo toàn, động năng của xe giảm dần, làm cho xe chạy chậm dần và khi cơ năng chuyển hóa hết thành dạng khác thì dừng lại.

17.c

Vật được bắn lên từ 1 độ cao h cách mặt đất theo phương thẳng đứng với vận tốc v0. Giả sử ma sát của không khí không đáng kể. Sau 1 thời gian vật rơi xuống đất. Khi chạm đất, vận tốc của vật có độ lớn

1. bằng độ lớn vận tốc lúc bắn.

2. lớn hơn độ lớn vận tốc lúc bắn.

3. nhỏ hơn vận tốc lúc bắn.

4. không thể so sánh với độ lớn vận tốc lúc bắn vì không đủ dữ kiện.

Phương pháp giải:

Sự chuyển hóa và bảo toàn cơ năng: Động năng có thể chuyển hóa thành thế năng, ngược lại thế năng có thể chuyển hóa thành động năng.

Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hóa lẫn nhau, nhưng co năng được bảo toàn.

Lời giải chi tiết:

Chọn B.

Chọn mốc thế năng tại mặt đất.

Vật được bắn lên ở độ cao h thì nó có cả động năng và thế năng ban đầu.

Khi chạm đất, thế năng bằng 0. Vì ma sát của không khí không đáng kể, cơ năng bảo toàn nên động năng của vật tại mặt đất bằng tổng động năng và thế năng lúc vật được bắn lên tức là động năng vật tại mặt đất lớn hơn động năng lúc bắn. Vậy khi chạm đất vật có vận tốc lớn hơn vận tốc lúc bắn.

Loigiaihay.com

• Câu 17.1, 17.2, 17.3 phần bài tập trong SBT – Trang 78, 79, 80 Vở bài tập Vật lí 8 Giải bài 17.1, 17.2, 17.3 phần bài tập trong SBT – Trang 78, 79, 80 VBT Vật lí 8.
• Mục III - Phần A - Trang 78 Vở bài tập Vật lí 8 Giải trang 78 VBT vật lí 8 Mục III - Vận dụng (Phần A - Học theo SGK) với lời giải chi tiết các câu hỏi và lý thuyết trong bài 17 Mục I, II - Phần A - Trang 77 Vở bài tập Vật lí 8

Giải trang 77 VBT vật lí 8 Mục I - Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng, Mục II - Bảo toàn cơ năng (Phần A - Học theo SGK) với lời giải chi tiết các câu hỏi và lý thuyết trong bài 17