The năng của một vật trên Trái Đất không phụ thuộc vào
|
I. THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG Show 1. Trọng trường Xung quanh trái đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường. 2. Thế năng trọng trường a) Định nghĩa: Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. b) Biểu thức: Khi một vật khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của Trái Đất) thì thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng công thức Wt = mgz. 3. Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực. Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trong trường tại M và N. AMN = Wt (M) - Wt (N) Hệ quả: Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường: + Khi vật giảm tốc độ, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương. + Khi vật càng cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm. II. THẾ NĂNG ĐÀN HỒI Khi một vật biến dạng thì nó có thể sinh công. Lúc đó vật có một dạng năng lượng gọi là thế năng đàn hồi. Như vậy thế năng đàn hôi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. Công thức thế năng đàn hồi của một lò xo ở trạng thái có biến dạng ∆l là: \(W_t=\dfrac{1}{2}.k(∆l)^2\) Sơ đồ tư duy về thế năng
Đề bài Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng a) trọng trường, b) đàn hồi.
Video hướng dẫn giải Lời giải chi tiết - Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. - Ý nghĩa của thế năng trọng trường là: khi 1 vật chuyển động trong trọng trường thì công trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng của vật trong trọng trường. - Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. - Ý nghĩa của thế năng đàn hồi: đặc trưng cho khả năng sinh công khi vật bị biến dạng. Loigiaihay.com Table of ContentsXung quanh trái đất tồn tại một trọng trường. Trọng trường là môi trường xung quanh Trái đất mà trong đó có xuất hiện trọng lực (lực thế) tác dụng lên mọi vật đặt trong đó. Lực thế là lực mà tạo ra công chỉ phụ thuộc vào điểm đầu và điểm cuối, không phụ thuộc vào hình dáng đường đi của lực. Thế năng là năng lượng được sinh ra do lực thế. Biểu hiện trọng trường là sự xuất hiện của trọng lực tác dụng lên một vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường. Công thức thế năng trọng trườngThế năng trọng trường là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và một vật; phụ thuộc vào vị trí của vật đó trong trọng trường. Xem mặt đất là mốc thế năng thì mọi vật ở cao hơn so với mặt đất thì đều có khả năng sinh công, tức là đều mang theo năng lượng. Năng lượng này gọi là thế năng hấp dẫn . Thế năng hấp dẫn của một vật là dạng lực tương tác giữa Trái Đất và vật,gọi là trọng lực Trọng lượng chính là độ lớn của trọng lực, nó chỉ phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường qua biểu thức: = = m.g.h Trong đó: : thế năng của vật trong trọng trường (J). m là khối lượng vật (kg). g là vec tơ gia tốc trọng trường (). h là độ cao của vật (m) (khi một vật có khối lượng m đặt ở vị trí có độ cao h so với mặt đất, xem mặt đất là mốc có thế năng bằng 0). Liên hệ giữa biến thiên thế năng và công của trọng lực.Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí A đến vị trí B thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trong trường tại A và B. = (tại A) - (tại B). Khi vật rơi bởi lực hấp dẫn thì sự giảm thế năng chuyển thành công giúp vật rơi tự do. Khi vật được ném lên từ mốc thế năng thì lực ném chuyển thành công cản trở chống lại trọng lực cho đến khi triệt tiêu và trọng lực lại giúp vật rơi tự do. Công thức tính thế năng đàn hồiThế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi. Công thức tính thế năng đàn hồi của lò xo: : thế năng đàn hồi (J). k: độ cứng của lò xo (N/m). : vị trí lò xo lúc đầu (m). vị trí lò xo lúc sau(m). Ví dụ 1: Một lò xò bị nén 5 cm, độ cứng lò xo k = 100N/m, thế năng đàn hồi của lò xo là? Đổi 5cm = 0,05m. Theo công thức ta có: . Ví dụ 2. Cho một lò xo nằm ngang ở trạng thái ban đầu không bị biến dạng. Khi tác dụng một lực F = 3 N vào lò xo theo phương của lò xo, ta thấy nó dãn ra được 2 cm. Tìm độ cứng lò xo và xác định giá trị thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn ra được 2 cm. Giải: Độ cứng của lò xo : Thế năng đàn hồi của lò xo khi nó dãn ra được 2 cm: Qua bài viết trên chắc bạn cũng đã hiểu phần nào về khái niệm thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi, hay trang bị thêm cho mình nhiều kiến thức về toán hóa qua những bài viết sau của chúng tôi.
Hàng ngày, ta thường nghe nói đến từ “năng lượng”, ví dụ như nhà máy thủy điện đã biến năng lượng của dòng nước thành năng lượng điện, con người muốn hoạt động phải có năng lượng,…
Vậy năng lượng là gì, nó tồn tại dưới dạng nào? để giải thích câu hỏi này chúng ta cùng tìm hiểu về Cơ năng là gì? Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi là gì? Động năng là gì và phụ thuộc các yếu nào qua bài viết dưới đây. I. Cơ năng là gì? Bạn đang xem: Cơ năng là gì? Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi là gì? Bài tập vận dụng – Vật lý 8 bài 16 – Khi một vật có khả năng thực hiện công ta nói vật có cơ năng. – Vật có khả năng thực hiện công càng lớn thì cơ năng của vật càng lớn. Cơ năng được tính bằng đơn vị Jun (J). II. Thế năng 1. Thế năng trọng trường là gì? – Ở vị trí càng cao so với mặt đất thì công mà nó có khả năng thực hiện được càng lớn, nghĩa là thế năng của vật càng lớn. – Thế năng trọng trường là thế năng được xác định bởi vị trí của vật so với mặt đất. Khi vật nằm trên mặt đất thì thế năng trọng trường của vật bằng không. – Vật có khối lượng càng lớn thì có thế năng càng lớn. * Lưu ý: – Thế năng của vật phụ thuộc vào mốc tính độ cao (do ta có thể lấy một vị trí khác mặt đất để làm mốc tính độ cao) và khối lượng của vật. 2. Thế năng đàn hồi là gì? – Thế năng đàn hồi là thế năng phụ thuộc vào độ biến dạng đàn hồi. II. Động năng – Cơ năng của vật do chuyển động mà có gọi là có động năng. Vật có khối lượng càng lớn và chuyển động càng nhanh thì động năng càng lớn. – Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng. Cơ năng của một vật bằng tổng thế năng và động năng của vật đó. * Lưu ý: + Khi một vật có khả năng thực hiện công cơ học (chứ không cần vật đã thực hiện công cơ học) thì vật đó có cơ năng. – Ví dụ: Một vật nặng đang được giữ yên ở độ cao h so với mặt đất, nghĩa là nó không thực hiện công, nhưng nó có khả năng thực hiện công (giả sử khi được buông ra) nên có cơ năng. + Động năng của vật phụ thuộc vào các yếu tố: Vận tốc và khối lượng của vật. III. Bài tập về Cơ năng * Câu C1 trang 55 SGK Vật Lý 8: Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó (H.16.1b) thì nó có cơ năng không? Tại sao?  ° Lời giải câu C1 trang 55 SGK Vật Lý 8: – Có. Nếu đưa quả nặng lên một độ cao nào đó rồi buông nhẹ thì vật A sẽ chuyển động xuống phía dưới làm sợi dây căng ra. Lực căng dây làm vật B chuyển động, như vậy vật A đã thực hiện công nên nó có cơ năng. * Câu C2 trang 56 SGK Vật Lý 8: Có một lò xo được làm bằng thép uốn thành vòng tròn (H.16.2a). Lò xo bị nén lại nhờ buộc sợi dây, phía trên đặt một miếng gỗ (H.16.2b). Lúc này lò xo có cơ năng. Bằng cách nào để biết được lò xo có cơ năng?
° Lời giải câu C2 trang 56 SGK Vật Lý 8: – Để biết được lò xo có cơ năng ta chỉ cần cắt hoặc đốt cháy sợi dây và quan sát thấy lò xo bung ra và miếng gỗ ở trên lò xo bị hất lên cao, như vậy lò xo đã thực hiện công tức là nó có cơ năng. * Câu C3 trang 56 SGK Vật Lý 8: Cho quả cầu A bằng thép lăn từ vị trí 1 trên máng nghiêng xuống đập vào miếng gỗ B (H.16.3). Hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào?
° Lời giải câu C3 trang 56 SGK Vật Lý 8: – Quả cầu A lăn từ vị trí (1) trên máng nghiêng đập vào miếng gỗ B thì sẽ va chạm với miếng gỗ B và làm cho miếng gỗ B dịch chuyển. * Câu C4 trang 56 SGK Vật Lý 8: Chứng minh rằng quả cầu A đang chuyển động có khả năng thực hiện công. ° Lời giải câu C4 trang 56 SGK Vật Lý 8: – Quả cầu A đập vào miếng gỗ B làm miếng gỗ B chuyển động, như vậy quả cầu A có khả năng thực hiện công. * Câu C5 trang 56 SGK Vật Lý 8: Từ kết quả thí nghiệm trên hãy tìm từ thích hợp cho vào chỗ trống của câu kết luận sau: Một vật chuyển động có khả năng……tức là có cơ năng. ° Lời giải câu C5 trang 56 SGK Vật Lý 8: – Một vật chuyển động có khả năng sinh công tức là có cơ năng. * Câu C6 trang 57 SGK Vật Lý 8: Độ lớn vận tốc của quả cầu thay đổi thế nào so với thí nghiệm 1? So sánh công của quả cầu A thực hiện lúc này với lúc trước. Từ đó suy ra động năng của quả cầu A phụ thuộc thế nào vào vận tốc của nó? ° Lời giải câu C6 trang 57 SGK Vật Lý 8: – Độ lớn vận tốc của quả cầu tăng lên so với vận tốc của nó trong thí nghiệm 1. – Công của quả cầu A thực hiện lớn hơn so với trước. ⇒ Khi vận tốc tăng thì động năng tăng. Các thí nghiệm chính xác cho thấy động năng tăng tỉ lệ với bình phương vận tốc. * Câu C7 trang 57 SGK Vật Lý 8: Hiện tượng xảy ra có gì khác so với thí nghiệm 2? So sánh công thực hiện được của hai quả cầu A và A’. Từ đó suy ra động năng của quả cầu còn phụ thuộc như thế nào vào khối lượng của nó? ° Lời giải câu C7 trang 57 SGK Vật Lý 8: – Khi thay bằng quả cầu A’ có khối lượng lớn hơn thì miếng gỗ B bị đẩy ra xa hơn khi va chạm. – Công thực hiện của quả cầu A’ lớn hơn so với công do quả cầu A thực hiện. – Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng của vật. Vật có khối lượng càng lớn thì động năng của vật cũng càng lớn. ⇒ Động năng của vật tỷ lệ thuận với khối lượng của vật. * Câu C8 trang 57 SGK Vật Lý 8: Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc những yếu tố gì và phụ thuộc như thế nào? ° Lời giải câu C8 trang 57 SGK Vật Lý 8: – Các thí nghiệm trên cho thấy động năng phụ thuộc vào hai yếu tố: khối lượng của vật và vận tốc của vật: – Khi khối lượng của vật không đổi, nếu vận tốc tăng thì động năng cũng tăng (động năng tỉ lệ với bình phương vận tốc). – Khi vận tốc không đổi, động năng tỉ lệ thuận với khối lượng. * Câu C9 trang 57 SGK Vật Lý 8: Nêu ví dụ vật có cả động năng và thế năng. ° Lời giải câu C9 trang 57 SGK Vật Lý 8: – Một máy bay đang bay trên cao, máy bay có độ cao nên có thế năng, đồng thời nó có vận tốc nên cũng có động năng. * Câu C10 trang 57 SGK Vật Lý 8: Cơ năng của từng vật ở hình 16.4a, b, c thuộc dạng cơ năng nào? ° Lời giải câu C10 trang 57 SGK Vật Lý 8: – Chiếc cung đã giương: Thế năng đàn hồi. – Nước chảy từ trên cao xuống: Động năng và thế năng. – Nước bị ngăn trên đập cao: Thế năng hấp dẫn. Hy vọng với bài viết về Cơ năng là gì? Thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi là gì? Bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thăc mắc các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để THPT Sóc Trăngghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt. Đăng bởi: THPT Sóc Trăng Chuyên mục: Giáo Dục |
