Đáp án Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 23: Năng lượng. Công cơ học

BÀI 23 NĂNG LƯỢNG. CÔNG CƠ HỌC

I. Năng lượng

Câu 1: Khi đun nước bằng ấm điện thì có những quá trình truyền và chuyển hoá năng lượng nào xảy ra?

Trả lời:

Khi đun nước bằng ấm điện thì có những quá trình truyền và chuyển hoá năng lượng xảy ra: điện năng chuyển hoá thành nhiệt năng làm nóng và đun sôi nước.

Câu 2: Khi xoa hai bàn tay vào nhau cho nóng thì có những quá trình truyền và chuyển hoá năng lượng nào xảy ra?

Trả lời:

Khi xoa hai tay vào nhau cho nóng thì hóa năng từ thức ăn do cơ thể nạp vào truyền sang tay, có sự chuyển hóa năng lượng từ cơ năng của tay thành nhiệt năng làm ấm tay.

Ngoài ra có một phần chuyển hóa thành năng lượng âm thanh khi xoa tay vào nhau phát ra tiếng động.

Câu 3: Một quả bóng cao su được ném từ độ cao h xuống đát cứng và bị nảy lên. Sau mỗi lần nảy lên thì độ cao 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 sẽ xảy ra với quả bóng ngoài hiện tượng bị nảy lên và rơi xuống.

Trả lời:

Điều đó 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 làm cho các phần tử không khí chuyển động.

Hiện tượng khác: Quả bóng bị biến dạng mỗi khi rơi xuống chạm đất và trở lại hình dạng ban đầu mỗi khi nảy lên.

Câu 4: Có sự truyền và chuyển hoá năng lượng nào trong qúa trình bắn pháo hoa?

Trả lời:

Trong quá trình bắn pháo hoa thì hoá năng chuyển hoá năng lương từ hóa năng thành quang năng, nhiệt năng và năng lượng âm thanh.

Câu 5: Hãy thảo luận nhóm để tìm thêm ví dụ minh họa cho các quá trình chuyển hóa năng lượng sau đây:

1. a) Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
2. b) Nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng.
3. c) Quang năng chuyển hóa thành điện năng.
4. d) Quang năng chuyển hóa thành hóa năng.

Trả lời:

1. a) Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng: Nồi cơm điện dùng để nấu cơm
2. b) Nhiệt năng chuyển hóa thành điện năng: Nhà máy nhiệt điện
3. c) Quang năng chuyển hóa thành điện năng: Tấm pin mặt trời
4. d) Quang năng chuyển hóa thành hóa năng: Quá trình quang hợp ở cây

II. Công cơ học

1. Thực hiện công

Câu 1: Hãy trao đổi với bạn bè để chứng minh rằng trong các ví dụ mô tả ở Hình 23.3 có sự truyền năng lượng bằng cách thực hiện công.

Trả lời:

Hình 23.3a: Động cơ điện chuyển vật nặng từ dưới đất lên cao. Lực do động cơ điện tác dụng làm cho vật nặng chuyển động từ dưới đất lên trên cao tức là vật nặng đã thay đổi trạng thái chuyển động. Do đó, động cơ điện đã truyền năng lượng cho vật nặng bằng cách thực hiện công.

Hình 23.3b: Hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh bị đốt cháy đẩy cho pittông chuyển động từ trên xuống dưới. Pittông đã thay đổi trạng thái chuyển động. Do đó, hỗn hợp xăng và không khí trong xilanh đã truyền năng lượng cho pittông bằng cách thực hiện công.

Câu 2: Trả lời câu hỏi ở phần khỏi động: 

Các động tác nâng tạ từ 1 đến 4: 

Có những quá trình truyền và chuyển hóa năng lượng nào?

Động tác nào có thực hiện công, không thực hiện công?

Trả lời:

Trong các động tác nâng tạ đã có sự truyền năng lượng từ người sang quả tạ và chuyển hóa năng lượng từ hóa năng do con người nạp thức ăn thành động năng của quả tạ thành thế năng của quả tạ khi nâng lên cao.

Động tác ở hình 2 và hình 3 đang nâng tạ là thực hiện công, động tác đứng yên ở hình 1 và hình 4 là không thực hiện công.

Câu 3: Khi cho một miếng đồng tiếp xúc với ngọn lửa thì ngọn lửa truyền năng lượng cho miếng đồng làm nó nóng lên. Quá trình truyền năng lượng này có phải là thực hiện công hay không? Tại sao?

Trả lời:

Quá trình truyền năng lượng này không phải là thực hiện công. Vì ngọn lửa không tác dụng lực lên miếng đồng mà chỉ tiếp xúc với miếng đồng và không làm miếng đồng thay đổi trạng thái chuyển động.

2. Công thức tính công
3. Bài tập ví dụ

Câu 1: Trường hợp nào sau đây trọng lực tác dụng lên ô tô thực hiện công phát động, công cản và không thực hiện công?

1. Ô tô đang xuống dốc.
2. Ô tô đang lên dốc.
3. Ô tô chạy trên đường nằm ngang

Trả lời:

1. Ô tô đang xuống dốc. => công phát động
2. Ô tô đang lên dốc=>công cản
3. Ô tô chạy trên đường nằm ngang =>không sinh công

Câu 2: Một người kéo một thùng hàng khối lượng 80kg trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương nằm ngang góc  30 . Biết lực tác dụng lên dây là 150N. Tính công của lực đó khi hòm trượt đi được 29m.

Trả lời:

Công của lực đó khi hòm trượt đi được 29m là: A= F.s.cos α = 150. 29. cos 30 = 3 763 J

Phần em có thể

Câu 1:

Chế tạo được mô hình đơn giản minh họa định luật bảo toàn năng lượng.

Giải thích được nếu một vật chuyển động lên dốc, xuống dốc hoặc trên mặt phẳng ngang thì công của trọng lực đóng vai trò gì.

Trả lời:

Ví dụ: năng lượng của nhiên liệu xăng bị đốt cháy sẽ chuyển hóa thành năng lượng của động cơ giúp cho ô tô chuyển động được

Khi một vật chuyển động lên dốc, công của trọng lực là công cản. 

Khi một vật chuyển động xuống dốc, công của trọng lực là công phát động

Khi một vật chuyển động trên mặt phẳng ngang, trọng lực không thực hiện công. Vì trọng lực vuông góc với phương chuyển động.