Sự Chuyển Hóa Và Bảo Toàn Cơ Năng, Định Luật Bảo Toàn Cơ Năng Và ...

Vậy sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng diễn ra như thế nào? Định luật bảo toàn cơ năng được phát biểu ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua nội dung bài viết này.

I. Sự chuyển hóa của các dạng cơ năng

1. Thí nghiệm 1: Quả bóng rơi

• Quan sát quả bóng rơi để thấy được sự thay đổi độ cao và vận tốc

• Nhận xét:

- Khi quả bóng rơi, thế năng chuyển hoá thành động năng

- Khi quả bóng nảy lên, động năng chuyển hoá thành thế năng

• Kết luận:

- Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng giảm dần, vận tốc của quả bóng tăng dần. Thế năng của quả bóng giảm dần, còn động năng của nó tăng dần.

- Trong thời gian quả bóng nảy lên, độ cao của quả bóng tăng dần, vận tốc của nó giảm dần. Như vậy thế năng của quả bóng tăng dần, động năng của nó giảm dần.

2. Thí nghiệm 1: Con lắc dao động

• Quan sát chuyển động của con lắc:

• Kết luận:

- Trong chuyển động của con lắc đã có sự chuyển hóa liên tục các dạng cơ năng: Thế năng chuyển hoá thành động năng và động năng chuyển hoá thành thế năng.

- Khi con lắc ở vị trí thấp nhất (vị trí cân bằng), thế năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành động năng; khi con lắc ở vị trí cao nhất, động năng đã chuyển hoá hoàn toàn thành thế năng.

II. Định luật bảo toàn cơ năng

- Trong quá trình cơ học, động năng và thế năng có thể chuyển hoá lẫn nhau, nhưng cơ năng thì không đổi. Người ta nói cơ năng được bảo toàn.

III. Bài tập về định luật bảo toàn cơ năng

* Câu C1 trang 59 SGK Vật Lý 8: Độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi như thế nào trong thời gian quả bóng rơi? Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của câu trả lời sau:

Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng ...(1)... dần, vận tốc của quả bóng ...(2)... dần.

° Lời giải câu C1 trang 59 SGK Vật Lý 8:

- Trong thời gian quả bóng rơi, độ cao của quả bóng giảm dần, vận tốc của quả bóng tăng dần.

* Câu C2 trang 59 SGK Vật Lý 8: Thế năng và động năng của quả bóng thay đổi như thế nào? Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của câu trả lời sau:

Thế năng của quả bóng ....(1)... dần, còn động năng của nó ...(2)...

° Lời giải câu C2 trang 59 SGK Vật Lý 8:

- Thế năng của quả bóng giảm dần, còn động năng của nó tăng dần.

* Câu C3 trang 59 SGK Vật Lý 8: Khi quả bóng chạm măt đất, nó nảy lên. Trong thời gian nảy lên, độ cao và vận tốc của quả bóng thay đổi thế nào? Thế năng và động năng của nó thay đổi thế nào?

Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của câu trả lời sau:

Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng ...(1)... dần. Vận tốc của nó ...(2)... dần, như vậy thế năng của quả bóng ...(3)... dần, động năng của nó ...(4)... dần.

° Lời giải câu C3 trang 59 SGK Vật Lý 8:

- Trong thời gian nảy lên, độ cao của quả bóng tăng dần. Vận tốc của nó giảm dần, như vậy thế năng của quả bóng tăng dần, động năng của nó giảm dần.

* Câu C4 trang 59 SGK Vật Lý 8: Ở những vị trí nào (A hay B) quả bóng có thế năng, động năng lớn nhất; có thế năng, động năng nhỏ nhất?

Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của các câu trả lời sau:

Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí ...(1)... và có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí ...(2)...

Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí ...(3)... và động năng nhỏ nhất khi ở vị trí ...(4)...

° Lời giải câu C4 trang 59 SGK Vật Lý 8:

- Quả bóng có thế năng lớn nhất khi ở vị trí A, và có thế năng nhỏ nhất khi ở vị trí B.

- Quả bóng có động năng lớn nhất khi ở vị trí B, và có động năng nhỏ nhất khi ở vị trí A.

* Câu C5 trang 60 SGK Vật Lý 8: Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng tới vị trí A rồi thả tay ra. Quan sát chuyển động của con lắc (H.17.2). Con lắc có độ cao lớn nhất ở A và C, thấp nhất ở vị trí cân bằng B. Ta thấy vị trí cân bằng B làm mốc để tính các độ cao.

Vận tốc của con lắc tăng hay giảm khi:

a) Con lắc đi từ A về B?

b) Con lắc đi từ B lên C?

° Lời giải câu C5 trang 60 SGK Vật Lý 8:

a) Con lắc đi từ A về B: vận tốc tăng dần.

b) Con lắc đi từ B lên C: vận tốc giảm dần.

* Câu C6 trang 60 SGK Vật Lý 8: Có sự chuyển hóa từ dạng cơ năng nào sang dạng cơ năng nào khi:

a) Con lắc đi từ A xuống B?

b) Con lắc đi từ B lên C?

° Lời giải câu C6 trang 60 SGK Vật Lý 8:

a) Con lắc đi từ A xuống B: Thế năng chuyến hóa thành động năng.

b) Con lắc đi từ B lên C: Động năng chuyển hóa thành thế năng.

* Câu C7 trang 60 SGK Vật Lý 8: Ở những vị trí nào con lắc có thế năng lớn nhất, có động năng lớn nhất?

° Lời giải câu C7 trang 60 SGK Vật Lý 8:

- Ở vị trí A và C: thế năng lớn nhất.

- Ở vị trí B: động năng lớn nhất.

* Câu C8 trang 60 SGK Vật Lý 8: Ở những vị trí nào con lắc có động năng nhỏ nhất, có thế năng nhỏ nhất? Các giá trị nhỏ nhất này bằng bao nhiêu?

° Lời giải câu C8 trang 60 SGK Vật Lý 8:

- Ở vị trí A và C: động năng nhỏ nhất.

- Ở vị trí B: thế năng nhỏ nhất.

- Các giá trị nhỏ nhất đều bằng 0.

* Câu C9 trang 61 SGK Vật Lý 8: Hãy chỉ ra sự chuyển hóa từ dạng cơ năng này sang dạng cơ năng khác trong các trường hợp sau:

a) Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung.

b) Nước từ trên đập cao chảy xuống.

c) Ném một vật lên cao theo phương thẳng đứng.

° Lời giải câu C9 trang 61 SGK Vật Lý 8:

a) Mũi tên được bắn đi từ chiếc cung: Thế năng của cánh cung chuyển hóa thành động năng của mũi tên.

b) Nước từ trên đập cao chảy xuống: Thế năng chuyển hóa thành động năng.

c) Ném một vật lên cao theo phương thẳng đứng: Động năng chuyển hóa thành thế năng.