Vật Lý 10 Bài 26: Thế Năng - Hoc247

YOMEDIA NONE Trang chủ Vật Lý 10 Chương 4: Các Định Luật Bảo Toàn Vật lý 10 Bài 26: Thế năng ADMICRO Lý thuyết10 Trắc nghiệm25 BT SGK 166 FAQ

Ở bài học trước chúng ta đã nghiên cứu về Động năng- là dạng năng lượng mà vật có được do chuyển động. Trong bài học mới này, chúng ta sẽ nghiên cứu về một dạng năng lượng khác , đó là dạng năng lượng tồn tại khi một vật đang ở một độ cao nào đó .

Dạng năng lượng này có đặc điểm gì khác so với động năng ? Nó phụ thuộc vào yếu tố nào? Biểu thức tính ra sao?

Để trả lời cho những câu hỏi trên, mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 26: Thế năng. Chúc các em học tốt !

ATNETWORK YOMEDIA

1. Video bài giảng

2. Tóm tắt lý thuyết

2.1. Thế năng trọng trường

2.2. Thế năng đàn hồi

3. Bài tập minh hoạ

4. Luyện tập bài 26 Vật lý 10

4.1. Trắc nghiệm

4.2. Bài tập SGK & Nâng cao

5. Hỏi đáp Bài 26 Chương 4 Vật lý 10

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Thế năng trọng trường

2.1.1. Trọng trường

• Xung quanh Trái Đất tồn tại một trọng trường. Biểu hiện của trọng trường là sự xuất hiện trọng lực tác dụng lên vật khối lượng m đặt tại một vị trí bất kì trong khoảng không gian có trọng trường.

• Trong một khoảng không gian không rộng nếu gia tốc trọng trường \(\overrightarrow g \) tại mọi điểm có phương song song, cùng chiều, cùng độ lớn thì ta nói trong khoảng không gian đó trọng trường là đều.

• Công thức trọng lực: \(\vec P = m\vec g\)

m: khối lượng của vật.

\(\vec g\): gia tốc trọng trường

2.1.2. 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 thế năng của trọng trường

• Công của trọng lực : \(A = P.z = mgz\)

• Theo định nghĩa: \({W_t} = A = mgz\)

• 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:

\({W_t} = mgz\)

• Chú ý: Khi tính thế năng ta phải chọn mốc thế năng để tính độ cao z, ta chọn chiều dương hướng lên.

2.1.3. Liên hệ giữa độ 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 có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại M và tại N.

• Hệ quả : Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường : Khi vật giảm độ cao, thế năng của vật giảm thì trọng lực sinh công dương. Ngược lại khi vật tăng độ cao, thế năng của vật tăng thì trọng lực sinh công âm

2.2. Thế năng đàn hồi

2.2.1. Công của lực đàn hồi

• Khi một vật bị biến dạng thì nó có thể sinh công. Lúc đó vật có một dạng năng lượng gọi là thế năng đàn hồi.

• Xét một lò xo độ cứng k, có chiều dài \({l_o}\) một đầu gắn vào đầu gắn vào một vật có khối lượng m đầu kia gắn cố định.

• Khi chiều dài vật \(l = {l_o} + \Delta l\), lực đàn hồi tác dụng vào vật

\(\left| {\mathop F\limits^ \to } \right| = - k\left| {\mathop {\Delta l}\limits^ \to } \right|\)

• Chọn chiều dương là chiều tăng chiều dài:

\(\mathop F\limits^ \to = - k\mathop {\Delta l}\limits^ \to \)

• Công của lực đàn hồi đưa vật về vị trí lò xo không biến dạng:

\(A = \frac{1}{2}K{\left( {\Delta l} \right)^2}\)

2.2.2. Thế năng đàn hồi

• Thế năng đàn hồi là dạng năng lượng của một vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

• Thế năng đàn hồi của một lò xo có độ cứng k ở trọng thái có biến dạng \(\Delta l\) là :

\({W_t} = \frac{1}{2}k{\left( {\Delta l} \right)^2}\)

• Lưu ý: Trong thế năng đàn hồi, ta cũng phải chọn mốc thế năng (khi không giãn) là vị trí mà từ đó ta tính được độ biến dạng của vật.

Bài tập minh họa

Bài 1:

Một vật có khối lượng 1 kg đang ở cách mặt đất một khoảng H=20 m. Ở chân đường thẳng đứng đi qua vật có một cái hố sâu h=5 m. Cho \(g = 10{\rm{ }}m/{s^2}\). a) Tính thế năng của vật khi chọn gốc thế năng là đáy hố. b) Cho vật rơi không vận tốc ban đầu, tìm vận tốc của vật khi chạm đáy hố. Bỏ qua sức cản của không khí. c) Với gốc thế năng là mặt đất thì thế năng của vật khi nằm ở đáy hố bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Với gốc thế năng là đáy hố:

\(z = H{\rm{ }} + {\rm{ }}h = 25{\rm{ }}m,\)

\({W_t} = mgz = 250{\rm{ }}J.\) b) Theo định luật bảo toàn cơ năng: \(mg{z_1} + {\rm{ }}0,5m{v_1}^2 = mg{z_2} + {\rm{ }}0,5m{v_2}^2\)

• Vì \({v_1} = 0{\rm{ }};{\rm{ }}{z_1} = z{\rm{ }};{\rm{ }}{z_2} = 0\) nên \(mgz = 0,5m{v_2}^2\)

\( \Rightarrow {\rm{ }}{v_2} = \sqrt {2gz} = 22,4{\rm{ }}m/s.\) c) Với gốc thế năng ở mặt đất:

\(z = - {\rm{ }}h = - {\rm{ }}5{\rm{ }}m;\)

\({W_t} = mgz = - 50{\rm{ }}J.\)

Bài 2:

Từ độ cao 180 m, người ta thả rơi một vật nặng không vận tốc ban đầu. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy \(g = 10{\rm{ }}m/{s^2}\) . Xác định: a) Độ cao mà ở đó thế năng bằng động năng và tính vận tốc của vật ở độ cao đó. b) Vận tốc của vật lúc chạm đất.

Hướng dẫn giải

• Chọn gốc thế năng ở mặt đất.

a) Vị trí mà thế năng bằng động năng: \(mg{z_1} = mg{z_2} + {\rm{ }}0,5m{v_2}^2 = 2mg{z_2}\)

\( \Rightarrow {z_2} = \frac{{{z_1}}}{2} = 90{\rm{ }}m\) \(mg{z_2} = 0,5m{v_2}^2\)

\( \Rightarrow {v_2} = {\rm{ }}42,4{\rm{ }}m/s.\) b) Vận tốc của vật lúc chạm đất: \(mg{z_1} = 0,5m{v_3}^2\)

\( \Rightarrow {v_3} = 60{\rm{ }}m/s.\)

Bài 3:

Một vật nhỏ có khối lượng m=160 g gắn vào đầu của một lò xo đàn hồi có độ cứng k=100 N/m, khối lượng không đáng kể; đầu kia của của lò xo được giữ cố định. Tất cả nằm trên một mặt ngang không ma sát. Vật được đưa về vị trí mà tại đó lò xo dãn 5 cm. Sau đó vật được thả nhẹ nhàng. Dưới tác dụng của lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động. Xác định vận tốc của vật khi: a) Vật về tới vị trí lò xo không biến dạng. b) Vật về tới vị trí lò xo dãn 3 cm.

Hướng dẫn giải:

• Chọn mốc thế năng và gốc tọa độ tại vị trí lò xo không biến dạng, chiều dương của trục tọa độ trùng chiều lò xo dãn.

a) Tại vị trí lò xo không biến dạng: \(0,5k{x_o}^2 = 0,5m{v_o}^2\)

\( \Rightarrow |{v_0}| = \sqrt {\frac{k}{m}} {\rm{ }}|{x_0}| = 1,25m/s = 125cm/s.\) b) Tại vị trí lò xo dãn 3 cm: \( \Rightarrow v = \sqrt {\frac{k}{m}\left( {x_o^2 - {x^2}} \right)} = 1{\rm{ }}m/s\)

Xem Video giải BT Bài 26 trang 141 SGK Vật lý 10 tại: https://www.youtube.com/watch?v=Wzdjj-7M5AM&t=950s

3. Luyện tập Bài 26 Vật lý 10

Qua bài giảng Thế năng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được định nghĩa trọng trường, trọng trường đều.

• Viết được biểu thức trọng lực của một vật: \(\vec P\, = \,m\vec g\), trong đó \(\vec g\) là gia tốc của một vật chuyển động tự do trong trọng trường đều.

• Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng trọng trường (hay thế năng hấp dẫn). Định nghĩa được khái niệm mốc thế năng.

• Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của thế năng đàn hồi.

3.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 26 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.

• Câu 1:

  Một vật nhỏ có khối lượng m=160 g gắn vào đầu của một lò xo đàn hồi có độ cứng k=100 N/m, khối lượng không đáng kể; đầu kia của của lò xo được giữ cố định. Tất cả nằm trên một mặt ngang không ma sát. Vật được đưa về vị trí mà tại đó lò xo dãn 5 cm. Sau đó vật được thả nhẹ nhàng. Dưới tác dụng của lực đàn hồi, vật bắt đầu chuyển động. Xác định vận tốc của vật khi vật về tới vị trí lò xo không biến dạng.

  • A. \(200cm/s.\)
  • B. \(100cm/s.\)
  • C. \(150cm/s.\)
  • D. \(125cm/s.\)

• Câu 2:

  Lò xo có độ cứng k = 200 Nm, một đầu cố định đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi bị lo xo nén 2 cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu?

  • A. \(4.10^{-3} J.\)
  • B. \(5.10^{-2} J.\)
  • C. \(4.10^{-2} J.\)
  • D. \(3.10^{-2} J.\)

• Câu 3:

  Một vật khối lượng 1,0 kg có thế năng 1,0 J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8 m/s2. Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu?

  • A. 0,102 m.
  • B. 9,8m
  • C. 32m
  • D. 10,11m

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 26 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 2 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 3 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 4 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 5 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 6 trang 141 SGK Vật lý 10

Bài tập 1 trang 167 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 2 trang 167 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 3 trang 167 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 4 trang 168 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 5 trang 168 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 1 trang 171 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 2 trang 171 SGK Vật lý 10 nâng cao

Bài tập 26-27.1 trang 61 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.2 trang 61 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.3 trang 61 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.4 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.5 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.6 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.7 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.8 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.9 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.10 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.11 trang 62 SBT Vật lý 10

Bài tập 26-27.12 trang 62 SBT Vật lý 10

4. Hỏi đáp Bài 26 Chương 4 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247

NONE

Bài học cùng chương

Vật lý 10 Bài 23: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lý 10 Bài 24: Công và công suất Vật lý 10 Bài 25: Động năng Vật lý 10 Bài 27: Cơ năng ADSENSE ADMICRO Bộ đề thi nổi bật UREKA AANETWORK

XEM NHANH CHƯƠNG TRÌNH LỚP 10

Toán 10

Toán 10 Kết Nối Tri Thức

Toán 10 Chân Trời Sáng Tạo

Toán 10 Cánh Diều

Giải bài tập Toán 10 Kết Nối Tri Thức

Giải bài tập Toán 10 CTST

Giải bài tập Toán 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Toán 10

Ngữ văn 10

Ngữ Văn 10 Kết Nối Tri Thức

Ngữ Văn 10 Chân Trời Sáng Tạo

Ngữ Văn 10 Cánh Diều

Soạn Văn 10 Kết Nối Tri Thức

Soạn Văn 10 Chân Trời Sáng tạo

Soạn Văn 10 Cánh Diều

Văn mẫu 10

Tiếng Anh 10

Giải Tiếng Anh 10 Kết Nối Tri Thức

Giải Tiếng Anh 10 CTST

Giải Tiếng Anh 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Tiếng Anh 10 KNTT

Trắc nghiệm Tiếng Anh 10 CTST

Trắc nghiệm Tiếng Anh 10 CD

Giải Sách bài tập Tiếng Anh 10

Vật lý 10

Vật lý 10 Kết Nối Tri Thức

Vật lý 10 Chân Trời Sáng Tạo

Vật lý 10 Cánh Diều

Giải bài tập Lý 10 Kết Nối Tri Thức

Giải bài tập Lý 10 CTST

Giải bài tập Lý 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Vật Lý 10

Hoá học 10

Hóa học 10 Kết Nối Tri Thức

Hóa học 10 Chân Trời Sáng Tạo

Hóa học 10 Cánh Diều

Giải bài tập Hóa 10 Kết Nối Tri Thức

Giải bài tập Hóa 10 CTST

Giải bài tập Hóa 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Hóa 10

Sinh học 10

Sinh học 10 Kết Nối Tri Thức

Sinh học 10 Chân Trời Sáng Tạo

Sinh học 10 Cánh Diều

Giải bài tập Sinh 10 Kết Nối Tri Thức

Giải bài tập Sinh 10 CTST

Giải bài tập Sinh 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Sinh học 10

Lịch sử 10

Lịch Sử 10 Kết Nối Tri Thức

Lịch Sử 10 Chân Trời Sáng Tạo

Lịch Sử 10 Cánh Diều

Giải bài tập Lịch Sử 10 KNTT

Giải bài tập Lịch Sử 10 CTST

Giải bài tập Lịch Sử 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Lịch sử 10

Địa lý 10

Địa Lý 10 Kết Nối Tri Thức

Địa Lý 10 Chân Trời Sáng Tạo

Địa Lý 10 Cánh Diều

Giải bài tập Địa Lý 10 KNTT

Giải bài tập Địa Lý 10 CTST

Giải bài tập Địa Lý 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Địa lý 10

GDKT & PL 10

GDKT & PL 10 Kết Nối Tri Thức

GDKT & PL 10 Chân Trời Sáng Tạo

GDKT & PL 10 Cánh Diều

Giải bài tập GDKT & PL 10 KNTT

Giải bài tập GDKT & PL 10 CTST

Giải bài tập GDKT & PL 10 CD

Trắc nghiệm GDKT & PL 10

Công nghệ 10

Công nghệ 10 Kết Nối Tri Thức

Công nghệ 10 Chân Trời Sáng Tạo

Công nghệ 10 Cánh Diều

Giải bài tập Công nghệ 10 KNTT

Giải bài tập Công nghệ 10 CTST

Giải bài tập Công nghệ 10 CD

Trắc nghiệm Công nghệ 10

Tin học 10

Tin học 10 Kết Nối Tri Thức

Tin học 10 Chân Trời Sáng Tạo

Tin học 10 Cánh Diều

Giải bài tập Tin học 10 KNTT

Giải bài tập Tin học 10 CTST

Giải bài tập Tin học 10 Cánh Diều

Trắc nghiệm Tin học 10

Cộng đồng

Hỏi đáp lớp 10

Tư liệu lớp 10

Xem nhiều nhất tuần

Đề thi giữa HK1 lớp 10

Đề thi giữa HK2 lớp 10

Đề thi HK1 lớp 10

Đề thi HK2 lớp 10

Video bồi dưỡng HSG môn Toán

Toán 10 Kết nối tri thức Bài 1: Mệnh đề

Toán 10 Cánh Diều Bài tập cuối chương 1

Toán 10 Chân trời sáng tạo Bài 2: Tập hợp

Soạn bài Thần Trụ Trời - Ngữ văn 10 CTST

Soạn bài Ra-ma buộc tội - Ngữ văn 10 Tập 1 Cánh Diều

Soạn bài Chữ người tử tù - Nguyễn Tuân - Ngữ văn 10 KNTT

Văn mẫu về Chữ người tử tù

Văn mẫu về Tây Tiến

Văn mẫu về Cảm xúc mùa thu (Thu hứng)

Văn mẫu về Bình Ngô đại cáo

YOMEDIA YOMEDIA ×

Thông báo

Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.

Bỏ qua Đăng nhập ×

Thông báo

Bạn vui lòng đăng nhập trước khi sử dụng chức năng này.

Đồng ý ATNETWORK ON QC Bỏ qua >>