Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức bài 3
VnDoc xin giới thiệu bài Khoa học tự nhiên 9 bài 3: Cơ năng có đáp án chi tiết cho từng câu hỏi chương trình sách mới. Thông qua đây các em học sinh đối chiếu với lời giải của mình, hoàn thành bài tập hiệu quả.
Bài: Cơ năng
Trong quá trình rơi, động năng và thế năng của đầu búa chuyển hóa qua lại lẫn nhau như thế nào?
Lời giải:
Trong quá trình rơi, vận tốc của vật tăng nên động năng của vật tăng, độ cao của vật giảm nên thế năng của vật giảm.
I. Cơ năng
Lời giải:
Ví dụ:
+ Máy bay đang bay trên bầu trời.
+ Quả cầu đá lông gà được đá từ mặt đất lên cao: chuyển hóa từ động năng thành thế năng (động năng giảm và thế năng tăng).
+ Nước chảy từ trên cao xuống: chuyển hóa từ thế năng thành động năng (động năng tăng và thế năng giảm).
Lời giải:
Thế năng của vật ở độ cao 4 m là: Wt = P.h = 1,5.10.4 = 60J
Ta có: WC = Wd + Wt = 0 + 60 = 60J
Cơ năng của vật không thay đổi mà toàn bộ thế năng của vật được chuyển hóa thành động năng nên ta có:
\(W_d=60J\ ⇒\frac{1}{2}mv^2=60⇒v=\sqrt{\frac{60.2}{1,5}}=4\sqrt{5}m/s\)
II. Sự chuyển hóa năng lượng
Hoạt động trang 19 KHTN 9: Thí nghiệm về sự chuyển hóa động năng – thế năng
Chuẩn bị: Con lắc đơn (gồm vật nặng, sợi dây không dãn) được treo vào giá thí nghiệm.
Tiến hành:
- Kéo vật nặng đến vị trí A ở độ cao h rồi thả nhẹ, vật nặng chuyển động đến vị trí thấp nhất O rồi tiếp tục đi lên, rồi dừng lại tại điểm B (Hình 3.2), rồi sau đó chuyển động ngược lại.
- So sánh độ cao điểm B với độ cao điểm A.
- Quan sát vật nặng chuyển động qua lại điểm O sau một khoảng thời gian
Trả lời các câu hỏi sau:
1. Có nhận xét gì về sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng của vật nặng?
2. Vì sao sau một khoảng thời gian chuyển động, độ cao của vật nặng giảm dần?
Lời giải:
1. Nhận xét: Khi động năng của con lắc đơn tăng thì thế năng của nó giảm và ngược lại
2. Sau một khoảng thời gian chuyển động, độ cao của vật nặng giảm dần vì lực cản của không khí
- Ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ đạo (1).
- Ném vật theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động theo quỹ đạo (2).
Lời giải:
- Khi ném theo phương ngang, vật chuyển động theo quỹ đạo (1) thì động năng của vật tăng, thế năng của vật giảm trong toàn bộ quá trình
- Khi ném vật theo hướng chếch lên trên, vật chuyển động theo quỹ đạo (2) thì ban đầu động năng của vật giảm, thế năng của vật tăng. Đến độ cao cực đại thì vật bắt đầu rơi xuống, động năng của vật tăng, thế năng của vật giảm
Khi thả quả nặng chuyển động từ trên xuống, sợi dây sẽ kéo trục bánh xe làm bánh xe lăn, xe sẽ chuyển động.
a) Mô tả sự chuyển hóa năng lượng từ khi thả quả nặng đến khi quả nặng chạm sàn xe.
b) Cho độ cao ban đầu của quả nặng so với sàn xe là 8 cm, khối lượng của quả nặng là m1 = 20 g, khối lượng của xe là m2 = 50 g. Tính tốc độ của xe ngay khi quả nặng chạm sàn xe, nếu coi toàn bộ thế năng của quả nặng chuyển hóa thành động năng.
c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b. Hãy giải thích tại sao.
Lời giải:
a) Từ khi thả quả nặng đến khi chạm sàn thì động năng của vật tăng và thế năng của vật giảm
b) Thế năng của vật ở độ cao 8 cm là: Wt = P.h = 20.10.0,08 = 16J
Ta có: WC = Wd + Wt = 0 + 16 = 16J
Cơ năng của vật không thay đổi mà toàn bộ thế năng của vật được chuyển hóa thành động năng nên ta có:
\(W_d=16J⇒\frac{1}{2}m_1v^2=16⇒v=\sqrt{\frac{16.2}{20}}=\frac{2\sqrt{10}}{5}m/s\)
c) Trong thực tế, giá trị tốc độ thu được của xe khi quả nặng chạm sàn xe sẽ nhỏ hơn giá trị tính toán ở câu b vì trong thực tế có sự trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài.
>>>> Bài tiếp theo: Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức bài 4
Trên đây là toàn bộ lời giải Giải sách giáo khoa Khoa học tự nhiên lớp 9 bài 3: Cơ năng sách Kết nối tri thức với cuộc sống. Các em học sinh tham khảo thêm Ngữ văn 9 Kết nối tri thức và Toán 9 Kết nối tri thức. VnDoc liên tục cập nhật lời giải cũng như đáp án sách mới của SGK cũng như SBT các môn cho các bạn cùng tham khảo.
