Giải SGK Bài 17 Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng Chương 6 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Trong bài viết này HocThatGioi sẽ cùng bạn đi tìm đáp án và phương pháp tốt nhất giải quyết toàn bộ các câu hỏi và bài tập trong bài Động năng và thế năng và Định luật bảo toàn cơ năng. Các bài tập sau đây thuộc Bài 17 Chương 6 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo ở các trang 105,106,107,…,112. Hy vọng các bạn có thể hiểu được trọn vẹn bài học sau khi xem hết các phương pháp giải và lời giải cực chi tiết mà HocThatGioi trình bày ở dưới.
Giải SGK Câu hỏi mở đầu trang 105 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Quan sát hình vẽ và vận dụng kiến thức đã học
– Trong quá trình sản xuất điện năng từ dòng nước chảy trên cao xuống, có những dạng năng lượng cơ học xuất hiện là động năng, thế năng trọng trường.
– Động năng và thế năng chuyển hóa qua lại lần nhau.
– Trong điều kiện bỏ qua lực cản không khí thì cơ năng được bảo toàn.
Giải SGK Mục 1 trang 105,106 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở Mục 1 ở các trang 105, 106 trong Bài 17 Chương 6 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK Câu hỏi 1 trang 105
Quan sát hình vẽ
Điểm chung về dạng năng lượng trong các trường hợp trên là đều có động năng.
Động năng phụ thuộc vào yếu tố vận tốc và khối lượng của vật.
Giải SGK Câu hỏi 2 trang 105
Vận dụng kiến thức đã học
Ban đầu vật đứng yên nên v$_0$ = 0
Ta có:
$\begin{aligned} & F=m . a=m . \frac{v^2-v_0^2}{2 . s}=\frac{m . v^2}{2 . s} \\ & =>A=F . s=\frac{m . v^2}{2 . s} . s=\frac{1}{2} . m v^2\end{aligned}$
Giải SGK Câu hỏi 3 trang 106
a) Chọn hệ quy chiếu gắn với xe buýt.
b) Chọn hệ quy chiếu gắn với hàng cây bên đường.
a) Chọn hệ quy chiếu gắn với xe buýt.
Vận tốc của em gắn với hệ quy chiếu xe buýt bằng 0 nên W$_đ$ khi đó bằng 0.
b) Chọn hệ quy chiếu gắn với hàng cây bên đường.
Vận tốc của em gắn với hệ quy chiếu là hàng cây bên đường
$v = 50 km/h = \frac {125}{9} m/s$
Khi đó động năng có giá trị $W_đ =\frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2}.m.(\frac{125}{9})^2$ với m là khối lượng của em.
Giải SGK Luyện tập trang 106
– Tìm động năng của ô tô tại các thời điểm ứng với các giá trị tốc độ đã cho.
– Phần động năng mất đi của ô tô đã chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?
Biểu thức tính động năng: $W_đ =\frac{1}{2}mv^{2}$
– m = 1,5 tấn = 1500 kg.
* Khi $v = 80km/h = \frac{200}{9}m/s$
Động năng của xe là: $W_đ=\frac{1}{2} m v^2=\frac{1}{2} . 1500.\left(\frac{200}{9}\right)^2 \approx 3,7 . 10^5(J)$
* Khi $v = 50km/h = \frac{125}{9}m/s$
Động năng của xe là: $W_đ=\frac{1}{2} m v^2=\frac{1}{2} . 1500.\left(\frac{125}{9}\right)^2 \approx 1,45 . 10^5(J)$
* Khi $v = 0$ thì $W_đ = 0 (J)$.
– Phần động năng mất đi của ô tô đã chuyển hóa thành nhiệt năng.
Giải SGK Vận dụng trang 106
Trục phá thành phải có khối lượng đủ lớn để năng lượng (động năng) lớn thì mới có thể phá được cổng thành lớn được.
Giải SGK Mục 2 trang 107,108 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở Mục 2 ở các trang 107, 108 trong Bài 17 Chương 6 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK Câu hỏi 4 trang 107
Biểu thức công tính công: $A = F.d$
Trong đó:
+ $F$: lực tác dụng (N)
+ $d$: độ dịch chuyển (m).
Ta có độ dịch chuyển khi quyển sách đi theo hai con đường khác nhau là: $d = AD$.
Trọng lực trong suốt quá trình chuyển động không thay đổi, lực ma sát thay đổi
=> Công của trọng lực không đổi, công của lực ma sát thay đổi.
Giải SGK Câu hỏi 5 trang 107
Chọn gốc thế năng tại mặt đất (vị trí A), ném thẳng đứng vật lên cao đến độ cao h (vị trí B).
Công của trọng lực: $A = m.g.h$
Độ biến thiên thế năng: $Δ W_t = W_A – W_B = 0 – m.g.h = -m.g.h$
=> Độ biến thiên thế năng có độ lớn bằng công của trọng lực nhưng trái dấu.
Giải SGK Luyện tập trang 108
Thực hiện thí nghiệm và vận dụng kiến thức đã học
Vật thả càng cao thì bán kính của vết lõm càng lớn.
Vật thả càng cao thì công thực hiện của viên bi càng lớn, lực tiếp đất càng lớn, vì vậy sẽ tạo ra vết lõm có bán kính càng lớn.
Học sinh tự thực hiện thí nghiệm.
Giải SGK Mục 3 trang 109,110,111 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở Mục 3 ở các trang 109, 110,111 trong Bài 17 Chương 6 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK Câu hỏi 6 trang 109
Quan sát hình vẽ
– Hình 17.7a: Khi trượt từ trên đỉnh xuống, động năng của người chơi tăng trong khi đó thế năng giảm.
– Hình 17.7b: Khi bóng bay lên, động năng của bóng giảm trong khi đó thế năng của bóng tăng. Khi bóng rơi xuống, động năng của bóng tăng trong khí thế năng của bóng giảm.
Giải SGK Luyện tập trang 109
a) Người A chuẩn bị nhảy, người B đứng trên đòn bẩy.
b) Người A chạm vào đòn bẩy.
c) Người B ở vị trí cao nhất.
Quan sát hình và vận dụng kiến thức đã học
a) Người A có dạng năng lượng là thế năng, người B có động năng
b) Người A chạm vào đòn bẩy thì A có động năng
c) Người B ở vị trí cao nhất thì B có thể năng.
Giải SGK Vận dụng trang 109
Thả gàu xuống giếng để múc nước, ban đầu gàu có thế năng cực đại, động năng bằng 0; khi gàu xuống dưới mặt nước thì động năng cực đại, thế năng bằng 0.
Giải SGK Câu hỏi 7 trang 110
– Nếu xem lực cản của không khí không đáng kể thì trọng lực là lực duy nhất tác dụng lên quả bóng trong quá trình rơi.
– Khi thả quả bóng từ trên cao xuống mặt đất thì thế năng giảm dần và động năng tăng dần. Khi quả bóng bật ngược trở lại thì thế năng tăng dần và động năng giảm dần.
Giải SGK Luyện tập trang 111
Biểu thức tính động năng:$W_đ =\frac{1}{2} m . v^{2}$
Biểu thức tính thế năng: $W_{\mathrm{t}}=m. g. h$
Biểu thức tính cơ năng: $W=W_{\text {đ }}+W_{\mathrm{t}}$
– Khi con bọ chét nhảy lên đến độ cao cực đại thì thế năng cực đại, động năng bằng 0
$\Rightarrow W=W_d+W_t=0+m g h$
– Khi con bọ chét ở dưới mặt đất thì thế năng bằng 0, động năng cực đại
$\Rightarrow W=W_d+W_t=\frac{1}{2} m v^2+0$
Cơ năng được bảo toàn trong quá trình chuyển động nên từ (1) và (2) ta có:
$\frac{1}{2} m v^2=m g h \Rightarrow v=\sqrt{2 g h}=\sqrt{2.9,8.0,2} \approx 1,98(m / s)$
Giải SGK Vận dụng trang 111
Nước chảy càng cao thì vận tốc dòng chảy càng mạnh nên từ đó ta có thể đặt vị trí bồn nước ở trên tầng thượng của gia đình.
Giải SGK Bài tập trang 112 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
Dưới đây là các phương pháp giải và đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động, luyện tập và vận dụng ở Phần bài tập ở trang 112 trong Bài 17 Chương 6 SGK Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Các bạn có thể tham khảo ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK Bài 1 trang 112
– Tại vị trí 1 và 5, thế năng bằng nhau và cực đại
– Tại vị trí 2 và 4 động năng và thế năng đều bằng nhau
– Tại vị trí 3 động năng cực đại, thế năng bằng 0
=> Tất cả các vị trí, cơ năng không đổi.
Giải SGK Bài 2 trang 112
Động năng của vật ở chân dốc bằng thế năng ở đỉnh dốc
Thế năng ở đỉnh dốc: $W_t = m.g.h$
=> Động năng của vật tại chân dốc không phụ thuộc vào góc nghiêng.
Giải SGK Bài 3 trang 112
a) Tính cơ năng người này trước khi bước lên bậc thang đầu tiên.
b) Tính cơ năng người này ở bậc thang trên cùng.
c) Phần năng lượng thay đổi ở hai vị trí này được cung cấp từ đâu?
Biểu thức tính động năng:$W_đ =\frac{1}{2} m . v^{2}$
Biểu thức tính thế năng: $W_{\mathrm{t}}=m. g. h$
Biểu thức tính cơ năng: $W=W_{\text {đ }}+W_{\mathrm{t}}$
a) Trước khi bước lên bậc thang đầu tiên thì thế năng bằng 0
=> Cơ năng: $W=W_d=\frac{1}{2} m v^2=\frac{1}{2} . 55 . 1,5^2=61,875(J)$
b) Khi bước lên bậc thang trên cùng thì động năng bằng 0
=> Cơ năng: $W=W_t=m . g . h=55.10 .3,75=2062,5(J)$
c) Phần năng lượng thay đổi ở hai vị trí do thế năng tăng dần trong khi đó động năng không thay đổi.
Giải SGK Bài 4 trang 112
a) Tính công của trọng lực tác dụng lên hai bạn trong quá trình từ lúc bắt đầu nhảy đến thời điểm ngay trước khi chạm đệm nhún.
b) Tính tốc độ của cả hai bạn ngay trước khi chạm đệm nhún.
Công của trọng lực: $A = m.g.h$
Biểu thức tính động năng:$W_đ =\frac{1}{2} m . v^{2}$
Biểu thức tính thế năng: $W_{\mathrm{t}}=m. g. h$
Biểu thức tính cơ năng: $W=W_{\text {đ }}+W_{\mathrm{t}}$
a) Công của trọng lực đối với bạn nam là: $A_1 = m_1 .g.h = 16.10.0,7 = 112 (J)$
Công của trọng lực đối với bạn nữ là: $A_2 = m_2 .g.h = 13.10.0,7 = 91 (J)$.
b) Cơ năng trong cả quá trình chuyển động được bảo toàn:
Ta có: $W = A$
Khi cả hai bạn chạm đệm nhún thì thế năng bằng 0
=> $W = W_đ$
=> Vận tốc của bạn nam là: $v=\sqrt{\frac{2 W_d}{m}}=\sqrt{\frac{2.112}{16}} \approx 3,74(\mathrm{~m} / \mathrm{s})$
Vận tốc của bạn nữ là: $v=\sqrt{\frac{2 W_d}{m}}=\sqrt{\frac{2.91}{13}} \approx 3,74(\mathrm{~m} / \mathrm{s})$
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Bài viết trên đã giải quyết toàn bộ các câu hỏi và bài tập trong bài Động năng và thế năng ở Chương 6 Vật lí 10 Chân trời sáng tạo. Hy vọng bài viết sẽ giúp các bạn giải đáp được các thắc mắc của mình trong bài học này. Cảm ơn các bạn đã theo dõi, hẹn gặp lại vào các bài viết tiếp theo nhé.