KHTN 9 Bài 2: Cơ năng Giải KHTN 9 Cánh diều trang 14, 15, 16, 17

Giải bài tập KHTN 9 Bài 2: Cơ năng giúp các em học sinh trả lời các câu hỏi trong SGK Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều trang 14, 15, 16, 17.

Giải Khoa học tự nhiên 9 Bài 2 được biên soạn bám sát theo chương trình SGK. Đồng thời, cũng giúp thầy cô tham khảo để soạn giáo án Bài 2 Chủ đề 1: Năng lượng cơ học - Phần 1: Năng lượng và sự biến đổi cho học sinh của mình. Vậy mời thầy cô và các em cùng theo dõi nội dung chi tiết trong bài viết dưới đây của Download.vn:

Giải Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài 2 - Câu hỏi thảo luận

Câu 1

Lấy ví dụ về các vật có động năng trong đời sống.

Lời giải:

Ví dụ 1: Một vận động viên maratong đang chạy đều. Vận động viên đã chuyển động thông qua hoạt động chạy, từ đó vận động viên mang động năng.

Ví dụ 2: Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Trái Đất đã chuyển động thông qua hoạt động quay, từ đó Trái Đất mang động năng.

Câu 2

Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Lời giải:

- Thế năng trọng trường của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào:

+ Lực hút Trái Đất (trọng lượng của vật)

+ Độ cao của vật (độ cao của vật so với vị trí O nào đó)

Câu 3

Ở gần mặt đất, trọng lượng của vật liên hệ với khối lượng của nó như thế nào?

Lời giải:

Ở gần mặt đất, trọng lượng của một vật liên quan trực tiếp đến khối lượng của nó. Trọng lượng được định nghĩa là lực tác động xuống mà Trái Đất tác động lên một vật.

Công thức trọng lượng P được biểu diễn bằng công thức:

P = m.10

Trong đó:

P là trọng lượng của vật, đơn vị đo là niuton (N).

m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kilôgam (kg).

Câu 4

Khi chuyển động từ vị trí B đến vị trí C, vì sao thế năng của bạn nhỏ tăng dần?

Lời giải:

Bạn nhỏ chơi xích đu chuyển động từ vị trí B tới vị trí cao hơn C, vì vậy độ cao của bạn ấy tăng dần nên thế năng tăng dần.

Giải Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài 2 - Luyện tập

Luyện tập 1

Tính động năng của xe máy có khối lượng 100 kg đang chuyển động với tốc độ 15 m/s.

Lời giải:

Động năng của xe máy là:

\(W_d=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}.100.15^2=11250J\)

Luyện tập 2

Trong hình 1.4, kiện hàng được người công nhân đưa lên cao 1,2 m so với mặt đất. Chọn mặt đất là gốc thế năng. Tính thế năng trọng trường của kiện hàng, biết rằng trọng lượng của kiện hàng là 45 N.

Lời giải:

- Thế năng trọng trường của kiện hàng là: W_t= Ph = 45.1,2 = 54J

Luyện tập 3

Tính cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B (hình 2.3) trong hai trường hợp:

a) Chọn mặt đất làm gốc thế năng. Biết rằng, động năng của bạn nhỏ tại B bằng 90 J và thế năng bằng 150 J.

b) Chọn điểm B làm gốc thế năng.

Lời giải:

a) Chọn mặt đất làm gốc thế năng => Wđ = 90 J, Wt = 150 J

- Cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B là: W = W_d+ W_t = 90 + 150 = 240 J

b) Chọn điểm B làm gốc thế năng => W_đ = 90 J, W_t = 0 J

- Cơ năng của bạn nhỏ ở vị trí B là: W = W_d + W_t= 90 + 0 = 90 J

Luyện tập 4

Phân tích sự chuyển hóa động năng và thế năng của bạn nhỏ khi chơi cầu trượt ở hình 2.4 trong hai trường hợp sau:

a) Bỏ qua ma sát của mặt cầu trượt và lực cản không khí.

b) Lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể.

Lời giải:

a) Bỏ qua ma sát của mặt cầu trượt và lực cản không khí.

- Ở đỉnh cầu trượt: Khi bạn nhỏ đứng ở đỉnh cầu trượt, bạn có thế năng cao nhất do độ cao so với mặt đất. Bạn nhỏ ở đỉnh cầu trượt, chưa chuyển động trượt xuống nên động năng là 0.

- Khi bắt đầu trượt xuống: Khi bạn nhỏ bắt đầu trượt xuống, độ cao giảm, do đó thế năng giảm theo, vì vậy động năng sẽ tăng theo.

- Khi đạt đến đáy cầu trượt: Khi bạn nhỏ đạt đến đáy cầu trượt, độ cao là thấp nhất, nên thế năng bằng 0. Toàn bộ thế năng đã chuyển hóa thành động năng, tức là lớn nhất.

Trong trường hợp này, không có mất mát năng lượng nào do bỏ qua ma sát mặt cầu trượt và lực cản không khí, nên năng lượng (thế năng + động năng) của bạn nhỏ được bảo toàn trong suốt quá trình chơi cầu trượt.

b) Lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể.

- Ở đỉnh cầu trượt: Khi bạn nhỏ đứng ở đỉnh cầu trượt, bạn có thế năng cao nhất do độ cao so với mặt đất. Bạn nhỏ ở đỉnh cầu trượt, chưa chuyển động trượt xuống nên động năng là 0.

- Khi bắt đầu trượt xuống: Khi bạn nhỏ bắt đầu trượt xuống, độ cao giảm, do đó thế năng giảm theo, vì vậy động năng sẽ tăng theo nhưng một phần của năng lượng này sẽ bị mất do lực ma sát.

- Khi đạt đến đáy cầu trượt: Khi bạn nhỏ đạt đến đáy cầu trượt, độ cao là thấp nhất, nên thế năng bằng 0. Toàn bộ thế năng đã chuyển hóa thành động năng nhưng một phần đã bị mất do lực ma sát.

Trong trường hợp này, lực ma sát giữa bạn nhỏ và cầu trượt có giá trị đáng kể nên làm giảm năng lượng của bạn nhỏ theo thời gian và làm cho năng lượng cuối cùng (động năng khi bạn nhỏ đạt đến đáy cầu trượt) ít hơn so với trường hợp không có lực ma sát. Vì vậy, tốc độ trượt của bạn nhỏ sẽ bị giảm.