Mở đầu trang 15 Bài 2 KHTN 9: Khi chơi xích đu, động năng của người chơi thay đổi như thế nào trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O

Lời giải:

Khi chơi xích đu, động năng của người chơi tăng trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O.

I. Giới thiệu một số dụng cụ và cách sử dụng

Hoạt động trang 15 KHTN 9: Quan sát Hình 2.2 và cho biết vật nào có động năng lớn nhất. Hãy lí giải câu trả lời của em.

Lời giải:

Máy bay đang chuyển động trên bầu trời có động năng lớn nhất vì động năng phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ. Máy bay có khối lượng và tốc độ lớn hơn hai vật còn lại.

Câu hỏi và bài tập (trang 16)

Câu hỏi 1 trang 16 KHTN 9: Động năng của một xe ô tô thay đổi như thế nào nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi?

Lời giải:

Động năng của xe ô tô sẽ tăng lên 4 lần nếu tốc độ của xe tăng gấp đôi vì động năng tỉ lệ với bình phương của vận tốc $W_d=\frac{1}{2}m{v}^2$

Câu hỏi 2 trang 16 KHTN 9: Tính động năng của quả bóng đá có khối lượng m = 0,45 kg, đang bay với tốc độ v = 10 m/s.

Lời giải:

Động năng của quả bóng là: $W_d=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}.0,{45.10}^2=22,5J$

Câu hỏi 3 trang 16 KHTN 9: Trả lời câu hỏi ở phần mở bài.

Lời giải:

Khi chơi xích đu, động năng của người chơi tăng trong khi chuyển động từ vị trí cao nhất A tới vị trí thấp nhất O vì vận tốc của xích đu tăng khi chuyển động từ A đến O.

II. Thế năng

Hoạt động trang 16 KHTN 9: Để dự trữ năng lượng, người ta xây dựng những đập nước ngăn các dòng chảy để tạo thành những hồ chứa nước. Lượng nước trong hồ chứa càng lớn thì năng lượng được tích trữ càng lớn. Hãy giải thích vì sao để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chưa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát càng thấp so với mực nước hồ chứa (Hình 2.3)

Lời giải:

Để khai thác được tối đa thế năng của nước trong hồ chưa, người ta thường bố trí sao cho vị trí đặt máy phát càng thấp so với mực nước hồ chứa vì thế năng trọng trường là năng lượng của một vật khi nó ở một độ cao nhất định so với một vật được chọn làm mốc nên khi đặt máy phát càng thấp so với mực nước hồ chứa thì thế năng càng lớn

Câu hỏi và bài tập (trang 17)

Câu hỏi 1 trang 17 KHTN 9: So sánh thế năng trọng trường của hai vật ở cùng một độ cao so với gốc thế năng, biết khối lượng của vật thứ nhất gấp 3 lần khối lượng của vật thứ hai?

Lời giải:

Thế năng trọng trường được xác định bởi công thức: Wt = P.h = m.g.h

Thế năng tỉ lệ thuận với khối lượng và độ cao của vật so với gốc thế năng vì thế nếu ở cùng độ cao nhưng khối lượng vật A gấp 3 lần khối lượng vật B thì thế năng trọng trường của vật A lớn hơn vật B 3 lần

Câu hỏi 2 trang 17 KHTN 9: Một công nhân vác một bao xi măng có trọng lượng 500N trên vai, đứng trên sân thượng tòa nhà cao 20m so với mặt đất. Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m. Tính thế năng trọng trường của bao xi măng trong hai trường hợp sau:

a) Chọn gốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà.

b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất

Lời giải:

a) Chọn mốc thế năng tại mặt sân thượng tòa nhà

Độ cao của bao xi măng so với mặt sân thượng là 1,4 m

Thế năng trọng trường của bao xi măng là: Wt = P.h = 500.1,4 = 700 J

b) Chọn gốc thế năng tại mặt đất

Độ cao của bao xi măng so với mặt đất là: h’ = 20 + 1,4 = 21,4 m

Thế năng trọng trường của bao xi măng là: Wt = P.h = 500.21,4 = 10 700 J

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 1. Nhận biết một số dụng cụ, hoá chất. Thuyết trình một vấn đề khoa học

Bài 2. Động năng. Thế năng

Bài 3. Cơ năng

Bài 4. Công và công suất

Bài 5. Khúc xạ ánh sáng

Bài 6. Phản xạ toàn phần

Lý thuyết KHTN 9 Bài 2: Động năng. Thế năng

I. Động năng

Động năng là năng lượng mà vật có được do chuyển động.

Động năng của vật phụ thuộc vào khối lượng và tốc độ của nó.

Công thức tính: $W_d=\frac{1}{2}m{v}^2$

Trong đó:

+ m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kg.

+ v là tốc độ của vật, đơn vị đo là m/s.

+ W_d là động năng của vật, đơn vị đo là jun (J).

II. Thế năng

Thế năng trọng trường (thế năng) là năng lượng của một vật khi nó ở một độ cao nhất định so với mặt đất hoặc so với một vị trí được chọn làm gốc để tính độ cao.

Công thức tính: W_t = P.h

Trong đó:

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

P = 10m, với m là khối lượng của vật, đơn vị đo là kilôgam (kg).

+ h là độ cao của vật so với vị trí chọn làm gốc, đơn vị đo là mét (m).

+ W_t là thế năng trọng trường của vật, đơn vị đo là jun (J).

Giá trị của thế năng phụ thuộc vào gốc chọn để tính độ cao (gốc thế năng). Người ta thường chọn mặt đất làm gốc để tính độ cao.

Mở rộng:

- Thế năng đàn hồi xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi.

- Thế năng tĩnh điện có được khi một điện tích đặt cạnh một điện tích khác, lực tương tác giữa các điện tích tạo ra thế năng của hệ điện tích.