Hoạt động trang 105 Vật Lí 10: Chế tạo mô hình minh họa định luật bảo toàn năng lượng

Dụng cụ: một viên bi, hai thanh kim loại nhẵn, hai giá đỡ có vít điều chỉnh độ cao.

Chế tạo: Dùng hai thanh kim loại uốn thành đường ray và gắn giá đỡ để tạo được mô hình như Hình 26.6.

Thí nghiệm:

- Thả viên bi từ điểm A trên đường ray.

- Viên bi có thể chuyển động tới điểm D không? Tại sao? Làm thí nghiệm kiểm tra.

Làm thí nghiệm để kiểm tra

Trả lời:

Nếu bỏ qua mọi ma sát, trong quá trình chuyển động của viên bi thì cơ năng được bảo toàn, viê bi có thể chuyển động tới điểm D

Nhưng thực tế vẫn có lực ma sát trong quá trình chuyển động của viên bi, vì vậy viên bi rất khó để lên được tới điểm D

Học sinh tự thực hiện thí nghiệm để kiểm chứng

Câu hỏi 1 trang 105 Vật Lí 10: Một vật được thả cho rơi tự do từ độ cao h = 10 m so với mặt đất. Bỏ qua mọi ma sát. Ở độ cao nào thì vật có động năng bằng thế năng?

Phương pháp giải:

+ Biểu thức tính động năng: $W_d=\frac{1}{2}m{v}^2$

+ Biểu thức tính thế năng: $W_t=mgh$

+ Biểu thức định luật bảo toàn cơ năng: $W=W_d+W_t$

Trả lời:

Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Gọi h1 là độ cao động năng bằng thế năng

Khi động năng bằng thế năng, ta có:

$\begin{array}{l}W=W_d+W_t=2W_t\\ \iff mgh=2mg{h}_1\iff h_1=\frac{h}{2}\\ \Rightarrow h_1=\frac{10}{2}=5(m)\end{array}$

Câu hỏi 2 trang 105 Vật Lí 10: Thả một vật có khối lượng m = 0,5 kg từ độ cao h1 = 0,8 m so với mặt đất. Xác định động năng và thế năng của vật ở độ cao h2 = 0,6 m. Lấy g = 9,8 m/s2 .

Phương pháp giải:

+ Biểu thức tính động năng: $W_d=\frac{1}{2}m{v}^2$

+ Biểu thức tính thế năng: $W_t=mgh$

+ Biểu thức định luật bảo toàn cơ năng: $W=W_d+W_t$

Trả lời:

Cơ năng của vật là: $W=mg{h}_1=0,5.9,8.0,8=3,92(J)$

Thế năng của vật ở độ cao h2 là: $W_t=mg{h}_2=0,\mathrm{5.9.8.0},6=2,94(J)$

Động năng của vật ở độ cao h2 là: $W_d=W-W_t=3,92-2,94=0,98(J)$

Xem thêm các bài giải Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Giải vật lí 10 trang 102 Tập 1

Giải vật lí 10 trang 103 Tập 1

Giải vật lí 10 trang 105 Tập 1