Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Bài 26: Thế năng

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Câu C1 trang 137 SGK Vật lý 10

 Chứng tỏ rằng trọng trường đề mọi vật (nếu không chịu tác dụng của một lực nào khác) sẽ chuyển động với cùng một gia tốc g , gọi là gia tốc trọng trường.

Hướng dẫn giải

Trong trọng trường đều, tại mọi điểm, 1 vật luôn chịu tác dụng của vector trọng lực P là như nhau (cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn).

Áp dụng định luật II Niu-tơn:

\(\overrightarrow a  = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m} = \dfrac{{\overrightarrow P }}{m} = \dfrac{{m.\overrightarrow g }}{m} = \overrightarrow g \)

Câu C2 trang 138 SGK Vật lý 10

Tìm hai ví dụ chứng tỏ rằng một vật có khối lượng m khi đưa lên vị trí cách mặt đất độ cao z thì lúc rơi xuống có thể sinh công.

Hướng dẫn giải

Ví dụ 1: Búa máy từ độ cao z, khi rơi xuống có thể đóng cọc ngập sâu vào lòng đất- sinh công.

Ví dụ 2: Dòng nước từ độ cao z đổ xuống làm quay tuabin của máy phát điện- nhà máy thủy điện.

Câu C3 trang 138 SGK Vật lý 10

Nếu chọn mốc thế năng tại vị trí O (độ cao = 0, Hình 26.2) thì tại điểm nào

- Thế năng = 0?

- Thế năng > 0?

- Thế năng < 0 ?

Hướng dẫn giải

- Tại mốc thế năng O, thế năng bằng 0: Wt(O) = 0

- Tại A thế năng dương: Wt(A) > 0

- Tại B thế năng âm: Wt(B) < 0

Từ đó suy ra:

- Từ mốc thế năng lên cao, thế năng dương.

- Từ mốc thế năng xuống dưới, thế năng âm.

Câu C4 trang 139 SGK Vật lý 10

Chứng minh rằng, hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường không phụ thuộc việc chọn gốc thế năng.

Hướng dẫn giải

+ Thế năng tại M: Wt(M) = mgzM

+ Thế năng tại N: Wt(N) = mgzN

=>Thế năng tại M và tại N phụ thuộc mốc chọn thế năng.

+ Hiệu thế năng tại M và N là:

Wt(M) - Wt(N) = mgzM - mgz

= mg(zM - zN) = mg (Δz)

Như vậy: Hiệu thế năng chỉ phụ thuộc vị trí điểm đầu (M), điểm cuối (N) tức vào độ cao từ N đến M (theo phương thẳng đứng) mà không phụ thuộc gốc thế năng chọn ở đâu

Câu C5 trang 139 SGK Vật lý 10

Chứng minh rằng khi một vật chuyển động từ M đến N trong trọng trường theo những đường khác nhau thì công của trọng lực theo các đường ấy là như nhau.

Hướng dẫn giải

Xét tam giác vuông MHN có: MN.cosα = MH

Đặt MN = S => S.cosα = MH

=> công của trọng lực làm vật di chuyển trong trọng trường từ độ cao zM đến độ cao zN là:

A = P.S.cosα = P(zM - zN)

=> Công A chỉ phụ thuộc hiệu (zM - zN) mà không phụ thuộc dạng đường đi từ M đến N (hình vẽ sgk)

Bài 1 (SGK trang 141)

Nêu định nghĩa và ý nghĩa của thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi. 

Hướng dẫn giải

- Thế năng trọng trường (hay còn gọi là thế năng hấp dẫn) của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa trái đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường.

- Thế năng đàn hồi : là dạng năng lượng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

- Ý nghĩa thế năng trọng trường: khi một vật ở vị trí có độ cao z so với mặt đất thì vật có khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này dự trữ bên trong vật dưới dạng gọi là thế năng.

- Tương tự, một lò xo có độ cứng k khi nén hoặc dãn một lượng Δl thì lực đàn hồi của ló xo khả năng sinh công, nghĩa là vật mang năng lượng, năng lượng này gọi là thế năng đàn hồi.

Bài 2 (SGK trang 141)

Khi một vật từ độ cao z, với cùng vận tốc đầu, bay xuống đất theo những con đường khác nhau thì 

A. Độ lớn vận tốc chạm đất bằng nhau.

B. Thời gian rơi bằng nhau.

C. Công của trọng lực bằng nhau.

D. Gia tốc rơi bằng nhau.

Hãy chọn câu sai.

 

Hướng dẫn giải

Chọn B

Bài 3 (SGK trang 141)

Một vật khối lượng 1,0kg có thế năng 1,0J đối với mặt đất. Lấy g = 9,8m/s2. Khi đó, vật ở độ cao bằng bao nhiêu?

A. 0,102m.

B. 1,0m.

C. 9,8m.

D. 32 m.

Hướng dẫn giải

Chọn A

Bài 4 (SGK trang 141)

Một vật khối lượng m gắn vào đầu một lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu kia của lò xo cố định. Khi lò xo bị nén lại một đoạn ∆l (∆l < 0) thì thế năng đàn hồi bằng bao nhiêu?

A. \(+\dfrac{1}{2}\)k(∆l)2.

B. \(\dfrac{1}{2}\)k(∆l).

C. \(-\dfrac{1}{2}\)k(∆l).

D. \(-\dfrac{1}{2}\)k(∆l)2.    

Hướng dẫn giải

Chọn A

Bài 5 (SGK trang 141)

Trong hình 26.5, hai vật cùng khối lượng nằm ở hai vị trí M và N sao cho MN nằm ngang. So sánh thế năng tại M và N.

Hướng dẫn giải

vì đoạn MN nằm ngang nên đối với cùng mốc thế năng, thế năng của vật tại M và tại N là như nhau,

Bài 6 (SGK trang 141)

Lò xo có độ cứng k = 200Nm, một đầu cố định đầu kia gắn với vật nhỏ. Khi bị lo xo nén 2cm thì thế năng đàn hồi của hệ bằng bao nhiêu? Thế năng này có phụ thuộc khối của vật không?

Hướng dẫn giải

– Thế năng đàn hồi của lò xo:

4

– Thế năng không phụ thuộc vào khối lượng vật.

Có thể bạn quan tâm


Có thể bạn quan tâm