BÀI 2: CƠ NĂNG

Bài tập 2.1 (trang 6): 

Động năng của một ô tô thay đổi như thế nào khi tốc độ của nó tăng lên gấp đôi?

A. Động năng tăng gấp đôi.                       B. Động năng tăng gấp bốn lần.                 

C. Động năng giảm hai lần.                       D. Động năng không đổi.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: B.

Bài tập 2.2 (trang 6):

Một xe tải có khối lượng gấp đôi khối lượng ô tô đang chạy với tốc độ bằng một nửa tốc độ của ô tô. Động năng của xe tải bằng bao nhiêu lần động năng của ô tô.

A. Gấp bốn lần.                                   B. Gấp đôi.

C. Bằng nhau.                                      D. Bằng một nửa.

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: D.

Bài tập 2.3 (trang 6): 

Vật nào sau đây có động năng lớn nhất?

a) Một viên đạn có khối lượng 20 g đang bay với tốc độ 300 m/s.

b) Một khúc gỗ có khối lượng 10 kg đang trôi nổi trên sông với tốc độ 3,6 km/h.

c) Một vận động viên có khối lượng 65 kg đang đi xe đạp với tốc độ 18 km/h.

Bài giải chi tiết: 

Ta có:

Viên đạn có động năng lớn nhất.

Bài tập 2.4 (trang 6): 

Trường hợp nào trong hình sau đây, vật vừa có động năng tăng, vừa có thế năng tăng?

Bài giải chi tiết: 

Đáp án đúng: D.

Bài tập 2.5 (trang 7):

So sánh thế năng trọng trường của các vật sau:

- Vật A có khối lượng 2 kg được giữ yên ở độ cao 3 m so với mặt đất.

- Vật B có khối lượng 2 kg đang chuyển động đi lên với tốc độ 5m/s ở độ cao 3m so với mặt đất.

- Vật C có khối lượng 1 kg đang chuyển động đi lên với tốc độ 10 m/s ở độ cao 3 m so với mặt đất.

- Vật D có khối lượng 3 kg được giữ yên ở độ cao 2 m so với mặt đất.

Bài giải chi tiết: 

Vật A, B có cùng khối lượng, ở cùng một độ cao so với mặt đất nên thế năng trọng trường bằng nhau và bằng: .

Thế năng của vật C:

Thế năng của vật D:

Thế năng của các vật A, B, D bằng nhau và lớn hơn thế năng của vật C.

Bài tập 2.6 (trang 7): 

 Một chiếc hộp có trọng lượng 40 N bắt đầu trượt xuống không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 10 m, dài 15 m. Tính độ giảm thế năng của chiếc hộp khi nó trượt đến chân mặt phẳng nghiêng.

Bài giải chi tiết: 

Bài tập 2.7 (trang 7):

Do phanh trên xe tải hỏng, người lái xe tắt máy và cho xe chạy lên dốc thoát hiểm. Động năng của xe thay đổi thế nào trong quá trình từ lúc tắt máy đến khi xe dừng lại ở đường dốc thoát hiểm?

Bài giải chi tiết: 

- Khi xe tải tắt máy và chạy lên dốc, động năng của xe chuyển hóa dần thành thế năng (và nhiệt). 

- Khi xe tải dừng lại, động năng đã chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng (và nhiệt).

=> Động năng giảm dần đến giá trị bằng không khi xe dừng hẳn.

Bài tập 2.8 (trang 7):

Hình bên mô tả vị trí của các cabin trong trò chơi vòng đu quay tại một thời điểm nhất định. Biết các cabin có khối lượng bằng nhau.

a) Cabin nào có thế năng lớn nhất, nhỏ nhất?

b) Các cabin nào có thế năng bằng nhau?

Bài giải chi tiết: 

a) Cabin 8 có thế năng lớn nhất vì ở độ cao lớn nhất. Cabin 4 có thế năng nhỏ nhất vì ở độ cao nhỏ nhất.

b) Các cabin có thế năng bằng nhau khi chúng ở cùng một độ cao: 1 và 7; 2 và 6; 3 và 5.

Bài tập 2.9 (trang 7):

Một vận động viên có khối lượng 75 kg thực hiện pha trượt tuyết mạo hiểm, bắt đầu trượt không vận tốc đầu từ vị trí 1 và trượt theo quỹ đạo như hình bên dưới. Chọn gốc thế năng tại vị trí 5.

a) Mô tả sự chuyển hóa cơ năng của vận động viên trong quá trình trên.

b) Nếu cơ năng của vận động viên không đổi thì động năng của người đó tại vị trí 4 bằng bao nhiêu?

Bài giải chi tiết: 

a) Tại vị trí 1, vận động viên chỉ có thế năng.

Trong quá trình trượt từ vị trí 1 đến vị trí 3, thế năng của vận động viên giảm và chuyển hóa một phần thành động năng. Tại vị trí 3, cơ năng của vận động viên bao gồm cả thế năng và động năng.

Từ vị trí 3 đến vị trí 4, động năng của vận động viên giảm và chuyển hóa một phần thành thế năng. Từ vị trí 4 đến vị trí 5, thế năng của vận động viên giảm và chuyển hóa dần thành động năng.

Tại vị trí 5 vận động viên chỉ có động năng.

b) Cơ năng không đổi nên:

=>

Bài tập 2.10 (trang 8):

Một con lắc gồm vật nặng có khối lượng 2 kg được treo vào đầu sợi dây nhẹ, không dãn. Từ vị trí cân bằng O ban đầu, vật được nâng lên 0,5 m đến điểm A rồi thả nhẹ (hình bên). Chọn gốc thế năng tại O. Coi cơ năng của vật không đổi.

a) Tính cơ năng của vật tại A.

b) Tính tốc độ của vật khi đi qua điểm O.

Bài giải chi tiết:

a) Cơ năng tại A:

b) Cơ năng của vật không đổi nên ta có động năng tại O là:

=>